JP6866363B2 - 射出成型用組成物 - Google Patents
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Description
ポリマー廃棄物のリサイクルに対する必要性が高まるにつれて、経済的に採算良くポリマー廃棄物材料を処理して、高品質の製造品とするための新たな組成物の開発に対する絶えることのない需要がある。
(1) 2.16kg/190℃における特定のMFI、これは射出成型中の該充填剤入りポリマー樹脂に係るMFIよりも低く;および/または
(2) 2.16kg/190℃における特定のMFI、これは射出成型中の該充填剤入りポリマー樹脂に係る見掛けのMFIよりも少なくとも3g/10分低く;および/または
(3) 約2.5g/10分未満、例えば約2.0g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFI;および随意に
(a) 少なくとも約5.0g/10分という2.16kg/190℃におけるMFIを持つ未充填バージンHDPE樹脂に匹敵する、スパイラルフローナンバー(Spiral Flow Number:SFN)、および/または
(b) 2.16kg/190℃において8.0g/10分というMFIを持つ未充填バージンHDPEポリマー樹脂のSFNの少なくとも80%であるSFN。
(1) 2.16kg/190℃における特定のMFI、これは射出成型中の該充填剤入りポリマー樹脂に係るMFIよりも低く;および/または
(2) 2.16kg/190℃における特定のMFI、これは射出成型中の該充填剤入りポリマー樹脂に係る見掛けのMFIよりも少なくとも3g/10分低く;および/または
(3) 約2.5g/10分未満、例えば約2.0g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFI;および随意に
(a) 少なくとも約5.0g/10分という2.16kg/190℃におけるMFIを持つ未充填バージンHDPE樹脂に匹敵する、スパイラルフローナンバー(SFN)、および/または
(b) 2.16kg/190℃において8.0g/10分というMFIを持つ未充填バージンHDPEポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも80%であるSFN。
第三の局面によれば、本発明は、機能性フィラーの、リサイクルポリマーを含むポリマー樹脂における、該ポリマー樹脂の射出成型性を改善するための使用を対象としており、そこで該機能性フィラーは無機微粒子状物質を含み、該微粒子状物質は(i) 表面処理されており、および/または(ii) 約2.5μmに満たないd50を持つ。
(1) 2.16kg/190℃における特定のMFI、これは射出成型中の該充填剤入りポリマーに係るMFIよりも低く;および/または
(2) 2.16kg/190℃における特定のMFI、これは射出成型中の該充填剤入りポリマー樹脂に係る見掛けのMFIよりも少なくとも3g/10分低く;および/または
(3) 約2.5g/10分未満、例えば約2.0g/10分未満の、2.16kg/190℃における特定のMFI、および
(a) 少なくとも約5.0g/10分という2.16kg/190℃におけるMFIを持つ未充填バージンHDPE樹脂に匹敵するスパイラルフローナンバー(SFN)、および/または
(b) 2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填バージンHDPEポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも80%であるSFN。
第五の局面に従えば、本発明は、上記第一、第二、第三または第四の局面の何れかにおいて定義された如き充填剤入りポリマー樹脂を射出成型することにより得られる製造品を対象としている。
(1) 2.16kg/190℃における特定のMFI、これは射出成型中の該充填剤入りポリマー樹脂のMFIよりも低く;および/または
(2) 2.16kg/190℃における特定のMFI、これは射出成型中の該充填剤入りポリマー樹脂のMFIよりも少なくとも3g/10分低く;および/または
(3) 約2.5g/10分未満、例えば約2.0g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFI;および随意に
(a) 少なくとも約5.0g/10分という2.16kg/190℃におけるMFIを持つ未充填バージンHDPE樹脂に匹敵する、スパイラルフローナンバー(SFN);および/または
(b) 2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填バージンHDPEポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも80%であるSFN。
(i) 上記機能性フィラーを欠く上記ポリマー樹脂;および/または
(ii) 表面処理されておらず、および/または2.5μmを超えるd50を持つフィラーで満たされた上記ポリマー樹脂;および/または
(iii) 2.16kg/190℃において少なくとも2.0g/10分、または2.16kg/190℃において少なくとも2.5g/10分、または2.16kg/190℃において2.0g/10分〜約30g/10分または2.16kg/190℃において2.5g/10分〜約30g/10分というMFIを持つバージンポリマー樹脂;および/または
(iv) 2.16kg/190℃において少なくとも2.0g/10分、または2.16kg/190℃において少なくとも2.5g/10分、または2.16kg/190℃において2.0〜約30g/10分、または2.16kg/190℃において2.5g/10分〜約30g/10分というMFIを持ち、および上記機能性フィラーで満たされているバージンポリマー樹脂;および/または
(v) 2.16kg/190℃において少なくとも2.0g/10分、または2.16kg/190℃において少なくとも2.5g/10分、または2.16kg/190℃において2.0g/10分〜約30g/10分、または2.16kg/190℃において2.5g/10分〜約30g/10分というMFIを持ち、表面処理されておらず、および/または2.5μmを超えるd50を持つフィラーで満たされているバージンポリマー樹脂;および/または
(vi) 同等のMFIを持つバージンポリマー樹脂;および/または
(vii) 同等なMFIを有し、かつ上記機能性フィラーで満たされているバージンポリマー樹脂;および/または
(viii) 同等なMFIを有し、かつ表面処理されておらず、および/または2.5μmを超えるd50を持つフィラーで満たされているバージンポリマー樹脂;および/または
(ix) 2.16kg/190℃において8.0g/10分というMFIを有する未充填バージンHDPEポリマー樹脂。
(1) 上記充填剤入りポリマー樹脂のスパイラルフローナンバー(SFN)(SFNは、以下において更に詳しく論じられる);
(2) 射出成型により形成された物品の表面仕上げ;および/または
(3) 射出成型により形成された物品の色彩;および/または
(4) サイクル時間;および/または
(5) ピーク射出成形圧力(等価なMFIにおける平均および/または範囲);および/または
(6) 金型充填(即ち、該金型へのおよびその中での流動性);および/または
(7) 32ショットに渡る質量範囲;および/または
(8) 脱型能力。
上記フィラーポリマー樹脂は、射出成型による該樹脂からの物品の製造において、または射出成型による物品の製法において使用することができる。特定の態様において、上記機能性フィラーは、リサイクルポリマーを含むポリマー樹脂の射出成型性を与え、またはこれを改善するために使用され、あるいはリサイクルポリマーを含むポリマー樹脂の射出成型性を与えまたはこれを改善する方法において使用される。該使用または方法は、該ポリマー樹脂を機能性フィラーで満たす工程、およびこれから射出成型によって製造品を製造する工程を含む。
特定の態様において、射出成型中の上記ピーク圧力の平均値は、約50〜約200MPa(約500〜2,000bar)、例えば約75〜200MPa(約750〜2,000bar)、または約75〜約150MPa(約750〜約1,500bar)、または約75〜約90〜約140MPa(約750〜約900〜約1,400bar)、または約90〜約130MPa(約900〜約1,300bar)、または約90〜約110MPa(約900〜約1,100bar)、または約110〜約130MPa(約1,100〜約1,300bar)である。付随的にまたは代替的に、該ピーク射出成形圧力範囲は、約0.70MPa(約7.0bar)に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.65MPa(約6.5bar)に等しいかまたはそれ未満、または約0.60MPa(約6.0bar)に等しいかまたはそれ未満、または約0.55MPa(約5.5bar)に等しいかまたはそれ未満、または約0.50MPa(約5.0bar)に等しいかまたはそれ未満、または約0.45MPa(約4.5bar)に等しいかまたはそれ未満、または約0.40MPa(約4.0bar)に等しいかまたはそれ未満、または約0.35MPa(約3.5bar)に等しいかまたはそれ未満、または約0.30MPa(約3.0bar)に等しいかまたはそれ未満、または約0.25MPa(約2.5bar)に等しいかまたはそれ未満であり得る。
特定の態様において、製造品を製造するためのサイクル時間(射出成型中の)は、同種の製造品を、未充填HDPEバージンポリマー樹脂から、同様な加工条件の下で製造するためのサイクル時間よりも少なくとも約10%短く、例えば同様な加工条件の下で未充填HDPEバージンポリマー樹脂から同種の製造品を製造するためのサイクル時間よりも少なくとも約20%短く、または少なくとも約30%短い。特定の態様において、該サイクル時間は、同様な加工条件下で未充填HDPEバージンポリマー樹脂から同種の製造品を製造するためのサイクル時間よりも少なくとも約10%短く乃至約40%以下短く、または少なくとも約15%短く乃至約35%以下短い。
特定の態様において、32ショットに渡る質量範囲(射出成型中)は、3.25g〜4.0gの間の平均ショット質量に対して0.008g未満、例えば3.25〜4.0gの間の平均ショット質量に対して0.007gに等しいかまたはそれ未満、または0.006gに等しいかまたはそれ未満、または約0.005gに等しいかまたはそれ未満である。
上記溶融温度は約190℃〜約250℃、例えば約200℃〜約240℃、またはここにおいて記載された任意の他の溶融温度または溶融温度の範囲であり;
上記サイクル時間は、(i) 同様な加工条件下で未充填HDPEバージンポリマー樹脂から同種の製造品を製造するためのサイクル時間よりも少なくとも約10%短く、例えば少なくとも約20%短く、または少なくとも約30%短く、および/または(ii) 約30秒に等しいかまたはそれ未満、例えば約15秒に等しいかまたはそれ未満、またはここに記載された任意の他のサイクル時間またはサイクル時間の範囲であり;
射出成型中の上記ピーク圧力の平均値は、約50〜約200MPa(約500〜2,000bar)、例えば約75〜約200MPa(約750〜2,000bar)、またはここに記載された任意の他のピーク圧力の平均値またはピーク圧力平均値の範囲である。
上記充填剤入りポリマー樹脂は、比較的低い、また本発明以前には、射出成型に適しているものと予想されていなかったであろう、2.16kg/190℃における特定のMFIを持つ。MFRは、ISO 1133、例えばISO 1133-1:2011(例えば、質量-測定法)に従って測定し得る。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は2.16kg/190℃において約2.5g/10分未満、例えば2.16kg/190℃において約2.0g/10分未満というMFIを持つ。特定の態様において、該充填剤入りポリマー樹脂は、2.16kg/190℃において約2.4g/10分に等しいかまたはそれ未満、または2.16kg/190℃において約2.25g/10分に等しいかまたはそれ未満、または2.16kg/190℃において約2.0g/10分に等しいかまたはそれ未満、または2.16kg/190℃において約1.75g/10分に等しいかまたはそれ未満、または約1.5g/10分に等しいかまたはそれ未満、または約1.0g/10分に等しいかまたはそれ未満、または約0.75g/10分に等しいかまたはそれ未満、または約0.50g/10分に等しいかまたはそれ未満、または約0.35g/10分に等しいかまたはそれ未満、または約0.20g/10分に等しいかまたはそれ未満のMFIを持つ。特定の態様において、該充填剤入りポリマー樹脂は、2.16kg/190℃において少なくとも約0.05g/10分、例えば2.16kg/190℃において少なくとも約0.10g/10分、または2.16kg/190℃において少なくとも約0.15g/10分、または2.16kg/190℃において少なくとも約0.20g/10分というMFIを持つ。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、射出成型中の該充填剤入りポリマー樹脂に係るMFIよりも低い、2.16kg/190℃における特定のMFIを持つ。特定の態様において、射出成型中の該MFIは、以下の条件の下で測定される(プラークモールド&デマーグエルゴテックインジェクションモールディングマシーン(Plaque Mould & Demag Ergotec Injection Moulding Machine)、例えばデマーグエルゴテック150tシステムセルボハイドローリックインジェクションモールディングマシーン(Demag Ergotech 150t System Servo Hydraulic Injection Moulding Machine)を使用):
溶融温度:220℃;
背圧:約9.0MPa(90bar);
圧力解除距離(Decompression Distance):30mm/秒にて8mm;
スクリュー径:25mm;
スクリュー表面速度:700mm/秒;
射出速度:70mm/秒;
ドージングストローク(Dosing stroke):保持ステージなしに100%目視充填量を実現するのに必要とされるようなストローク;
保持圧力:平坦な連続的表面仕上げを達成するのに必要とされるような圧力;
保持時間:2.0秒;
冷却時間:6.0秒;
型締め力:70t;
金型温度:25℃;
ホットチップ(Hot Tip)温度:溶融温度より10℃高い温度。
特定の態様において、上記射出成型工程は
約15℃〜約40℃、例えば約20℃〜約30℃、または約23℃〜約27℃、または約25℃という金型温度;および/または
約5〜約15MPa(約50bar〜約150bar)という背圧;および/または
約20mm〜約40mmというスクリュー径;および/または
約500mm/秒〜約1,000mm/秒というスクリュー表面速度;および/または
約50mm/秒〜約100mm/秒という射出速度;および/または
約1.0秒〜約5.0秒という保持時間;および/または
サイクル時間の約30-70%、例えば約2.0秒〜約20秒という冷却時間;および/または
約50t〜約150tという型締め力;および/または
溶融温度±20℃、例えば溶融温度を約20℃超えるまで、または溶融温度を約15℃超えるまでのホット温度(hot temperature)。
付随的にまたは代替的に、上記充填剤入りポリマー樹脂は、スパイラルフローナンバー(SFN)の見地から特徴付けることもできる。このスパイラルフローテストは、上記射出成型工程において見られる、一層「現実的な」剪断速度下でのポリマー樹脂の加工性に係る尺度を与える。このSFNは、該テストされた樹脂の流動長さ(length of flow)に係る尺度である。SFNは、以下の条件下での該ポリマー樹脂の射出成型によって(スパイラルフローモールド(Spiral Flow Mould)およびエンゲル55tセルボエレクトリック/E-モーション(Engel 55t Servo Electric/E-motion)射出成型装置を使用して)測定される:
溶融温度:220℃;
背圧:約9MPa(90bar);
スクリュー表面速度:550mm/秒;
射出時間:1秒または2秒;
射出速度:30mm/秒または15mm/秒;
金型温度:25℃。
上記スパイラルフローテストは、適切な寸法を持つスパイラル金型を用いて行われる。該スパイラルフロー金型の呼称寸法は、しばしばスパイラルキャビティーチャンネル(spiral cavity channel)と呼ばれ、これは、長さ500mm〜1,500mm(例えば、700-1,000mm)、幅4〜8mm(例えば、約6.35mm)および深さ約0.8〜約3mm(例えば、約1.57mm)であり得る。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、2.16kg/190℃において等価なMFIを持つ同等な未充填バージンHDPEポリマー樹脂に係るスパイラルフローナンバー(SFN)よりも大きなSNFを持つ。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填HDPEバージンポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも80%、例えば2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填HDPEバージンポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも約85%、または2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填HDPEバージンポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも約90%であるSFNを持つ。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、2.16kg/190℃において約2.5g/10分未満、例えば約2.0g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFIおよび少なくとも約5.0g/10分という2.16kg/190℃におけるMFIを持つ未充填バージンHDPE樹脂に匹敵するSFNを持つ。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、2.16kg/190℃において約2.5g/10分未満、例えば約2.0g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFI、および2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填バージンHDPEポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも80%、例えば2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填HDPEバージンポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも約85%、または2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填HDPEバージンポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも約90%であるSFNを持つ。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、2.16kg/190℃において約2.5g/10分未満、例えば約2.0g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFI、少なくとも約5.0g/10分という2.16kg/190℃におけるMFIを持つ未充填バージンHDPE樹脂に匹敵するSFN、および2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填バージンHDPEポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも80%、例えば2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填HDPEバージンポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも約85%、または2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填HDPEバージンポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも約90%であるSFNを有する。
R-MFI = (21.6kgにおけるMFI)/(2.16kgにおけるMFI) (1)
として計算される。
付随的にまたは代替的に、上記充填剤入りポリマー樹脂は、21.6kg/190℃におけるMFIと2.16kg/190℃におけるMFIとの間の差、即ち
ΔMFI = (21.6kg/190℃におけるMFI) - (2.16/190℃におけるMFI) (2)
の見地から特徴付けることも可能である。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、少なくとも約100というR-MFIおよび/または少なくとも約40.0というΔMFIを有する。このような態様において、該充填剤入りポリマー樹脂は、約1.5g/10分未満、または約1.0g/10分未満、または約0.75g/10分未満、または約0.50g/10分未満、または約0.35g/10分未満または約0.20g/10分未満という、2.16kg/190℃におけるMFIを持つことができる。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、未充填バージンHDPEポリマー樹脂よりも広い分子量分布を有している。それ故に、与えられた2.16kg/190℃におけるMFIにおいて、該充填剤入りポリマー樹脂は、未充填バージンHDPEポリマー樹脂よりも高いR-MFIを持つことができる。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂の粘度は、未充填バージンHDPEポリマー樹脂と比較して、より高い剪断速度においてより一層迅速に減少する。それ故に、与えられた2.16kg/190℃におけるMFIにおいて、該充填剤入りポリマー樹脂の粘度は、絶えず増大する剪断速度に曝された場合に、同一の増大する剪断速度に曝された未充填バージンHDPE樹脂に係る粘度低下に比して、より迅速に低下するであろう。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、約20質量%以下のバージンポリマー(該充填剤入りポリマー樹脂中のポリマーの全質量を基準として)、例えば約15質量%以下のバージンポリマー、または約10質量%以下のバージンポリマー、または5質量%以下のバージンポリマー、または約2質量%以下のバージンポリマー、または約1質量%以下のバージンポリマー、または約0.5質量%以下のバージンポリマー、または約0.1質量%以下のバージンポリマーを含む。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、バージンポリマーを含まない。
特定の態様において、上記HDPEは、異なる源、例えば異なる型の使用済みポリマー廃棄物、例えばリサイクルされたブロー成型HDPEおよび/またはリサイクルされた射出成型HDPE由来のHDPEの混合物である。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、HDPE以外のポリマー、例えばLDPE、LLDPEおよびポリプロピレンを約20質量%まで含み、その何れかまたは全ては、ポリマー廃棄物、例えば使用済みポリマー廃棄物から再利用することができる。特定の態様において、該リサイクルポリマーは、該リサイクルポリマーの全質量を基準として、約20質量%までのポリプロピレン、例えば約1%〜約20質量%、または約5%〜約18質量%、または約10%〜約15質量%、または約12〜約14質量%のポリプロピレンを含む。
特定の態様において、充填剤入りポリマー樹脂は、約1.00を超え、約1.05g/cm3に等しいかまたはそれ未満までの密度を持つ。密度は、ISO 1183に従って測定し得る。
特定の態様において、上記機能性フィラーは、約2.5μm以下のd50を持つ無機微粒子状物質および/または該無機微粒子状物質の表面上の表面処理剤を含む。特定の態様において、該無機微粒子状物質は、約0.1μm〜約2.0μm、例えば約0.1μm〜約1.5μm、または約0.1μm〜約1.0μm、または約0.2〜約0.9μm、または約0.2μm〜約0.7μm、または約0.3μm〜約0.7μm、または約0.4〜約0.6μm、または約0.5〜約0.6μmのd50を持つ。ここにおいて記載される粒度は、如何なる表面処理剤をも欠く該無機微粒子状物質に直接関連する。
特定の態様において、上記無機微粒子状物質は、その表面上に表面処理を持たない。
特定の態様において、上記無機微粒子状物質は、表面処理剤、即ちカップリング調節剤(coupling modifier)で、該無機微粒子状物質が、その表面上に表面処理を含むように処理される。特定の態様において、該無機微粒子状物質は、該表面処理剤で被覆される。
上記表面処理剤の効果は、上記無機微粒子状物質および該微粒子状物質が混ぜ合わされることになるポリマーマトリックスの相溶性を改善し、および/または上記リサイクルポリマー中の異なるポリマーの相溶性を改善することである。リサイクルポリマー樹脂において、該表面処理は、該異なるポリマーを架橋しまたはグラフトするのに役立つ可能性がある。特定の態様において、該表面処理剤は、カップリング調節剤として役立ち、そこでカップリングは、該ポリマー間および/または該ポリマーと該表面処理剤との間の物理的(例えば、立体的)および/または化学的(例えば、共有またはファンデルワールス等の化学結合)相互作用に関連する。
上記無機粒状物質は、例えばアルカリ土類金属炭酸塩または硫酸塩、例えば炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、石膏、含水カンダイトクレー、例えばカオリン、ハロイサイトまたはボールクレー、無水(焼成)カンダイトクレー、例えばメタカオリンまたは完全に焼成されたカオリン、タルク、マイカ、パーライトまたは珪藻土、または水酸化マグネシウム、またはアルミニウムトリハイドレート(aluminium trihydrate)、またはこれらの組合せであり得る。
好ましい無機粒状物質は、炭酸カルシウムである。以降において、本発明は、炭酸カルシウムに関連して、また該炭酸カルシウムが加工されおよび/または処理される局面との関連で論じられるかもしれない。本発明は、このような態様に限定されるものと解釈されるべきではない。
本発明において使用される上記粒状炭酸カルシウムは、粉砕によって天然源から得ることができる。重質炭酸カルシウム(GCC)は、典型的にチョーク、大理石または石灰石等の鉱物源を破砕し、次いで粉砕することにより得られ、該操作は、所望の粉末度を持つ生成物を得るために、粒度選別段階を伴っていてもよい。その他の技術、例えば漂白、浮選および磁力選鉱も、所望の粉末度および/または色彩を持つ製品を得る目的で使用することができる。該粒状固体物質は、自己的に、即ち該固体物質自体の粒子間の磨砕によって、あるいはまた該粉砕すべき炭酸カルシウムとは異なる物質の粒子を含む粒状粉砕媒体の存在下で、粉砕することができる。これらの工程は、該工程の任意の段階において添加することのできる、分散剤および殺生物剤の存在の下であるいはその存在なしに実施することができる。
上記表面処理剤は、これが存在する場合には、O-またはN-含有酸官能性、例えばヒドロカルビル不飽和およびO-および/またはN-含有酸官能性を含む化合物を含有し得る。特定の態様において、該ヒドロカルビル不飽和は、1または2以上のエチレン系の基であり、その少なくとも一つは末端基であり得る。該酸官能性は、カルボン酸、カルボキシ、カルボニルおよび/またはエステル官能性を含むことができる。
特定の態様において、上記表面処理剤は、飽和ヒドロカルビル基およびO-またはN-含有酸官能性、例えばカルボン酸、カルボキシ、カルボニルおよび/またはエステル官能性を持つ化合物を含む。
特定の態様において、上記表面処理は、ヒドロカルビル不飽和およびO-および/またはN-含有酸官能性を含む化合物および飽和ヒドロカルビル基およびO-またはN-含有酸官能性を持つ化合物両者を含む。
特定の態様において、上記機能性フィラーおよびそれ故に上記充填剤入りポリマー樹脂は、ヒドロカルビル不飽和およびO-および/またはN-含有酸官能性を含む化合物および飽和ヒドロカルビル基およびO-またはN-含有酸官能性を持つ化合物両者を含むことはない。
特定の態様において、上記表面処理剤は、1種または2種以上の脂肪酸および1種または2種以上の脂肪酸の塩からなる群から選択される化合物を含むことはない。
特定の態様において、飽和ヒドロカルビル基およびO-またはN-含有酸官能性を持つ上記化合物は、飽和脂肪酸、またはその金属塩、またはこのような脂肪酸および/または塩の混合物である。特定の態様において、表面処理剤はステアリン酸を、随意に他の脂肪酸との組合せで含む。
特定の態様において、ヒドロカルビル不飽和およびO-および/またはN-含有酸官能性を含む上記化合物は、不飽和脂肪酸、またはその金属塩、またはこのような脂肪酸および/または塩の混合物である。
特定の態様において、上記表面処理剤は、1種または2種以上のC1-C18、C2-C18およびC2-5アルキレン基を含む。特定の態様において、該1または複数の基は、ヒドロカルビル不飽和、例えば末端エチレン性の基と、O-および/またはN-含有酸官能性との間で架橋を形成する。このような態様において、該O-および/またはN-含有酸官能性は、カルボン酸またはカルボキシレート、例えばプロパン酸基、またはアクリル酸またはアクリレート、またはイミドであり得る。
上記機能性フィラーは、上記充填剤入りポリマー樹脂内に、該充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として約1%から約70質量%までに及ぶ量で存在し得る。例えば、該充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として、約2%〜約60質量%、または約3%〜約50質量%、または約4%〜約40質量%、または約5%〜約30質量%、または約6%〜約25質量%、または約7%〜約20質量%、または約8%〜約15質量%、または約8%〜約12質量%。該機能性フィラーは、該充填剤入りポリマー樹脂の約80質量%に等しいかまたはそれ未満、例えば該充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として、約70質量%に等しいかまたはそれ未満、または約60質量%に等しいかまたはそれ未満、または約50質量%に等しいかまたはそれ未満、または約40質量%に等しいかまたはそれ未満、または約30質量%に等しいかまたはそれ未満、または約20質量%に等しいかまたはそれ未満、または約50質量%に等しいかまたはそれ未満の量で存在し得る。
付随的にあるいはまた、上記表面処理剤は、上記機能性フィラーの全質量を基準として約5質量%に等しいかまたはそれ未満、例えば約2質量%に等しいかまたはそれ未満、または例えば約1.5質量%に等しいかまたはそれ未満の量で存在し得る。一態様において、該表面処理剤は、該機能性フィラー中に、該機能性フィラーの全質量を基準として、約1.2質量%に等しいかまたはそれ未満、例えば約1.1質量%に等しいかまたはそれ未満、例えば約1.0質量%に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.9質量%に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.8質量%に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.7質量%に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.6質量%に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.5質量%に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.4質量%に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.3質量%に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.2質量%に等しいかまたはそれ未満、または例えば約0.1質量%未満の量で存在する。典型的に、該表面処理剤は、該機能性フィラー中に、約0.05質量%を超える量で存在する。更なる態様において、該表面処理剤は、該機能性フィラー中に、約0.1〜2質量%、または例えば約0.2〜約1.8質量%、または約0.3〜約1.6質量%、または約0.4〜約1.4質量%、または約0.5〜約1.3質量%、または約0.6〜約1.2質量%、または約0.7〜約1.2質量%、または約0.8〜約1.2質量%、または約0.8〜約1.1質量%の範囲の量で存在する。
このような態様において、比較的少量のパーオキサイド-含有添加剤を含めることは、該充填剤入りポリマー樹脂、例えばリサイクルされたポリエチレンおよび該充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として約20質量%までの随意にリサイクルされたポリプロピレン、例えば約2-15質量%の随意にリサイクルされたポリプロピレン、または約3-15質量%、または4-14質量%、または2-10質量%、または3-9質量%、または4-8質量%、または7-15質量%、または8-15質量%の随意にリサイクルされたポリプロピレンを含有する充填剤入りポリマー樹脂から形成される、射出成形された部材の1または2以上の機械的特性を変えるのに、例えば高めるのに役立つ可能性がある。特定の態様において、該ポリプロピレンの全ては、リサイクルポリプロピレンであり、これはポリエチレンおよびポリプロピレンを含むリサイクルされた混合ポリオレフィン供給原料由来のものであり得る。理論に拘泥するつもりはないが、高められた機械的特性の釣合いは、ポリエチレン、ポリプロピレンおよび機能性フィラーに係る相対的な量との関連で、パーオキサイド-含有添加剤のレベルを最適化することにより達成可能であると考えられる。このことは、同様に、通常不混和性である複数のポリマー型、例えばポリエチレンおよびポリプロピレン間の界面張力を減じかつ機械的特性を高める、該機能性フィラーの能力をも明らかにしている。
機械的特性は、破断点伸び、曲げ弾性率、極限引張応力(UTS)およびシャルピー(ノッチ無し)衝撃強さの1種または2種以上を含む。引張特性、例えば破断点伸びおよびUTSは、ISO 527-2に従って、室温にて、ティニアスオルセンベンチトップ(Tinius Olsen Benchtop)引張試験機を用い、各テスト片に対する8回の測定の平均値に基いて決定し得る。シャルピー衝撃強さは、ISO 179-2に従って、インストロンチアスト(Instron Ceast) 9340落錘衝撃試験機を用いて-20℃±2℃において測定し得る。曲げ弾性率は、ISO 178に従って測定し得る。
特定の態様において、上記射出成型された部品は、約15-30MPa、例えば約20-30MPa、または約20-25MPa、または約20-23MPa、または約20-22MPa、または約20-21MPaというUTSを持つ。
特定の態様において、上記射出成型された部品は、少なくとも約750MPa、例えば少なくとも約800MPa、または少なくとも約850MPa、または少なくとも約900MPa、または約900-1,250MPa、または約900-1,200MPa、または約900-1,150MPa、または約900-1,100MPa、または約900-1,050MPa、または約900-1,000MPa、または約925-975MPaという曲げ弾性率を持つ。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂から形成される射出成型された部品は、以下の特性の内の1または2以上を持つ:
(a) 例えば、該射出成型された部品が、少なくとも8質量%のポリプロピレンおよび随意に約12質量%以下の機能性フィラーを含有する充填剤入りポリマー樹脂から形成される場合には、少なくとも約300%という破断点伸び;
(b) 少なくとも約20MPa、例えば約20-22MPaというUTS;
(c) 少なくとも約900MPaという曲げ弾性率;および
(d) 少なくとも約40kJ/m2(20℃±2℃)、例えば少なくとも約80kJ/m2(-20℃±2℃)というシャルピー衝撃強さ。
約0.015質量%〜約0.025質量%の上記パーオキサイド-含有添加剤、例えばジクミルパーオキサイド;
少なくとも約8質量%、例えば約8-15質量%のポリプロピレン含有率;
該ポリマー成分の残部はポリエチレンであり、随意にそこで該ポリプロピレンおよびポリエチレンは、同一のリサイクルされた混合ポリオレフィン源を由来とする;
約8-12質量%の機能性フィラー;
2.16kg/190℃において2.5g/10分未満、例えば2.16kg/190℃において約2.0-2.45g/10分というMFI;および随意に
約2質量%までのカーボンブラックおよび約0.5質量%までの酸化防止剤;
を含み、かつ以下の特性:
少なくとも約300%の破断点伸び;および随意に
約20-25MPaというUTS;および/または
少なくとも約900MPa、例えば約920-1,250MPa、または約920-980MPaという曲げ弾性率;および/または
少なくとも約80kJ/m2(-20℃±2℃)、例えば約80-90kJ/m2(-20℃±2℃)というシャルピー衝撃強さ、
を持つ充填剤入りポリマー樹脂から形成される。
このような態様において、上記機能性フィラーは、約0.5〜1.5μm、例えば約0.5〜1.0μm、または約0.6〜1.0μm、または約0.7〜0.9μm、または約0.8μmのd50を持ち、式(1)に従う化合物で表面処理されている、重質炭酸カルシウムであり得る。
上記機能性フィラーは、更に酸化防止剤を含むこともできる。適切な酸化防止剤は、ヒンダードフェノールおよびアミン誘導体からなる有機分子、ホスフェートおよびより低分子量のヒンダードフェノールからなる有機分子およびチオエステルを含むが、これらに限定されない。具体的な酸化防止剤は、イルガノックス(Irganox) 1010およびイルガノックス215、およびイルガノックス1010とイルガノックス215とのブレンドを含む。酸化防止剤の量は、ポリマー含有率を基準として約0.01質量%〜約5質量%、例えばポリマーの含有率に基いて約0.05質量%〜約2.5質量%、または約0.05質量%〜約1.5質量%、または約0.05質量%〜約1.0質量%、または約0.05質量%〜約0.5質量%、または約0.05質量%〜約0.25質量%、または0.05質量%〜約0.15質量%の範囲で変動し得る。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は耐衝撃性改良剤、例えば該充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として約20質量%までの耐衝撃性改良剤、例えば該充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として約0.1質量%〜約20質量%、または約0.5質量%〜約15質量%、または約1質量%〜約12.5質量%、または約2質量%〜約12質量%、または約1質量%〜約10質量%、または約1質量%〜約8質量%、または約1質量%〜約6質量%、または約1質量%〜約4質量%の耐衝撃性改良剤を含む。
特定の態様において、上記耐衝撃性改良剤はエスラトマー、例えばポリオレフィンエスラトマーである。特定の態様において、該ポリオレフィンエスラトマーは、エチレンおよびもう一つのオレフィン(例えば、α-オレフィン)、例えばオクタン、および/またはブテンおよび/またはスチレンとのコポリマーである。特定の態様において、該耐衝撃性改良剤はエチレンとオクテンとのコポリマーである。特定の態様において、該耐衝撃性改良剤はエチレンとブテンとのコポリマーである。
特定の態様において、上記耐衝撃性改良剤は、スチレンおよびブタジエンをベースとするコポリマー、例えばスチレンおよびブタジエンをベースとする線状ブロックコポリマーである。このような態様において、該耐衝撃性改良剤は、約1〜約5g/10分(5.0kgにて200℃)、例えば約2g/10分(5.0kgにて200℃)〜約4g/10分(5.0kgにて200℃)、または約3g/10分(5.0kgにて200℃)〜約4g/10分(5.0kgにて200℃)というMFIを持つことができる。
ここに記載された如き充填剤入りポリマー樹脂を射出成型することにより得られる製造品は、種々様々である。
特定の態様において、上記製造品は、以下に列挙するものの内の一形態である:パネル(例えば、自動車パネル)、パレット、パイプ、ドア、シャッター、オーニング、ブラインド、標識、フレーム、ウインドウケーシング、携帯電話ケーシング、バケット、背板、壁板、フローリング、タイル、枕木、型枠、トレー、工具用ハンドル、陳列台、寝具類、分配装置、側板、トート(totes)、樽、箱、パッキング材、籠、ラック、ケーシング、バインダ、ディバイダー、壁、マット、フレーム、ブックケース、彫像、椅子、テーブル、デスク、美術品、玩具、ゲーム用品、埠頭、橋脚、ボート、マスト、浄化槽、基板、コンピュータハウジング、地上および地下電気ケーシング、PCBカバー、家具、ピクニックテーブル、テント、遊び場、ベンチ、シェルタ、スポーツ用具、便器、額、トレー、ハンガー、給仕道具、プール、絶縁材、棺、ブックカバー、杖、松葉杖、旅行鞄バックルおよびクリップ、ポンプ部品等。
特定の態様において、上記製造品またはその部品は約5.0mm以下、例えば約4.0mm以下、または約3.0mm以下、または約2.0mm以下、または約1.5mm以下、または約1mm以下の厚みを持つ壁を含む。特定の態様において、該製造品またはその部品は約1.0mm〜約3.0mm、例えば約1.5mm〜約3.0mmという壁厚を有する。このような比較的薄い壁を持つ部品が、リサイクルポリマー樹脂から射出成型し得ることは予想外のことである。
充填剤入りポリマー樹脂を、配合によって製造した。これらは以下の通りであった:
サンプルA:リサイクルされたHDPE + 15質量%の0.54μmというd50を持つ未被覆重質炭酸カルシウム;
サンプルB:リサイクルされたHDPEとPPとの混合物 + 10質量%の表面処理された重質炭酸カルシウム(d50=0.8μm)、2.16kg/190℃において0.29g/10分というMFIを持つ;
サンプルC:リサイクルされたHDPEとPPとの混合物 + 10質量%の表面処理された重質炭酸カルシウム(d50=0.8μm) + 耐衝撃性改良剤としての2.5質量%のエチレン-オクテンコポリマー、2.16kg/190℃において0.15g/10分というMFIを持つ;
サンプルD:2.16kg/190℃において8.0g/10分というMFIを持つ、未充填バージンHDPEポリマー樹脂。これは比較の目的で含められる。
携帯電話用サラウンド(surround)を、各サンプルから、スミトモSE180DUシステム180tセルボエレクトリックインジェクションモールディングマシーン(Sumitomo SE180DU System 180t Servo Electric Injection Moulding Machine)(32mmの標準的工業用スクリュー設計のスミトモ(Sumitomo) SE180DU C360)を用いた射出成型により製造した。
諸条件:
溶融温度:220℃;
バレル温度プロファイル:220-225-225-220-215℃;
供給口温度:70℃;
背圧:約9.0MPa(90bar);
減圧距離(decompression distance):30mm/秒において8mm;
スクリュー表面速度:700mm/秒;
射出速度:70mm/秒;
ドージングストローク:保持段階(Holding Stage)無しに100%目視充填量(visual fill)を達成するのに要する如きもの;
保持圧力:平坦な連続的表面仕上げを達成するに要する如きもの;
保持時間:2.0秒;
冷却時間:6.0秒;
型締力:100t;
金型温度:25℃
各サンプルブレンドテスト間で、その射出装置およびホットランナーシステムを、HDPEでパージして清浄化した。
結果を、以下の表1および2にまとめた:
サンプルB、CおよびDのSFNを、以下の条件下で(スパイラルフロー金型(Spiral Flow Mould)およびエンゲル55tセルボエレクトリック/E-モーション(Engel 55t Servo Electric/E-motion)射出成型装置を使用して)、上記ポリマー樹脂を射出成型することにより決定した:
溶融温度:220℃;
背圧:約9.0MPa(90bar);
スクリュー表面速度:550mm/秒;
射出時間:1秒または2秒;
射出速度:30mm/秒または15mm/秒;
金型温度:25℃
結果を以下の表3Aおよび3Bにまとめた:
一連の充填剤入りポリマー樹脂を、以下の表4に記載のように製造した。リサイクルされた混合ポリオレフィン源Aは、2.16kg/190℃において4.01g/10分というMFIを有し、またリサイクルされたポリオレフィン源Bは、2.16kg/190℃において3.71g/10分というMFIを有していた。即ち、それは、表面処理された重質炭酸カルシウム(d50=0.8μm)の機能性フィラーおよび上記その他の成分と配合する前である。
全てのサンプルは、コぺリオン(Coperion) ZSK二軸スクリュー押出機を用いた溶融混合を通して製造された。そのバレルを、ホッパーからダイに至るまで200,205,210,215,225,235および240℃に維持した。そのスクリュー速度を800rpmに設定し、かつその送り速度を8.0kg/時に設定した。その熱押出物(hot extrudes)は、水中で直ちに急冷され、またペレット化された。次いで、機械的テスト用の試験片を射出成型により製造した。試験片は、アルバーグオールラウンダー(Arburg Allrounder) 320Mを用いて製造され、また成型品は、ASTM D618 (20/23/50)の手順A(Procedure A)に従って、該テストに先立って、23℃および相対湿度50%にて、最低でも40時間に渡り状態調節された。
破断点伸びおよびUTSは、ティニアスオルセンベンチトップ(Tinius Olsen Benchtop)引張試験機を用い、ISO 572-2に従って室温にて行われた。結果は、各サンプルに対して8回の測定の平均に相当する。
曲げ弾性率は、ISO 178に従ってテストされた。
シャルピーノッチ無し衝撃テストは、-20℃±2℃にて、イントロンチアスト(Intron Ceast) 9340落錘衝撃試験機を用いて、ISO 179-2に従って行われた。与えられた結果は、各サンプルについて、完全破壊(complete break)測定値の平均に相当する。
〔1〕充填剤入りポリマー樹脂の、射出成型による前記樹脂からの物品の製造における使用であって、前記ポリマー樹脂が、リサイクルポリマー及び機能性フィラーを含み、前記機能性フィラーが、無機微粒子を含み、前記無機微粒子が、(i)表面処理されており、及び/又は(ii)約2.5μm未満のd 50 を有し、かつ前記充填剤入りポリマー樹脂が、
(1)射出成型中の前記充填剤入りポリマー樹脂のMFIよりも低い、2.16kg/190℃におけるMFI、及び/又は
(2)射出成型中の前記充填剤入りポリマー樹脂の見掛けのMFIよりも少なくとも3g/10分低い、2.16kg/190℃におけるMFI、及び/又は
(3)約2.5g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFI、
を有し、
(a)少なくとも約5.0g/10分の2.16kg/190℃におけるMFIを有する未充填バージンHDPE樹脂に匹敵するスパイラルフローナンバー(SFN)、及び/又は
(b)2.16kg/190℃において8.0g/10分のMFIを有する未充填バージンHDPEポリマー樹脂のSFNの少なくとも80%であるSFN、
を有してもよい、前記使用。
〔2〕射出成型により物品を製造する方法であって、前記方法が、充填剤入りポリマー樹脂から物品を射出成型する工程を含み、前記充填剤入りポリマー樹脂が、リサイクルポリマー及び機能性フィラーを含み、前記機能性フィラーが、無機微粒子を含み、前記無機微粒子が、(i)表面処理されており、及び/又は(ii)約2.5μm未満のd 50 を有し、かつ前記充填剤入りポリマー樹脂が、
(1)射出成型中の前記充填剤入りポリマー樹脂のMFIよりも低い、2.16kg/190℃におけるMFI、及び/又は
(2)射出成型中の前記充填剤入りポリマー樹脂の見掛けのMFIよりも少なくとも3g/10分低い、2.16kg/190℃におけるMFI、及び/又は
(3)約2.5g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFI、
を有し、
(a)少なくとも約5.0g/10分の2.16kg/190℃におけるMFIを有する未充填バージンHDPE樹脂に匹敵するスパイラルフローナンバー(SFN)、及び/又は
(b)2.16kg/190℃において8g/10分のMFIを有する未充填バージンHDPEポリマー樹脂のSFNの少なくとも80%であるSFN、
を有してもよい、前記方法。
〔3〕機能性フィラーの、リサイクルポリマーを含有するポリマー樹脂における、前記ポリマー樹脂の射出成型性を改善するための使用であって、前記機能性フィラーが、無機微粒子を含み、前記無機微粒子が、(i)表面処理されており、及び/又は(ii)約2.5μm未満のd 50 を有する、前記使用。
〔4〕リサイクルポリマーを含有するポリマー樹脂の射出成型性を与える又は改善するための方法であって、前記方法が、前記ポリマー樹脂を機能性フィラーで満たす工程、充填剤入りポリマー樹脂を形成する工程、及び射出成型によって前記充填剤入りポリマー樹脂から製造品を製造する工程を含み、前記機能性フィラーが、無機微粒子を含み、前記無機微粒子が、(i)表面処理されており、及び/又は(ii)約2.5μm未満のd 50 を有し、かつ前記充填剤入りポリマー樹脂が、
(1)射出成型中の前記充填剤入りポリマー樹脂のMFIよりも低い、2.16kg/190℃におけるMFI、及び/又は
(2)射出成型中の前記充填剤入りポリマー樹脂の見掛けのMFIよりも少なくとも3g/10分低い、2.16kg/190℃におけるMFI、及び/又は
(3)約2.5g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFI、
を有し、
(a)少なくとも約5.0g/10分の2.16kg/190℃におけるMFIを有する未充填バージンHDPE樹脂に匹敵するスパイラルフローナンバー(SFN)、及び/又は
(b)2.16kg/190℃において8g/10分のMFIを有する未充填バージンHDPEポリマー樹脂のSFNの少なくとも80%のSFN、
を有する、前記方法。
〔5〕製造品又は前記製造品が、約200℃〜約240℃の溶融温度にて、前記充填剤入りポリマー樹脂から加工処理される、前記〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の使用又は方法。
〔6〕製造品又は前記の製造品を製造するためのサイクル時間が、未充填のHDPEバージンポリマー樹脂から類似する製造品を製造するためのサイクル時間よりも少なくとも約10%短く、例えば未充填のHDPEバージンポリマー樹脂から類似する製造品を製造するためのサイクル時間よりも少なくとも約20%短く、又は少なくとも約30%短い、前記〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の使用又は方法。
〔7〕(i)射出成型中のピーク圧の平均値が、約100〜200MPa(約1,000〜2,000bar)であり、及び/又は(ii)前記ピーク射出成型圧の範囲が、約0.50MPa(約5.0bar)以下である、前記〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載の使用又は方法。
〔8〕32ショットにわたる質量範囲が、3.25g〜4.0gの間の平均ショット質量に対して0.008g未満である、前記〔1〕〜〔7〕のいずれか1項に記載の使用又は方法。
〔9〕充填剤入りポリマー樹脂が、2.16kg/190℃において2.5g/10分未満、例えば2.16kg/190℃において約2.0g/10分以下、又は2.16kg/190℃において約1.5g/10分以下、又は2.16kg/190℃において約1.0g/10分以下、又は2.16kg/190℃において約0.5g/10分以下のMFIを有する、前記〔1〕〜〔8〕のいずれか1項に記載の使用又は方法。
〔10〕前記充填剤入りポリマー樹脂が、約2.5g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFI、及び(a)少なくとも約5.0g/10分の2.16kg/190℃におけるMFIを有する未充填バージンHDPE樹脂に匹敵するSFN、及び/又は(b)2.16kg/190℃において8g/10分のMFIを有する未充填バージンHDPEポリマー樹脂のSFNの少なくとも80%、例えば2.16kg/190℃において8g/10分のMFIを有する未充填バージンHDPEポリマー樹脂のSFNの少なくとも約90%であるSFNを有する、前記〔1〕〜〔9〕のいずれか1項に記載の使用又は方法。
〔11〕前記充填剤入りポリマー樹脂が、2.16kg/190℃において約2.0g/10分以下、例えば2.16kg/190℃において約1.5g/10分以下、又は2.16kg/190℃において約1.0g/10分以下、又は2.16kg/190℃において約0.5g/10分以下のMFIを有する、前記〔10〕に記載の使用又は方法。
〔12〕前記充填剤入りポリマー樹脂が、少なくとも約100のR−MFIを有し、
R−MFI=(21.6kgにおけるMFI)/(2.16kgにおけるMFI)であり、
(21.6kgにおけるMFI)−(2.16kgにおけるMFI)が、少なくとも約40であってもよい、
前記〔1〕〜〔11〕のいずれか1項に記載の使用又は方法。
〔13〕前記充填剤入りポリマー樹脂が、少なくとも約350mm、例えば少なくとも約400mm、又は少なくとも約450mmのSFNを有する、前記〔1〕〜〔12〕のいずれか1項に記載の使用又は方法。
〔14〕前記充填剤入りポリマー樹脂が、少なくとも約50質量%のリサイクルポリマー(前記充填剤入りポリマー樹脂内のポリマーの全質量を基準として)を含む、前記〔1〕〜〔13〕のいずれか1項に記載の使用又は方法。
〔15〕前記充填剤入りポリマー樹脂が、複数のポリマー型の混合物、例えばポリエチレンとポリプロピレンとの混合物、又は異なる型のポリエチレン、例えばHDPE、LDPE及び/又はLLDPEの混合物、又は異なる型のポリエチレン(例えば、HDPE、LDPE及び/又はLLDPE)とポリプロピレンとの混合物を含む、前記〔1〕〜〔14〕のいずれか1項に記載の使用又は方法。
〔16〕前記充填剤入りポリマー樹脂が、バージンポリマーを含まない、前記〔1〕〜〔15〕のいずれか1項に記載の使用又は方法。
〔17〕前記機能性フィラーが、約1.0μm以下、例えば約0.75μm以下のd 50 を有する未被覆の無機微粒子である、前記〔1〕〜〔16〕のいずれか1項に記載の使用又は方法。
〔18〕前記機能性フィラーが、表面処理された無機微粒子を含むか、又は表面処理された無機微粒子であり、前記無機微粒子が、約0.1〜2.5μm、例えば約0.1〜約1.0μmのd 50 を有してもよい、前記〔1〕〜〔17〕のいずれか1項に記載の使用又は方法。
〔19〕前記無機微粒子が、表面処理剤で表面処理されており、前記表面処理剤が、ヒドロカルビル不飽和及びO−又はN−含有酸官能性を含む化合物、及び/又は飽和ヒドロカルビル基及びO−又はN−含有酸官能性を有する化合物である、前記〔18〕に記載の使用又は方法。
〔20〕前記無機微粒子が、炭酸カルシウム、例えば重質炭酸カルシウムである、前記〔1〕〜〔19〕のいずれか1項に記載の使用又は方法。
〔21〕前記充填剤入りポリマー樹脂が、耐衝撃性改良剤及び/又はパーオキサイド含有添加剤を含む、前記〔1〕〜〔20〕のいずれか1項に記載の使用又は方法。
〔22〕前記〔1〕〜〔21〕のいずれか1項において定義される充填剤入りポリマー樹脂を射出成型することによって得られる、製造品。
〔23〕前記物品が、約3mm以下、例えば約1mm〜約3mmの厚みを有する壁を有する、前記〔22〕に記載の製造品。
〔24〕(a)少なくとも約300%の破断点伸び、(b)少なくとも約20MPa、例えば約20〜22MPaのUTS、(c)少なくとも約900MPaの曲げ弾性率、及び(d)少なくとも約40kJ/m 2 (20℃±2℃)、例えば少なくとも約80kJ/m 2 (−20℃±2℃)のシャルピー衝撃強さのうちの1つ以上を有する、前記〔22〕又は〔23〕に記載の物品。
〔25〕充填剤入りポリマー樹脂であって、射出成型による前記樹脂からの物品の製造において使用するのに適しており、前記ポリマー樹脂が、リサイクルポリマー及び機能性フィラーを含み、前記機能性フィラーが、無機微粒子を含み、前記無機微粒子が、(i)表面処理されており、及び/又は(ii)約2.5μm未満のd 50 を有し、かつ前記充填剤入りポリマー樹脂が、
(1)射出成型中の前記充填剤入りポリマー樹脂のMFIよりも低い、2.16kg/190℃におけるMFI、及び/又は
(2)射出成型中の前記充填剤入りポリマー樹脂のMFIよりも少なくとも3g/10分低い、2.16kg/190℃におけるMFI、及び/又は
(3)約2.5g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFI、
を有し、
(a)少なくとも約5.0g/10分の2.16kg/190℃におけるMFIを有する未充填バージンHDPE樹脂に匹敵するスパイラルフローナンバー(SFN)、及び/又は
(b)2.16kg/190℃において8g/10分のMFIを有する未充填バージンHDPEポリマー樹脂のSFNの少なくとも80%であるSFN、
を有してもよい、前記充填剤入りポリマー樹脂。
〔26〕充填剤入りポリマー樹脂が、2.16kg/190℃において2.5g/10分未満、例えば2.16kg/190℃において約2.0g/10分以下、又は2.16kg/190℃において約1.5g/10分以下、又は2.16kg/190℃において約1.0g/10分以下、又は2.16kg/190℃において約0.5g/10分以下のMFIを有する、前記〔25〕に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
〔27〕前記充填剤入りポリマー樹脂が、約2.5g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFI、例えば2.16kg/190℃において約2.0g/10分以下のMFI、及び(a)少なくとも約5.0g/10分の2.16kg/190℃におけるMFIを有する未充填バージンHDPE樹脂に匹敵するSFN、及び/又は(b)2.16kg/190℃において8g/10分のMFIを有する未充填バージンHDPEポリマー樹脂のSFNの少なくとも80%、例えば2.16kg/190℃において8g/10分のMFIを有する未充填バージンHDPEポリマー樹脂のSFNの少なくとも約90%であるSFNを有する、前記〔25〕又は〔26〕に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
〔28〕前記充填剤入りポリマー樹脂が、2.16kg/190℃において約1.0g/10分以下、又は2.16kg/190℃において約0.5g/10分以下のMFIを有する、前記〔27〕記載の充填剤入りポリマー樹脂。
〔29〕前記充填剤入りポリマー樹脂が、少なくとも約100のR−MFIを有し、
R−MFI=(21.6kgにおけるMFI)/(2.16kgにおけるMFI)であり、
(21.6kgにおけるMFI)−(2.16kgにおけるMFI)が、少なくとも約40であってもよい、
前記〔25〕〜〔28〕のいずれか1項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
〔30〕前記充填剤入りポリマー樹脂が、少なくとも約350mm、例えば少なくとも約400mm、又は少なくとも約450mmのSFNを有する、前記〔25〕〜〔29〕のいずれか1項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
〔31〕前記充填剤入りポリマー樹脂が、少なくとも約50質量%のリサイクルポリマー(前記充填剤入りポリマー樹脂中のポリマーの全質量を基準として)を含む、前記〔25〕〜〔30〕のいずれか1項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
〔32〕前記充填剤入りポリマー樹脂が、複数のポリマー型の混合物、例えばポリエチレンとポリプロピレンとの混合物、又は異なる型のポリエチレン、例えばHDPE、LDPE及び/又はLLDPEの混合物、又は異なる型のポリエチレン(例えば、HDPE、LDPE及び/又はLLDPE)とポリプロピレンとの混合物を含む、前記〔25〕〜〔31〕のいずれか1項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
〔33〕前記充填剤入りポリマー樹脂が、バージンポリマーを含まない、前記〔25〕〜〔32〕のいずれか1項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
〔34〕前記機能性フィラーが、約1.0μm以下、例えば約0.75μm以下のd 50 を有する未被覆の無機微粒子である、前記〔25〕〜〔33〕のいずれか1項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
〔35〕前記機能性フィラーが、表面処理された無機微粒子を含むか、又は表面処理された無機微粒子であり、前記無機微粒子が、約0.1〜2.5μm、例えば約0.1〜約1.0μmのd 50 を有してもよい、前記〔25〕〜〔33〕のいずれか1項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
〔36〕前記無機微粒子が、ヒドロカルビル不飽和及びO−及び/又はN−含有酸官能性を含む化合物、及び/又は飽和ヒドロカルビル基及びO−又はN−含有酸官能性を有する化合物から選択される表面処理剤で表面処理されている、前記〔25〕〜〔35〕のいずれか1項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
〔37〕前記無機微粒子が、炭酸カルシウム、例えば重質炭酸カルシウムである、前記〔25〕〜〔365〕のいずれか1項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
〔38〕前記充填剤入りポリマー樹脂が、耐衝撃性改良剤を含む、前記〔25〕〜〔37〕のいずれか1項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
〔39〕前記充填剤入りポリマー樹脂が、前記充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として、約0.01質量%〜約0.05質量%のパーオキサイド含有添加剤、例えばジクミルパーオキサイド又は1,1−ジ−(tert−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンを含む、前記〔1〕〜〔38〕のいずれか1項に記載の使用、方法、物品又は充填剤入りポリマー樹脂。
〔40〕前記充填剤入りポリマー樹脂が、約0.015質量%〜約0.025質量%の前記パーオキサイド含有添加剤を含む、前記〔39〕に記載の使用、方法、物品又は充填剤入りポリマー樹脂。
〔41〕前記充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として、約3質量%までのカーボンブラック及び約0.5質量%までの酸化防止剤を更に含む、前記〔1〕〜〔40〕のいずれか1項に記載の使用、方法、物品又は充填剤入りポリマー樹脂。
〔42〕耐衝撃性改良剤が存在する場合にはそれ以外の、前記充填剤入りポリマー樹脂のポリマー成分が、リサイクルされた混合ポリオレフィン供給材料由来のポリエチレン(例えば、HDPE)及びポリプロピレンからなる、前記〔1〕〜〔41〕のいずれか1項に記載の使用、方法、物品又は充填剤入りポリマー樹脂。
Claims (15)
- 充填剤入りポリマー樹脂の、射出成型による前記樹脂からの物品の製造における使用であって、前記ポリマー樹脂が、リサイクルポリマー及び機能性フィラーを含み、前記機能性フィラーが、無機微粒子を含み、前記無機微粒子が、表面処理されており、かつ前記充填剤入りポリマー樹脂が、2.5g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFIを有する、前記使用。
- 機能性フィラーの、リサイクルポリマーを含有するポリマー樹脂における、前記ポリマー樹脂の射出成型性を改善するための使用であって、前記機能性フィラーが、無機微粒子を含み、前記無機微粒子が、表面処理されており、前記機能性フィラーを前記ポリマー樹脂に添加して充填材入りポリマー樹脂が形成され、前記充填剤入りポリマー樹脂が、2.5g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFIを有する、前記使用。
- (1)前記物品が、200℃〜240℃の溶融温度にて、前記充填剤入りポリマー樹脂から加工処理される、及び/又は
(2)(i)射出成型中のピーク射出圧の平均値が、100〜200MPa(1,000〜2,000bar)であり、及び/又は(ii)前記ピーク射出圧の範囲が、0.50MPa(5.0bar)以下である、及び/又は
(3)32ショットにわたる質量範囲が、3.25g〜4.0gの間の平均ショット質量に対して0.008g未満である、
請求項1に記載の使用。 - 前記充填剤入りポリマー樹脂が、
(1)2.16kg/190℃において2.0g/10分以下、又は2.16kg/190℃において1.5g/10分以下、又は2.16kg/190℃において1.0g/10分以下、又は2.16kg/190℃において0.5g/10分以下のMFIを有する、及び/又は
(2)少なくとも100のR−MFIを有し、
R−MFI=(21.6kgにおけるMFI)/(2.16kgにおけるMFI)であり、
(21.6kgにおけるMFI)−(2.16kgにおけるMFI)が、少なくとも40であってもよい、及び/又は
(3)少なくとも350mm、例えば少なくとも400mm、若しくは少なくとも450mmのスパイラルフローナンバーを有し、前記スパイラルフローナンバーが、テストされた樹脂の流動長さに係る尺度であり、適切な寸法のスパイラルフローモールドおよびエンゲル55tセルボエレクトリック/E-モーション射出成型装置を使用する以下の条件下でのポリマー樹脂の射出成型によって測定される:
溶融温度:220℃;
背圧:9MPa(90bar);
スクリュー表面速度:550mm/秒;
射出時間:1秒または2秒;
射出速度:30mm/秒または15mm/秒;
金型温度:25℃
請求項1〜3のいずれか1項に記載の使用。 - (a)前記充填剤入りポリマー樹脂が、少なくとも50質量%のリサイクルポリマー(前記充填剤入りポリマー樹脂内のポリマーの全質量を基準として)を含む、及び/又は
(b)前記充填剤入りポリマー樹脂が、複数のポリマー型の混合物、例えばポリエチレンとポリプロピレンとの混合物、又は異なる型のポリエチレン、例えばHDPE、LDPE及び/又はLLDPEの混合物、又は異なる型のポリエチレン(例えば、HDPE、LDPE及び/又はLLDPE)とポリプロピレンとの混合物を含む、及び/又は
(c)前記充填剤入りポリマー樹脂が、バージンポリマーを含まない、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の使用。 - 前記無機微粒子が、レーザー光散乱による0.1〜2.5μm、例えば0.1〜1.0μmのd50を有し、及び
任意に、前記無機微粒子が、表面処理剤で表面処理されており、前記表面処理剤が、ヒドロカルビル不飽和及びO−及び/又はN−含有酸官能性を含む化合物、及び/又は飽和ヒドロカルビル基及びO−又はN−含有酸官能性を有する化合物である、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の使用。 - 前記無機微粒子が、炭酸カルシウム、例えば重質炭酸カルシウムである、請求項1〜6のいずれか1項に記載の使用。
- 前記充填剤入りポリマー樹脂が、耐衝撃性改良剤及び/又はパーオキサイド含有添加剤を含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の使用。
- 充填剤入りポリマー樹脂の射出成型による物品の製造方法であって、前記充填材入りポリマー樹脂が、リサイクルポリマー及び機能性フィラーを含み、前記機能性フィラーが、無機微粒子を含み、前記無機微粒子が、表面処理されており、かつ前記充填剤入りポリマー樹脂が、2.5g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFIを有する、前記方法。
- 前記充填剤入りポリマー樹脂が、
(1)2.16kg/190℃において2.0g/10分以下、又は2.16kg/190℃において1.5g/10分以下、又は2.16kg/190℃において1.0g/10分以下、又は2.16kg/190℃において0.5g/10分以下のMFIを有する、及び/又は
(2)少なくとも100のR−MFIを有し、
R−MFI=(21.6kgにおけるMFI)/(2.16kgにおけるMFI)であり、
(21.6kgにおけるMFI)−(2.16kgにおけるMFI)が、少なくとも40であってもよく、及び/又は
(3)少なくとも350mm、又は少なくとも400mm、又は少なくとも450mmのスパイラルフローナンバーを有し、前記スパイラルフローナンバーが、テストされた樹脂の流動長さに係る尺度であり、適切な寸法のスパイラルフローモールドおよびエンゲル55tセルボエレクトリック/E-モーション射出成型装置を使用する以下の条件下でのポリマー樹脂の射出成型によって測定される:
溶融温度:220℃;
背圧:9MPa(90bar);
スクリュー表面速度:550mm/秒;
射出時間:1秒または2秒;
射出速度:30mm/秒または15mm/秒;
金型温度:25℃
請求項9に記載の方法。 - (a)前記充填剤入りポリマー樹脂が、前記充填剤入りポリマー樹脂中のポリマーの全質量を基準として、少なくとも50質量%のリサイクルポリマーを含む、及び/又は
(b)前記充填剤入りポリマー樹脂が、複数のポリマー型の混合物、例えばポリエチレンとポリプロピレンとの混合物、又は異なる型のポリエチレン、例えばHDPE、LDPE及び/又はLLDPEの混合物、又は異なる型のポリエチレン(例えば、HDPE、LDPE及び/又はLLDPE)とポリプロピレンとの混合物を含む、及び/又は
(c)前記充填剤入りポリマー樹脂が、バージンポリマーを含まない、及び/又は
(d)前記無機微粒子が、レーザー光散乱による0.1〜2.5μm、例えば0.1〜1.0μmのd50を有し、前記無機微粒子が、ヒドロカルビル不飽和及びO−及び/又はN−含有酸官能性を含む化合物、及び/又は飽和ヒドロカルビル基及びO−又はN−含有酸官能性を有する化合物から選択される表面処理剤で表面処理されていてもよい、及び/又は
(f)前記無機微粒子が、炭酸カルシウム、例えば重質炭酸カルシウムである、
請求項9又は10に記載の方法。 - 前記充填剤入りポリマー樹脂が、耐衝撃性改良剤を含む、請求項9〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 製造された前記物品が、3.0mm以下、例えば、1〜3mmの厚みを持つ壁を有し、且つ、(a)少なくとも300%の破断点伸び、(b)少なくとも20MPa、例えば20〜22MPaのUTS、(c)少なくとも900MPaの曲げ弾性率、及び(d)少なくとも40kJ/m 2 (−20℃±2℃)、例えば少なくとも80kJ/m 2 (−20℃±2℃)のシャルピー衝撃強さ、のうちの1つ又は複数を有してもよい、請求項9〜12のいずれか1項に記載の方法。
- (a)前記充填剤入りポリマー樹脂が、前記充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として、0.01質量%〜0.05質量%のパーオキサイド含有添加剤、例えばジクミルパーオキサイド又は1,1−ジ−(tert−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、及び任意に0.015質量%〜0.025質量%の前記パーオキサイド含有添加剤を含む、及び/又は
(b)前記充填剤入りポリマー樹脂が、前記充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として、3質量%までのカーボンブラック及び0.5質量%までの酸化防止剤を含む、及び/又は
(c)耐衝撃性改良剤が存在する場合にはそれ以外の、前記充填剤入りポリマー樹脂のポリマー成分が、リサイクルされた混合ポリオレフィン供給材料由来のポリエチレン(例えば、HDPE)及びポリプロピレンからなる、
請求項1〜8のいずれか1項に記載の使用。 - (a)前記充填剤入りポリマー樹脂が、前記充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として、0.01質量%〜0.05質量%のパーオキサイド含有添加剤、例えばジクミルパーオキサイド又は1,1−ジ−(tert−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、及び任意に0.015質量%〜0.025質量%の前記パーオキサイド含有添加剤を含む、及び/又は
(b)前記充填剤入りポリマー樹脂が、前記充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として、3質量%までのカーボンブラック及び0.5質量%までの酸化防止剤を含む、及び/又は
(c)耐衝撃性改良剤が存在する場合にはそれ以外の、前記充填剤入りポリマー樹脂のポリマー成分が、リサイクルされた混合ポリオレフィン供給材料由来のポリエチレン(例えば、HDPE)及びポリプロピレンからなる、
請求項9〜13のいずれか1項に記載の方法。
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