JP2023502221A - 非腐食性繊維強化ポリマー組成物 - Google Patents
非腐食性繊維強化ポリマー組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023502221A JP2023502221A JP2022527124A JP2022527124A JP2023502221A JP 2023502221 A JP2023502221 A JP 2023502221A JP 2022527124 A JP2022527124 A JP 2022527124A JP 2022527124 A JP2022527124 A JP 2022527124A JP 2023502221 A JP2023502221 A JP 2023502221A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molding composition
- weight
- injection molding
- wood pulp
- composition according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08L23/12—Polypropene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/045—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with vegetable or animal fibrous material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/0001—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor characterised by the choice of material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F255/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00
- C08F255/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00 on to polymers of olefins having two or three carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08L1/02—Cellulose; Modified cellulose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/06—Polyethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L51/06—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
- B29K2023/04—Polymers of ethylene
- B29K2023/06—PE, i.e. polyethylene
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
- B29K2023/10—Polymers of propylene
- B29K2023/12—PP, i.e. polypropylene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2351/00—Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers
- C08J2351/06—Characterised by the use of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2206—Oxides; Hydroxides of metals of calcium, strontium or barium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2666/00—Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
- C08L2666/02—Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials
- C08L2666/24—Graft or block copolymers according to groups C08L51/00, C08L53/00 or C08L55/02; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2666/00—Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
- C08L2666/02—Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials
- C08L2666/26—Natural polymers, natural resins or derivatives thereof according to C08L1/00 - C08L5/00, C08L89/00, C08L93/00, C08L97/00 or C08L99/00
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本発明は、少なくとも1種のポリオレフィン、少なくとも1種の脱リグニン木質パルプ繊維、少なくとも1種の無水マレイン酸グラフト化ポリオレフィン、及び、アルカリ土類金属の酸化物又は亜鉛の酸化物から選択される少なくとも1種の金属酸化物を含む、射出成形組成物に関する。【選択図】 図8
Description
本発明は、溶融状態で射出される金型の腐食が少ない繊維強化ポリマー組成物に関する。
繊維強化ポリマー複合材料は、多数のデザイン、例えば、家具、スポーツ用品又は自動車部品に形成することができる入手可能な材料である。過去には、鉱物繊維、例えばガラス繊維が繊維強化ポリマー複合材料に使用されてきたが、植物由来繊維の使用が近年増加してきた。なぜなら、それらは、密度を上昇させることなく、強化特性も提供し、植物から再生可能に供給されるためである。
繊維強化ポリマー複合材料から形成される物体は、一般的な成形技術、例えば射出成形等により得ることができる。この場合、ポリマー複合材料の溶融物は、金型に射出され、取り出される前に固化のために放置される。
射出成形に使用される型は、一般的に高価である。それらの製造には、かなりの作業及び専門知識の両方が必要であり、それらが製造される化学的に不活性な金属合金が高価である場合があるためである。したがって、使用中の型を可能な限り長く維持すること、又は、より耐性の低い金属合金製の型を使用できるようにすることに関心が持たれている。
ポリマー複合材料中に木質繊維を使用する場合、一般的に使用される射出成形機の金型では、伝統的な鉱物繊維で強化されたポリマー複合材料を使用する場合に観察される腐食のレベルと比較して、その内面上の腐食が増加する問題があることが観察されている。
植物由来繊維の強化効果の利益を得ることが望ましいが、市場は、それらが成形物体中で過度に可視となるべきではないことを要求する。したがって、一般的に木質に由来する植物由来繊維は、少なくとも化学的にパルプ化されて相当量の木質リグニンが除去され、さらにほとんどの場合、化学的木質パルプから任意の残留リグニンを実質的に除去し、着色又は無着色のポリマー塊に光学的にブレンドされる白色繊維を得るために、漂白される。この処理の付加的な利点は、成形温度で種々の望ましくない腐食性の酸性化合物、例えば酢酸及びギ酸に分解するリグニンの非常に大きな部分及びヘミセルロースの一部が植物系材料から除去され、型の寿命が延長されることである。
しかしながら、ポリマー複合材料に脱リグニン化木質パルプを使用すると、予想されるように、型の腐食を回避できない。型の腐食を軽減するために、木粉又は木質繊維を含むポリマー複合材料中に酸捕捉剤として作用することができる添加剤、例えばハイドロタルサイトを使用することが公知である。しかしながら、公知の酸捕捉剤、例えばハイドロタルサイトを添加しても、脱リグニン木質パルプの場合には、型の腐食は軽減されなかった。
加えて、ポリマー複合材料中の脱リグニン化木質パルプは吸湿性であり、開放貯蔵中に水分を吸収し、獲得された水分により、直接の原因ではないものの、特定の合金製の鋼型における腐食の問題の悪化が観察されている。
したがって、脱リグニン木質パルプが組み込まれたポリマー複合材料から物体を形成する際に生じる射出成形に関連した型の腐食の問題に対する解決策を提供する必要性が存在する。
本発明は、金型、例えば鋼型中において溶融状態で成形された場合に、少なくとも金型の望ましくない腐食の低減又は何らかの排除をもたらす組成物を提供する。さらに、本発明は、延長された貯蔵寿命を示す組成物を提供する。本発明の組成物が、高くてかつ変動する獲得水分レベルにもかかわらず、加工堅牢性を示すためである。特定の理論に拘束されることを望むものではないが、金型の腐食は、部分的には、射出成形において遭遇する条件の間に脱リグニン木質パルプ繊維から発せられる腐食性化合物、例えば、脱リグニン木質パルプ繊維の熱分解により生じる揮発物又は木質パルプの化学的脱リグニン化の間に導入される化合物並びにその微量及び/若しくはその誘導体、例えば二酸化硫黄が、脱リグニン木質パルプ繊維中に含有されるためと推定される。
本発明の目的は、成形組成物、好ましくは、射出成形組成物であって、少なくとも1種の熱可塑性ポリマー、少なくとも1種の脱リグニン木質パルプ繊維、少なくとも1種の無水マレイン酸グラフト化ポリオレフィン、及び、アルカリ金属の酸化物又はアルカリ土類金属の酸化物又は亜鉛の酸化物から選択される少なくとも1種の金属酸化物を含む、成形組成物を提供することである。
本発明に係る成形組成物の好ましい実施形態では、成形組成物は、ASTM D 1238に従って、190℃で5kgの荷重を使用して測定した場合、0.5g/10分~40g/10分のメルトフローインデックス(MFI)を有する。
本発明の文脈において、「脱リグニン木質パルプ」なる用語は、リグニン含量を減少させるプロセスにより得られる木質パルプを指すものと理解されたい。例えば、脱リグニン木質パルプは、木材のリグニン含量が実質的に低減される任意の化学パルプ化プロセス、例えばクラフト又は亜硫酸パルプ化(ただし、これらに限定されない)から得ることができる。
熱可塑性ポリマーは、脱リグニン木質パルプ繊維が分散されるマトリクスを提供する。少なくとも1種の無水マレイン酸グラフト化ポリオレフィンは、熱可塑性ポリマーのマトリクスと脱リグニン木質パルプ繊維との間のより良好な接着を可能にするカップリング剤として機能する。木質パルプ繊維の脱リグニン化により、木質パルプ繊維の熱可塑性ポリマーとの相溶性が低くなるためである。
本発明に係る成形組成物の好ましい実施形態では、少なくとも1種のポリオレフィンが、10重量%~85重量%の量で存在し、重量パーセントは成形組成物の総重量に基づいている。
本発明に係る成形組成物のより好ましい実施形態では、少なくとも1種のポリオレフィンが、55重量%~75重量%、さらにより好ましくは55重量%~70重量%の量で存在し、重量パーセントは成形組成物の総重量に基づいている。
本発明に係る成形組成物のより好ましい実施形態では、少なくとも1種のポリオレフィンが、20重量%~50重量%、さらにより好ましくは30重量%~40重量%の量で存在し、重量パーセントは成形組成物の総重量に基づいている。
本発明に係る成形組成物の好ましい実施形態では、脱リグニン木質パルプ繊維が、クラフト又は亜硫酸パルプ繊維及びそれらの混合物から選択される。
本発明に係る成形組成物のより好ましい実施形態では、脱リグニン木質パルプ繊維は、クラフトパルプ又は漂白クラフトパルプ繊維、例えば脱リグニン広葉樹パルプ繊維である。
本発明に係る成形組成物のより好ましい実施形態では、脱リグニン木質パルプ繊維は、亜硫酸パルプ又は漂白亜硫酸パルプ繊維、例えば脱リグニン広葉樹パルプ繊維等である。
本発明に係る成形組成物のより好ましい実施形態では、脱リグニン木質パルプ繊維は、10重量%~85重量%の量で存在し、重量パーセントは成形組成物の総重量に基づいている。
本発明に係る成形組成物のより好ましい実施形態では、脱リグニン木質パルプ繊維は、15重量%~45重量%の量、好ましくは20重量%~40重量%の量で存在し、重量パーセントは成形組成物の総重量に基づいている。
本発明に係る成形組成物の好ましい実施形態では、脱リグニン木質パルプ繊維は、45重量%~75重量%の量、好ましくは55重量%~65重量%の量で存在し、重量パーセントは成形組成物の総重量に基づいている。
本発明に係る成形組成物の好ましい実施形態では、脱リグニン木質パルプ繊維は、酸性パルプ化プロセスにより得られた脱リグニン木質パルプ繊維である。
本発明に係る成形組成物の好ましい実施形態では、脱リグニン木質パルプ繊維は、溶解木質パルプである。
本発明に係る成形組成物の好ましい実施形態では、脱リグニン木質パルプ繊維は、少なくとも部分的に、広葉樹、例えば、ブナ、カンバ、ポプラ、カエデ、又はユーカリ等に由来する。
本発明に係る成形組成物の好ましい実施形態では、脱リグニン木質パルプ繊維は、少なくとも部分的に、針葉樹、例えばトウヒ又はマツ等に由来する。
本発明に係る成形組成物の好ましい実施形態では、脱リグニン木質パルプ繊維は、例えば、ブナ、カンバ、ポプラ、カエデ、又はユーカリに由来する脱リグニン広葉樹パルプ繊維と、例えばトウヒ又はマツに由来する脱リグニン針葉樹パルプ繊維との混合物である。
本発明に係る成形組成物の好ましい実施形態では、少なくとも1種の無水マレイン酸グラフト化ポリオレフィン、例えば、無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン又は無水マレイン酸グラフト化ポリエチレンは、0.5重量%~5重量%の量、好ましくは1重量%~3重量%の量で存在し、重量パーセントは成形組成物の総重量に基づいている。
本発明に係る成形組成物の好ましい実施形態では、少なくとも1種の無水マレイン酸グラフト化ポリオレフィン、例えば、無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン又は無水マレイン酸グラフト化ポリエチレンが、2重量%~15重量%の量、好ましくは3重量%~12重量%の量で存在し、重量パーセントは脱リグニン木質パルプ繊維の総重量に基づいている。
本発明に係る成形組成物の好ましい実施形態では、少なくとも1種の金属酸化物が、1重量%~5重量%の量で存在し、重量%は成形組成物の総重量に基づいている。
本発明に係る成形組成物の好ましい実施形態では、成形組成物は、カールフィッシャー滴定により測定された場合、0.3重量%超、好ましくは0.5~2.5重量%、より好ましくは1~1.5重量%の含水量を有する。
本発明に係る成形組成物の好ましい実施形態では、成形組成物は、カールフィッシャー滴定により測定された場合の0.2重量%の水分当たり0.5~1.5重量%、より好ましくは0.8~1.2重量%の少なくとも1種の金属酸化物を含む。
本発明に係る成形組成物の好ましい実施形態では、少なくとも1種の金属酸化物が、0.5~3重量%の量で存在し、重量%は成形組成物の総重量に基づいている。
本発明に係る成形組成物の好ましい実施形態では、少なくとも1種の金属酸化物が、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化亜鉛又は酸化マグネシウムから選択され、より好ましくは酸化カルシウムである。
本発明に係る成形組成物の好ましい実施形態では、少なくとも1種のポリオレフィンは、ポリエチレン又はポリプロピレンである。本発明の文脈において適切な少なくとも1種のポリオレフィンの例は、ホモポリプロピレン、耐衝撃グレードポリプロピレンコポリマー、エチレン-プロピレン-コポリマーである。
本発明に係る成形組成物のより好ましい実施形態では、成形組成物は、着色剤、酸化防止剤、核剤、発泡剤、UV吸収剤、光安定剤、潤滑剤、衝撃改良剤、充填剤、例えばガラス繊維又は炭素繊維のような無機繊維から選択される添加剤をさらに含むことができる。
本発明に係る成形組成物のより好ましい実施形態では、成形組成物は、その成分の塩及びペッパーブレンドの形態であることができ、又は、その成分の固化した溶融ブレンド、例えばペレット等として、又は、その成分の寸法的に安定した凝集体の形態であることができる。
さらに、本発明の目的は、成形物体の製造方法であって、上記に係る組成物の溶融物を鋼製型に射出する工程と、この組成物の溶融物を鋼製型内で冷却する及び固化させる工程とを含み、鋼型を形成する鋼は11重量%未満又はさらに3重量%未満のクロムを含む、方法を提供することである。
さらに、本発明の目的は、射出成形中に鋼製型における腐食を回避するための、上記に係る組成物におけるアルカリ金属の酸化物又はアルカリ土類金属の酸化物又は亜鉛の酸化物から選択される少なくとも1種の金属酸化物の使用であって、鋼製型を形成する鋼が11重量%未満のクロム又はさらに3重量%未満のクロムを含む、使用を提供することである。
本発明の更なる実施形態は、従属請求項に記載されている。
本発明の好ましい実施形態は、図面を参照して以下に記載され、図面は、本発明の好ましい実施形態を例示するためのものであり、本発明を限定するためのものではない。
本発明の好ましい実施形態は、図面を参照して以下に記載され、図面は、本発明の好ましい実施形態を例示するためのものであり、本発明を限定するためのものではない。
本発明の目的は、成形組成物であって、少なくとも1種の熱可塑性ポリマー、少なくとも1種の脱リグニン木質パルプ繊維、少なくとも1種の無水マレイン酸グラフト化ポリオレフィン、及び、アルカリ金属の酸化物又はアルカリ土類金属の酸化物又は亜鉛の酸化物から選択される少なくとも1種の金属酸化物を含む、成形組成物を提供することである。
好ましい実施形態では、成形組成物は、少なくとも1種のポリプロピレン、少なくとも1種の漂白亜硫酸パルプ繊維、少なくとも1種の無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン、及び少なくとも酸化カルシウムを含む。
好ましい実施形態では、成形組成物は、少なくとも1種のポリプロピレン、少なくとも1種の漂白クラフトパルプ繊維、少なくとも1種の無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン、及び少なくとも酸化カルシウムを含む。
成形組成物を、成分を組み合わせる任意の利用可能な方法により得ることができる。例えば、成形組成物は、少なくとも1種の熱可塑性ポリマー、少なくとも1種の脱リグニン木質パルプ繊維及び少なくとも1種の無水マレイン酸グラフト化ポリオレフィンのプレブレンドを溶融ブレンダ又は押出機中で少なくとも1種の金属酸化物と組み合わせることにより、形成することができる。プレブレンド自体は、少なくとも1種の熱可塑性ポリマー、少なくとも1種の脱リグニン木質パルプ繊維及び少なくとも1種の無水マレイン酸グラフト化ポリオレフィンをK-ミキサ若しくは熱動力学的ミキサ、例えば、Gelimatミキサ若しくは垂直高速ミキサ、一軸若しくは二軸スクリュー押出機、又は例えば、好ましくは粒子状プレブレンドを形成するためのニーダーにおいて混合することにより、得ることができる。
代替的には、成形組成物は、ホットステージ及びクールステージ(いわゆる、ホットコールドミキサ)を備えるK-ミキサ又は垂直高速ミキサ中で、少なくとも1種の熱可塑性ポリマー、少なくとも1種の脱リグニン木質パルプ繊維及び少なくとも1種の無水マレイン酸グラフト化ポリオレフィンを少なくとも1種の金属酸化物と組み合わせることにより形成することができる。この場合、少なくとも1種の金属酸化物は、好ましくはマスターバッチの形態で、すなわち、ポリオレフィンマトリクス中の金属酸化物粒子の高度に濃縮された分散液として他の成分に添加される。例として、マスターバッチは、熱可塑性ポリオレフィン中に分散された金属酸化物を、50~90重量%、好ましくは65~85重量%で含むことができる。一般的には、得られた凝集体は、そのまま射出成形に使用することができ、又は、続けて、圧縮機中で圧縮して前記凝集体の顆粒を生じさせ、又は、一軸若しくは二軸スクリュー押出機中で押出し若しくはさらに配合して、ペレットを生じさせることができる。凝集体の追加の配合又は押出しによって、ペレット化の前に個々の成分をより完全に混合することにより、成形組成物の均質性を向上させることができる。
材料及び方法
ポリプロピレンP1は、商品名Inspire 382でブラジル国のBraskem社から入手可能なポリプロピレンに相当し、商品名Priex 20097Aでオランダ国BYK社から入手可能な無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレンをカップリング剤として含む。
ポリプロピレンP1は、商品名Inspire 382でブラジル国のBraskem社から入手可能なポリプロピレンに相当し、商品名Priex 20097Aでオランダ国BYK社から入手可能な無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレンをカップリング剤として含む。
ポリプロピレンP2は、商品名PP 579Sでオランダ国Sabic社から入手可能なポリプロピレンに相当し、商品名Priex 20097Aでオランダ国BYK社から入手可能な無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレンをカップリング剤として含む。
使用された脱リグニン木質パルプF1を、漂白亜硫酸広葉樹パルプとした。
使用された脱リグニン木質パルプF2を、クラフト系溶解広葉樹パルプとした。
使用された酸化カルシウムを、LDPE/CaO(30重量%/70重量%)のマスターバッチとし、押出中に3重量%で導入した。
使用されたハイドロタルサイトを、Qolortech社(オランダ国)のQT00 12.708と命名されたマスターバッチとし、射出成形中に2重量%で導入した。
コンパウンドを、IC1及びIC2の場合に、約40重量%の脱リグニン木質パルプと、60重量%のポリプロピレン(「ニート」ポリプロピレン+カップリング剤としての無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン)又は57重量%のポリプロピレン(「ニート」ポリプロピレン+カップリング剤としての無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン)のいずれかと、添加剤、例えば3重量%のCaOマスターバッチ(すなわち、2.1重量%のCaO及び0.9重量%のLDPE)等とを含む組成物を得るために、押出により調製した。正確な組成を、以下の表に提供する。
サンプルを、一定の標準的な射出成形手法を使用して、Meusburger社のステンレス鋼12/2312(1.9%のCr)製のディスクインサートを備えた円形型内で射出成形した。型の残り部分であるブッシング及びバックプレートは、同じステンレス鋼製である。
組成物の水分吸収を、組成物を射出成形装置に導入する前に、射出成形した時点で測定した。水分吸収は、貯蔵条件、例えば、持続時間、相対湿度、及び温度に応じて変化した。
結果
型の表面状態を、10個の射出成形部品ごとに検査し、写真を撮り、褐色堆積物又は孔食として錆の発生を記録した。写真を図1~図8に示す。
型の表面状態を、10個の射出成形部品ごとに検査し、写真を撮り、褐色堆積物又は孔食として錆の発生を記録した。写真を図1~図8に示す。
図から分かるように、腐食が発生すると、その腐食は主に型の内外周部に見られ、特に、バックプレートにも見られる。
図2から、ポリプロピレン及び脱リグニン木質パルプ(RC1)の組成物は、0.3重量%、すなわち、0.5重量%未満の含水量まで乾燥させた場合、80個の部品を射出成形した後であっても、錆の形成がもたらされないことが明らかである。図3において、含水量が0.7重量%、すなわち、0.5重量%超である(RC2)という事実を除いて、RC1と本質的に同じ組成物について、20個の部品を射出成形した後、既に軽い腐食が観察される。図4において、コンパウンドRC3について、非常に強い腐食が観察される。コンパウンドRC3は、含水量が1.7重量%、すなわち、0.5重量%超であるという事実を除いて、RC2と同じである。これは、0.5重量%超の含水量により、ポリオレフィン及び脱リグニン木質パルプを含むコンパウンドを射出成形する時に腐食が引き起こされるという概念を裏付ける。
図5から明らかなように、RC4(含水量>0.5重量%)中に標準的な酸捕捉剤(ハイドロタルサイト)を導入すると、錆の形成が減少する。
漂白木質亜硫酸パルプ繊維から、本質的に残留リグニンを含有せず、ヘミセルロースの量がはるかに少ないクラフト系溶解木質パルプ(RC5)へのシフトにより、図7から分かるように、型の腐食量が顕著に減少するが、完全には無くならない。IC1(漂白亜硫酸パルプ)又はIC2(クラフト系溶解木質パルプ)中に塩基性金属酸化物、例えば、酸化カルシウムを導入するだけで、80個の部品を射出成形した後に評価した場合、0.5重量%超の含水量であっても、型の腐食を完全に抑制することが可能となる(それぞれ図6及び図8)。
Claims (13)
- 少なくとも1種のポリオレフィン、少なくとも1種の脱リグニン木質パルプ繊維、少なくとも1種の無水マレイン酸グラフト化ポリオレフィン、及び、アルカリ土類金属の酸化物又は亜鉛の酸化物から選択される少なくとも1種の金属酸化物を含む、射出成形組成物。
- 前記少なくとも1種のポリオレフィンが、10重量%~85重量%の量で存在し、前記重量パーセントは前記射出成形組成物の総重量に基づく、請求項1に記載の射出成形組成物。
- 前記脱リグニン木質パルプ繊維が、10重量%~85重量%の量で存在し、前記重量%は前記射出成形組成物の総重量に基づく、請求項1又は2に記載の射出成形組成物。
- 前記脱リグニン木質パルプ繊維が、亜硫酸パルプである、請求項1~3のいずれかに記載の射出成形組成物。
- 前記少なくとも1種の無水マレイン酸グラフト化ポリオレフィン、例えば無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン又は無水マレイン酸グラフト化ポリエチレンが、2重量%~15重量%の量で存在し、前記重量パーセントは前記脱リグニン木質パルプ繊維の総重量に基づく、請求項1~4のいずれかに記載の射出成形組成物。
- 前記少なくとも1種の金属酸化物が、0.5重量%~5重量%の量で存在し、前記重量パーセントは前記射出成形組成物の総重量に基づく、請求項1~5のいずれかに記載の射出成形組成物。
- カールフィッシャー滴定により測定された場合、0.5重量%超の含水量を有する、請求項1~6のいずれかに記載の射出成形組成物。
- 前記少なくとも1種の金属酸化物が、1重量%~3重量%の量で存在し、前記重量パーセントは前記射出成形組成物の総重量に基づく、請求項1~7のいずれかに記載の射出成形組成物。
- 前記少なくとも1種の金属酸化物が、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化亜鉛、又は酸化マグネシウムから選択され、好ましくは酸化カルシウムである、請求項1~8のいずれかに記載の射出成形組成物。
- 前記少なくとも1種のポリオレフィンが、ポリエチレン又はポリプロピレンである、請求項1~9のいずれかに記載の射出成形組成物。
- 前記少なくとも1種のポリオレフィンが、耐衝撃性ポリプロピレンコポリマーである、請求項1~9のいずれかに記載の射出成形組成物。
- 鋼製型における腐食を回避するための、請求項1~11のいずれかに記載の組成物におけるアルカリ金属の酸化物又はアルカリ土類金属の酸化物又は亜鉛の酸化物から選択される少なくとも1種の金属酸化物の使用であって、前記鋼製型を形成する鋼が11%未満のクロムを含む、使用。
- 射出成形による成形物体の製造方法であって、
a.少なくとも1種の熱可塑性ポリマー、少なくとも1種の脱リグニン木質パルプ繊維、少なくとも1種の無水マレイン酸グラフト化ポリオレフィン、及び、アルカリ金属の酸化物又はアルカリ土類金属の酸化物から選択される少なくとも1種の金属酸化物の前駆凝集体を形成する工程と、
b.前記前駆凝集体を溶融物に加工し、場合により、前記脱リグニン木質パルプ繊維の分散を増加させる工程と、
c.溶融組成物を鋼製型に導入する、好ましくは射出する工程と、
d.前記組成物の溶融物を前記鋼製型内で冷却する及び固化させる工程であって、前記鋼製型を形成する鋼が11%未満のクロムを含む工程と
を含む、前記製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP19209763.2 | 2019-11-18 | ||
EP19209763 | 2019-11-18 | ||
PCT/EP2020/082396 WO2021099312A1 (en) | 2019-11-18 | 2020-11-17 | Non-corroding fiber-reinforced polymer compositions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023502221A true JP2023502221A (ja) | 2023-01-23 |
Family
ID=68610008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022527124A Pending JP2023502221A (ja) | 2019-11-18 | 2020-11-17 | 非腐食性繊維強化ポリマー組成物 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220403123A1 (ja) |
EP (1) | EP4061885A1 (ja) |
JP (1) | JP2023502221A (ja) |
KR (1) | KR20220104194A (ja) |
CN (1) | CN114729169A (ja) |
BR (1) | BR112022009316A2 (ja) |
CA (1) | CA3157458A1 (ja) |
MX (1) | MX2022005970A (ja) |
TW (1) | TW202132426A (ja) |
WO (1) | WO2021099312A1 (ja) |
ZA (1) | ZA202205803B (ja) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2641566B2 (ja) * | 1989-05-31 | 1997-08-13 | 宇部興産 株式会社 | ポリオレフィン―植物繊維系成形用組成物 |
JP2008075014A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Hokuetsu Paper Mills Ltd | 紙含有樹脂組成物及びその成形品並びにそれらの製造方法 |
KR101539271B1 (ko) * | 2011-12-02 | 2015-07-27 | 그린포장 주식회사 | 펄프-미네랄 합성지의 제조방법 및 이를 위한 조성물 |
EP2878881A4 (en) * | 2012-07-24 | 2016-02-24 | Lion Idemitsu Composites Co Ltd | VEHICLE LAMP |
EP2976384A2 (en) * | 2013-03-19 | 2016-01-27 | IGAP S.p.A. | "thermoplastic polymer formulation containing recycled polyolefins and method of preparing" |
CN105733063B (zh) * | 2016-04-21 | 2017-11-07 | 东北林业大学 | 一种纸浆增强聚烯烃复合材料的制备方法 |
-
2020
- 2020-11-17 MX MX2022005970A patent/MX2022005970A/es unknown
- 2020-11-17 BR BR112022009316A patent/BR112022009316A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2020-11-17 WO PCT/EP2020/082396 patent/WO2021099312A1/en unknown
- 2020-11-17 EP EP20804573.2A patent/EP4061885A1/en active Pending
- 2020-11-17 CA CA3157458A patent/CA3157458A1/en active Pending
- 2020-11-17 TW TW109140112A patent/TW202132426A/zh unknown
- 2020-11-17 KR KR1020227020219A patent/KR20220104194A/ko unknown
- 2020-11-17 JP JP2022527124A patent/JP2023502221A/ja active Pending
- 2020-11-17 US US17/777,314 patent/US20220403123A1/en active Pending
- 2020-11-17 CN CN202080078594.1A patent/CN114729169A/zh active Pending
-
2022
- 2022-05-25 ZA ZA2022/05803A patent/ZA202205803B/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4061885A1 (en) | 2022-09-28 |
CA3157458A1 (en) | 2021-05-27 |
WO2021099312A1 (en) | 2021-05-27 |
BR112022009316A2 (pt) | 2022-10-11 |
TW202132426A (zh) | 2021-09-01 |
MX2022005970A (es) | 2022-06-23 |
US20220403123A1 (en) | 2022-12-22 |
KR20220104194A (ko) | 2022-07-26 |
CN114729169A (zh) | 2022-07-08 |
ZA202205803B (en) | 2023-11-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9926442B2 (en) | Plant fiber-reinforced thermoplastic composition | |
US6270883B1 (en) | Composites containing cellulosic pulp fibers and methods of making and using the same | |
US6133348A (en) | Flax shives reinforced thermoplastic resin composition | |
EP1799761B1 (en) | Composite compositions, structural articles and production thereof | |
US20070138689A1 (en) | Wood-Polymer Composites And Additive Systems Therefor | |
Spinacé et al. | Recycled polypropylene reinforced with curaua fibers by extrusion | |
EP2346929B1 (en) | Thermoplastic composites containing lignocellulosic materials and methods of making the same | |
CA2621336C (en) | Thermoplastic composites containing lignocellulosic materials and methods of making the same | |
CA2350423A1 (en) | Plastic material made from a polymer blend | |
CA2981445A1 (en) | Composite material comprising at least one thermoplastic resin and granular shive from hemp and / or flax | |
Cavus | Selected properties of mahogany wood flour filled polypropylene composites: the effect of maleic anhydride-grafted polypropylene (MAPP) | |
JP2023502221A (ja) | 非腐食性繊維強化ポリマー組成物 | |
Çavuş et al. | Utilization of synthetic based mineral filler in wood plastics composite | |
KR20220012944A (ko) | 컴파운딩을 위한 천연 섬유 플라스틱 복합 전구체 물질, 이의 제조 방법 및 천연 섬유 플라스틱 복합 생성물의 제조 방법 | |
Solala et al. | Composites of high-temperature thermomechanical pulps and polylactic acid | |
WO2021005260A1 (en) | Natural fiber plastic composite precursor material for compounding, method for preparing thereof and method for preparing natural fiber plastic composite product | |
RU2115675C1 (ru) | Термопластичная полимерная композиция | |
CN113754984A (zh) | 一种高性能低翘曲聚甲醛组合物及其制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231005 |