JP2023015100A - 一置換コハク酸無水物の使用 - Google Patents

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Abstract

【課題】炭酸カルシウムがポリマー組成物中にコンパウンディングされたときに、ポリマーの分子量の低下又はポリマーの加水分解を抑制する方法を提供する。【解決手段】本発明は、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中の少なくとも1つの一置換コハク酸無水物の使用であって、加工中のポリマー分解を低減させ、及び/又はいかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、そのようなコンパウンディングされたポリマー組成物のメルトフローレートを少なくとも10%減少させ、及び/又はそのようなコンパウンディングされたポリマー組成物の粘度を少なくとも10%増加させ、前記ポリマー組成物がポリ乳酸を含まない、使用を提供する。【選択図】なし

Description

本発明は、ポリマー組成物の押出しに関する一置換コハク酸無水物の使用、及び加工中のポリマー分解を低減させる方法に関する。
今日、多くの製造物がプラスチックから作られているが、これは、この材料が低い密度を有し、したがって軽く、低い熱伝導率を有し、強く、加工が容易であり、壊れにくいためである。ポリマーは、化石燃料又はバイオポリマーのような異なる供給源から製造し又は得ることができ、熱可塑性材料、熱硬化性材料及びエラストマー材料に分けることができる。公知及び主に使用されるポリマーは、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリブチレートアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリヒドロキシブチレート(PHB)及びポリカプロラクトン(PCL)である。
さらには、ポリマー及び原料を確かなものにするため、及びポリマーの特性を変化させるために、粒子状充填剤がポリマー材料中にコンパウンディングされることが多い。そのような充填剤を組み込むことによって、使用されるポリマーが少なくなり、したがって、ポリマー組成物中への充填剤のコンパウンディングは、ポリマー材料の低減に繋がることがある。それにより、ポリマー製造物の最終価格が減少され得る。さらには、充填剤は、ポリマー材料の特性を変化及び/又は改良するためによく使用される。例えば、充填剤は、ポリマーの色を変化させるために加えられる。又は、充填剤は、ポリマーの化学的及び機械的特性を変化させる目的、例えば、軟化温度、ヤング率、衝撃強度又は引張り強度を変化させるために加えられる。
上記の通り、充填剤は、より高価な結合剤材料の消費を低くするため又は混和材料の一部の特性をより良くするためにプラスチックのような材料に加えられる離散粒子である。最も重要な充填剤のうち、炭酸カルシウムは最大の市場規模を持ち、プラスチック分野において主に使用される。
ポリマー及び炭酸カルシウムのような充填剤を含む材料は多数の文献に記載されている。例えば、WO2013/190274A2は、ポリマー及び粒子状鉱物充填剤を含む組成物に言及している。ポリマーはポリヒドロキシブチレート(PHB)であってよく、粒子状鉱物充填剤は、そのようなポリマーの生分解性を促進するか焼成クレイを含む。
WO2015/185533は、ポリマー組成物の総重量に基づいて少なくとも20.0重量%の少なくとも1つの生分解性ポリマー樹脂、ポリマー組成物の総重量に基づいて0.1~20.0重量%の、ポリエチレン及び/又はポリプロピレンから選択される少なくとも1つのポリオレフィン、及びポリマー組成物の総重量に基づいて5.9~60.0重量%の、少なくとも1つのポリオレフィン中及び少なくとも1つの生分解性ポリマー樹脂中に分散された無機充填剤材料を含むポリマー組成物に関する。充填剤材料は、アルカリ性無機充填剤材料であってよい。
WO2010/001268A2は、ブレンド物を含む生分解性のパッケージングフィルムに言及しており、ブレンド物は、ブレンド物の約10重量%~約60重量%の量の少なくとも1つの熱可塑性のデンプン、ブレンド物の約1重量%~約30重量%の量の少なくとも1つのポリ乳酸、ブレンド物の約20重量%~約70重量%の量の少なくとも1つの脂肪族-芳香族コポリエステル、及びブレンド物の約1重量%~約25重量%の量の少なくとも1つの充填剤を含み、ポリ乳酸及び充填剤の総重量パーセンテージに対する脂肪族-芳香族コポリエステル及び熱可塑性のデンプンの総重量パーセンテージの比は、約1~約10である。
WO2014102197A1は、ポリエステルを含む少なくとも1つのポリマー及び炭酸カルシウムを含む少なくとも1つの充填剤を含む不織生地に言及している。WO2014102197A1はさらに、そのような不織生地を製造する方法の他に、ポリエステルを含む少なくとも1つのポリマーを含む不織生地における充填剤としての炭酸カルシウムの使用に関する。
US8901224B2は、充填ポリマー材料を製造する方法の他に、充填ポリマー材料に言及している。より正確には、少なくとも1つの充填剤、好ましくは炭酸カルシウムCaCOを充填された熱可塑性ポリマー材料が開示されており、これは加水分解に感受性であり、及び任意選択的に吸湿性である。
国際公開第2013/190274号 国際公開第2015/185533号 国際公開第2010/001268号 国際公開第2014102197号 米国特許第8901224号明細書
炭酸カルシウムがポリマー組成物中にコンパウンディングされたときに観察される一般的な欠点は、これらのポリマー組成物の機械的又はレオロジー特性が悪化することである。ポリマー中への炭酸カルシウムのコンパウンディングは、例えば、より高いメルトフローレートに繋がることがある。これは、ポリマーが加熱時により多く液体になることを意味し、これはポリマーの分子量の低下又はポリマーの加水分解を指し示す。ポリマーが液体/流体になり過ぎる場合、これは、通常の加工においてだけでなくリサイクル加工中に、ポリマーの加工についての問題又は欠点となる。
したがって、以上の技術的な問題に対処する技術的解決手段、特に、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物の高温での熱安定性及び加工性を向上させることを可能とする技術的解決手段に対する必要性が当該技術分野において存在する。さらには、向上した機械的特性、特に、減少したメルトフローレートを有する、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物に対する必要性がなおも存在する。さらには、向上した機械的特性、特に、増加した粘度を有する、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物に対する必要性がなおも存在する。
したがって、上記の問題に対処する技術的解決手段、特に、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物の加工中の安定性、特に、熱安定性を向上させる技術的解決手段を提供することが本発明の目的である。さらなる目的は、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物の、加工中の、特に高温での加工中の加工性を促進することである。本発明の別の目的は、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物の機械的特性、特にメルトフローレートを向上させることである。本発明の代替的な目的は、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物の機械的特性を向上させること、特に、粘度を増加させることである。さらには、ポリ乳酸を含まないポリマー組成物を提供することが本発明の目的である。
以上の及び他の目的は、請求項1において本明細書で定義される主題によって解決される。
本発明の有利な実施形態は、対応する従属請求項において定義される。
本発明の一態様によれば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマーおよび充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中に、加工中のポリマー分解を減少させるために、および/または、ポリマー組成物がポリ乳酸を含まない、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、そのような配合ポリマー組成物のメルトフローレートを少なくとも10%減少させるために、および/またはそのような配合ポリマー組成物の粘度を少なくとも10%だけ増加させるために使用される。
本発明者らは、驚くべきことに、本発明によれば、ポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中に少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を使用したときに、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物の安定性、特に熱安定性を著しく向上させ得ることを発見した。さらには、本発明者らは、驚くべきことに、ポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中に少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を使用したときに、ポリマー組成物の加工性を促進できることを発見した。さらには、本発明によれば、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物の機械的特性、特にメルトフローレートを向上させ得る。又は、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物の粘度を増加させ得る。特に、これは、ポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中に少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を使用することによって達成される。
本発明の別の態様によれば、加工中のポリマー分解を低減させ、及び/又は、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物のメルトフローレートを少なくとも10%減少させ、及び/又は、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物の粘度を少なくとも10%増加させる方法であって、方法が、
a)少なくとも1つのポリマーをポリマー成分として提供すること、並びに
b)少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を充填剤として提供すること、並びに
c)少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を提供すること、
d)a)、b)及びc)の成分を任意の順序で接触させること、並びに
e)ステップd)の接触させた成分をコンパウンディングすること
を含み、
該ポリマー組成物がポリ乳酸を含まない、
方法が提供される。
本発明の別の態様によれば、衛生製品、医療及びヘルスケア製品、フィルター製品、ジオテキスタイル製品、農業及び園芸用製品、衣類、履物及びバッグ製品、家庭用及び産業用製品、パッケージング製品、建設用製品などにおける、
a)少なくとも1つのポリマーをポリマー成分として提供するステップ、並びに
b)少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を充填剤として提供するステップ、並びに
c)少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を提供するステップ、
d)a)、b)及びc)の成分を任意の順序で接触させるステップ、並びに
e)ステップd)の接触させた成分をコンパウンディングするステップ
を含む方法によって得ることができるポリマー組成物の使用であって、該ポリマー組成物がポリ乳酸を含まない、使用が提供される。
本発明の別の態様によれば、
a)少なくとも1つのポリマーをポリマー成分として提供するステップ、並びに
b)少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を充填剤として提供するステップ、並びに
c)少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を提供するステップ、
d)a)、b)及びc)の成分を任意の順序で接触させるステップ、並びに
e)ステップd)の接触させた成分をコンパウンディングするステップ
を含む方法によって得ることができるポリマー組成物を含む物品であって、物品が、衛生製品、医療及びヘルスケア製品、フィルター製品、ジオテキスタイル製品、農業及び園芸用製品、衣類、履物及びバッグ製品、家庭用及び産業用製品、パッケージング製品、建設用製品などを含む群から選択され、該ポリマー組成物がポリ乳酸を含まない、物品が提供される。
本発明の有利な実施形態は、対応する従属請求項において定義される。
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、置換基中にC2-C30、好ましくはC3-C25、最も好ましくはC4-C20の総量の炭素原子を有し、分岐鎖基の場合は置換基中にC3-C30、好ましくはC3-C25、最も好ましくはC4-C20の総量の炭素原子を有し、及び環状基の場合は置換基中にC5-C30、好ましくはC5-C25、最も好ましくはC5-C20の総量の炭素原子を有する、直鎖基、分岐鎖基、脂肪族基及び環状基から選択される基で一置換されたコハク酸無水物からなる。
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、少なくとも1つのアルキル一置換コハク酸無水物、好ましくは、エチルコハク酸無水物、プロピルコハク酸無水物、ブチルコハク酸無水物、トリイソブチルコハク酸無水物、ペンチルコハク酸無水物、ヘキシルコハク酸無水物、ヘプチルコハク酸無水物、オクチルコハク酸無水物、ノニルコハク酸無水物、デシルコハク酸無水物、ドデシルコハク酸無水物、ヘキサデカニルコハク酸無水物、オクタデカニルコハク酸無水物及びこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1つのアルキル一置換コハク酸無水物、及び/又は少なくとも1つのアルケニル一置換コハク酸無水物、好ましくは、エテニルコハク酸無水物、プロペニルコハク酸無水物、ブテニルコハク酸無水物、トリイソブテニルコハク酸無水物、ペンテニルコハク酸無水物、ヘキセニルコハク酸無水物、ヘプテニルコハク酸無水物、オクテニルコハク酸無水物、ノネニルコハク酸無水物、デセニルコハク酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、ヘキサデセニルコハク酸無水物、オクタデセニルコハク酸無水物及びこれらの混合物を含む群から選択される少なくとも1つのアルケニル一置換コハク酸無水物である。
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物が、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料の表面上に存在するように、ポリマー組成物のコンパウンディングの前に使用される。
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物が、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物と混合しながら接触するように、ポリマー組成物のコンパウンディング中に使用される。
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物は、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の総乾燥重量に基づいて、少なくとも0.1重量%の量、好ましくは0.1~4.0重量%の量、より好ましくは0.1~3.0重量%の量、よりいっそう好ましくは0.2~2.0重量%の量、よりいっそう好ましくは0.3~1.5重量%の量、最も好ましくは0.4~1.2重量%の量でポリマー組成物中に存在する。
本発明の一実施形態によれば、ポリマー成分は、化石燃料から得られるポリマーを含み、好ましくは、ポリマーはポリオレフィンから選択され、最も好ましくは、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)、ポリブテン-1(PB-1)、ポリケトン(PK)、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)及びこれらの混合物から選択される。
本発明の一実施形態によれば、ポリマー成分は、バイオポリマーから得られるポリマーを含み、好ましくは、ポリマーは、ポリブチレートアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリヒドロキシアルカノレート(PHA)、例えば、ポリヒドロキシブチレート(PHB)、ポリヒドロシキバレレート(PHV)、ポリヒドロキシヘキソネート(PHH)、ポリヒドロキシオクタノエート(PHO)及びポリヒドロキシアルカノエートのコポリマー、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリグリコール酸(PGA)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリブチレンサクシネートアジペート(PBSA)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリブチレンサクシネートテレフタレート(PBST)、セロファン(CH)、セルロースエーテル、セルロースエステル、酢酸デンプン及び/又はデンプンブレンド物から選択され、よりいっそう好ましくは、ポリブチレートアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリヒドロキシアルカノレート(PHA)、ポリカプロラクトン(PCL)及び/又は酢酸デンプン及び/又はデンプンブレンド物から選択され、最も好ましくは、ポリブチレートアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリヒドロキシブチレート(PHB)及びポリカプロラクトン(PCL)からなる群から選択される。
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物は、ポリマー成分の総重量に基づいて、少なくとも0.005重量%の量、好ましくは0.01~5.0重量%の量、より好ましくは0.02~1.0重量%の量、よりいっそう好ましくは0.03~0.8重量%の量、よりいっそう好ましくは0.05~0.5重量%の量、最も好ましくは0.07~0.3重量%の量でポリマー組成物中に存在する。
本発明の一実施形態によれば、炭酸カルシウム含有材料は、重質炭酸カルシウム、好ましくは、大理石、石灰岩、ドロマイト及び/又はチョーク、沈降炭酸カルシウム、好ましくは、バテライト、カルサイト及び/又はアラゴナイト、並びにこれらの混合物からなる群から選択され、より好ましくは、炭酸カルシウム含有材料は重質炭酸カルシウムである。
本発明の一実施形態によれば、炭酸カルシウム含有材料は、i)0.1μm~20μmの範囲内、好ましくは0.25μm~15μmの範囲内、より好ましくは0.5μm~10μmの範囲内、最も好ましくは0.7μm~7μmの範囲内の重量メジアン粒径d50値、及び/又はii)≦50μm、好ましくは≦30μm、より好ましくは≦20μm、最も好ましくは≦15μmのトップカット(d98)、及び/又はiii)窒素及びISO 9277:2010によるBET法を使用する測定で、0.5~150m/g、好ましくは1~60m/g、より好ましくは1.5~15m/gの比表面積(BET)、及び/又はiv)少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料の総乾燥重量に基づいて、0.01重量%~1重量%、好ましくは0.02重量%~0.5重量%、より好ましくは0.03重量%~0.3重量%、最も好ましくは0.04重量%~0.15重量%の残留総水分含有量を有する。
本発明の一実施形態によれば、炭酸カルシウム含有材料は、ポリマー成分の総重量に基づいて、0.1~85重量%の量、好ましくは3~50重量%の量、より好ましくは5~40重量%の量、最も好ましくは10~30重量%の量でポリマー組成物中に存在する。
本発明の一実施形態によれば、ポリマー組成物は、着色顔料、染料、ワックス、潤滑剤、酸化及び/又はUV安定化剤、酸化防止剤及びタルクなどの他の充填剤などのさらなる添加物を含む。
本発明の別の実施形態によれば、接触ステップd)において、最初に、ステップb)の少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を、1つ以上のステップにおいて、ステップc)の少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と混合しながら接触させ、それにより、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物を含む処理層が、ステップb)の前記少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料の表面上に形成され、並びに次に、この表面処理された炭酸カルシウム含有材料を、1つ以上のステップにおいて、少なくとも1つのポリマーと混合しながら接触させる。
本発明の目的のために、以下の用語は以下の意味を有することが理解されるべきである。
ジヒドロ-2,5-フランジオン、コハク酸無水物(succinic acid anhydride)又はサクシニル酸化物とも呼ばれる「コハク酸無水物」(succinic anhydride)という用語は、分子式Cを有するコハク酸の酸無水物であり、CAS番号108-30-5として公知である。
本発明の意味における「一置換コハク酸無水物」という用語は、水素原子が別の置換基によって置換されたコハク酸無水物を指す。
本発明の意味における「少なくとも1つの一置換コハク酸無水物の塩反応生成物」という用語は、炭酸カルシウム含有充填剤材料を1以上の一置換コハク酸無水物と接触させることによって得られる生成物を指す。前記塩反応生成物は、適用された一置換コハク酸無水物から形成される一置換コハク酸と炭酸カルシウム含有充填剤材料の表面に位置する反応性分子との間で形成される。
本発明による「コンパウンディング」という用語は、異なる原料の均質なブレンド物を達成するために、少なくとも1つのポリマー成分を少なくとも1つの添加物、例えば、溶融又は軟化された状態の炭酸カルシウム含有充填剤材料と混合及び/又はブレンドすることによってポリマー又はプラスチック配合物を調製することを指す。分散混合及び分配混合は、ポリマー成分が溶融又は軟化された状態であるが、分解温度より低い温度で行われる。コンパウンディング方法は当業者に公知であり、例えば、コンパウンディングは、例えば、ツインスクリュー押出し機又はコニーダーを用いる押出しによって行うことができる。
本明細書で使用される「ポリマー」という用語は、一般に、例えば、ブロック、グラフト、ランダム及び交互コポリマーなどのホモポリマー及びコポリマーの他に、これらのブレンド物及び修飾物を含む。ポリマーは、非晶性ポリマー、結晶性ポリマー又は半結晶性ポリマー、すなわち、結晶性部分及び非晶性部分を含むポリマーであり得る。結晶化度はパーセントで特定され、示差走査熱量測定(DSC)によって決定することができる。非晶性ポリマーは、そのガラス転移温度によって特徴付けることができ、結晶性ポリマーは、その融点によって特徴付けることができる。半結晶性ポリマーは、そのガラス転移温度及び/又はその融点によって特徴付けることができる。
本発明の意味における「ガラス転移温度」という用語は、ガラス転移が起こる温度を指し、非晶性材料(又は半結晶性材料内の非晶性領域)における堅くて、比較的もろい状態から溶融状態又はゴム様状態への可逆的な転移である。ガラス転移温度は、それが存在する場合、材料の結晶状態の融点より常に低い。本発明の意味における「融点」という用語は、大気圧において固体が固体から液体に状態を変化させる温度を指す。融点において固相及び液相は平衡状態で存在する。ガラス転移温度及び融点は、10℃/分の加熱速度を用いてISO 11357によって決定される。
本発明による「ポリマー組成物」という用語は、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含む組成物を指す。
本発明による「ポリ乳酸」という用語は、繰返し単位として式Iを含むポリマーを指す:
Figure 2023015100000001
乳酸はキラルであり、したがって、2つの光学異性体を指す。1つはL-(+)-乳酸又は(S)-乳酸として公知であり、その鏡像である他方はD-(-)-乳酸又は(R)-乳酸である。等量のこれら2つの混合物はDL-乳酸、又はラセミ乳酸と呼ばれる。このキラリティーにより、例えば、PLLA(ポリ-L-乳酸)、PDLA(ポリ-D-乳酸)及びPDLLA(ポリ-DL-乳酸)といった異なる種類のポリ乳酸が公知である。
本発明の目的のために、「炭酸カルシウム含有充填剤材料」又は「炭酸カルシウム含有材料」という用語は、炭酸カルシウム含有充填剤材料の総乾燥重量に基づいて、少なくとも60重量%、好ましくは少なくとも80重量%の炭酸カルシウムを含む材料を指す。
本発明の意味における「重質炭酸カルシウム」(GCC)は、石灰岩、大理石又はチョークなどの天然の供給源から得られ、粉砕、ふるい分け、及び/又は例えば、サイクロン若しくは選別機による分別などの湿式及び/又は乾式処理を通じて加工された炭酸カルシウムである。
本発明の意味における「沈降炭酸カルシウム」(PCC)は、一般に、水性環境中での二酸化炭素及び水酸化カルシウム(水和石灰)の反応後の沈殿によって又は水中でのカルシウム及び炭酸供給源からの沈殿によって得られる合成材料である。さらに、沈降炭酸カルシウムはまた、水性環境中にカルシウム及び炭酸塩、例えば、塩化カルシウム及び炭酸ナトリウムを導入することによる生成物であってもよい。PCCは、バテライト、カルサイト又はアラゴナイトの結晶形態を有し得る。PCCは、例えば、EP2447213A1、EP2524898A1、EP2371766A1、EP2840065A1又はWO2013/142473A1に記載されている。
「乾燥」又は「乾燥した」材料という用語は、炭酸カルシウム含有材料の重量の総重量に基づいて0.001~0.5重量%の水を有する材料であると理解される。水の%(「水分含有量」に等しい)は、重量測定により決定される。本発明の意味における「乾燥」は、炭酸カルシウム含有材料の水分含有量が、炭酸カルシウム含有材料の重量の総重量に基づいて0.001~0.5重量%の範囲内になるまで加熱が実行されることを意味する。
粒子状材料、例えば、本明細書における炭酸カルシウム含有材料の「粒径」は、粒径dの分布によって記述される。ここにおいて、値dは、x重量%の粒子がd未満の直径を有するような直径を表す。これは、例えば、d20の値は、全ての粒子の20重量%がその粒径より小さい粒径であることを意味する。したがって、d50の値は重量メジアン粒径であり、すなわち、全ての粒の50重量%はこの粒径より大きく、残りの50重量%はこの粒径より小さい。本発明の目的のために、別に指し示さない限り、粒径は重量メジアン粒径d50として特定される。d98の値は、全ての粒子の98重量%がその粒径より小さい粒径である。d98の値は、「トップカット」とも呼ばれる。粒径は、Micromeritics Instrument CorporationのSedigraph(商標)5100又は5120機器を使用することによって決定された。方法及び機器は当業者に公知であり、充填剤及び顔料の粒径を決定するために一般的に使用される。測定は、0.1重量%のNaの水溶液中で実行された。高速撹拌機を使用して試料を分散させ、超音波処理を行った。
本発明の意味における炭酸カルシウム含有材料の「比表面積(SSA)」は、炭酸カルシウム含有材料の表面積をその質量で割ったものとして定義される。本明細書で使用される場合、比表面積は、BET等温線(ISO 9277:2010)を使用して窒素ガス吸着によって測定され、m/gで特定される。
本出願の目的のために、「水不溶性」材料は、100gの前記材料を100gの脱イオン水と混合し、20℃で0.2μmの孔径を有するフィルターで濾過して濾液を回収したときに、周囲圧力での100gの前記濾液の95~100℃での蒸発後に0.1g以下の回収された固体材料を提供する材料として定義される。「水溶性」材料は、100gの前記材料を100gの脱イオン水と混合し、20℃で0.2μmの孔径を有するフィルターで濾過して濾液を回収したときに、周囲圧力での100gの前記濾液の95~100℃での蒸発後に0.1gより多くの回収された固体材料を提供する材料として定義される。
本発明の意味における「懸濁液」又は「スラリー」は、不溶性固体及び溶媒又は液体、好ましくは水を含み、任意選択的にさらなる添加物を含み、及び多量の固体を通常含有し、したがって、それを形成する液体よりも粘性であり、及び高い密度であり得る。
本発明の目的のために、液体組成物の「固体含有量」は、全ての溶媒又は水を蒸発させた後に残る材料の量の指標である。
本発明による「標準条件」という用語は、標準的な周囲温度及び圧力(SATP)を指し、これは298.15K(25℃)の温度及び正確に100000Pa(1bar、14.5psi、0.98692atm)の絶対圧力を指す。
「含む」(comprising)という用語が本明細書及び特許請求の範囲において使用される場合、それは、大きな又は軽微な機能的重要性を持つ他の特定されていない構成要素を除外しない。本発明の目的のために、「からなる」という用語は、「含む」という用語の好ましい実施形態であると考えられる。以下において、少なくともある特定の数の実施形態を含むように群が定義される場合、これは群を開示するものとしても理解され、この群は、好ましくは、これらの実施形態のみからなる。
「含んでいる」(including)又は「有する」という用語が使用される場合、これらの用語は、上記に定義される「含む」に相当することが意図される。
単数名詞に言及するときに、例えば、「a」、「an」又は「the」といった不定冠詞又は定冠詞が使用される場合、他のことが具体的に述べられない限り、これはその名詞の複数を含む。
「得ることができる」又は「定義することができる」及び「得られる」又は「定義される」のような用語は、互換的に使用される。これは、例えば、文脈が明らかにそうでないことを規定しない限り、「得られる」という用語は、例えば、実施形態が、「得られる」という用語に後続する一連のステップによって得られなければならないと指し示すことは意図せず、但し、そのような限定された理解は、「得られる」又は「定義される」という用語によって好ましい実施形態として常に含まれる。
本発明によれば、一置換コハク酸無水物をポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中に使用して、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物の安定性、特に熱安定性を向上させ及び/又はそのようなポリマー組成物の加工性を促進し、及び/又はそのようなポリマー組成物の機械的特性、特にメルトフローレート又は粘度を向上させることができることが発見された。したがって、本発明によれば、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中における少なくとも1つの一置換コハク酸無水物の使用であって、加工中のポリマー分解を低減させために、及び/又は、ポリマー組成物がポリ乳酸を含まない、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、そのようなコンパウンディングされたポリマー組成物のメルトフローレートを少なくとも10%減少させるために、及び/又はそのようなコンパウンディングされたポリマー組成物の粘度を少なくとも10%増加させるために提供される。
本発明の以下の詳細及び好ましい実施形態において、請求項1に記載されるポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中の一置換コハク酸無水物の使用がより詳細に記載される。
本発明によるポリマー組成物は、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含む。
<少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料>
本発明のポリマー組成物は、充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含む。
「少なくとも1つの」炭酸カルシウム含有材料という表現は、1つ以上、例えば、2つ又は3つの、炭酸カルシウム含有材料がポリマー組成物中に存在してもよいことを意味する。好ましい実施形態によれば、1つのみの、炭酸カルシウム含有材料がポリマー組成物中に存在する。
本発明の好ましい実施形態によれば、炭酸カルシウム含有材料は、重質炭酸カルシウム(GCC)、好ましくは、大理石、石灰岩、ドロマイト及び/又はチョーク、沈降炭酸カルシウム、好ましくは、バテライト、カルサイト及び/又はアラゴナイト、並びにこれらの混合物からなる群から選択され、より好ましくは、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料は、重質炭酸カルシウムである。
天然又は重質炭酸カルシウム(GCC)は、石灰岩若しくはチョークなどの採掘された堆積岩、又は変成大理石岩、卵殻若しくは貝殻由来の天然に存在する形態の炭酸カルシウムから製造されるものと理解される。炭酸カルシウムは、3種類の結晶多形体:カルサイト、アラゴナイト及びバテライトとして存在することが公知である。最もよく見られる結晶多形体であるカルサイトは、炭酸カルシウムの最も安定な結晶形態であると考えられる。アラゴナイトはより低い頻度で見られ、放射状又はクラスタ化した針状の斜方晶系結晶構造を有する。バテライトは最も希少な炭酸カルシウム多形体であり、一般に不安定である。重質炭酸カルシウムはほぼ排他的にカルサイト多形体であり、これは三方晶系-菱面体晶系であると言われ、炭酸カルシウム多形体の最も安定な形態となる。本出願の意味における炭酸カルシウムの「供給源」という用語は、それから炭酸カルシウムが得られる天然に存在する鉱物材料を指す。炭酸カルシウムの供給源は、炭酸マグネシウム、アルミノシリケートなどのさらなる天然に存在する成分を含み得る。
一般に、天然の重質炭酸カルシウムの粉砕は、乾式又は湿式粉砕ステップであってよく、例えば、粉砕が主に二次的な物体との衝突の結果として生じるような条件下で、任意の従来の粉砕デバイスを用いて、すなわち、ボールミル、ロッドミル、振動ミル、ロールクラッシャー、遠心式衝撃ミル、垂直ビーズミル、アトリションミル、ピンミル、ハンマーミル、パルベライザー、シュレッダー、デクランパー、ナイフカッター又は当業者に公知の他のそのような設備の1つ以上において、実行することができる。炭酸カルシウムを含む鉱物材料が、湿った重質炭酸カルシウム含有鉱物材料を含む場合、粉砕ステップは、自己粉砕が起こるような条件下で、及び/又は水平ボールミル粉砕によって、及び/又は当業者に公知の他のそのような方法によって行うことができる。このようにして得られる湿式加工された重質炭酸カルシウム含有鉱物材料は、周知の方法、例えば、乾燥前の綿状沈殿、濾過又は強制蒸発によって洗浄及び脱水することができる。乾燥のその後のステップ(必要な場合)は、スプレー乾燥などの単一のステップで、又は少なくとも2つのステップで実行することができる。また、そのような鉱物材料が不純物を除去するための選鉱ステップ(浮選、漂白又は磁気分離ステップなど)を受けることも一般的である。
本発明の一実施形態によれば、天然又は重質炭酸カルシウム(GCC)の供給源は、大理石、チョーク、石灰岩、ドロマイト又はこれらの混合物から選択される。好ましくは、重質炭酸カルシウムの供給源は大理石であり、より好ましくは、ドロマイト大理石及び/又はマグネサイト大理石である。本発明の一実施形態によれば、GCCは、乾式粉砕によって得られる。本発明の別の実施形態によれば、GCCは、湿式粉砕及びその後の乾燥によって得られる。
本発明の意味における「ドロマイト」は、炭酸カルシウム含有鉱物、すなわち、CaMg(CO(「CaCO・MgCO」)の化学組成を有する炭酸カルシウム-マグネシウム鉱物である。ドロマイト鉱物は、ドロマイトの総重量に基づいて、少なくとも30.0重量%のMgCO、好ましくは35.0重量%より多く、より好ましくは40.0重量%より多くのMgCOを含有し得る。
本発明の一実施形態によれば、炭酸カルシウムは、1種類の重質炭酸カルシウムを含む。本発明の別の実施形態によれば、炭酸カルシウムは、異なる供給源から選択される2種類以上の重質炭酸カルシウムの混合物を含む。
本発明の意味における「沈降炭酸カルシウム」(PCC)は、一般に、水性環境中での二酸化炭素及び石灰の反応後の沈殿、又は水中でのカルシウム及び炭酸イオン供給源の沈殿、又はカルシウム及び炭酸イオン、例えば、CaCl及びNaCOを合わせることによる溶液からの沈殿により得られる合成材料である。PCCを製造するさらなる可能な方法は、ソーダ石灰法、又はPCCがアンモニア製造の副生成物であるソルベー法である。沈降炭酸カルシウムは、3つの主な結晶形態:カルサイト、アラゴナイト及びバテライトで存在し、これらの結晶形態のそれぞれについて多くの異なる多形体(晶癖)がある。カルサイトは、偏三角面体(S-PCC)、菱面体(R-PCC)、六角柱、卓面体、コロイド(C-PCC)、立方体及び角柱(P-PCC)などの典型的な晶癖を有する三方晶構造を有する。アラゴナイトは、双晶の六角柱状結晶の典型的な晶癖を有する斜方晶構造である他に、薄く細長い角柱、曲線の刃状、急傾斜のピラミッド形状、のみ状の結晶、樹枝状、及びサンゴ状又は蠕虫状の形態の多様な組合せである。バテライトは、六方晶系に属する。得られるPCCスラリーは、機械的に脱水し、乾燥することができる。
本発明の一実施形態によれば、沈降炭酸カルシウムは、好ましくは、アラゴナイト、バテライト又はカルサイトの鉱物学的結晶形態又はこれらの混合物を含む沈降炭酸カルシウムである。
本発明の一実施形態によれば、炭酸カルシウムは、1種類の沈降炭酸カルシウムを含む。本発明の別の実施形態によれば、炭酸カルシウムは、沈降炭酸カルシウムの異なる結晶形態及び異なる多形体から選択される2つ以上の沈降炭酸カルシウムの混合物を含む。例えば、少なくとも1つの沈降炭酸カルシウムは、S-PCCから選択される1つのPCC及びR-PCCから選択される1つのPCCを含み得る。
本発明の好ましい実施形態によれば、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料は、重質炭酸カルシウム、好ましくは乾燥重質炭酸カルシウムである。別の好ましい実施形態によれば、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料は大理石である。
少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料中の炭酸カルシウムの量は、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の総乾燥重量に基づいて、少なくとも60重量%、好ましくは少なくとも80重量%、例えば、少なくとも95重量%、より好ましくは97~100重量%、よりいっそう好ましくは98.5~99.95重量%であることが理解される。
少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料は、好ましくは粒子状材料の形態であり、製造される製造物の種類に関与する材料について従来用いられる粒径分布を有し得る。本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料は、0.1~20μmの範囲内の重量メジアン粒径d50値を有する。例えば、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料は、0.25μm~15μm、好ましくは0.5μm~10μm、最も好ましくは0.7μm~7μmの重量メジアン粒径d50を有する。
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料、好ましくは重質炭酸カルシウムは、≦50μmのトップカット(d98)を有し得る。例えば、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料は、≦30μm、好ましくは≦20μm、最も好ましくは≦15μmのトップカット(d98)を有し得る。
本発明の別の実施形態によれば、重質炭酸カルシウム及び/又は沈降炭酸カルシウムの比表面積は、窒素及びISO 9277:2010によるBET法を使用する測定で、0.5~150m/g、好ましくは1~60m/g、最も好ましくは1.5~15m/gである。
少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料に応じて、一実施形態による少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料は、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の総乾燥重量に基づいて、0.01~1重量%、好ましくは0.02~0.5重量%、より好ましくは0.03~0.3重量%、最も好ましくは0.04~0.15重量%の残留総水分含有量を有し得る。
例えば、湿式粉砕した乾燥炭酸カルシウムが、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料として使用される場合、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の残留総水分含有量は、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の総乾燥重量に基づいて、好ましくは0.01~1重量%、より好ましくは0.02~0.1重量%、最も好ましくは0.04~0.08重量%である。少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料としてPCCが使用される場合、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の残留総水分含有量は、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の総乾燥重量に基づいて、好ましくは0.01~1重量%、より好ましくは0.05~0.2重量%、最も好ましくは0.05~0.15重量%である。
本発明の一実施形態によれば、炭酸カルシウム含有材料は、0.1μm~20μmの範囲内、好ましくは0.25μm~15μmの範囲内、より好ましくは0.5μm~10μmの範囲内、最も好ましくは0.7μm~7μmの範囲内の重量メジアン粒径d50値、及び≦50μm、好ましくは≦30μm、より好ましくは≦20μm、最も好ましくは≦15μmのトップカット(d98)、及び窒素及びISO 9277:2010によるBET法を使用する測定で、0.5~150m/g、好ましくは1~60m/g、より好ましくは1.5~15m/gの比表面積(BET)、及び少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料の総乾燥重量に基づいて、0.01重量%~1重量%、好ましくは0.02重量%~0.5重量%、より好ましくは0.03重量%~0.3重量%、最も好ましくは0.04重量%~0.15重量%の残留総水分含有量を有する。
本発明の実施形態によれば、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料は、0.1μm~20μm、好ましくは0.25μm~15μm、より好ましくは0.5μm~10μm、最も好ましくは0.7μm~7μmのメジアン粒径d50値、及び窒素及びISO 9277によるBET法を使用する測定で、0.5~150m/g、好ましくは1~60m/g、より好ましくは1.5~15m/gのBET比表面積を有する、乾燥重質炭酸カルシウム、好ましくは大理石である。
本発明の好ましい実施形態によれば、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料は、0.7μm~7μm、例えば、2.6μmのメジアン粒径d50値、及び窒素及びISO 9277によるBET法を使用する測定で1.5~15m/g、例えば、2.6m/gのBET比表面積を有する、乾燥重質炭酸カルシウム、好ましくは大理石である。
本発明の一実施形態によれば、さらなる表面コーティングが、炭酸カルシウム含有材料の表面上に存在する。
<ポリマー成分>
本発明のポリマー組成物は、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマーを含む。
「少なくとも1つの」ポリマーという表現は、1つ以上、例えば、2つ又は3つのポリマーがポリマー組成物中に存在してもよいことを意味する。好ましい実施形態によれば、1つのポリマーのみがポリマー組成物中に存在する。別の好ましい実施形態によれば、2つのポリマーがポリマー組成物中に存在する。
本発明による「ポリマー」という用語は、例えば、ブロック、グラフト、ランダム及び交互コポリマーなどのホモポリマー及びコポリマーの他に、これらのブレンド物及び修飾物を含む。ポリマーは、非晶性ポリマー、結晶性ポリマー又は半結晶性ポリマー、すなわち、結晶性部分及び非晶性部分を含むポリマーであり得る。結晶化度はパーセントで特定され、示差走査熱量測定(DSC)によって決定することができる。非晶性ポリマーは、そのガラス転移温度によって特徴付けることができ、結晶性ポリマーは、その融点によって特徴付けることができる。半結晶性ポリマーは、そのガラス転移温度及び/又はその融点によって特徴付けることができる。
本発明の一実施形態によれば、ポリマー成分は、化石燃料から得られるポリマーを含む。これらのポリマーは、石油系ポリマーとしても公知である。化石燃料は、例えば、太古の光合成を起源とするエネルギーを含有する、埋蔵された死んだ生物の嫌気分解などの、天然の過程によって形成される燃料である。生物及びそれらの結果として得られる化石燃料の年月は、典型的に何百万年である。化石燃料は、高いパーセンテージの炭素を含有し、例えば、石油、石炭、気体、灯油又はプロパンを含む。化石燃料は、メタンのような低い炭素:水素比を有する揮発性材料から、石油のような液体、無煙炭のようなほぼ純粋な炭素から構成される不揮発性材料に及ぶ。化石燃料は産業上入手可能であり、当業者に公知である。
本発明の別の実施形態によれば、ポリマー成分は、バイオポリマーから得られるポリマーを含む。本発明によるバイオポリマーは、生分解性のポリマーであり、及び/又は、バイオマス及び/又は再生可能な供給原料/バイオ供給原料に基づくか、又はこれらから構成されるポリマーである。バイオマス及び/又は再生可能な供給原料/バイオ供給原料に基づくか、又はこれらから構成されるバイオポリマーは、「バイオソース」ポリマーとも呼ばれる。
「生分解性」ポリマーという用語は、真菌などの細菌又は他の生きた生物の助けにより破壊及び処分されることができるポリマーを指す。本発明による「バイオマス」という用語は、例えば、植物性脂肪及び油、コーンスターチ又は微生物相といった、生きているか、又は最近まで生きていた生物に由来する有機物である。本発明による「再生可能な供給原料」又は「バイオ供給原料」という用語は、例えば、トウモロコシ、サトウキビ(エタノール)、ダイズ又はヤシ(バイオディーゼル)といった、バイオ燃料として使用できる又はバイオ燃料に変換できる材料を指す。「バイオマス」及び「再生可能な供給原料」/「バイオ供給原料」という用語は部分的に重複し、明確に分けられないことがある。
化石燃料及びバイオポリマーから得られるポリマーは、当業者に周知であり、産業上入手可能である。さらには、当業者は、化石燃料若しくはバイオマスからのポリマー又は生分解性ポリマーをどのように調製すべきかを知っている。様々なポリマー機構が公知であり、例えば、フリーラジカル重合、イオン重合若しくは開環重合、配位重合のような付加重合又は連鎖成長重合、縮合重合又は段階成長重合、共重合又は生合成(例えば、細菌発酵過程のような細菌生合成)がある。重合は、バルク中、溶液/懸濁液/エマルション(スラリー法としても公知)中又は気相中で調製され得る。
化石燃料及びバイオポリマーから得られるポリマーは、化石燃料から又はバイオマス若しくは再生可能な供給原料/バイオ供給原料から主に得られる。しかしながら、これらのポリマーの製造のために、塩、例えば、塩化ナトリウム若しくは塩化銅、又は溶媒、例えば、アセトニトリル、テトラヒドロフラン若しくはベンゼン、重合開始剤、例えば、ジクミルペルオキシド若しくはアゾイソブチルニトリル、又はさらなる有機若しくは無機成分、例えば、N,N,N’,N’’,N’’-ペンタメチルジエチレントリアミン(PMDETA)のような他の成分も使用することができる。
本発明の一実施形態によれば、ポリマー成分は、化石燃料から得られるポリマーを含み、好ましくは、ポリマーはポリオレフィンから選択され、最も好ましくは、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)、ポリブテン-1(PB-1)、ポリケトン(PK)、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)及びこれらの混合物から選択される。
一実施形態によれば、少なくとも1つのポリマーはポリオレフィンである。使用され得るポリオレフィンポリマーは、好ましくは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン及びこれらの混合物からなる群から選択される。
一実施形態によれば、少なくとも1つのポリマーはポリエチレンであり、好ましくは、高密度ポリエチレン(HDPE)、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、超低密度ポリエチレン(ULDPE)、極低密度ポリエチレン(VLDPE)及びこれらの混合物からなる群から選択される。
0.936g/cm~約0.965g/cmの範囲内の密度を有するポリエチレンは、典型的に「高密度ポリエチレン(HDPE)」と呼ばれる。0.910g/cm~約0.940g/cmの範囲内の密度を有するポリエチレンは、典型的に「低密度ポリエチレン(LDPE)」と呼ばれる。
「線状低密度ポリエチレン(LLDPE)」という用語は、実質的に直鎖状ポリマー(ポリエチレン)を指し、これは、より長鎖のオレフィンとのエチレンの共重合によって通常作られるかなりの数の短い分岐を有する。線状低密度ポリエチレンは、長鎖の分岐がない低密度ポリエチレン(LDPE)とは構造的に異なる。LLDPEの線状度は、LLDPEの異なる製造方法の結果としてもたらされる。一般に、LLDPEは、エチレンと、1-ブテン、1-ヘキセン又は1-オクテンなどのより大きいアルファ-オレフィンとの共重合によってより低い温度及び圧力で製造される。LLDPEは、典型的に、通気性フィルムへの応用のために0.911g/cm~0.940g/cmの範囲内、好ましくは0.912g/cm~0.928g/cmの範囲内の密度を有する。
「極低密度線状低密度ポリエチレン(VLDPE)は、1-ブテン、1-ヘキセン又は1-オクテンなどの短鎖のアルファ-オレフィンとエチレンとの共重合によって通常作られる、高レベルの短鎖分岐を有する実質的に直鎖状ポリマーである。VLDPEは、典型的に、0.900~0.914g/cmの範囲内の密度を有する。
「超低密度線状低密度ポリエチレン(ULDPE)は、1-ブテン、1-ヘキセン又は1-オクテンなどの短鎖のアルファ-オレフィンとエチレンとの共重合によって通常作られる、高レベルの短鎖分岐を有する実質的に直鎖状ポリマーである。ULDPEは、典型的に、0.860~0.899g/cmの範囲内の密度を有する。
一実施形態によれば、ポリマーは、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)を含む。別の実施形態によれば、少なくとも1つのポリマーは、ポリマーの総量に基づいて2~20重量%のLDPEを含む。例えば、少なくとも1つのポリマーは、ポリマーの総量に基づいて80~98重量%のLLDPE、及びポリマーの総量に基づいて2~20重量%のLDPEを含む、好ましくはそれらからなる。LLDPEの量及びLDPEの量の合計は、好ましくは、ポリマーの総量に基づいて100重量%であることが理解される。
別の実施形態によれば、ポリマーは、ポリプロピレン(PP)、例えば、0.890g/cm~0.910g/cmの範囲内の密度を有するPPを含む。
別の実施形態によれば、ポリマーは、ポリメチルペンテン(PMP)を含み、PMPは、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)としても公知の、4-メチル-1-ペンテンの熱可塑性ポリマーである。ポリメチルペンテンは、三井化学の商標名TPXとしても公知である。ポリメチルペンテンは、4-メチル-1-ペンテンをベースとする線状アイソタクチックポリオレフィンであり、化石燃料からチーグラー・ナッタ型触媒によって作られることが多い。
別の実施形態によれば、ポリマーは、ポリブテン-1、ポリ(1-ブテン)又はPB-1としても公知のポリブチレンを含む。ポリブチレン(polybutylen)は、化学式(Cを有するポリオレフィン又は飽和ポリマーであり、多くの場合に、担持型チーグラー・ナッタ触媒を使用して、1-ブテン、化石燃料の重合によって製造される。PB-1は、高分子量の、直鎖状の、アイソタクチックの、及び半結晶性のポリマーである。
別の実施形態によれば、ポリマーは、少なくとも1つのポリケトン(PK)を含む。ポリケトンは、この材料にポリマー鎖間の強い誘引を生じさせるポリマー骨格中の極性ケトン基を含む高性能熱可塑性ポリマーのファミリーである。ケトン基は、構造RC(=O)R’を有する有機化合物であり、R及びR’は様々な炭素含有置換基であり得る。ポリケトンは当業者に公知であり、例えば、商標名Carilon、Karilon、Akrotek及びSchulaketonとして産業上入手可能である。
別の実施形態によれば、ポリマーはポリスチレン(PS)を含む。ポリスチレン(PS)は、モノマースチレンから作られる合成芳香族ポリマーであり、固体又は発泡性であり得る。ポリスチレンは、交互の炭素中心がフェニル基に結合した長鎖炭化水素である。ポリスチレンの化学式は(Cであり、炭素及び水素の化学元素を含有する。ポリスチレンは、アタクチック又はシンジオタクチックであり得る。アタクチックは、フェニル基がポリマー鎖の両側に無作為に分布していることを意味する。シンジオタクチックは、フェニル基が炭化水素骨格の交互の部位に配置されていることを意味する。
一実施形態によれば、ポリスチレンはアタクチックのみである。好ましい実施形態によれば、ポリスチレンはシンジオタクチックのみである。又は、ポリマーは、アタクチックポリスチレンとシンジオタクチックポリスチレンとの混合物であってもよい。
別の実施形態によれば、ポリマーは、ポリ塩化ビニル(PVC)を含む。ポリ塩化ビニル、又はポリ(塩化ビニル)は一般にPVCと略記され、塩化ビニルモノマーの重合によって製造され、化学式(CCl)を有する。PVCには2つの基本形態、すなわち硬質(RPVCと略記されることがある)及び軟質がある。
ポリ塩化ビニルは当業者に公知であり、例えば、米国ウィルミントンのINEOS Chlor Americas Inc.からEvipol SH6030 PVCとして産業上入手可能である。
一実施形態によれば、ポリ塩化ビニルは、ポリ塩化ビニルホモポリマー又は共重合可能なエチレン性不飽和モノマーと塩化ビニルとのコポリマーを含む。ポリ塩化ビニルのホモポリマーが提供される場合、ポリ塩化ビニルは、塩化ビニルのみからなるモノマーを含有する。ポリ塩化ビニルコポリマーが提供される場合、ポリ塩化ビニルは、塩化ビニルからなるモノマーを主に含むモノマーの混合物を含有する。1つの好ましい実施形態では、ポリ塩化ビニル樹脂は、モノマー混合物の総重量に基づいて少なくとも60重量%の量の塩化ビニルからなるモノマーを含むモノマーの混合物を含有する。塩化ビニルコポリマーは、好ましくは、塩化ビニル及びモノマー混合物の総重量に基づいて1~40重量%の共重合可能なエチレン性不飽和モノマーから構成される。好ましくは、共重合可能なエチレン性不飽和モノマーは、塩化ビニリデン、ビニルアセテート、ビニルブチレート、ビニルベンゾエート、塩化ビニリデン、ジエチルフマレート、ジエチルマレエート、ビニルプロピオネート、メチルアクリレート、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、スチレン、ビニルエチルエーテル、ビニルクロロエチルエーテル及びビニルフェニルエーテルなどのビニルエーテル、ビニルメチルケトン及びビニルフェニルケトンなどのビニルケトン、、アクリロニトリル、クロロアクリロニトリル及びこれらの混合物からなる群から選択される。本発明のポリ塩化ビニルコポリマーは、塩化ビニル及びビニルアセテート、塩化ビニル及びビニルアセテート及び無水マレイン酸又は塩化ビニル及び塩化ビニリデンのモノマーを含むことがさらに好ましい。
1つの好ましい実施形態では、ポリ塩化ビニル樹脂は、ポリ塩化ビニルのホモポリマーを含む。
本発明の別の実施形態によれば、ポリマーはポリカーボネート(PC)を含む。ポリカーボネートは、カーボネート基(-O-(C=O)-O-)を含有するポリマーであり、Lexan、Makrolon、Hammerglass及びその他の商標名としても公知である。ポリカーボネートは、NaOH及びその後のホスゲンCOClとビスフェノールA(BPA)との反応によって得ることができる。ポリカーボネートへの代替的な経路は、BPA及びジフェニルカーボネートからのエステル交換反応を必要とし、ジフェニルカーボネートは部分的に一酸化炭素に由来する場合がある。
本発明の別の実施形態によれば、ポリマーはポリエステルを含む。ポリエステルは、主鎖にエステル官能基を含有し、一般に重縮合反応によって得られる種類のポリマーである。ポリエステルは、クチンなどの天然に存在するポリマーの他に、ポリカーボネート又はポリブチレートなどの合成ポリマーを含み得る。それらの構造に応じてポリエステルは生分解性であり得る。本発明の意味における「生分解性」という用語は、細菌又は他の生きた生物の助けにより破壊又は分解され、それにより環境汚染を回避できる物質又は物体に関する。
一実施形態によれば、ポリエステルは、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)、ポリヒドロキシブチレート、ポリアルキレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート又はこれらの混合物又はこれらのコポリマーからなる群から選択される。これらのコポリマーは、例えば、ポリ(ブチレンアジペート-コ-テレフタレート)(PBAT)であり得る。これらのポリマーのいずれも、純粋形態、すなわちホモポリマーの形態であってもよいし、又は、共重合及び/又は1つ以上の置換基を主鎖若しくは主鎖の側鎖に加えることによって修飾されていてもよい。
本発明の別の実施形態によれば、ポリマー成分は、バイオポリマーから得られるポリマーを含み、好ましくは、ポリマーは、ポリブチレートアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリヒドロキシブチレート(PHB)、ポリヒドロシキバレレート(PHV)、ポリヒドロキシヘキソネート(PHH)、ポリヒドロキシオクタノエート(PHO)及びポリヒドロキシアルカノエートのコポリマーなどのポリヒドロキシアルカノレート(polyhydroxyalkanolates)(PHA)、、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリグリコール酸(PGA)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリブチレンサクシネートアジペート(PBSA)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリブチレンサクシネートテレフタレート(PBST)、セロファン(CH)、セルロースエーテル、セルロースエステル、酢酸デンプン及び/又はデンプンブレンド物から選択され、よりいっそう好ましくは、ポリブチレートアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリヒドロキシアルカノレート(PHA)、ポリカプロラクトン(PCL)及び/又は酢酸デンプン及び/又はデンプンブレンド物から選択され、最も好ましくは、ポリブチレートアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリヒドロキシブチレート(PHB)及びポリカプロラクトン(PCL)からなる群から選択される。
一実施形態によれば、ポリマー成分は、1種類のみのポリマーを含む。好ましくは、ポリマーは、バイオマスから得られるバイオポリマーであり、及び生分解性であり、より好ましくは、ポリブチレートアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリヒドロキシブチレート(PHB)及びポリカプロラクトン(PCL)からなる群から選択される。
別の実施形態によれば、ポリマー成分は、2つの異なる種類のポリマーを含む。好ましくは、両方のポリマーは、バイオマスから得られるバイオポリマーであり、及び生分解性である。例えば、ポリマー成分は、ポリブチレートアジペートテレフタレート(PBAT)及びポリヒドロキシブチレート(PHB)又はポリカプロラクトン(PCL)を含む。
別の実施形態によれば、ポリマー成分は、2つの異なる種類のポリマーを含む。1種類は、好ましくは生分解性の、バイオマスから得られるポリマーであり、及び1つのポリマーは、化石燃料から得られる。例えば、ポリマー成分は、ポリエチレン又はポリプロピレンと組み合わせてポリブチレートアジペートテレフタレート(PBAT)又はポリヒドロキシブチレート(PHB)又はポリカプロラクトン(PCL)を含む。
本発明の一実施形態によれば、ポリマー組成物中に存在する化石燃料から得られるポリマーに対するバイオマスから得られるポリマーの比は、ポリマー成分の重量に基づいて、99:1~20:80、好ましくは95:5~50:50、最も好ましくは90:10~60:40である。
好ましい実施形態によれば、ポリマー成分は、生分解性ポリマーのみからなり、より好ましくは、ポリブチレートアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリヒドロキシブチレート(PHB)、ポリヒドロシキバレレート(PHV)、ポリヒドロキシヘキソネート(PHH)、ポリヒドロキシオクタノエート(PHO)及びポリヒドロキシアルカノエートのコポリマーなどのポリヒドロキシアルカノレート(PHA)、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリグリコール酸(PGA)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリブチレンサクシネートアジペート(PBSA)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリブチレンサクシネートテレフタレート(PBST)、セロファン(CH)、セルロースエーテル、セルロースエステル、酢酸デンプン及びデンプンブレンド物からなる群から選択される1つのポリマーのみからなり、よりいっそう好ましくは、ポリブチレートアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリヒドロキシアルカノレート(PHA)、ポリカプロラクトン(PCL)、酢酸デンプン及びデンプンブレンド物から選択される1つのポリマーのみからなり、最も好ましくは、ポリブチレートアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリヒドロキシブチレート(PHB)及びポリカプロラクトン(PCL)から選択される1つのポリマーのみからなる。
別の実施形態によれば、ポリマー組成物の少なくとも1つのポリマーは、非晶性ポリマー又は半結晶性ポリマー、すなわち、結晶性部分及び非晶性部分を含むポリマー、又は結晶性ポリマーであり得る。ポリマーが半結晶性である場合、それは、好ましくは少なくとも20%、より好ましくは少なくとも40%、最も好ましくは少なくとも50%の結晶化度を有し得る。別の実施形態によれば、ポリマーは、10~80%、より好ましくは20~70%、最も好ましくは30~60%の結晶化度を有し得る。結晶化度は、示差走査熱量測定(DSC)を用いて測定することができる。
別の実施形態によれば、少なくとも1つのポリマーは、0~200℃、好ましくは2~180℃、より好ましくは10~150℃のガラス転移温度Tを有し得る。
別の実施形態によれば、少なくとも1つのポリマーは、5000~500000g/mol、好ましくは80000~3000000g/mol、より好ましくは10000~100000g/molの数平均分子量を有し得る。
別の実施形態によれば、ポリマーは、加水分解感受性であってよく、特に、コンパウンディング中に加水分解感受性である。例えば、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)、ポリヒドロキシブチレート、ポリアルキレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート又はポリエチレンナフタレートのようなポリエステルは、加水分解感受性である。加水分解感受性である他のポリマーは、例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)又はポリカーボネート(PC)である。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、ポリマー組成物は、ポリマー成分及び炭酸カルシウム含有充填剤材料のみからなる。例えば、ポリマー組成物は、ポリマー成分としての生分解性ポリマー、1つのさらなるポリマー成分及び炭酸カルシウム含有充填剤材料からなるものであり得る。本発明の好ましい実施形態によれば、ポリマー組成物は、ポリマー成分としての生分解性ポリマー及び充填剤としての少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料のみからなる。
<少なくとも1つの一置換コハク酸無水物>
本発明によれば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物が使用される。
「少なくとも1つの」一置換コハク酸無水物という表現は、1種類以上の一置換コハク酸無水物が本発明の方法において提供されてもよいことを意味すると理解される。
したがって、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は1種類の一置換コハク酸無水物であってもよいことに留意すべきである。又は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、2種類以上の一置換コハク酸無水物の混合物であってもよい。例えば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、2種類の一置換コハク酸無水物のように、2又は3種類の一置換コハク酸無水物の混合物であってもよい。
本発明の一実施形態では、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、1つの一置換コハク酸無水物のみからなる。
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、置換基中にC2-C30の総量の炭素原子を有し、分岐鎖基の場合は置換基中にC3-C30の総量の炭素原子を有し、及び環状基の場合は置換基中にC5-C30の総量の炭素原子を有する、任意の直鎖基、分岐鎖基、脂肪族基及び環状基から選択される基で一置換されたコハク酸無水物からなる。
本発明の一実施形態では、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、置換基中にC3-C25の総量の炭素原子を有し、及び環状基の場合は置換基中にC5-C30の総量の炭素原子を有する、直鎖基、分岐鎖基、脂肪族基及び環状基から選択される基で一置換されたコハク酸無水物からなる。例えば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、置換基中にC4-C20の総量の炭素原子を有し、及び環状基の場合は置換基中にC5-C20の総量の炭素原子を有する、直鎖基、分岐鎖基、脂肪族基及び環状基から選択される基で一置換されたコハク酸無水物からなる。
本発明の一実施形態では、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、置換基中にC2-C30、好ましくはC3-C25、最も好ましくはC4-C20の総量の炭素原子を有する線状基及び脂肪族基である1つの基で一置換されたコハク酸無水物からなる。追加的又は代替的に、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、置換基中にC3-C30、好ましくはC3-C25、最も好ましくはC4-C20の総量の炭素原子を有する分岐鎖基及び脂肪族基である1つの基で一置換されたコハク酸無水物からなる。
したがって、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、置換基中にC2-C30及び分岐鎖基の場合はC3-C30、好ましくはC3-C25、最も好ましくはC4-C20の総量の炭素原子を有する線状又は分岐状アルキル基である1つの基で一置換されたコハク酸無水物からなることが好ましい。
例えば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、置換基中にC2-C30、好ましくはC3-C25、最も好ましくはC4-C20の総量の炭素原子を有する直鎖状アルキル基である1つの基で一置換されたコハク酸無水物からなる。追加的又は代替的に、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、置換基中にC3-C30、好ましくはC3-C25、最も好ましくはC4-C20の総量の炭素原子を有する分枝状アルキル基である1つの基で一置換されたコハク酸無水物からなる。
本発明の意味における「アルキル」という用語は、炭素及び水素から構成される、直鎖状、又は分枝状の、飽和した有機化合物を指す。すなわち、「アルキル一置換コハク酸無水物」は、ペンダントコハク酸無水物基を含有する直鎖状、又は分枝状の、飽和した炭化水素鎖から構成される。
本発明の一実施形態では、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、少なくとも1つの直鎖状、又は分枝状のアルキル一置換コハク酸無水物である。例えば、少なくとも1つのアルキル一置換コハク酸無水物は、エチルコハク酸無水物、プロピルコハク酸無水物、ブチルコハク酸無水物、トリイソブチルコハク酸無水物、ペンチルコハク酸無水物、ヘキシルコハク酸無水物、ヘプチルコハク酸無水物、オクチルコハク酸無水物、ノニルコハク酸無水物、デシルコハク酸無水物、ドデシルコハク酸無水物、ヘキサデカニルコハク酸無水物、オクタデカニルコハク酸無水物及びこれらの混合物を含む群から選択される。
したがって、例えば、「ブチルコハク酸無水物」という用語は、直鎖状、及び分枝状のブチルコハク酸無水物を含むことが理解される。直鎖状ブチルコハク酸無水物の1つの具体例は、n-ブチルコハク酸無水物である。分岐状ブチルコハク酸無水物の具体例は、イソブチルコハク酸無水物、sec-ブチルコハク酸無水物及び/又はtert-ブチルコハク酸無水物である。
さらには、例えば、「ヘキサデカニルコハク酸無水物」という用語は、直鎖状、及び分分枝状のヘキサデカニルコハク酸無水物を含むことが理解される。直鎖状ヘキサデカニルコハク酸無水物の1つの具体例は、n-ヘキサデカニルコハク酸無水物である。分枝状ヘキサデカニルコハク酸無水物の具体例は、14-メチルペンタデカニルコハク酸無水物、13-メチルペンタデカニルコハク酸無水物、12-メチルペンタデカニルコハク酸無水物、11-メチルペンタデカニルコハク酸無水物、10-メチルペンタデカニルコハク酸無水物、9-メチルペンタデカニルコハク酸無水物、8-メチルペンタデカニルコハク酸無水物、7-メチルペンタデカニルコハク酸無水物、6-メチルペンタデカニルコハク酸無水物、5-メチルペンタデカニルコハク酸無水物、4-メチルペンタデカニルコハク酸無水物、3-メチルペンタデカニルコハク酸無水物、2-メチルペンタデカニルコハク酸無水物、1-メチルペンタデカニルコハク酸無水物、13-エチルブタデカニルコハク酸無水物、12-エチルブタデカニルコハク酸無水物、11-エチルブタデカニルコハク酸無水物、10- エチルブタデカニルコハク酸無水物、9-エチルブタデカニルコハク酸無水物、8-エチルブタデカニルコハク酸無水物、7-エチルブタデカニルコハク酸無水物、6-エチルブタデカニルコハク酸無水物、5-エチルブタデカニルコハク酸無水物、4-エチルブタデカニルコハク酸無水物、3-エチルブタデカニルコハク酸無水物、2-エチルブタデカニルコハク酸無水物、1-エチルブタデカニルコハク酸無水物、2-ブチルドデカニルコハク酸無水物、1-ヘキシルデカニルコハク酸無水物、1-ヘキシル-2-デカニルコハク酸無水物、2-ヘキシルデカニルコハク酸無水物、6,12- ジメチルブタデカニルコハク酸無水物、2,2-ジエチルドデカニルコハク酸無水物、4,8,12-トリメチルトリデカニルコハク酸無水物、2,2,4,6,8-ペンタメチルウンデカニルコハク酸無水物、2-エチル-4-メチル-2-(2-メチルペンチル)-ヘプチルコハク酸無水物及び/又は2-エチル-4,6-ジメチル-2-プロピルノニルコハク酸無水物である。
さらには、例えば、「オクタデカニルコハク酸無水物」という用語は、直鎖状及び分枝状オクタデカニルコハク酸無水物を含むことが理解される。直鎖状オクタデカニルコハク酸無水物の1つの具体例は、n-オクタデカニルコハク酸無水物である。分枝状ヘキサデカニルコハク酸無水物の具体例は、16-メチルヘプタデカニルコハク酸無水物、15-メチルヘプタデカニルコハク酸無水物、14-メチルヘプタデカニルコハク酸無水物、13-メチルヘプタデカニルコハク酸無水物、12-メチルヘプタデカニルコハク酸無水物、11-メチルヘプタデカニルコハク酸無水物、10-メチルヘプタデカニルコハク酸無水物、9-メチルヘプタデカニルコハク酸無水物、8-メチルヘプタデカニルコハク酸無水物、7-メチルヘプタデカニルコハク酸無水物、6-メチルヘプタデカニルコハク酸無水物、5-メチルヘプタデカニルコハク酸無水物、4-メチルヘプタデカニルコハク酸無水物、3-メチルヘプタデカニルコハク酸無水物、2-メチルヘプタデカニルコハク酸無水物、1-メチルヘプタデカニルコハク酸無水物、14-エチルヘキサデカニルコハク酸無水物、13-エチルヘキサデカニルコハク酸無水物、12-エチルヘキサデカニルコハク酸無水物、11-エチルヘキサデカニルコハク酸無水物、10-エチルヘキサデカニルコハク酸無水物、9-エチルヘキサデカニルコハク酸無水物、8-エチルヘキサデカニルコハク酸無水物、7-エチルヘキサデカニルコハク酸無水物、6-エチルヘキサデカニルコハク酸無水物、5-エチルヘキサデカニルコハク酸無水物、4-エチルヘキサデカニルコハク酸無水物、3-エチルヘキサデカニルコハク酸無水物、2-エチルヘキサデカニルコハク酸無水物、1-エチルヘキサデカニルコハク酸無水物、2-ヘキシルドデカニルコハク酸無水物、2-ヘプチルウンデカニルコハク酸無水物、イソオクタデカニルコハク酸無水物及び/又は1-オクチル-2-デカニルコハク酸無水物である。
本発明の一実施形態では、少なくとも1つのアルキル一置換コハク酸無水物は、ブチルコハク酸無水物、ヘキシルコハク酸無水物、ヘプチルコハク酸無水物、オクチルコハク酸無水物、ヘキサデカニルコハク酸無水物、オクタデカニルコハク酸無水物及びこれらの混合物を含む群から選択される。
本発明の一実施形態では、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、1種類のアルキル一置換コハク酸無水物である。例えば、1つのアルキル一置換コハク酸無水物は、ブチルコハク酸無水物である。又は、1つのアルキル一置換コハク酸無水物は、ヘキシルコハク酸無水物である。又は、1つのアルキル一置換コハク酸無水物は、ヘプチルコハク酸無水物又はオクチルコハク酸無水物である。又は、1つのアルキル一置換コハク酸無水物は、ヘキサデカニルコハク酸無水物である。例えば、1つのアルキル一置換コハク酸無水物は、n-ヘキサデカニルコハク酸無水物などの直鎖状ヘキサデカニルコハク酸無水物又は1-ヘキシル-2-デカニルコハク酸無水物などの分枝状ヘキサデカニルコハク酸無水物である。又は、1つのアルキル一置換コハク酸無水物は、オクタデカニルコハク酸無水物である。例えば、1つのアルキル一置換コハク酸無水物は、n-オクタデカニルコハク酸無水物などの直鎖状オクタデカニルコハク酸無水物又はイソオクタデカニルコハク酸無水物若しくは1-オクチル-2-デカニルコハク酸無水物などの分枝状オクタデカニルコハク酸無水物である。
本発明の一実施形態では、1つのアルキル一置換コハク酸無水物は、n-ブチルコハク酸無水物などのブチルコハク酸無水物である。
本発明の一実施形態では、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、2種類以上のアルキル一置換コハク酸無水物の混合物である。例えば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、2又は3種類のアルキル一置換コハク酸無水物の混合物である。
本発明の一実施形態では、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、置換基中にC2-C30及び分岐鎖基の場合はC3-C30、好ましくはC3-C25、最も好ましくはC4-C20の総量の炭素原子を有する直鎖状又は分岐状アルケニル基である1つの基で一置換されたコハク酸無水物からなる。
本発明の意味における「アルケニル」という用語は、炭素及び水素から構成される直鎖状又は分岐状不飽和有機化合物を指す。前記有機化合物は、置換基中に少なくとも1つの二重結合、好ましくは1つの二重結合をさらに含有する。すなわち、「アルケニル一置換コハク酸無水物」は、ペンダントコハク酸無水物基を含有する直鎖状又は分岐状不飽和炭化水素鎖から構成される。本発明の意味における「アルケニル」という用語は、シス及びトランス異性体を含むことが理解される。
本発明の一実施形態では、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、少なくとも1つの直鎖状又は分岐状アルケニル一置換コハク酸無水物である。例えば、少なくとも1つのアルケニル一置換コハク酸無水物は、エテニルコハク酸無水物、プロペニルコハク酸無水物、ブテニルコハク酸無水物、トリイソブテニルコハク酸無水物、ペンテニルコハク酸無水物、ヘキセニルコハク酸無水物、ヘプテニルコハク酸無水物、オクテニルコハク酸無水物、ノネニルコハク酸無水物、デセニルコハク酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、ヘキサデセニルコハク酸無水物、オクタデセニルコハク酸無水物及びこれらの混合物を含む群から選択される。
したがって、例えば、「ヘキサデセニルコハク酸無水物」という用語は、直鎖状及び分枝状ヘキサデセニルコハク酸無水物を含むことが理解される。直鎖状ヘキサデセニルコハク酸無水物の1つの具体例は、n-ヘキサデセニルコハク酸無水物、例えば、14-ヘキサデセニルコハク酸無水物、13-ヘキサデセニルコハク酸無水物、12-ヘキサデセニルコハク酸無水物、11-ヘキサデセニルコハク酸無水物、10-ヘキサデセニルコハク酸無水物、9-ヘキサデセニルコハク酸無水物、8-ヘキサデセニルコハク酸無水物、7-ヘキサデセニルコハク酸無水物、6-ヘキサデセニルコハク酸無水物、5-ヘキサデセニルコハク酸無水物、4-ヘキサデセニルコハク酸無水物、3-ヘキサデセニルコハク酸無水物及び/又は2-ヘキサデセニルコハク酸無水物である。分枝状ヘキサデセニルコハク酸無水物の具体例は、14-メチル-9-ペンタデセニルコハク酸無水物、14-メチル-2-ペンタデセニルコハク酸無水物、1-ヘキシル-2-デセニルコハク酸無水物及び/又はイソヘキサデセニルコハク酸無水物である。
さらには、例えば、「オクタデセニルコハク酸無水物」という用語は、直鎖状及び分枝状オクタデセニルコハク酸無水物を含むことが理解される。直鎖状オクタデセニルコハク酸無水物の1つの具体例は、n-オクタデセニルコハク酸無水物、例えば、16-オクタデセニルコハク酸無水物、15-オクタデセニルコハク酸無水物、14-オクタデセニルコハク酸無水物、13-オクタデセニルコハク酸無水物、12-オクタデセニルコハク酸無水物、11-オクタデセニルコハク酸無水物、10-オクタデセニルコハク酸無水物、9-オクタデセニルコハク酸無水物、8-オクタデセニルコハク酸無水物、7-オクタデセニルコハク酸無水物、6-オクタデセニルコハク酸無水物、5-オクタデセニルコハク酸無水物、4-オクタデセニルコハク酸無水物、3-オクタデセニルコハク酸無水物及び/又は2-オクタデセニルコハク酸無水物である。分枝状オクタデセニルコハク酸無水物の具体例は、16-メチル-9-ヘプタデセニルコハク酸無水物、16-メチル-7-ヘプタデセニルコハク酸無水物、1-オクチル-2-デセニルコハク酸無水物及び/又はイソオクタデセニルコハク酸無水物である。
本発明の一実施形態では、少なくとも1つのアルケニル一置換コハク酸無水物は、ヘキセニルコハク酸無水物、オクテニルコハク酸無水物、ヘキサデセニルコハク酸無水物、オクタデセニルコハク酸無水物及びこれらの混合物を含む群から選択される。
本発明の一実施形態では、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、1つのアルケニル一置換コハク酸無水物である。例えば、1つのアルケニル一置換コハク酸無水物は、ヘキセニルコハク酸無水物である。又は、1つのアルケニル一置換コハク酸無水物は、オクテニルコハク酸無水物である。又は、1つのアルケニル一置換コハク酸無水物は、ヘキサデセニルコハク酸無水物である。例えば、1つのアルケニル一置換コハク酸無水物は、n-ヘキサデセニルコハク酸無水物などの直鎖状ヘキサデセニルコハク酸無水物又は1-ヘキシル-2-デセニルコハク酸無水物などの分枝状ヘキサデセニルコハク酸無水物である。又は、1つのアルケニル一置換コハク酸無水物は、オクタデセニルコハク酸無水物である。例えば、1つのアルキル一置換コハク酸無水物は、n-オクタデセニルコハク酸無水物などの直鎖状オクタデセニルコハク酸無水物又はイソオクタデセニルコハク酸無水物若しくは1-オクチル-2-デセニルコハク酸無水物などの分枝状オクタデセニルコハク酸無水物である。
本発明の一実施形態では、1つのアルケニル一置換コハク酸無水物は、n-オクタデセニルコハク酸無水物などの直鎖状オクタデセニルコハク酸無水物である。本発明の別の実施形態では、1つのアルケニル一置換コハク酸無水物は、n-オクテニルコハク酸無水物などの直鎖状オクテニルコハク酸無水物である。
少なくとも1つの一置換コハク酸無水物が1つのアルケニル一置換コハク酸無水物である場合、1つのアルケニル一置換コハク酸無水物は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物の総重量に基づいて、≧95重量%、好ましくは≧96.5重量%の量で存在することが理解される。
本発明の一実施形態では、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、2種類以上のアルケニル一置換コハク酸無水物の混合物である。例えば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、2又は3種類のアルケニル一置換コハク酸無水物の混合物である。
少なくとも1つの一置換コハク酸無水物が2種類以上のアルケニル一置換コハク酸無水物の混合物である場合、1つのアルケニル一置換コハク酸無水物は、直鎖状又は分岐状オクタデセニルコハク酸無水物であり、それぞれのさらなるアルケニル一置換コハク酸無水物は、エテニルコハク酸無水物、プロペニルコハク酸無水物、ブテニルコハク酸無水物、ペンテニルコハク酸無水物、ヘキセニルコハク酸無水物、ヘプテニルコハク酸無水物、ノネニルコハク酸無水物、ヘキサデセニルコハク酸無水物及びこれらの混合物から選択される。例えば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物が2種類以上のアルケニル一置換コハク酸無水物の混合物である場合、1つのアルケニル一置換コハク酸無水物は、直鎖状オクタデセニルコハク酸無水物であり、及びそれぞれのさらなるアルケニル一置換コハク酸無水物は、エテニルコハク酸無水物、プロペニルコハク酸無水物、ブテニルコハク酸無水物、ペンテニルコハク酸無水物、ヘキセニルコハク酸無水物、ヘプテニルコハク酸無水物、ノネニルコハク酸無水物、ヘキサデセニルコハク酸無水物及びこれらの混合物から選択される。又は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物が2種類以上のアルケニル一置換コハク酸無水物の混合物である場合、1つのアルケニル一置換コハク酸無水物は、分枝状オクタデセニルコハク酸無水物であり、及びそれぞれのさらなるアルケニル一置換コハク酸無水物は、エテニルコハク酸無水物、プロペニルコハク酸無水物、ブテニルコハク酸無水物、ペンテニルコハク酸無水物、ヘキセニルコハク酸無水物、ヘプテニルコハク酸無水物、ノネニルコハク酸無水物、ヘキサデセニルコハク酸無水物及びこれらの混合物から選択される。
例えば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、直鎖状又は分岐状ヘキサデセニルコハク酸無水物のような1つ以上のヘキサデセニルコハク酸無水物、及び、直鎖状又は分岐状オクタデセニルコハク酸無水物のような1つ以上のオクタデセニルコハク酸無水物を含む2種類以上のアルケニル一置換コハク酸無水物の混合物である。
本発明の一実施形態では、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、直鎖状ヘキサデセニルコハク酸無水物及び直鎖状オクタデセニルコハク酸無水物を含む2種類以上のアルケニル一置換コハク酸無水物の混合物である。又は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、分岐状ヘキサデセニルコハク酸無水物及び分岐状オクタデセニルコハク酸無水物を含む2種類以上のアルケニル一置換コハク酸無水物の混合物である。例えば、1つ以上のヘキサデセニルコハク酸無水物は、n-ヘキサデセニルコハク酸無水物のような直鎖状ヘキサデセニルコハク酸無水物、及び/又は、1-ヘキシル-2-デセニルコハク酸無水物のような分岐状ヘキサデセニルコハク酸無水物である。追加的又は代替的に、1つ以上のオクタデセニルコハク酸無水物は、n-オクタデセニルコハク酸無水物のような直鎖状オクタデセニルコハク酸無水物、及び/又は、イソオクタデセニルコハク酸無水物及び/又は1-オクチル-2-デセニルコハク酸無水物のような分岐状オクタデセニルコハク酸無水物である。
少なくとも1つの一置換コハク酸無水物が2種類以上のアルケニル一置換コハク酸無水物の混合物である場合、1つのアルケニル一置換コハク酸無水物は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物の総重量に基づいて、20~60重量%、好ましくは30~50重量%の量で存在し得る。
例えば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物が、直鎖状又は分岐状ヘキサデセニルコハク酸無水物のような1つ以上のヘキサデセニルコハク酸無水物、及び、直鎖状又は分岐状ヘキサデセニルコハク酸無水物のような1つ以上のオクタデセニルコハク酸無水物を含む2種類以上のアルケニル一置換コハク酸無水物の混合物である場合、1つ以上のオクタデセニルコハク酸無水物は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物の総重量に基づいて、20~60重量%、好ましくは30~50重量%の量で存在し得る。
少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、少なくとも1つのアルキル一置換コハク酸無水物と少なくとも1つのアルケニル一置換コハク酸無水物との混合物であってよいことも理解される。
少なくとも1つの一置換コハク酸無水物が少なくとも1つのアルキル一置換コハク酸無水物と少なくとも1つのアルケニル一置換コハク酸無水物との混合物である場合、少なくとも1つのアルキル一置換コハク酸無水物のアルキル置換基及び少なくとも1つのアルケニル一置換コハク酸無水物のアルケニル置換基は、好ましくは同じものであることが理解される。例えば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、エチルコハク酸無水物とエテニルコハク酸無水物との混合物である。又は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、プロピルコハク酸無水物とプロペニルコハク酸無水物との混合物である。又は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、ブチルコハク酸無水物とブテニルコハク酸無水物との混合物である。又は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、トリイソブチルコハク酸無水物とトリイソブテニルコハク酸無水物との混合物である。又は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、ペンチルコハク酸無水物とペンテニルコハク酸無水物との混合物である。又は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、ヘキシルコハク酸無水物とヘキセニルコハク酸無水物との混合物である。又は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、ヘプチルコハク酸無水物とヘプテニルコハク酸無水物との混合物である。又は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、オクチルコハク酸無水物とオクテニルコハク酸無水物との混合物である。又は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、ノニルコハク酸無水物とノネニルコハク酸無水物との混合物である。又は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、デシルコハク酸無水物とデセニルコハク酸無水物との混合物である。又は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、ドデシルコハク酸無水物とドデセニルコハク酸無水物との混合物である。又は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、ヘキサデカニルコハク酸無水物とヘキサデセニルコハク酸無水物との混合物である。例えば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、直鎖状ヘキサデカニルコハク酸無水物及び直鎖状ヘキサデセニルコハク酸無水物の混合物又は分岐状ヘキサデカニルコハク酸無水物と分岐状ヘキサデセニルコハク酸無水物との混合物である。又は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、オクタデカニルコハク酸無水物とオクタデセニルコハク酸無水物との混合物である。例えば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、直鎖状オクタデカニルコハク酸無水物と直鎖状オクタデセニルコハク酸無水物との混合物、又は分岐状オクタデカニルコハク酸無水物と分岐状オクタデセニルコハク酸無水物との混合物である。
本発明の一実施形態では、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、ノニルコハク酸無水物とノネニルコハク酸無水物との混合物である。
少なくとも1つの一置換コハク酸無水物が少なくとも1つのアルキル一置換コハク酸無水物と少なくとも1つのアルケニル一置換コハク酸無水物との混合物である場合、少なくとも1つのアルキル一置換コハク酸無水物と少なくとも1つのアルケニル一置換コハク酸無水物との間の重量比は、90:10~10:90(重量%/重量%)であってよい。例えば、少なくとも1つのアルキル一置換コハク酸無水物と少なくとも1つのアルケニル一置換コハク酸無水物との間の重量比は、70:30~30:70(重量%/重量%)又は60:40~40:60であってよい。
アルケニル一置換コハク酸無水物は当業者に周知であり、例えば、Bercen Inc、Kemira又はAlbemarleから市販されている。
さらなる公知のアルケニル一置換コハク酸無水物は、分岐状ヘキサデセニルコハク酸無水物(CAS番号32072-96-1)、分岐状オクタデセニルコハク酸無水物(CAS番号28777-98-2)及び2,5-フランジオン、ジヒドロ-、モノ-C15-20-アルケニル誘導体(CAS番号68784-12-3)である。本発明の好ましい実施形態によれば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、2,5 フランジオン、ジヒドロ-、モノ-C15-20-アルケニル誘導体(CAS番号68784-12-3)である。
市販の一置換コハク酸無水物溶液は、さらなる化合物、例えば、一置換コハク酸を任意選択的に含んでもよい。
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つのアルケニル一置換コハク酸無水物は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物が、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料の表面上に存在するように、ポリマー組成物のコンパウンディングの前に使用される。
本発明の好ましい実施形態によれば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物は、表面処理層の形態で少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料の表面上に存在する。
本発明の意味における「表面処理層」又は「表面処理された充填剤材料」という用語は、炭酸カルシウム含有充填剤材料の表面の少なくとも一部分に少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物を含むコーティング層を得るように表面処理剤としての少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と接触した炭酸カルシウム含有充填剤材料を指す。そのような表面処理された炭酸カルシウム含有材料及びそれらを作製する方法は、WO2014/060286A1に記載されている。
したがって、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の表面上に形成される処理層は、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料を少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と接触させることで得られる少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物を含むことが理解される。塩反応生成物は、例えば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物の1つ以上のカルシウム塩である。
したがって、表面処理された充填剤材料は、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料並びに少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物を含む処理層を含む、好ましくはそれらからなることが理解される。処理層は、前記少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の表面上に形成される。
本発明の一実施形態では、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の表面上の処理層は、少なくとも1つの一置換コハク酸を含み、少なくとも1つの一置換コハク酸は、適用された少なくとも1つの一置換コハク酸無水物から形成される。
本発明の一実施形態では、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の表面上に形成される処理層は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物、及び少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料を少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と接触させることで得られる少なくとも1つの一置換コハク酸又はその塩反応生成物、及び任意選択の少なくとも1つの一置換コハク酸を含む。又は、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の表面上に形成される処理層は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物、及び少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料を少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と接触させることで得られる少なくとも1つの一置換コハク酸及びその塩反応生成物、及び任意選択の少なくとも1つの一置換コハク酸を含む。
処理層は、表面処理された充填剤材料の表面上の少なくとも1つの一置換コハク酸無水物並びに少なくとも1つの一置換コハク酸及び/又はその塩反応生成物の総重量が、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の1m当たり、好ましくは0.1~5mg、より好ましくは0.2~4mg、最も好ましくは1~4mgであることを特徴とする。
処理層は、表面処理された充填剤材料の表面上の少なくとも1つの一置換コハク酸無水物並びに少なくとも1つの一置換コハク酸及び/又はその塩反応生成物の総重量が、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の1m当たり、好ましくは0.05~1重量%、より好ましくは0.1~0.5重量%、最も好ましくは0.15~0.25重量%であることを特徴とする。
追加的又は代替的に、表面処理された充填剤材料製造物の処理層は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物並びに少なくとも1つの一置換コハク酸及び/又はその塩反応生成物を特定のモル比で含む。例えば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び少なくとも1つの一置換コハク酸のその塩反応生成物に対するモル比は、99.9:0.1~0.1:99.9、好ましくは70:30~90:10である。
本発明の意味における「少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び少なくとも1つの一置換コハク酸のその塩反応生成物に対するモル比」という言い回しは、少なくとも1つの一置換コハク酸の分子量の合計、及びその塩反応生成物中における一置換コハク酸無水物の分子の分子量の合計に対する、少なくとも1つの一置換コハク酸の分子量の合計、及びその塩反応生成物中における一置換コハク酸分子の分子量の合計を指す。
得られる表面処理された充填剤材料は、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の総乾燥重量に基づいて、0.1~4.0重量%の量、好ましくは0.1~2.5重量%の量、より好ましくは0.1~2重量%の量、よりいっそう好ましくは0.1~1.5重量%の量、よりいっそう好ましくは0.1~1重量%の量、最も好ましくは0.2~0.8重量%の量の処理層を含むことがさらに理解される。
得られる非常に良好な結果に鑑みて、本発明の1つの好ましい実施形態によれば、表面処理された充填剤材料は、
a)少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料であって、
i)0.1μm~20μmの範囲内の重量メジアン粒径d50値、並びに/又は
ii)≦50μmのトップカット(d98)、並びに/又は
iii)窒素及びISO 9277:2010によるBET法を使用する測定で、0.5~150m/gの比表面積(BET)、並びに/又は
iv)少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の総乾燥重量に基づいて0.01重量%~1重量%の残留総水分含有量
を有する充填剤材料、並びに
b)少なくとも1つの一置換コハク酸無水物並びに少なくとも1つの一置換コハク酸及び/又はその塩反応生成物を含む少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の表面上の処理層
を含む。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、表面処理された充填剤材料は、
a)少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料であって、
i)0.1μm~20μmの範囲内の重量メジアン粒径d50値、並びに/又は
ii)≦50μmのトップカット(d98)、並びに/又は
iii)窒素及びISO 9277:2010によるBET法を使用する測定で、0.5~150m/gの比表面積(BET)、並びに/又は
iv)少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の総乾燥重量に基づいて0.01重量%~1重量%の残留総水分含有量
を有する充填剤材料、並びに
b)少なくとも1つの一置換コハク酸無水物並びに少なくとも1つの一置換コハク酸及び/又はその塩反応生成物を含む少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の表面上の処理層
を含み、
表面処理された充填剤材料は、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の総乾燥重量に基づいて0.1~3重量%の量の処理層を含む。
本発明の別の実施形態によれば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物が、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物と混合しながら接触するように、ポリマー組成物のコンパウンディング中に使用される。したがって、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、混合及び/又はコンパウンディングの前には、炭酸カルシウム含有充填剤材料の表面上に存在しない。しかしながら、コンパウンディングステップ中に、一置換コハク酸無水物の少なくとも一部が、炭酸カルシウム含有充填剤材料の表面上に位置してもよい。したがって、ポリマー組成物は、一置換コハク酸無水物のコンパウンディング後に、ポリマー成分としての少なくとも1つのポリマー、充填剤としての少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含み、炭酸カルシウム含有充填剤材料の一部は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物並びに少なくとも1つの一置換コハク酸及び/又はその塩反応生成物を含む少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の表面上の処理層を含む。
本発明の別の実施形態によれば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物は、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の総乾燥重量に基づいて、少なくとも0.1重量%の量、好ましくは0.1~4.0重量%の量、より好ましくは0.1~3.0重量%の量、よりいっそう好ましくは0.2~2.0重量%の量、よりいっそう好ましくは0.3~1.5重量%の量、最も好ましくは0.4~1.2重量%の量でポリマー組成物中に存在する。
本発明の別の実施形態によれば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物は、ポリマー成分の総重量に基づいて、少なくとも0.005重量%の量、好ましくは0.01~5.0重量%の量、より好ましくは0.02~1.0重量%の量、よりいっそう好ましくは0.03~0.8重量%の量、よりいっそう好ましくは0.05~0.5重量%の量、最も好ましくは0.07~0.3重量%の量でポリマー組成物中に存在する。
本発明者らは、驚くべきことに、上記の通りにポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中に少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を使用することによって、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物の安定性、特に熱安定性を向上できることを発見した。したがって、加工中のポリマー分解が低減される。追加的又は代替的に、そのようなポリマー組成物の加工性を促進することができる。そのようなポリマー組成物の機械的特性、特にメルトフローレートも向上させることができる。追加的又は代替的に、そのような組成物の粘度を増加させることができる。追加的又は代替的に、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料とのコンパウンディング中のポリマー組成物における少なくとも1つのポリマーの加水分解が低減又は防止される。
より正確には、本発明者らは、驚くべきことに、上記の通りにポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中に少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を使用することによって、そのようなコンパウンディングされたポリマー組成物のメルトフローレートを、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、少なくとも10%低減できることを発見した。
本発明による「少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を用いずに同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して」という用語は、一置換コハク酸無水物を含まない比較用ポリマー組成物を指す。それ以外には、本発明によるポリマー組成物及び比較用ポリマー組成物は同一であり、それらは同じ化合物を含むことを意味する。さらには、これらの2つのポリマー組成物は同じ方法で処理されており、コンパウンディング及び貯蔵処理は同一であることを意味する。
本発明による「メルトフローレート」又は「MFR」、「メルトマスフローレート」、「メルトフローインデックス」又は「メルトインデックス」は、溶融したプラスチックの流体の流れやすさの指標であり、g/10分で表される。典型的なメルトフロー機器は小型で、扱いやすく、当業者に公知である。
本発明の好ましい実施形態によれば、メルトフローレートは、DIN EN ISO 1133-1:2011に従って測定される。好ましくは、メルトフローレートは、手順Aを使用してDIN EN ISO 1133-1:2011に従って測定される。
好ましくは、210℃まで加熱することによって顆粒の形状のポリマー組成物を液体とし、2.095mmの内径及び8mmの長さを有するキャピラリーダイを通じてシリンダーから流出させる。押出しピストンには、好ましくは、2.16kgの荷重で負荷される。MFRは、標準条件下で得られる。
又は、100~300℃までの温度に加熱することによって顆粒の形状のポリマー組成物を液体とし、2.095mmの内径及び8mm±0.025mmの長さを有するキャピラリーダイを通じてシリンダーから流出させる。押出しピストンには、好ましくは、0.325kg~21.6kgの荷重で負荷される。MFRは、標準条件下で得られる。加熱温度の他に、重量はポリマー組成物に応じたものとし、いずれの組合せを選択すべきかは当業者に公知である。
例えば、ポリマー組成物がポリマーとしてポリエチレン(PE)を含む場合、加熱温度は、例えば、190℃であってよく、荷重は、例えば、2.16kg又は5kg又は21.6kgであってよい。ポリマー組成物がポリマーとしてポリプロピレン(PP)を含む場合、加熱温度は、例えば、190℃であってよく、荷重は、例えば、5kgであってよく、又は、加熱温度は、例えば、230℃であってよく、荷重は、例えば、2.16kg若しくは5kgであってよい。
ポリマー成分が生分解性ポリマーを含む又はそれのみからなる、例えば、ポリブチレートアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリヒドロキシブチレート(PHB)、ポリヒドロシキバレレート(PHV)、ポリヒドロキシヘキソネート(PHH)、ポリヒドロキシオクタノエート(PHO)及びポリヒドロキシアルカノエートのコポリマーなどのポリヒドロキシアルカノレート(PHA)、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリグリコール酸(PGA)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリブチレンサクシネートアジペート(PBSA)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリブチレンサクシネートテレフタレート(PBST)、セロファン(CH)、セルロースエーテル、セルロースエステル、酢酸デンプン及びデンプンブレンド物からなる群から選択されるポリマーを含む、又はそれのみからなる場合、メルトフローレートは、好ましくは、手順Aを使用してDIN EN ISO 1133-1:2011に従って測定され、よりいっそう好ましくは、210℃まで加熱することによって顆粒の形状のポリマー組成物を液体とし、2.095mmの内径及び8mmの長さを有するキャピラリーダイを通じてシリンダーから流出させる。押出しピストンには、好ましくは、2.16kgの荷重で負荷される。MFRは、標準条件下で得られる。別の好ましい実施形態によれば、190℃まで加熱することによって顆粒の形状のポリマー組成物を液体とし、2.095mmの内径及び8mmの長さを有するキャピラリーダイを通じてシリンダーから流出させる。押出しピストンには、好ましくは、2.16kgの荷重で負荷される。MFRは、標準条件下で得られる。上記に記載される通り、押出しピストンには、好ましくは、2.16kgの荷重で負荷されるが、例えば、0.325kg、1.2kg、3.8kg、5kg、10kg又は21.6kgといった他の荷重を使用することもできる。
本発明の別の実施形態によれば、メルトフローレートは、DIN EN ISO 1133-2:2011に従って測定される。この測定方法は、時間-温度履歴及び/又は水分への感度が高い材料のために使用され得る。
本発明の一実施形態によれば、本発明者らは、驚くべきことに、上記の通りにポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中に少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を使用することによって、そのようなコンパウンディングされたポリマー組成物のメルトフローレートを、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して少なくとも10%低減できることを発見した。
本発明の一実施形態によれば、本発明者らは、驚くべきことに、上記の通りにポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中に少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を使用することによって、そのようなコンパウンディングされたポリマー組成物のメルトフローレートを、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、DIN EN ISO 1133-1:2011(好ましくは、手順A、2.16kg、210℃、顆粒による)による測定で少なくとも10%低減できることを発見した。
本発明者らはまた、驚くべきことに、上記の通りにポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中に少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を使用することによって、そのようなコンパウンディングされたポリマー組成物の粘度を、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を用いない同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、少なくとも10%増加させることができることも発見した。
本発明による「粘度」若しくは「溶液粘度」、「粘度数」又は「低減された粘度」は、せん断応力又は引張り応力によって徐々に変形していくことに対するポリマー組成物/ポリマー溶液の耐性の指標である。ポリマー組成物の粘度は、希釈溶液中で測定される。又は、ポリマー組成物の粘度は、好ましくは溶融した、ニートポリマーに対して測定される。粘度を測定するための典型的な機器は、小型及び使用が容易であり、当業者に公知である。例えば、粘度は、回転式粘度計(rotational viscositmeter)、例えば、プレート-プレート構造を含む粘度計によって測定することができる。
本発明の一実施形態によれば、粘度は、DIN EN ISO 1628-1:2009+A1:2012に従って測定される。使用されるポリマーに応じて、この基準の異なるパートを使用することができる。例えば、ポリマーがポリ塩化ビニルである場合、パート2を使用することができ、ポリマーがポリエチレン又はポリプロピレンである場合、パート3を使用することができ、ポリマーがポリカーボネートである場合、パート4を使用することができ、ポリマーが熱可塑性ポリエステルである場合、パート5を使用することができ、ポリマーがメチルメタクリレートポリマーである場合、パート6を使用することができる。ポリマーが少なくとも2つの異なるポリマーを含む混合物である場合、当業者は、この混合物にとって最もよく機能する基準を選択する必要がある。
本発明の好ましい実施形態によれば、粘度は、DIN EN ISO 1628-5:2015に従って測定される。
好ましくは、粘度は、DIN EN ISO 1628-5:2015に従って測定される。好ましくは、ポリマー組成物は、好ましくは25℃で0.005g/mlの濃度で、フェノール及び1,2-ジクロロベンゼンの混合物中、フェノール及び1,1,2,2-テトラクロロエタンの混合物中、o-クロロフェノール、m-クレゾール、ジクロロ酢酸中、又はフェノール及び2,4,6-トリクロロフェノールの混合物中に溶解される。手順A又はBを使用することができ、使用される粘度計は、ウベローデ型のサイズ番号1B、1C又は2であってよい。粘度は、標準条件下で得られる。
しかしながら、本発明に従って粘度を決定するために、他の測定基準又はプロトコールを使用することもできる。例えば、粘度は、DIN 53728-3:1985-1にしたがって又はASTM D4603-03(2011)e1に従って測定され得る。
本発明の一実施形態によれば、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中に少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を使用することによって、加工中のポリマー分解が低減され、及び/又はそのようなコンパウンディングされたポリマー組成物のメルトフローレートが、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、少なくとも10%、好ましくは少なくとも15%、より好ましくは少なくとも20%、最も好ましくは少なくとも25%減少し、及び/又はそのようなコンパウンディングされたポリマー組成物の粘度が、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、少なくとも10%、好ましくは少なくとも15%、より好ましくは少なくとも20%、最も好ましくは少なくとも25%増加する。
本発明の別の実施形態によれば、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中に少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を使用することによって、加工中のポリマー分解が低減され、及び/又はそのようなコンパウンディングされたポリマー組成物のメルトフローレートが、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、DIN EN ISO 1133-1:2011(好ましくは、手順A、2,16kg、210℃、顆粒による)による測定で、少なくとも10%、好ましくは少なくとも15%、より好ましくは少なくとも20%、最も好ましくは少なくとも25%減少し、及び/又はそのようなコンパウンディングされたポリマー組成物の粘度が、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、DIN EN ISO 1628-5:2015による測定で、少なくとも10%、好ましくは少なくとも15%、より好ましくは少なくとも20%、最も好ましくは少なくとも25%増加する。
本発明の別の実施形態によれば、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中に少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を使用することによって、そのようなコンパウンディングされたポリマー組成物のメルトフローレートが、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、好ましくはDIN EN ISO 1133-1:2011(好ましくは、手順A、2,16kg、210℃、顆粒による)による測定で、少なくとも10%、好ましくは少なくとも15%、より好ましくは少なくとも20%、最も好ましくは少なくとも25%減少する。
本発明の別の実施形態によれば、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中に少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を使用することによって、そのようなコンパウンディングされたポリマー組成物の粘度が、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、好ましくはDIN EN ISO 1628-5:2015による測定で、少なくとも10%、好ましくは少なくとも15%、より好ましくは少なくとも20%、最も好ましくは少なくとも25%増加する。
本発明の別の実施形態によれば、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中に少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を使用することによって、そのようなコンパウンディングされたポリマー組成物の粘度が、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、好ましくは、DIN EN ISO 1628-1:2012-10又はDIN EN ISO 1628-2:1998-12又はDIN EN ISO 1628-3:2010又はDIN EN ISO 1628-4:1999-03又はDIN EN ISO 1628-6:1990-02による測定で、少なくとも10%、好ましくは少なくとも15%、より好ましくは少なくとも20%、最も好ましくは少なくとも25%増加する。
本発明の別の実施形態によれば、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中に少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を使用することによって、そのようなコンパウンディングされたポリマー組成物のメルトフローレートが、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、好ましくはDIN EN ISO 1133-1:2011(好ましくは、手順A、2,16kg、210℃、顆粒による)による測定で、少なくとも10%、好ましくは少なくとも15%、より好ましくは少なくとも20%、最も好ましくは少なくとも25%減少し、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物は、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料の表面上に存在する。
本発明の別の実施形態によれば、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中に少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を使用することによって、そのようなコンパウンディングされたポリマー組成物の粘度が、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、好ましくはDIN EN ISO 1628-5:2015による測定で、少なくとも10%、好ましくは少なくとも15%、より好ましくは少なくとも20%、最も好ましくは少なくとも25%増加し、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物は、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料の表面上に存在する。
本発明の別の実施形態によれば、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中に少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を使用することによって、そのようなコンパウンディングされたポリマー組成物の粘度が、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、好ましくは、DIN EN ISO 1628-1:2012-10又はDIN EN ISO 1628-2:1998-12又はDIN EN ISO 1628-3:2010又はDIN EN ISO 1628-4:1999-03又はDIN EN ISO 1628-6:1990-02による測定で、少なくとも10%、好ましくは少なくとも15%、より好ましくは少なくとも20%、最も好ましくは少なくとも25%増加し、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物は、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料の表面上に存在する。
本発明の別の実施形態によれば、ポリマー組成物の引張破壊伸びは、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない同じポリマー組成物と比較して、少なくとも40%、好ましくは少なくとも100%、より好ましくは少なくとも200%、最も好ましくは少なくとも300%増加する。
本発明による「引張破壊伸び」又は「最大抗張力」は、そのような方法で材料を破壊するために必要とされる単位面積当たりの力の指標(MPa又はpsi)である。引張破壊伸びを測定するための典型的な機器は、当業者に公知である。引張破壊伸びは、DIN EN ISO 527:2012に従って測定することができるが、他の試験方法も利用可能である。本発明の好ましい実施形態によれば、引張破壊伸びは、DIN EN ISO 527-2/1BA/50:2012に従って測定され、試料は試験中に50mm/分の速度で引き離されることを意味する。本発明の試験検体は、試料の厚さが1.9±2mmの間であり、及び測定長さが25×5mmであることを除いて、ジオメトリー1BAを有する。引張破壊伸びは、標準条件下で得られる。
<ポリマー組成物>
本発明のポリマー組成物は、ポリ乳酸を含まない。
本発明による「ポリ乳酸」という用語は、繰返し単位として式Iを含むポリマーを指す:
Figure 2023015100000002
化学式CHCH(OH)COHを有する乳酸は、天然及び合成の両方により製造される白色の水溶性固体又は透明液体である有機化合物である。乳酸はキラルであり、したがって、2つの光学異性体を指す。1つはL-(+)-乳酸又は(S)-乳酸として公知であり、その鏡像である他方はD-(-)-乳酸又は(R)-乳酸である。等量のこれら2つの混合物はDL-乳酸、又はラセミ乳酸と呼ばれる。乳酸は吸湿性である。DL-乳酸は、約17~18℃であるその融点より高い温度において、水及びエタノールと混和性である。D-乳酸及びL-乳酸は、53℃より高い融点を有する。乳酸は当業者に公知である。
本発明のポリマー組成物は、ポリ乳酸と少なくとも1種類のさらなるモノマー、例えばポリエチレングリコールとのコポリマーの形態のポリ乳酸を含まず、ホモポリマーの形態のポリ乳酸も含まない。
本発明の一実施形態によれば、炭酸カルシウム含有材料は、ポリマー成分の総重量に基づいて、0.1~85重量%の量、好ましくは3~50重量%の量、より好ましくは5~40重量%の量、最も好ましくは10~30重量%の量でポリマー組成物中に存在する。
本発明の別の実施形態によれば、ポリマー組成物は、着色顔料、染料、ワックス、潤滑剤、酸化及び/又はUV安定化剤、酸化防止剤及びタルクなどの他の充填剤などのさらなる添加物を含む。
<加工中のポリマー分解を低減させ及び/又はメルトフローレートを減少させ、及び/又は粘度を増加させる方法>
本発明は、加工中のポリマー分解を低減させ、及び/又は請求項1に記載のポリマー組成物のメルトフローレートを減少させ、及び/又は請求項1に記載のポリマー組成物の粘度を増加させる方法をさらに含む。より正確には、ポリマー組成物は、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含む。本発明の方法により、メルトフローレートは、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、少なくとも10%減少し得、及び/又は、粘度は、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、少なくとも10%増加し得る。方法は、a)少なくとも1つのポリマーをポリマー成分として提供するステップ、及びb)少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を充填剤として提供するステップ、及びc)少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を提供するステップ、及びd)a)、b)及びc)の成分を任意の順序で接触させるステップ、及びe)ステップd)の接触させた成分をコンパウンディングするステップを含む。
本発明の一実施形態によれば、加工中のポリマー分解を低減させ及び/又はポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物のメルトフローレートを、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、少なくとも10%減少させ、及び/又はポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物の粘度を、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、少なくとも10%増加させる方法が提供され、方法は、
a)少なくとも1つのポリマーをポリマー成分として提供すること、並びに
b)少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を充填剤として提供すること、並びに
c)少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を提供すること、
d)a)、b)及びc)の成分を任意の順序で接触させること、並びに
e)ステップd)の接触させた成分をコンパウンディングすること
を含み、該ポリマー組成物は、ポリ乳酸を含まない。
ステップa)によれば、上記に定義される通り、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマーが提供される。ポリマーは、固体形態又は溶融形態で提供され得る。
本発明による「固体」という用語は、298.15K(25℃)の温度及び正確に100000Pa(1bar、14.5psi、0.98692atm)の絶対圧力を指す標準周囲温度及び圧力(SATP)の下で固体である材料を指す。固体は、粉末、錠剤、顆粒、薄片などの形態であってよい。
本発明による「周囲圧力」という用語は、正確に100000Pa(1bar、14.5psi、0.98692atm)の絶対圧力を指す標準周囲温度圧力(SATP)を指す。
本発明による「溶融」という用語は、298.15K(25℃)の温度及び正確に100000Pa(1bar、14.5psi、0.98692atm)の絶対圧力を指す標準周囲温度及び圧力(SATP)の下で溶融した又は粘性の材料を指す。
本発明の好ましい実施形態によれば、少なくとも1つのポリマーは、固体形態、好ましくは顆粒又はペレット形態で提供され得る。
ステップb)によれば、上記に定義される通り、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料が提供される。炭酸カルシウム含有材料は、乾燥形態で提供され得る。
「乾燥」又は「乾燥した」材料という用語は、炭酸カルシウム含有材料の重量の総重量に基づいて0.001~0.5重量%の水を有する材料であると理解される。
本発明の一実施形態によれば、炭酸カルシウム含有材料は、ポリマー成分の総重量に基づいて、0.1~85重量%の量、好ましくは3~50重量%の量、より好ましくは5~40重量%の量、最も好ましくは10~30重量%の量で提供される。
ステップc)によれば、上記に定義される通り、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物が提供される。
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の総乾燥重量に基づいて、少なくとも0.1重量%の総量、好ましくは0.1~4.0重量%の量、より好ましくは0.1~3.0重量%の量、よりいっそう好ましくは0.2~2.0重量%の量、よりいっそう好ましくは0.3~1.5重量%の量、最も好ましくは0.4~1.2重量%の量で提供される。
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、ポリマー成分の総重量に基づいて、少なくとも0.005重量%の量、好ましくは0.01~5.0重量%の量、より好ましくは0.02~1.0重量%の量、よりいっそう好ましくは0.03~0.8重量%の量、よりいっそう好ましくは0.05~0.5重量%の量、最も好ましくは0.07~0.3重量%の量で提供される。
少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、固体形態で又は液体として提供される。好ましい実施形態によれば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、液体として提供される。
本発明による液体の一置換コハク酸無水物は、適切な設備、例えば、測定セルTEZ 150 P-C及びCC 28.7測定システムを備えたPhysica MCR 300レオメーター(Paar Physica)を用いて5s-1のせん断速度及び+20℃(±2℃)で測定したときに、+20℃(± 2℃)で5000mPa・s未満、好ましくは2500mPa・s未満、より好ましくは1000mPa・s未満、最も好ましくは500mPa・s未満の粘度を有する材料を指す。
少なくとも1つの一置換コハク酸無水物が、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料の表面上の表面層の形態で使用される場合、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の表面上の前記少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物の総重量が、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の1m当たり、5mg未満、好ましくは4.5mg未満、最も好ましくは4.0mg未満となるような量で提供される。例えば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物の総重量が、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の1m当たり、0.1~5mg、より好ましくは0.2~4mg、最も好ましくは1~4mgとなるような量で提供されることが好ましい。
ステップd)によれば、a)、b)及びc)の成分を、任意の順序で接触させる。
ステップd)の接触は、混合条件下で行われ得る。
当業者は、自身の加工設備にしたがって混合条件(混合時間及び混合速度の構成など)を適合させるであろう。
例えば、混合及び均質化は、プラウシェアミキサーを用いることによって行われ得る。プラウシェアミキサーは、機械的に生成される流動層の原理によって機能する。プロウシェアブレードは、水平円筒ドラムの内壁の近くで回転し、混合物の成分を生成物層から解放混合空間へと運び出す。機械的に生成された流動層は、大きいバッチでさえも非常に短時間で激しく混合することを確実にする。乾燥操作において塊を分散させるためにチョッパー及び/又はディスパーサーが使用される。本発明の方法において使用され得る設備は、例えば、ドイツのGebruder Lodige Maschinenbau GmbHから入手可能である。
本発明の別の実施形態によれば、加工ステップd)は、例えば、ボールミル、ハンマーミル、ロッドミル、振動ミル、ロールクラッシャー、遠心式衝撃ミル、垂直ビーズミル、アトリションミル、ピンミル又はハンマーミルといった粉砕デバイス中で実行することができる。
加工ステップd)は、15℃~150℃の温度、好ましくは室温、すなわち、20℃±2℃の温度で実行することができる。本発明の一実施形態によれば、加工ステップd)は、少なくとも1秒、好ましくは少なくとも1分、例えば、少なくとも15分、30分、1時間、2時間、4時間、6時間、8時間又は10時間にわたって実行される。
一実施形態によれば、ステップd)は、i)ステップa)のポリマー成分及びステップb)の充填剤材料を混合するステップ、及びii)ステップc)の一置換コハク酸無水物をステップi)の混合物と混合するステップを含む。
別の実施形態によれば、ステップd)は、i)ステップa)のポリマー成分及びステップc)の一置換コハク酸無水物を混合するステップ、及びii)ステップb)の充填剤材料をステップi)の混合物と混合するステップを含む。
別の実施形態によれば、ステップd)は、ステップa)のポリマー成分、ステップc)の一置換コハク酸無水物及びステップb)の充填剤材料を1ステップで同時に混合することを含む。
別の実施形態によれば、ステップd)は、i)ステップa)のポリマー成分及びステップc)の一置換コハク酸無水物の一部分を混合するステップ、ii)ステップb)の充填剤材料及びステップc)の一置換コハク酸無水物の残りの部分を混合するステップ、及びiii)ステップi)及びii)の組成物を混合するステップを含む。ポリマー成分と混合される一置換コハク酸無水物及び充填剤材料と混合される一置換コハク酸無水物は、同じ一置換コハク酸無水物であってもよいし、異なる一置換コハク酸無水物であってもよい。好ましい実施形態によれば、これらの一置換コハク酸無水物は同じものである。
好ましい実施形態によれば、ステップd)は、i)ステップb)の充填剤材料及びステップc)の一置換コハク酸無水物を混合するステップ、及びii)ステップa)のポリマー成分をステップi)の混合物と混合するステップを含む。より正確には、接触ステップd)において、最初に、ステップb)の少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を、1つ以上のステップにおいて、ステップc)の少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と混合しながら接触させ、それにより少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物を含む処理層が、ステップb)の前記少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料の表面上に形成され、並びに次に、この表面処理された炭酸カルシウム含有材料を、1つ以上のステップにおいて、少なくとも1つのポリマーと混合しながら接触させる。
別の好ましい実施形態によれば、ステップd)は、i)ステップb)の充填剤材料及びステップc)の一置換コハク酸無水物の一部分を混合するステップ、及びii)ステップa)のポリマー成分及び一置換コハク酸無水物の残りの部分をステップi)の混合物と混合するステップを含む。より正確には、接触ステップd)において、最初に、ステップb)の少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を、1つ以上のステップにおいて、ステップc)の少なくとも1つの一置換コハク酸無水物の一部分と混合しながら接触させ、それにより少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物を含む処理層が、ステップb)の前記少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料の表面上に形成され、並びに次に、この表面処理された炭酸カルシウム含有材料を、1つ以上のステップにおいて、少なくとも1つのポリマー及び一置換コハク酸無水物の残りの部分と混合しながら接触させる。ポリマー成分と混合される一置換コハク酸無水物及び充填剤材料と混合される一置換コハク酸無水物は、同じ一置換コハク酸無水物であってもよいし、異なる一置換コハク酸無水物であってもよい。好ましい実施形態によれば、これらの一置換コハク酸無水物は異なるものである。
接触ステップd)において、最初に、ステップb)の少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を、1つ以上のステップにおいて、ステップc)の少なくとも1つの一置換コハク酸無水物又はその一部分と混合しながら接触させる場合、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物を含む処理層が、ステップb)の前記少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料の表面上に形成され、接触は以下の通りに行うことができる。
少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料との接触は、混合条件下で行われ得る。当業者は、自身の加工設備にしたがってこれらの混合条件(混合パレット及び混合速度の構成など)を適合させるであろう。
本発明の1つの好ましい実施形態では、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料との接触は、連続的な処理であってよい。この場合、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物の一定の濃度が提供されるように、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料を少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と一定のフローで接触させることができる。
又は、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料を、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と1ステップで接触させ、前記少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、好ましくは1回量として加えられる。
本発明の別の実施形態では、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料との接触は、バッチ処理であってよく、すなわち、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料を、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と1つより多くのステップで接触させ、前記少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、好ましくは、ほぼ等しい分割量として加えられる。又は、等しくない分割量、すなわち、より大きい分割量及びより小さい分割量として、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料に加えることもできる。
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料との接触は、0.1~5000秒の期間にわたってバッチ又は連続的な処理として実行される。例えば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料との接触は、連続的な処理であり、1つ以上の接触ステップを含み、及び、総接触時間は、0.1~4000秒、好ましくは0.5~3000秒、最も好ましくは1~2000秒である。
少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を供給するときに、それは、ほぼ室温で作業可能な粘度の特徴を持つものであってよく、すなわち、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物は、液体状態にあってよい。したがって、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物が溶融するように、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料との接触中に温度が調整されることが本発明の1つの必要条件である。
したがって、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物の融点より少なくとも2℃温度が高くなるように、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料との接触の前及び/又は接触中に温度が調整されることが理解される。例えば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物の融点より少なくとも2℃温度が高くなるように、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料との接触の前に温度が調整される。
本発明の一実施形態では、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物の融点より少なくとも5℃、好ましくは少なくとも8℃、最も好ましくは少なくとも10℃温度が高くなるように、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料との接触の前及び/又は接触中に温度が調整される。例えば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物の融点より2~50℃、好ましくは5~40℃、より好ましくは8~30℃、最も好ましくは10~20℃温度が高くなるように、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料との接触の前及び/又は接触中に温度が調整される。
本発明の一実施形態では、したがって、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料との接触は、200℃未満の処理温度で実行される。例えば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料との接触は、30~200℃、好ましくは80~150℃、最も好ましくは110~130℃の処理温度で実行される。
少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料との接触を実行するための処理時間は、5000秒以下の期間、好ましくは4000秒以下の期間、より好ましくは3000秒以下の期間、最も好ましくは0.1~2000秒にわたって実行される。例えば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料との接触は、1200秒の期間にわたって実行される。一般に、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料を少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と接触させる長さは、前記接触中に適用される処理温度によって決定される。例えば、約200℃の処理温度が適用される場合、処理時間は、例えば、約0.1程度に短い。約120℃の処理温度が適用される場合、処理時間は、例えば、約1200秒程度に長いものであり得る。
本発明の一実施形態では、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料との接触が実行される前に、予備加熱される、すなわち活性化される。言い換えれば、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料との接触が実行される前に、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料は、50~200℃、好ましくは80~200℃、より好ましくは90~150℃、最も好ましくは100~130℃の温度で処理される。少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の予備加熱を実行するための処理時間は、30分以下の期間、好ましくは20分以下の期間、より好ましくは15分以下の期間にわたって実行される。本発明の一実施形態では、少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の予備加熱は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料との接触中に実行される温度にほぼ等しい温度で実行される。
本発明の意味における「等しい」温度という用語は、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料との接触中に実行される温度よりも最大20℃、好ましくは最大15℃、より好ましくは10℃、最も好ましくは最大5℃低い又は高い予備加熱温度を指す。
ステップe)によれば、ステップd)の接触させた成分がコンパウンディングされる。本発明による「コンパウンディング」という用語は、ポリマー又はプラスチック配合物の調製を指す。コンパウンディング中に、異なる原料の均質なブレンド物を達成するために、ステップd)の接触させた成分は、溶融又は軟化された状態で混合及び/又はブレンドされる。コンパウンディング方法は当業者に公知である。
本発明の一実施形態によれば、コンパウンディング及び均質化は、ドウニーダーによって行うことができる。ドウニーダーは、組成物、特に、高い粘度を有する組成物を混合し、及び練ることができる。ドウニーダーは、ボウル又はディッシュ内で水平に1つ以上のSigma型又はZ型のブレードを回転させることによって機能する。使用できる機器は、例えば、Kenwood Ltd.から入手可能である。
本発明の別の実施形態によれば、コンパウンディング及び均質化は、押出し機、例えば、シングル又はツインスクリュー押出し機によって行うことができる。押出し機は、組成物を混合及びコンパウンディングすることができる。押出し機は、ハウジング内で1つ以上のスクリューを回転させることによって機能する。使用できる機器は、ベースユニット及び押出し機を含み得る。例えば、ベースユニットはThermo ScientificのHaake Polylab OSであってよく、押出し機はThermo ScientificのRheomex CTW 100 OSであってよい。
本発明の別の実施形態によれば、コンパウンディング及び均質化は、実験室用コンパウンダーによって行うことができる。実験室用コンパウンダーは、組成物を混合し、及び練ることができる。使用できる設備は、ベースユニット、コンパウンダー及びニーダーを含み得る。例えば、ベースユニットはHaake Polylab OSであってよく、コンパウンダーはHaake Rheomix600 OSであってよく、ニーダーはRoller Roters 600であってよく、これらは全てThermo Scientificによるものである。試験結果を評価するためのソフトウェアとしてRheoDrive7を使用することができる。
本発明の別の実施形態によれば、コンパウンディング及び均質化は、ツインロールミルによって行うことができる。ツインロールミルは、組成物を混合し、及び練ることができる。例示的なロールミルは、ドイツのDr.Collin GmbHのWalzwerk 150×400である。
加工ステップe)は、15℃~350℃の温度で実行することができる。本発明の一実施形態によれば、加工ステップe)は、室温、すなわち20℃±2℃の温度で実行することができる。好ましい実施形態によれば、加工ステップe)は、室温より高い温度、好ましくは50℃~320℃、より好ましくは80℃~300℃、よりいっそう好ましくは100℃~280℃、最も好ましくは150℃~260℃の温度で実行される。本発明の一実施形態によれば、加工ステップe)は、少なくとも1秒、好ましくは少なくとも1分、例えば、少なくとも15分、30分、1時間、2時間、4時間、6時間、8時間又は10時間にわたって実行される。
別の実施形態によれば、ステップe)において、熱及び圧力を適用してもよい。熱及び圧力は、引き続いて適用され得る。好ましい実施形態では、熱及び応力は、同時に適用される。別の好ましい実施形態では、熱及び/又は圧力の異なるステップが、引き続いて適用される。
例えば、熱及び圧力条件は、ホットプレス手順によって行うことができる。ホットプレスを行うために、プレス処理中に追加的に加熱できる任意の圧力デバイスを使用することができる。加熱は、例えば、誘導加熱によって又は間接抵抗加熱によって行うことができる。ホットプレス中に、モールドプレートを水冷により冷却してモールドの温度を制御してもよい。使用できる機器は、例えば、ドイツのDr. Collin GmbHから入手可能である。
ホットプレスは、15℃~300℃の温度、好ましくは50℃~280℃の温度、より好ましくは70℃~250℃の温度、最も好ましくは220℃の温度で実行することができる。ホットプレスは、2bar~400barの圧力、好ましくは10bar~350barの圧力、より好ましくは15bar~300barの圧力、最も好ましくは15bar~250barの圧力で実行することができる。
本発明の一実施形態によれば、ホットプレスは、少なくとも1秒、好ましくは少なくとも50秒又は少なくとも100秒、120秒、160秒、180秒、200秒又は240秒にわたって実行される。
本発明者らは、驚くべきことに、本発明による方法によって、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物の安定性、特に熱安定性を向上できることを発見した。したがって、そのようなポリマー組成物の加工中のポリマー分解が低減される。追加的又は代替的に、そのようなポリマー組成物の加工性を促進することができる。追加的又は代替的に、本発明による方法によって、そのようなポリマー組成物の機械的特性、例えば、メルトフローレートを向上させることができる。追加的又は代替的に、本発明による方法によって、そのようなポリマー組成物の粘度を向上させることができる。
より正確には、本発明による方法によって、加工中のポリマー分解が低減され、及び/又は、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料を含むポリマー組成物のメルトフローレートが、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、少なくとも10%、好ましくは少なくとも15%、より好ましくは少なくとも20%、最も好ましくは少なくとも25%低減され、及び/又は、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料を含むポリマー組成物の粘度が、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、少なくとも10%、好ましくは少なくとも15%、より好ましくは少なくとも20%、最も好ましくは少なくとも25%増加し、該ポリマー組成物は、ポリ乳酸を含まない。
一実施形態によれば、本発明による方法によって、加工中のポリマー分解が低減され、及び/又は、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料を含むポリマー組成物のメルトフローレートが、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、DIN EN ISO 1133-1:2011(好ましくは、手順A、2.16kg、210℃、顆粒による)による測定で、少なくとも10%、好ましくは少なくとも15%、より好ましくは少なくとも20%、最も好ましくは少なくとも25%低減され、及び/又は、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料を含むポリマー組成物の粘度が、いかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、DIN EN ISO 1628-5:2015による測定で、少なくとも10%、好ましくは少なくとも15%、より好ましくは少なくとも20%、最も好ましくは少なくとも25%増加し、該ポリマー組成物は、ポリ乳酸を含まない。
本発明の別の実施形態によれば、本発明による方法によって、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料を含むポリマー組成物の引張破壊伸びが、少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を用いない同じポリマー組成物と比較して、少なくとも40%、好ましくは少なくとも100%、より好ましくは少なくとも200%、最も好ましくは少なくとも300%増加し、該ポリマー組成物は、ポリ乳酸を含まない。
<本発明による物品>
本発明の別の態様は、
a)少なくとも1つのポリマーをポリマー成分として提供するステップ、並びに
b)少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を充填剤として提供するステップ、並びに
c)少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を提供するステップ、
d)a)、b)及びc)の成分を任意の順序で接触させるステップ、並びに
e)ステップd)の接触させた成分をコンパウンディングするステップ
を含む方法によって得ることができるポリマー組成物を含む物品であって、該物品が、衛生製品、医療及びヘルスケア製品、フィルター製品、ジオテキスタイル製品、農業及び園芸用製品、衣類、履物及びバッグ製品、家庭用及び産業用製品、パッケージング製品、建設用製品などを含む群から選択され、該ポリマー組成物がポリ乳酸を含まない、物品を対象とする。
ステップa)~c)によれば、上記に定義される通り、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー、充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料及び少なくとも1つの一置換コハク酸無水物が提供される。
上記に定義される通り、ステップd)及びe)によれば、a)、b)及びc)の成分を任意の順序で接触させ、及びステップd)の接触させた成分がコンパウンディングされる。
物品は、衛生製品、医療及びヘルスケア製品、フィルター製品、ジオテキスタイル製品、農業及び園芸用製品、衣類、履物及びバッグ製品、家庭用及び産業用製品、パッケージング製品、建設用製品などを含む群から選択される。
好ましくは、衛生製品は、乳児用おむつ又はおしめ、婦人衛生製品、成人用失禁製品、脱毛ストリップ、包帯及び創傷用包帯、使い捨てバスタオル及びフェイスタオル、使い捨てスリッパ及び履物、トップシート又はカバーストック、消費者用フェイスマスク、レッグカフ、収集/分配層、コアラップ、バックシート、伸縮性イア、ランディングゾーン、ダスティング層及び固定システムなどの吸収材衛生製品;及びウェットワイプ、スキンケアワイプ、ベビーワイプ、フェイシャルワイプ、クレンジングワイプ、ハンド及びボディワイプ、モイストタオル、パーソナル衛生ワイプ、婦人衛生ワイプ、抗菌ワイプ及び薬用ワイプなどの拭取り用品を含む群から選択される。
好ましくは、医療及びヘルスケア製品は、滅菌できる医療用製品、医療用パッケージ、手術用使い捨てキャップなどのキャップ、保護用衣類、手術用ガウン、手術用マスク及びフェイスマスク、手術着、手術用カバー、手術用ドレープ、ラップ、パック、スポンジ、包帯、ワイプ、ベッドリネン、汚染防止ガウン、検査ガウン、実験室用コート、アイソレーションガウン、経皮薬物送達、シュラウド、アンダーパッド、処置用パック、ヒートパック、オストミーバッグライナー、固定テープ、インキュベーターマットレス、滅菌ラップ(CSRラップ)、創傷ケア、冷/熱パック、パッチなどの薬物送達システムを含む群から選択される。
好ましくは、フィルター製品は、ガソリンフィルター、オイルフィルター、エアフィルター、水フィルター、コーヒーフィルター、ティーバッグ、製薬産業フィルター、鉱物加工フィルター、液体カートリッジ及びバッグフィルター、真空バッグ、アレルゲン膜及び不織布層とのラミネートを含む群から選択される。
好ましくは、ジオテキスタイル製品は、土質安定剤及び車道下地、土台安定剤、浸食制御、用水路建設、排水システム、ジオメンブレン保護、霜保護、農業用マルチ、池及び用水路水バリア、排水用土管のための砂浸透バリア及び埋立地ライナーを含む群から選択される。
好ましくは、農業及び園芸用製品は、農作物カバー、植物保護、シードブランケット、雑草防除生地、温室シェーディング、根制御バッグ、生分解性植物ポット、キャピラリーマット及び造園生地を含む群から選択される。
好ましくは、衣類、履物及びバッグ製品は、オーバーコートのフロント、カラー、見返し、ウエストバンド、下襟などの芯地、使い捨て下着、靴紐小穴強化材などの靴構成部材、運動靴及びサンダル強化材及びインナーソールライニングなど、鞄構成部材、結合剤、素材及び(洗濯)指示ラベルを含む群から選択される。
好ましくは、パッケージング製品は、インターライニング、例えば、乾燥剤パッケージング、吸着剤パッケージング、ギフトボックス、ファイルボックス、不織布バッグ、ブックカバー、封筒、エクスプレスエンベロープ、配達バッグなどを含む群から選択される。
好ましくは、家庭用及び産業用製品は、研磨剤、ポケットスプリング用のポケットクロス、分離層、スプリングカバー、トップカバー、キルトバッキング、羽毛布団カバー、枕カバーなどのベッドリネン、ブラインド/カーテン、小さな敷物、カーペットタイル、バスマットなどのカーペット/カーペット裏地、カバー及びセパレーション材料、洗剤パウチ、柔軟剤シート、フローリング、インサイドライニング、クッション用リバースファブリック、ダストカバー、スプリングカバー、プルストリップなどの家具/室内装飾品、モップ、テーブルリネン、ティーバッグ及びコーヒーバッグ、掃除機バッグ、壁張り材料、家庭用ケア拭取り用品、フロアケアワイプ、クリーニングワイプ、ペットケアワイプなどの拭取り用品、自動車用構築物、ケーブルラッピング、土木工学、濾過パッケージング、防護服、一次及び二次カーペット裏地、複合材、海洋帆船ラミネート、テーブルカバーラミネート、チョップドストランドマット、機械刺繍のためのバッキング/スタビライザー、多孔性が必要な包装材料、ファイバーグラス・バッティングなどの断熱材、枕、クッション、室内装飾用詰め物、キルト又は掛け布団の中綿などの詰め物、一般用フェイスマスク及び医療用フェイスマスク、封筒、防水シート、テント及び輸送(木材、鋼)ラッピング、フットカバー及びカバーオールなどの使い捨て衣類、及び耐候性ハウスラップを含む群から選択される。
好ましくは、建設用製品は、ハウスラップ、アスファルトオーバーレイ、路盤及び鉄道路盤、ゴルフ及びテニスコート、壁装材、音響壁カバー、屋根材料及びタイル下地、土質安定剤及び車道下地、土台安定剤、浸食制御、用水路建築、排水システム、ジオメンブレン保護、霜保護、農業用マルチ、池及び用水路水バリア、排水用土管のための砂浸透バリアを含む群から選択される。
<コンパウンディングされたポリマー組成物の使用>
本発明の別の態様は、衛生製品、医療及びヘルスケア製品、フィルター製品、ジオテキスタイル製品、農業及び園芸用製品、衣類、履物及びバッグ製品、家庭用及び産業用製品、パッケージング製品、建設用製品などにおける、
a)少なくとも1つのポリマーをポリマー成分として提供するステップ、並びに
b)少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を充填剤として提供するステップ、並びに
c)少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を提供するステップ、
d)a)、b)及びc)の成分を任意の順序で接触させるステップ、並びに
e)ステップd)の接触させた成分をコンパウンディングするステップ
を含む方法によって得ることができるポリマー組成物の使用であって、該ポリマー組成物がポリ乳酸を含まない、使用を対象とする。
ステップa)~c)によれば、上記に定義される通り、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー、充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料及び少なくとも1つの一置換コハク酸無水物が提供される。
上記に定義される通り、ステップd)及びe)によれば、a)、b)及びc)の成分を任意の順序で接触させ、及びステップd)の接触させた成分がコンパウンディングされる。
ポリマー組成物は、衛生製品、医療及びヘルスケア製品、フィルター製品、ジオテキスタイル製品、農業及び園芸用製品、衣類、履物及びバッグ製品、家庭用及び産業用製品、パッケージング製品、建設用製品などにおいて使用される。

Claims (17)

  1. ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物のコンパウンディングの前又はコンパウンディング中の少なくとも1つの一置換コハク酸無水物の使用であって、加工中のポリマー分解を低減させるためのもの、並びに/又はいかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、そのようなコンパウンディングされたポリマー組成物のメルトフローレートを少なくとも10%減少させ、及び/又はそのようなコンパウンディングされたポリマー組成物の粘度を少なくとも10%増加させるためのものであり、前記ポリマー組成物がポリ乳酸を含まない、使用。
  2. 前記少なくとも1つの一置換コハク酸無水物が、置換基中にC2-C30、好ましくはC3-C25、及び最も好ましくはC4-C20の総量の炭素原子を有する直鎖基、分岐鎖基、脂肪族基及び環状基から選択される基で一置換されたコハク酸無水物からなり、分岐鎖基の場合は置換基中にC3-C30、好ましくはC3-C25、及び最も好ましくはC4-C20の総量の炭素原子を有し、並びに環状基の場合は置換基中にC5-C30、好ましくはC5-C25、及び最も好ましくはC5-C20の総量の炭素原子を有する、請求項1に記載の使用。
  3. 前記少なくとも1つの一置換コハク酸無水物が、少なくとも1つのアルキル一置換コハク酸無水物であって、好ましくは、エチルコハク酸無水物、プロピルコハク酸無水物、ブチルコハク酸無水物、トリイソブチルコハク酸無水物、ペンチルコハク酸無水物、ヘキシルコハク酸無水物、ヘプチルコハク酸無水物、オクチルコハク酸無水物、ノニルコハク酸無水物、デシルコハク酸無水物、ドデシルコハク酸無水物、ヘキサデカニルコハク酸無水物、オクタデカニルコハク酸無水物及びこれらの混合物からなる群から選択される、少なくとも1つのアルキル一置換コハク酸無水物、並びに/又は少なくとも1つのアルケニル一置換コハク酸無水物であって、好ましくは、エテニルコハク酸無水物、プロペニルコハク酸無水物、ブテニルコハク酸無水物、トリイソブテニルコハク酸無水物、ペンテニルコハク酸無水物、ヘキセニルコハク酸無水物、ヘプテニルコハク酸無水物、オクテニルコハク酸無水物、ノネニルコハク酸無水物、デセニルコハク酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、ヘキサデセニルコハク酸無水物、オクタデセニルコハク酸無水物及びこれらの混合物を含む群から選択される少なくとも1つのアルケニル一置換コハク酸無水物、である、請求項1~2のいずれかに記載の使用。
  4. 前記少なくとも1つの一置換コハク酸無水物が、前記ポリマー組成物のコンパウンディングの前に使用され、前記少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物が、前記少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料の表面上に存在する、請求項1~3のいずれかに記載の使用。
  5. 前記少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を、前記ポリマー組成物のコンパウンディング中に使用し、前記少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含む前記ポリマー組成物と混合しながら接触させる、請求項1~4のいずれかに記載の使用。
  6. 前記少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物が、前記少なくとも1つの炭酸カルシウム含有充填剤材料の総乾燥重量に基づいて、少なくとも0.1重量%の量で前記ポリマー組成物中に存在し、好ましくは0.1~4.0重量%の量、より好ましくは0.1~3.0重量%の量、よりいっそう好ましくは0.2~2.0重量%の量、よりいっそう好ましくは0.3~1.5重量%の量、及び最も好ましくは0.4~1.2重量%の量で存在する、請求項1~5のいずれかに記載の使用。
  7. 前記ポリマー成分が、化石燃料から得られるポリマーを含み、好ましくは、前記ポリマーがポリオレフィンから選択され、並びに最も好ましくは、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)、ポリブテン-1(PB-1)、ポリケトン(PK)、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)及びこれらの混合物から選択される、請求項1~6のいずれかに記載の使用。
  8. 前記ポリマー成分が、バイオポリマーから得られるポリマーを含み、並びに好ましくは、前記ポリマーが、ポリブチレートアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリヒドロキシアルカノレート(PHA)、例えば、ポリヒドロキシブチレート(PHB)、ポリヒドロシキバレレート(PHV)、ポリヒドロキシヘキソネート(PHH)、ポリヒドロキシオクタノエート(PHO)及びポリヒドロキシアルカノエートのコポリマー、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリグリコール酸(PGA)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリブチレンサクシネートアジペート(PBSA)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリブチレンサクシネートテレフタレート(PBST)、セロファン(CH)、セルロースエーテル、セルロースエステル、酢酸デンプン及び/又はデンプンブレンド物から選択され、よりいっそう好ましくは、ポリブチレートアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリヒドロキシアルカノレート(PHA)、ポリカプロラクトン(PCL)及び/又は酢酸デンプン及び/又はデンプンブレンド物から選択され、並びに最も好ましくは、ポリブチレートアジペートテレフタレート(PBAT)、ポリヒドロキシブチレート(PHB)及びポリカプロラクトン(PCL)からなる群から選択される、請求項1~7のいずれかに記載の使用。
  9. 前記少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物が、前記ポリマー成分の総重量に基づいて、少なくとも0.005重量%の量で前記ポリマー組成物中に存在し、好ましくは0.01~5.0重量%の量、より好ましくは0.02~1.0重量%の量、よりいっそう好ましくは0.03~0.8重量%の量、よりいっそう好ましくは0.05~0.5重量%の量、最も好ましくは0.07~0.3重量%の量で存在する、請求項1~8のいずれかに記載の使用。
  10. 前記炭酸カルシウム含有材料が、重質炭酸カルシウム、好ましくは、大理石、石灰岩、ドロマイト及び/又はチョーク、沈降炭酸カルシウム、好ましくは、バテライト、カルサイト及び/又はアラゴナイト、並びにこれらの混合物からなる群から選択され、より好ましくは、前記炭酸カルシウム含有材料が、重質炭酸カルシウムである、請求項1~9のいずれかに記載の使用。
  11. 前記炭酸カルシウム含有材料が、
    i)0.1μm~20μmの範囲内、好ましくは0.25μm~15μmの範囲内、より好ましくは0.5μm~10μmの範囲内、及び最も好ましくは0.7μm~7μmの範囲内の重量メジアン粒径d50値を有する、並びに/又は
    ii)≦50μm、好ましくは≦30μm、より好ましくは≦20μm、及び最も好ましくは≦15μmのトップカット(d98)を有する、並びに/又は
    iii)ISO 9277:2010による窒素及びBET法を使用する測定で、0.5~150m/g、好ましくは1~60m/g、及びより好ましくは1.5~15m/gの比表面積(BET)を有する、並びに/又は
    iv)前記少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料の総乾燥重量に基づいて、0.01重量%~1重量%、好ましくは0.02重量%~0.5重量%、より好ましくは0.03重量%~0.3重量%、及び最も好ましくは0.04重量%~0.15重量%の残留総水分含有量を有する、
    請求項1~10のいずれかに記載の使用。
  12. 前記炭酸カルシウム含有材料が、前記ポリマー成分の総重量に基づいて、0.1~85重量%の量で前記ポリマー組成物中に存在し、好ましくは3~50重量%の量、より好ましくは5~40重量%の量、及び最も好ましくは10~30重量%の量で存在する、請求項1~11のいずれかに記載の使用。
  13. 前記ポリマー組成物がさらなる添加物、例えば、着色顔料、染料、ワックス、潤滑剤、酸化―及び/又はUV―安定化剤、酸化防止剤、並びにタルクなどの他の充填剤、を含む、請求項1~12のいずれかに記載の使用。
  14. 加工中のポリマー分解を低減させ、並びに/又はいかなる一置換コハク酸無水物も存在しない状態において同じ方法で処理された同じポリマー組成物と比較して、ポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物のメルトフローレートを少なくとも10%減少させ、及び/又はポリマー成分として少なくとも1つのポリマー及び充填剤として少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を含むポリマー組成物の粘度を少なくとも10%増加させる方法であって、前記方法が、
    a)少なくとも1つのポリマーをポリマー成分として提供するステップ、並びに
    b)少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を充填剤として提供するステップ、並びに
    c)少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を提供するステップ、
    d)a)、b)及びc)の成分を任意の順序で接触させるステップ、並びに
    e)ステップd)の接触させた成分をコンパウンディングするステップ
    を含み、
    前記ポリマー組成物がポリ乳酸を含まない、
    方法。
  15. 接触ステップd)において、最初に、ステップb)の前記少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を、1つ以上のステップにおいて、ステップc)の前記少なくとも1つの一置換コハク酸無水物と混合しながら接触させ、それにより、前記少なくとも1つの一置換コハク酸無水物及び/又はその塩反応生成物を含む処理層が、ステップb)の前記少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料の表面上に形成され、並びに次に、この表面処理された炭酸カルシウム含有材料を、1つ以上のステップにおいて、前記少なくとも1つのポリマーと混合しながら接触させる、請求項14に記載の方法。
  16. 衛生製品、医療及びヘルスケア製品、フィルター製品、ジオテキスタイル製品、農業及び園芸用製品、衣類、履物及びバッグ製品、家庭用及び産業用製品、パッケージング製品、建設用製品などにおける、ポリマー組成物の使用であって、前記ポリマー組成物が、
    a)少なくとも1つのポリマーをポリマー成分として提供するステップ、並びに
    b)少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を充填剤として提供するステップ、並びに
    c)少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を提供するステップ、
    d)a)、b)及びc)の成分を任意の順序で接触させるステップ、並びに
    e)ステップd)の接触させた成分をコンパウンディングするステップ
    を含む方法によって得ることができ、前記ポリマー組成物がポリ乳酸を含まない、使用。
  17. a)少なくとも1つのポリマーをポリマー成分として提供するステップ、並びに
    b)少なくとも1つの炭酸カルシウム含有材料を充填剤として提供するステップ、並びに
    c)少なくとも1つの一置換コハク酸無水物を提供するステップ、
    d)a)、b)及びc)の成分を任意の順序で接触させるステップ、並びに
    e)ステップd)の接触させた成分をコンパウンディングするステップ
    を含む方法によって得ることができるポリマー組成物を含む物品であって、前記物品が、衛生製品、医療及びヘルスケア製品、フィルター製品、ジオテキスタイル製品、農業及び園芸用製品、衣類、履物及びバッグ製品、家庭用及び産業用製品、パッケージング製品、建設用製品などを含む群から選択され、前記ポリマー組成物がポリ乳酸を含まない、物品。
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