JP6890576B2 - ポリマーブレンド - Google Patents

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Description

本発明は、ポリマーブレンド用の相溶化剤、該相溶化剤のポリマーブレンドにおける使用、該相溶化剤を含むポリマーブレンド、該ポリマーブレンドから形成される物品、および該相溶化剤、ポリマーブレンドおよび物品の製造方法を対象としている。
ポリマー材料をリサイクルしおよび再利用するための、絶えることなく増え続ける需要がある。というのは、これがコストおよび環境上の利益をもたらすからである。しかし、リサイクルされたポリマー廃棄物の再処理は、バージンポリマーから誘導されるポリマー組成物の処理中に、必ずしも遭遇することのない課題をもたらす。例えば、リサイクルポリマーは、しばしば異なる型を持つポリマーの混合物を含んでおり、これは該ポリマー混合物の加工性に、および/または該ポリマー混合物からの製造品の物理的特性に悪影響を及ぼす可能性がある。
ポリマー廃棄物をリサイクルすることに対する要求が高まっているので、ポリマー混合物を経済的に実行可能な処理に掛けて高品質の製造品とするための、新規な組成物の開発に対する次第に高まる要求がある。
第一の局面によれば、本発明は、ポリマーブレンド用の相溶化剤を対象としており、該相溶化剤は、微粒子状物質および該微粒子状物質の表面上の有機リンカーを含み、そこで該有機リンカーは、酸素-含有酸官能性(acid functionality)および少なくとも一つの炭素-炭素二重結合を含む有機酸の塩基形状(basic form)である。
第二の局面によれば、本発明は、ポリマーブレンド用の相溶化剤を対象としており、該相溶化剤は、微粒子状物質および該微粒子状物質の表面上の有機リンカーを含み、そこで該相溶化剤は、酸素-含有酸官能性を有し、かつ少なくとも一つの炭素-炭素二重結合を含む有機酸を、該微粒子状物質の存在下で、少なくとも部分的に脱水することにより得られる。
第三の局面によれば、本発明は、ポリマーブレンドにおける、上記第一または第二の局面に従う相溶化剤の使用を対象とする。
第四の局面によれば、本発明は、ポリマーブレンド用の相溶化剤における、上記第一または第二の局面において定義された如き有機リンカーの使用を対象とする。
第五の局面によれば、本発明は、上記第一または第二の局面に従う相溶化剤を含むポリマーブレンドを対象とする。
第六の局面によれば、本発明は、ポリマーブレンド用の相溶化剤を製造するための方法を対象としており、該方法は、上記第一または第二の局面において定義された如き有機リンカーと、微粒子状物質とを混ぜ合せる工程を含む。
第七の局面によれば、本発明は、相溶化剤を含有するポリマーブレンドの製造方法を対象としており、該方法は、上記第一または第二の局面に従う相溶化剤を調製し、準備しまたは獲得する工程、および該相溶化剤とポリマーブレンドとを配合する工程を含む。
第八の局面によれば、本発明は、上記第五の局面に従う、または上記第七の局面に係る方法によって得ることのできるポリマーブレンドから形成される物品を対象とする。
第九の局面によれば、本発明は、物品の製造における、上記第五の局面に従うポリマーブレンドの使用を対象としている。
第十の局面によれば、本発明は、上記第八の局面に従う物品を製造する方法を対象としており、該方法は、上記第五の局面に従うポリマーブレンドから該物品を形成する工程を含み、場合によりそこで形成は、押出しまたは成型、例えば射出または吹込成型を含む。
図1は、ウンデシレン酸をベースとする相溶化剤を含む典型的なポリマーブレンド、および比較用ポリマーブレンドに係る機械的特性の概要を示すグラフである。 図2は、オレイン酸をベースとする相溶化剤を含有する典型的なポリマーブレンド、および比較用ポリマーブレンドに係る機械的特性の概要を示すグラフである。
相溶化剤
上記相溶化剤は、ポリマーブレンド、即ち異なる型を持つポリマーの混合物を含むポリマー組成物において使用するためのものである。該相溶化剤は、微粒子状物質および該微粒子状物質の表面上の有機リンカーを含む。該有機リンカーは、酸素-含有酸官能性を持つ。該有機リンカーは、有機酸の塩基形状である。「塩基形状(basic form)」なる用語によって、該有機酸が、例えば有機酸を脱水して対応するオキシアニオンを形成することにより、少なくとも部分的に脱プロトン化されることを意味する。特定の態様において、有機酸の塩基形状は、該有機酸の共役塩基である。該有機酸(およびそれ故に該有機リンカー)は、少なくとも一つの炭素-炭素二重結合を含む。
特定の態様において、上記有機リンカーは、非ポリマー系の種であり、また特定の態様においては、約400g/M以下の分子量を持つ。「非ポリマー系(non-polymeric)」という用語により、(i) モノマー種の重合により形成されたものではなく；および/または(ii) 比較的小さな分子量、例えば約1,000g/M未満の分子量、例えば約400g/M以下という分子量を有し；および/または(iii) 炭素鎖内に70個以下の炭素原子、例えば炭素鎖内に約25個以下の炭素原子を含む種が意味されている。
特定の態様において、上記非ポリマー系の種は、約800g/M以下、または約600g/M以下、または約500g/M以下、または約400g/M以下、または約300g/M以下、または約200g/M以下の分子量を持つ。代替的にまたは付随的に、特定の態様において、該非ポリマー系の種は、約50個以下の炭素原子、または約40個以下の炭素原子、または約30個以下の炭素原子、または約25個以下の炭素原子、または約20個以下の炭素原子、または約15個以下の炭素原子を含む。
特定の態様において、上記相溶化剤は、微粒子状物質および該微粒子状物質の表面上の有機リンカーを含み、該相溶化剤は、酸素-含有酸官能性を有し、かつ少なくとも一つの炭素-炭素二重結合を含む有機酸を、該微粒子状物質の存在下で、少なくとも部分的に脱水することにより得られる。
典型的な一有機酸は、カルボン酸およびその塩基形状のカルボキシレート、例えば夫々以下のものであり：
Figure 0006890576
ここで、Rは少なくとも一つの炭素-炭素二重結合を含む不飽和のC2+基である。該カルボキシレート基(これはオキシアニオンである)は、共鳴形状で描かれている。該カルボキシレート基は、共役塩基の一例である。特定の態様において、Rは不飽和C3+基または不飽和C4+基、または不飽和C5+基である。
理論に拘泥するつもりはないが、上記酸官能性の塩基形状は、上記微粒子状物質の表面と配位結合/会合しており、また少なくとも一つの炭素-炭素二重結合を持つその有機尾部は、上記ポリマーブレンド内の異なるポリマー種と配位結合/会合しているものと考えられる。従って、該相溶化剤は、これらの異なる型を持つポリマーを架橋またはグラフとするように働き、該有機リンカーは、カップリング調節剤(coupling modifier)として作用し、そこでそのカップリングは、これら異なるポリマー間のおよび該ポリマーと該微粒子状物質との間の物理的(例えば、立体的)および/または化学的(例えば、共有結合またはファンデルワールス等の化学結合)相互作用を含む。その全体的な効果は、該ポリマーブレンド内の該異なる型を持つポリマーの相溶性を高めることであり、これは順に、該ポリマーブレンドの加工および/または該ポリマーブレンドから作られる製造品の1またはそれ以上の物理的特性(例えば、1またはそれ以上の機械的特性)を高めることができる。該微粒子状物質の表面は、該有機リンカーのアニオン性電荷を釣合わせるように働く。更に、その相溶化効果は、該ポリマーブレンドの加工性および/または該ポリマーブレンドから製造される物品の物理的特性に悪影響を及ぼすことなしに、より多量の微粒子状物質の組入れを可能とする。このことは、順にコストの節減を可能とする。というのは、より少量のポリマー(リサイクルまたはその他の)が使用されるからである。
特定の態様において、上記有機リンカーは有機酸の共役塩基、例えばカルボキシレートまたはホスフェートまたはホスフィットまたはホスフィネートまたはアミノ酸である。特定の態様において、該有機リンカーは、カルボキシレートである。別の態様において、該有機リンカーは、マレイミドリング(例えば、アミドカルボキシレート官能性を持つものは、上記微粒子状物質の表面と配位結合/会合し、および炭素-炭素二重結合は、該ポリマーブレンド内の異なるポリマー種と配位結合/会合する)を含む。
特定の態様において、上記有機リンカーは、上記炭素-炭素二重結合に加えて、少なくとも一個の炭素原子を含む。特定の態様において、該有機リンカーは、該炭素-炭素二重結合に加えて、少なくとも2個の炭素原子、または少なくとも3個の炭素原子、または少なくとも4個の炭素原子、または少なくとも5個の炭素原子を含む。特定の態様において、該有機リンカーは、該少なくとも一つの炭素-炭素二重結合を含めて、少なくとも6個の炭素原子、例えば少なくとも6個の炭素原子を持つ鎖を含む。特定の態様において、該有機リンカーは、ただ一つの炭素-炭素二重結合を含む。特定の態様において、該有機リンカーは、2つの炭素-炭素二重結合を含む。特定の態様において、該有機リンカーは、3つの炭素-炭素二重結合を含む。該少なくとも一つの炭素-炭素二重結合の周囲の部分は、cis-またはtrans-配置で配列されていてもよい。該炭素-炭素二重結合は末端基であり得、またはその分子の内部に、即ち炭素原子からなる鎖内に存在し得る。
特定の態様において、上記有機リンカーは、以下のものである：
(1) CH2=CH-(CH2)a-Z；および/または
(2) CH3-(CH2)b-CH=CH-(CH2)c-Z
ここで、aは3に等しいかまたはこれを超えるものであり；
bは1に等しいかまたはこれを超えるものであり、およびcは0に等しいかまたはこれを超えるものであるが、b+cが少なくとも2であることを条件とし；および
Zはカルボキシレート基、リン酸基、ホスフィットまたはホスフィネート基である。
特定の態様において、aは6〜20、例えば6〜18、または6〜16、または6〜14、または6〜12、または6〜10、または7〜9である。特定の態様において、aは8である。
特定の態様において、bおよびcは各々独立に4〜10、例えば各々独立に5〜11、または5〜10、または6〜9、または6〜8である。特定の態様において、bおよびcは両者共に7である。
特定の態様において、上記有機リンカーが、式(1)を持つものである場合、Zはカルボキシレート基である。このような態様において、上記相溶化剤は、微粒子状物質(例えば、鉱物質微粒子状物質)および式(1)を持ち、かつそこにおいてZがカルボキシレート基である有機リンカーから本質的になり、またはこれらからなるものであり得る。
特定の態様において、上記有機リンカーが式(2)を持つものである場合、Zはカルボキシレート基である。このような態様において、上記相溶化剤は、微粒子状物質(例えば、鉱物質微粒子状物質)および式(2)を持ち、かつそこでZがカルボキシレート基である有機リンカーから本質的になり、あるいはこれらからなるものであり得る。
特定の態様において、上記有機リンカーは式(1)および式(2)を持ち、場合によりZが各場合においてカルボキシレート基であるものの混合物である。このような態様において、上記相溶化剤は、微粒子状物質(例えば、鉱物質微粒子状物質)、式(1)を持ち、かつそこでZがカルボキシレート基である有機リンカー、および式(2)を持ち、かつそこでZがカルボキシレート基である有機リンカーから本質的になり、あるいはこれらからなるものであり得る。
特定の態様において、上記有機酸は不飽和脂肪酸であるか、または不飽和脂肪酸から誘導される。特定の態様において、該有機酸が不飽和脂肪酸である場合、上記相溶化剤は、微粒子状物質(例えば、鉱物質微粒子状物質)および有機リンカーから本質的になり、あるいはこれらからなっている。このような態様において、該不飽和脂肪酸はミリストレイン酸、パルミトレイン酸、サピエン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、リノール酸、リノエライジン酸(linoelaidic acid)、α-リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、芥子酸(erucuc acid)、およびドコサヘキサエン酸(docosahexanoic acid)の内の1種から選択することができる。このような態様において、該不飽和脂肪酸は、オレイン酸であり得、即ち特定の態様において、該相溶化剤は、微粒子状物質(例えば、鉱物質微粒子状物質)およびオレイン酸の塩基形状を含有する。特定の態様において、該相溶化剤は、微粒子状物質(例えば、鉱物質微粒子状物質)およびオレイン酸の塩基形状からなっている。
特定の態様において、上記有機酸は、不飽和脂肪酸から誘導される。特定の態様において、該有機酸は、ウンデシレン酸であり、即ち上記有機リンカーは、塩基形状のウンデシレン酸である。特定の態様において、上記相溶化剤は、微粒子状物質(例えば、鉱物質微粒子状物質)およびウンデシレン酸の塩基形状からなっている。
特定の態様において、上記微粒子状物質は、無機微粒子状物質、例えば鉱物である。
特定の態様において、上記微粒子状物質は、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(焼成された)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る。
特定の態様において、上記微粒子状物質は炭酸カルシウム、例えば重質炭酸カルシウムである。該粒状炭酸カルシウムは、天然源から粉砕により得られるもの、即ち重質炭酸カルシウムであり得る。重質炭酸カルシウム(GCC)は、典型的にはチョーク、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、これは、所望の粉末度を持つ製品を得る目的で、粒度分級段階を伴っていてもよい。漂白、浮選および磁気選鉱等のその他の技術を使用して、所望の粉末度および/または色彩を持つ製品を得ることも可能である。該粒状固体物質は、自原的に、即ち該固体物質自体の粒子間の磨砕により、あるいはまた粉砕すべき該炭酸カルシウムとは異なる物質でできた粒子を含む粒状粉砕媒体の存在下での磨砕により粉砕し得る。これらの工程は、該工程の任意の段階において添加し得る分散剤および殺生物剤の存在下でまたはこれらの不在下で行うことができる。
沈降炭酸カルシウム(PCC)を、本発明における粒状炭酸カルシウムの源として使用することが可能であり、また当技術において利用し得る公知の方法の何れかによって製造することができる。
上記無機微粒子状物質のd50は、約100μm未満、例えば約80μm未満、例えば約60μm未満、例えば約40μm未満、例えば約20μm未満、例えば約15μm未満、例えば約10μm未満、例えば約8μm未満、例えば約6μm未満、例えば約5μm未満、例えば約4未満、例えば約3μm未満、例えば約2μm未満、例えば約1.5μm未満、例えば約1μm未満であり得る。該無機微粒子状物質のd50は、約0.5μmを超え、例えば約0.75μmを超え、約1μmを超え、例えば約1.25μmを超え、または例えば約1.5μmを超えることができる。該無機微粒子状物質のd50は、0.5〜20μm、例えば約0.5〜10μm、例えば約1〜約5μm、例えば約1〜約3μm、例えば約1〜約2μm、例えば約0.5〜約2μm、または例えば約0.5〜約1.5μm、例えば約0.5〜約1.4μm、例えば約0.5〜約1.4μm、例えば約0.5〜約1.3μm、例えば約0.5〜約1.2μm、例えば約0.5〜約1.1μm、例えば約0.5〜約1.0μm、例えば約0.6〜約1.0μm、例えば約0.7〜約1.0μm、例えば約0.6〜約0.9μm、例えば約0.7〜約0.9μmの範囲内であり得る。
特定の態様において、上記微粒子状物質、例えば無機微粒子状物質、例えば鉱物質微粒子状物質等は、約2.5μm以下、例えば約1.5μm以下のd50を持つ。特定の態様において、該微粒子状物質は、約0.1μm〜約2.0μm、例えば約0.1μm〜約1.5μm、または約0.1μm〜約1μm、または約0.2μm〜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0.4μm〜約0.6μm、または約0.5μm〜約0.6μmのd50を持つ。特定の態様において、該微粒子状物質は、約0.5μm〜約1.5μm、または約0.6μm〜約1.4μm、または約0.7μm〜約1.3μm、または約0.8μm〜約1.2μm、または約0.9μm〜約1.1μm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も存在しない該微粒子状物質に関連する。
特に明記しない限り、上記無機粒状物質についてここにおいて言及される粒度特性は、シーラス(CILAS) 1064計測器を用いる、レーザー光散乱技術において使用されている周知の従来法(または本質的に同一の結果を与えるその他の方法)によって測定されるようなものである。該レーザー光散乱技術において、粉末、懸濁液およびエマルション中の粒子の大きさは、ミー(Mie)理論の適用に基き、レーザービームの回折を利用して測定し得る。このような装置は、当分野においては「等価球径(equivalent spherical diameter)」(e.s.d)と呼ばれている大きさで、与えられたe.s.d値に満たない大きさを持つ粒子の累積体積百分率に係る測定値およびプロットを与える。該平均粒度d50は、該粒子e.s.dに係るこのようにして測定された値であり、そこにおいてそのd50値よりも小さな等価球径を持つ粒子が50体積％存在する。粒度d30、d70およびd90は、同様に理解されるべきである。
上記無機微粒子状物質に係るd90(同様に、トップカット(top cut)とも呼ばれる)は、約150μm未満、例えば約125μm未満、例えば約100μm未満、例えば約75μm未満、例えば約50μm未満、例えば約25μm未満、例えば約20μm未満、例えば約15μm未満、例えば約10μm未満、例えば約8μm未満、例えば約6μm未満、例えば約4μm未満、例えば約3μm未満、または例えば約2μm未満であり得る。有利には、該d90は約25μm未満であり得る。
加えて、特定の態様において、上記微粒子状物質は、約1.0〜約10μm、例えば約1.0〜約8μm、または約1.5μm〜約6μm、または約1.5μm〜約5μm、または約1.5μm〜約4μm、または約1.5μm〜約3μm、または1.5μm〜約2.5μm、または約1.75μm〜約2.25μm、または約1.9μm〜約2.1μmのd90を持つ。
更に、特定の態様において、上記微粒子状物質は、狭い粒度分布によっても特徴付けられる。より狭い粒度分布は、例えば(d30/d70)×100に等しい粒子急峻度(particle steepness)によって、より急峻な粒度を示す。該無機微粒子状物質は、約100に等しいかまたはそれ未満、例えば約10〜約100という粒子急峻度を持つことができる。該無機微粒子状物質は、約75に等しいかまたはそれ未満、または約50に等しいかまたはそれ未満、または約40に等しいかまたはそれ未満、または約30に等しいかまたはそれ未満の粒子急峻度を持つことができる。該無機微粒子状物質は、約10〜約50、または約10〜約40という粒子急峻度を持つことができる。
上記相溶化剤は、上記ポリマーブレンド内に、該ポリマーブレンドの全質量(即ち、ポリマー、相溶化剤およびあらゆる他の成分を含む該ポリマーブレンドの全質量)を基準として、約1％から約70質量％までの範囲の量で存在し得る。例えば、該ポリマーブレンド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％。特定の態様において、該相溶化剤は、該ポリマーブレンド中に、該ポリマーブレンドの全質量を基準として、約5質量％〜約35質量％、例えば約10質量％〜約30質量％、または約10質量％〜約25質量％、または約12質量％〜約25質量％、または約15質量％〜約25質量％、または約10質量％〜約20質量％、または約20質量％〜約30質量％という範囲の量で存在する。該相溶化剤は、該ポリマーブレンドの全質量を基準として、該ポリマーブレンドの約80質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば約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10質量％に等しいかまたはそれ未満の量で存在することができる。
上記相溶化剤に係る上記有機リンカーは、上記ポリマーブレンドの全質量を基準として約0.01質量％〜約5質量％、例えば該ポリマーブレンドの全質量を基準として、約0.02質量％〜約4質量％、または約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0.8質量％、または約0.1質量％〜約0.7質量％、または約0.15質量％〜約0.7質量％、または約0.3質量％〜約0.7質量％、または約0.5質量％〜約0.7質量％、または約0.02質量％〜約0.5質量％、または約0.05質量％〜約0.5質量％、または約0.1質量％〜約0.5質量％、または約0.15質量％〜約0.5質量％、または約0.2質量％〜約0.5質量％、または約0.3質量％〜約0.5質量％の量で存在し得る。
更にまたは代替的に、上記有機リンカーは、上記相溶化剤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、該有機リンカーは、該相溶化剤中に、該相溶化剤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、該有機リンカーは、該相溶化剤中に、約0.05質量％を超える量で存在する。更なる態様において、該有機リンカーは、該相溶化剤中に、約0.1〜2質量％、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。
特定の態様において、上記有機リンカーは、上記微粒子状物質表面の単層被覆を与えるのに十分な量で存在し、即ち該有機リンカーは、該微粒子状物質表面の周辺に分子の単層として存在する。該十分な量とは、例えば該微粒子状物質の粒度分布および有機リンカーの特定の形状に依存して変動するであろう。特定の態様において、十分な量は、上記相溶化剤の全質量を基準として約0.1〜約5質量％、例えば約0.5〜約2質量％の範囲に及ぶ。
上記相溶化剤は、ここにおいて規定された如き有機リンカーと、ここにおいて規定された如き微粒子状物質とを混ぜ合わせる工程、および従来法を利用して、例えばスティール＆カウリショウ(Steele and Cowlishaw)の高強度ミキサを使用し、好ましくは80℃に等しいかまたはそれ未満の温度にて、例えば約25℃〜約80℃、または約25℃〜約60℃、または約25℃〜約40℃、または約25℃〜約35℃、または約28℃〜約32℃に及ぶ温度にて混合する工程を含む方法により製造し得る。該有機リンカーは、該微粒子状物質を粉砕した後に、しかも該微粒子状物質を上記ポリマーブレンドに添加する前に、該微粒子状物質と混ぜ合せることができる。例えば、該有機リンカーは、該微粒子状物質を機械的に解凝集する段階において、該微粒子状物質に添加することができる。該有機リンカーは、製粉機内で行われる解凝集処理中に混ぜ合せることができる。
特定の態様において、上記方法は、上記有機リンカーのプリカーサである有機酸と上記微粒子状物質とを混合し、同時に該微粒子状物質を分散状態に維持する工程、および該混合物を、例えば約80℃以下の温度にて、または上述の任意の他の温度または温度範囲にて加熱する工程を含む。加熱処理は、該有機酸の少なくとも一部の、該有機酸の塩基形状への転化を容易にする(即ち、脱水により)。特定の態様においては、該有機酸の実質上全てが、その塩基形状に転化される。上記相溶化剤は、以下において説明されるように、過酸化物-含有添加剤の存在下で製造し得る。
上記ポリマーブレンドは、様々な型のポリマー、例えばポリエチレンとポリプロピレンとの混合物、または少なくとも2種の異なる型のポリエチレンの混合物、または異なる型のポリエチレンとプロピレンとの混合物、またはリサイクルポリマーとバージンポリマーとの混合物を含む。
特定の態様において、上記ポリマーブレンドは異なる型のポリエチレン、例えばHDPE、LDPE、LLDPE、および/またはMDPEの混合物を含む。
特定の態様において、上記ポリマーブレンドの少なくとも75質量％が、ポリエチレンとポリプロピレンとの混合物、例えばHDPEとポリプロピレンとの混合物(該ポリマーブレンド内のポリマーの全質量を基準として)、例えば75％〜約99％のポリエチレンとポリプロピレンとの混合物、例えばHDPEとポリプロピレンとの混合物である。このような態様において、HDPEは、該ポリマーブレンドの約50％〜約95質量％(上記充填されたポリマー樹脂のポリマーの全質量を基準として)、例えば該ポリマーブレンドの約60％〜約90質量％、または約70％〜約90質量％、または約70％〜約85質量％、または約70％〜約80質量％、または約75％〜約80質量％(該ポリマーブレンドのポリマーの全質量を基準として)を構成し得る。
特定の態様において、上記HDPEは、異なる源由来の、例えば異なる型の使用済みポリマー廃棄物由来のHDPE、例えばリサイクルされた吹込成型HDPEおよび/またはリサイクルされた射出成型HDPEの混合物である。
一般に、HDPEは、主として、比較的高い結晶性および融点、並びに約0.96g/cm3またはこれを超える密度を持つ直鎖、即ち非分岐鎖のポリエチレンポリマーであるものと考えられている。一般的に、LDPE(低密度ポリエチレン)は、比較的低い結晶性および融点、および約0.91g/cm3〜約0.94g/cm3という密度を持つ高度に分岐したポリエチレンであるものと考えられている。一般的に、LLDPE(直鎖低密度ポリエチレン)は、かなりの数の短い分岐鎖を持ち、通常エチレンとより長い鎖のオレフィンとの共重合により製造されるポリエチレンであるものと考えられている。LLDPEは、長鎖分岐鎖を持たないことから、従来のLDPEとは構造的に異なる。
特定の態様において、上記ポリマーブレンドは、約20質量％までの、HDPE以外のポリマー、例えばLDPE、LLDPEおよびポリプロピレン等を含み、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リサイクルし得る。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、ポリマーブレンド(即ち、上記相溶化剤および追加の随意の成分を含む)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、上記ポリマーブレンドは、少なくとも約50質量％のリサイクルポリマー(該ポリマーブレンド中のポリマーの全質量を基準として)、例えば少なくとも約60質量％、または少なくとも約70質量％、または少なくとも約80質量％、または少なくとも約95質量％、または少なくとも約99質量％のリサイクルポリマーを含む。特定の態様において、リサイクルポリマーは、該ポリマーブレンドのポリマーの実質上全て、即ち約100質量％を構成する。
特定の態様において、上記ポリマーブレンドは約20質量％以下のバージンポリマー(該ポリマーブレンド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、上記ポリマーブレンドは、バージンポリマーを含まない。
上記ポリマーブレンドは、付随的に過酸化物-含有添加剤を含むことができる。一態様において、該過酸化物-含有添加剤はジクミルパーオキサイドまたは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。該過酸化物-含有添加剤は、必ずしも上記相溶化剤と共に含められなくてもよく、またその代わりに、ここに記載の如く、該相溶化剤と上記異なる型を持つポリマーの混合物とを配合する際に添加することができる。幾つかのポリマー系、例えばHDPEを含むポリマー系において、過酸化物-含有添加剤を含めることは、そのポリマー鎖の架橋の促進を可能とする。その他のポリマー系、例えばポリプロピレンにおいて、過酸化物-含有添加剤を含めることは、ポリマー連鎖の切断を促進する可能性がある。該過酸化物-含有添加剤は、上記所望の結果を達成するのに有効な量で存在し得る。これは、相溶化剤毎に変動するであろうし、また該相溶化剤および該ポリマーの正確な組成に依存する可能性がある。例えば、該過酸化物-含有添加剤は、該過酸化物-含有添加剤を添加すべき該ポリマーブレンドの質量を基準として、約1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0.3質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.1質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.09質量％に等しいかまたはそれ未満、または例えば約0.08質量％に等しいかまたはそれ未満、または約0.06質量％に等しいかまたはそれ未満の量にて存在し得る。典型的には、該過酸化物-含有添加剤は、存在する場合には、該ポリマーブレンドの質量を基準として約0.01質量％を超える量で存在する。
上記ポリマーブレンドは、付随的に酸化防止剤を含むことができる。適当な酸化防止剤は、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い分子量を持つ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。典型的な酸化防止剤は、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、ポリマー含有量を基準として約0.01質量％〜約5質量％、例えばポリマー含有量を基準として約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％、または約0.05質量％〜約0.15質量％の範囲であり得る。
特定の態様において、上記ポリマーブレンドは、耐衝撃性改良剤を、例えば前記充填された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、例えば該ポリマーブレンド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、エチレンとその他のオレフィン(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、リサイクル(例えば、ポストインダストリアル(post industrial))耐衝撃性改良剤である。
特定の態様において、上記耐衝撃性改良剤、例えば上述のようなポリオレフィンコポリマー、例えばエチレン-オクテンコポリマーは、約0.80〜約0.95g/cm3という密度および/または約0.2g/10分(190℃において2.16kg)〜約30g/10分(190℃において2.16kg)、例えば約0.5g/10分(190℃において2.16kg)〜約20g/10分(190℃において2.16kg)、または約0.5g/10分(190℃において2.16kg)〜約15g/10分(190℃において2.16kg)、または約0.5g/10分(190℃において2.16kg)〜約10g/10分(190℃にて2.16kg)、または0.5g/10分(190℃にて2.16kg)〜約7.5g/10分(190℃にて2.16kg)、または約0.5g/10分(190℃にて2.16kg)〜約5g/10分(190℃にて2.16kg)、または約0.5g/10分(190℃にて2.16kg)〜約4g/10分(190℃にて2.16kg)、または約0.5g/10分(190℃にて2.16kg)〜約3g/10分(190℃にて2.16kg)、または約0.5g/10分(190℃にて2.16kg)〜約2.5g/10分(190℃にて2.16kg)、または約0.5g/10分(190℃にて2.16kg)〜約2g/10分(190℃にて2.16kg)、または約0.5g/10分(190℃にて2.16kg)〜約1.5g/10分(190℃にて2.16kg)というMFIを持つ。このようなまたは特定の態様において、該耐衝撃性改良剤は、約0.85〜約0.86g/cm3という密度を持つエチレン-オクテンコポリマーである。典型的な耐衝撃性改良剤は、エンゲージ(Engage)(RTM)ブランドの下にダウ(DOW)により製造されているポリオレフィンエラストマー、例えばエンゲージ(Engage)(RTM) 8842である。このような態様において、上記配合ポリマーブレンドは、ここにおいて記載された如く、酸化防止剤を付随的に含むことができる。
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において200℃)、例えば約2g/10分(5.0kgにおいて200℃)〜約4g/10分(5.0kgにおいて200℃)、または約3g/10分(5.0kgにおいて200℃)〜約4g/10分(5.0kgにおいて200℃)というMFIを持つことができる。このような態様において、該線状ブロックコポリマーは、リサイクルされた線状ブロックコポリマーであり得る。
特定の態様において、上記耐衝撃性改良剤は、スチレンおよびイソプレンをベースとするコポリマー、例えばスチレンおよびイソプレ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5〜約20g/10分(2.16にて230℃)、例えば約8g/10分(2.16kgにて230℃)〜約15g/10分(2.16kgにて230℃)、または約10g/10分(2.16kgにて230℃)〜約15g/10分(2.16kgにて230℃)というMFIを持つことができる。このような態様において、該線状ブロックコポリマーは、リサイクルされ得る。
特定の態様において、上記耐衝撃性改良剤は、スチレンおよびエチレン/ブテンベースのトリ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15g/10分(5.0kgにて200℃)〜約25g/10分(5.0kgにて200℃)、例えば約20g/10分(5.0kgにて200℃)〜約25g/10分(5.0kgにて200℃)というMFIを持つことができる。
MFIは、ISO 1133に従って測定し得る。
特定の態様において、上記耐衝撃性改良剤と上記ポリマーブレンドの内の1種またはそれ以上のポリマーとの間には、例えば該耐衝撃性改良剤が、スチレンおよびブタジエン、またはスチレンおよびイソプレンをベースとする線状ブロックコポリマーであり、および/または該ポリマーブレンドがPEを含む態様においては、架橋が存在する。幾つかの態様において、該耐衝撃性改良剤は、該ポリマーブレンドに対して混和性であり得る。
上記ポリマーブレンドは、ここにおいて記載されたような相溶化剤を調製し、準備しまたは獲得する工程、および様々な型のポリマーの混合物と共に配合する工程を含む方法によって製造し得る。
特定の態様において、上記相溶化剤は、第一の場所で調製され、また第二の場所に移送され、かつ異なる型を持つポリマーの混合物と混ぜ合わされる。
特定の態様において、上記ポリマーブレンドおよび相溶化剤は、ここにおいて記載されたように、過酸化物-含有添加剤の存在下で配合される。
特定の態様において、上記ポリマーブレンドは、該ポリマーブレンドおよび相溶化剤および随意の過酸化物-含有添加剤の配合中に添加し得る、タルク等の第二のフィラー成分を含む。
配合自体は、ポリマーの加工および製造に係る当業者にとっては周知の技術である。当技術においては、配合が、成分が溶融される温度以下の温度にて行われるブレンドまたは混合工程とは全く異なっていることが理解されている。
配合は、二軸スクリュー配合機、例えばベーカーパーキンス(Baker Perkins) 25mm二軸スクリュー配合機を用いて実施し得る。上記ポリマー、相溶化剤および随意の過酸化物-含有添加剤は、予備混合し、また単一のホッパーから供給することができる。あるいは、少なくとも該ポリマーおよび相溶化剤を、別々のホッパーから供給することができる。この得られるメルトは、例えば水浴内で冷却し、また次いでペレット化することができる。テスト片を、射出成型、または押出し、または注型または吹込成型することができる。
上記配合された組成物は、更に追加の成分、例えばスリップ助剤(slip aids)(例えば、エルカミド(Erucamide))、加工助剤(例えば、ポリバッチ(PolybatchTM) AMF-705)、離型剤および酸化防止剤をも含むことができる。適切な離型剤は、当業者には容易に明らかとなるであろうし、また脂肪酸、および脂肪酸の亜鉛、カルシウム、マグネシウムおよびリチウム塩および有機リン酸エステルを包含する。具体的な例はステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸リチウム、オレイン酸カルシウムおよびパルミチン酸亜鉛である。スリップおよび加工助剤、および離型剤は、そのマスターバッチの質量を基準として約5質量％未満の量で添加し得る。
次いで、当業者には容易に明らかとなるであろう如く、当技術において公知の従来技術を利用して、ポリマー物品を、押出し、圧縮成形しまたは射出成型することができる。
上記ポリマーブレンドから形成し得る物品は、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挙げるうちの一つの形状である：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、シェード、標識、看板(signs)、フレーム、窓枠、携帯電話ケース、手桶、背板、人造壁板、フローリング、タイル、鉄道用枕木、型枠、トレー、工具の柄、商品陳列台、寝具、ディスペンサー、側板、賭け率表示器、樽、箱、包装材料、籠、ラック、ケース、バインダ、衝立、壁、マット、フレーム、書棚、彫刻物、イス、テーブル、机、美術品、玩具、ゲーム、埠頭、桟橋、ボート、マスト、浄化槽、支持体、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、遊園地、ベンチ、シェルター、スポーツ用具、便器、飾り板、トレー、ハンガー、サーバー、プール、絶縁物、小箱、ブックカバー、ステッキ、松葉杖、スーツケースバックルおよびクリップ、ポンプ部品および同類のもの。
特定の態様において、製造品は射出成型されたまたは押出された部品、例えば工業用、商業用および住宅用のパイプおよび管等を含み、地下水および下水用パイプ、地表水用パイプ、ケーブル保護用パイプ、衛生工事用パイプ、および建築物用、例えば商業用または住宅用建築物用の側溝、パレット(例えば、道路または舗装道路における表面欠陥を覆いまたはこれらを横切って橋架けするのに使用されるもの、または商品を保存しおよび輸送する際に使用されるパレット)、およびガーデンデッキ材料を包含する。
上記ポリマー組成物は、上記ポリマーブレンドから製造品を形成することにより、該製造品の機械的特性を変える、例えば高めまたは改良するために使用し得る。該機械的な特性は、レジリエンス(靭性)、破断点伸び、曲げ弾性率(剛性)および撓み(延性)の内の一つまたは2以上から選択することができる。この点に関連して、レジリエンス等の機械的な特性における相乗的な改善が、ここにおいて記載された如き相溶化剤との組合せで、少なくとも2種の異なる型を持つポリマーを使用することにより達成し得ることが、予想外のことに見いだされた。達成し得るこれらの効果は、相溶化剤を含まないポリマー組成物と比較して、同等または更にはより良好な機械的特性を(付随的な環境上の利益と共に)実現するために、様々な型のポリマーを含有するリサイクルポリマー廃棄物等の混合ポリマーの使用を可能とする。その上、その連成効果(coupling effect)は、より少量のポリマー(リサイクルまたはバージン)を、機械的特性に悪影響を及ぼさずに使用可能とし(即ち、一部を該相溶化剤で置き換えることにより)、および幾つかの態様においては、機械的特性の改善(付随的なコスト上の利益と共に)を可能とすることを意味する。
例えば、特定の態様において、上記相溶化剤で満たされたポリマーブレンドから形成された物品のレジリエンスは、該相溶化剤に係る微粒子状物質のみで満たされたポリマーブレンドから形成された物品と比較して改善されており、および/または(ii) 該相溶化剤で満たされたポリマーブレンドから形成された物品に係る曲げ弾性率は、該相溶化剤の内の微粒子状物質のみで満たされたポリマーブレンドから形成された物品に係るレジリエンスの少なくとも約92％である。
特定の態様において、上記相溶化剤で満たされたポリマーブレンド由来の物品に係るレジリエンスは、該相溶化剤に係る微粒子状物質のみで満たされたポリマーブレンドから形成された物品よりも少なくとも約50％高く、例えば少なくとも約75％高く、または少なくとも約100％高く(即ち、そのレジリエンスの2倍)、または少なくとも約125％高く、または少なくとも約150％高く、または少なくとも約175％高く、または少なくとも約200％高い。特定の態様において、該相溶化剤で満たされたポリマーブレンドから形成された物品のレジリエンスは、該相溶化剤に係る微粒子状物質のみで充填されたポリマーブレンドから形成された物品よりも約300％以下高く、例えば約275％以下高く、または約250％以下高い。
特定の態様において、上記相溶化剤で満たされたポリマーブレンドから形成された物品に係る曲げ弾性率は、該相溶化剤の微粒子状物質のみで満たされたポリマーブレンドから形成された物品に係る曲げ弾性率の約92％〜約95％である。
特定の態様において、上記製造品は、以下の特性を持つ：
(i) -20℃において70kJ/m2を超える、例えば-20℃において約75〜約125kJ/m2というレジリエンス；および/または
(ii) 700MPaを超える、例えば800を超える、または900MPaを超える、または950MPaを超える、または約900MPa乃至約1,800MPa未満、または約900乃至約1,400MPa未満、または約900乃至約1,000MPa未満の曲げ弾性率。
レジリエンスはISO 179に従って測定し得る。特定の態様において、上記製造品は、そのレジリエンスがISO 179に従って測定された場合には、不合格とならない。
曲げ弾性率は、ISO 178に従って測定することができる。
追加の成分
特定の態様において、上記ポリマーブレンドは、上記相溶化剤に加えて、カップリング調節剤(coupling modifier)を含有する。該カップリング調節剤は、1個または2個の隣接カルボニル基と共に、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む。該カップリング調節剤の一機能は、該ポリマーブレンド内に存在するポリマー種を連結することにある。理論に拘泥するつもりはないが、該連結は、該ポリマーと該カップリング調節剤との間の物理的な(例えば、立体的)および/または化学的な(例えば、共有またはファンデルワールス結合等の化学的結合)相互作用を含む。
一態様において、上記カップリング調節剤は、以下の式(1)を持つ：
A-(X-Y-CO)m(O-B-CO)nOH (1)
ここで、Aは1または2個の隣接カルボニル基と共に末端エチレン結合を含む部分であり、
XはOであり、かつmは1〜4であり、あるいはXがNであり、かつmは1であり；
YはC1-18アルキレンまたはC2-18アルケニレンであり；
BはC2-6アルキレンであり；nは0〜5であり；
但し、Aが該エチレン基に隣接する2個のカルボニル基を含む場合、XはNであることを条件とする。
一態様において、A-X-はアクリル酸の残基であり、場合によりそこで(O-B-CO)nは、δ-バレロラクトンまたはε-カプロラクトンの残基またはこれらの混合物であり、また場合によりそこでnはゼロである。
もう一つの態様において、A-X-はマレイミドの残基であり、場合によりそこで(O-B-CO)nは、δ-バレロラクトンまたはε-カプロラクトンの残基またはこれらの混合物であり、および場合によりそこでnはゼロである。
カップリング調節剤の具体的な例は、β-カルボキシエチルアクリレート、β-カルボキシへキシルマレイミド、10-カルボキシデシルマレイミドおよび5-カルボキシペンチルマレイミドである。典型的なカップリング調節剤およびその製造方法は、US-A-7732514に記載されており、その完全な内容を、言及することによりここに組入れる。
もう一つの態様において、上記カップリング調節剤は、以下の式(2)を持つオリゴマー系アクリル酸またはβ-アクリロイルオキシプロパン酸である：
CH2=CH-COO[CH2-CH2-COO]nH (2)
ここで、nは1〜6の一数値を表す。
一態様において、nは1または2または3または4または5または6である。
式(2)のオリゴマー系アクリル酸は、0.001〜1質量％の重合阻害剤の存在下で、場合により高い圧力の下で、および不活性溶媒の存在下で、アクリル酸を約50℃〜200℃の範囲の温度に加熱することによって製造することができる。典型的なカップリング調節剤およびそれらの製法は、US-A-4267365に記載されており、その全内容を、言及することによりここに組入れる。
もう一つの態様において、上記カップリング調節剤は、β-アクリロイルオキシプロパン酸である。この種およびその製造方法は、US-A-3888912において記載されており、その全内容を、言及することによりここに組入れる。
上記カップリング調節剤は、上記所望の結果を達成するのに有効な量で存在し得る。例えば、該カップリング調節剤は、上記ポリマーブレンドに係る微粒子状物質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、または例えば約1.0質量％に等しいかまたはそれ未満、または例えば約0.75質量％に等しいかまたはそれ未満、または約0.5質量％に等しいかまたはそれ未満の量で存在し得る。特定の態様において、該カップリング調節剤は、約0.1質量％に等しいかまたはこれを超える量で存在する。
誤解を避けるために、本特許出願は、以下の番号付けされたパラグラフに記載される主題を対象とする。
1. ポリマーブレンド用の相溶化剤であり、該相溶化剤は、微粒子状物質および該微粒子状物質の表面上の有機リンカーを含み、そこで該有機リンカーは、酸素-含有酸官能性および少なくとも一つの炭素-炭素二重結合を含む有機酸の塩基形状である。
2. ポリマーブレンド用の相溶化剤であって、該相溶化剤は、微粒子状物質および該微粒子状物質の表面上の有機リンカーを含み、そこで該相溶化剤は、酸素-含有酸官能性を有し、かつ少なくとも一つの炭素-炭素二重結合を含む有機酸を、該微粒子状物質の存在下で、少なくとも部分的に脱水することにより得られる。
3. 上記有機リンカーが、上記有機酸の共役塩基である、番号付けされたパラグラフ1または2に記載の相溶化剤。
4. 上記有機酸が、不飽和脂肪酸であるか、または不飽和脂肪酸から誘導される、番号付けされたパラグラフ1、2または3記載の相溶化剤。
5. 上記有機リンカーが6個またはそれ以上の炭素原子を含む、番号付けされたパラグラフ1〜4の何れか1つに記載の相溶化剤。
6. 上記有機リンカーが、以下の式で表されるものである：
(3) CH2＝CH-(CH2)a-Z；および/または
(4) CH3-(CH2)b-CH=CH-(CH2)c-Z
そこで、aは3に等しいかまたはこれを超え；
そこで、bは1に等しいかまたはこれを超え、およびcは0に等しいかまたはこれを超え、但しb+cが少なくとも2であることを条件とし；および
そこで、Zはカルボキシレート基、リン酸基、ホスフィットまたはホスフィネート基である、
番号付けされたパラグラフ1〜5の何れか1つに記載の相溶化剤。
7. aが6〜10であり、例えばaが8である、番号付けされたパラグラフ6記載の相溶化剤。
8. bおよびcが、各々独立に4〜10、例えば各々独立に6〜8である、番号付けされたパラグラフ6または7記載の相溶化剤。
9. bおよびcが両者共に7である、番号付けされたパラグラフ6〜8の何れか1つに記載の相溶化剤。
10. 上記有機リンカーがカルボキシレートである、番号付けされたパラグラフ1〜9の何れか1つに記載の相溶化剤。
11. 上記有機酸がオレイン酸および/またはウンデシレン酸である、番号付けされたパラグラフ1〜10の何れか1つに記載の相溶化剤。
12. 上記相溶化剤が上記微粒子状物質と上記有機リンカーとから本質的になり、あるいはこれらからなっている、番号付けされたパラグラフ1〜11の何れか1つに記載の相溶化剤。
13. 上記有機リンカーがオレイン酸の塩基形状である、番号付けされたパラグラフ12記載の相溶化剤。
14. 上記有機リンカーがウンデシレン酸の塩基形状にある、番号付けされたパラグラフ12記載の相溶化剤。
15. 上記微粒子状物質が無機微粒子状物質、例えば鉱物質微粒子状物質である、番号付けされたパラグラフ1〜14の何れか1つに記載の相溶化剤。
16. 上記微粒子状物質が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(焼成された)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、またはこれらの組合せである、番号付けされたパラグラフ15記載の相溶化剤。
17. 上記微粒子状物質、例えば無機微粒子状物質が、約2.5μm未満、例えば約1.5μmに等しいかまたはそれ未満のd50を持つ、番号付けされたパラグラフ1〜16の何れか1つに記載の相溶化剤。
18. 上記微粒子状物質が炭酸カルシウム、例えば重質炭酸カルシウムである、番号付けされたパラグラフ1〜17の何れか1つに記載の相溶化剤。
19. 番号付けされたパラグラフ1〜18の何れか1つに記載の相溶化剤の、ポリマーブレンドにおける使用。
20. 番号付けされたパラグラフ1〜14の何れか1つにおいて定義されたような有機リンカーの、ポリマーブレンド用相溶化剤における使用。
21. (i) 上記相溶化剤で満たされたポリマーブレンドから形成された物品に係るレジリエンスが、該相溶化剤に係る微粒子状物質のみで満たされたポリマーブレンドから形成された物品と比較して改善されており、および/または(ii) 該相溶化剤で満たされたポリマーブレンドから形成された物品に係る曲げ弾性率が、該相溶化剤に係る微粒子状物質のみで満たされたポリマーブレンドから形成された物品の曲げ弾性率の少なくとも約92％である、番号付けされたパラグラフ20に記載の使用。
22. 番号付けされたパラグラフ1〜18の何れか1つに記載の相溶化剤を含むポリマーブレンド。
23. 更に、過酸化物-含有添加剤をも含む、番号付けされたパラグラフ22記載のポリマーブレンド。
24. 更に、上記機能性フィラー以外のフィラーをも含む、番号付けされたパラグラフ22または23に記載のポリマーブレンド。
25. ポリマーブレンド用相溶化剤の製造方法であって、該方法は、番号付けされたパラグラフ1〜14の何れか1つにおいて定義されたような有機リンカーと、微粒子状物質、例えば番号付けパラグラフ15〜18の何れか1つにおいて定義されたような微粒子状物質とを混ぜ合せる工程を含む。
26. 上記有機リンカーの有機酸形態と、上記微粒子状物質とを混合し、同時に該微粒子状物質を分散状態に維持する工程、およびその混合物を、例えば約80℃以下の温度にて加熱して、該有機酸の少なくとも一部を該有機酸の塩基形状に転化する工程を含む、番号付けされたパラグラフ25に記載の方法。
27. 相溶化剤を含有するポリマーブレンドの製造方法であって、該方法は、番号付けされたパラグラフ1〜18の何れか1つに記載の相溶化剤を調製し、準備しまたは獲得する工程、および該相溶化剤とポリマーブレンドとを配合する工程を含み、場合によりそこにおいて該相溶化剤は、番号付けされたパラグラフ26の方法に従って製造される。
28. 上記ポリマーブレンドおよび相溶化剤が、過酸化物-含有添加剤の存在下で配合される、番号付けされたパラグラフ27記載の方法。
29. 更に、配合中に第二のフィラーを添加する工程をも含む、番号付けされたパラグラフ27または28記載の方法。
30. 番号付けされたパラグラフ22〜24の何れか1つに記載の、または番号付けされたパラグラフ27〜29の何れか1つに記載の方法によって得ることのできるポリマーブレンドから形成される物品。
31. 上記物品が、(i) 上記相溶化剤に係る微粒子状物質のみで満たされたポリマーブレンドから形成される物品よりも少なくとも約50％高いレジリエンス；および/または(ii) 該相溶化剤に係る微粒子状物質のみで満たされたポリマーブレンドから形成される物品の曲げ弾性率の少なくとも約92％である曲げ弾性率を持つ、番号付けされたパラグラフ30に記載の物品。
32. 番号付けされたパラグラフ22〜24の何れか1つに記載のポリマーブレンドの、物品の製造における使用。
33. 番号付けされたパラグラフ30に記載の物品の製造方法であって、番号付けされたパラグラフ22〜24の何れか1つに記載のポリマーブレンドから該物品を形成する工程を含み、場合によりそこで、形成は、押出しまたは成型、例えば射出または吹込成型を含む。
34. 上記ポリマーブレンドが、ポリエチレン(PE)およびポリプロピレンPPの混合物、例えば高密度PE(HDPE)とPPとの混合物を含む、番号付けされたパラグラフ1〜33の何れか1つに記載の使用、ポリマーブレンド、方法または物品。
35. 上記ポリマーブレンドが、該ポリマーブレンド内のポリマーの全質量を基準として、少なくとも約50質量％のリサイクルポリマーを含む、番号付けされたパラグラフ1〜34の何れか1つに記載の使用、ポリマーブレンド、方法または物品。
36. 上記ポリマーブレンドが、該ポリマーブレンドの全質量を基準として、約70質量％までの相溶化剤、例えば約10質量％〜約30質量％の相溶化剤を含む、番号付けされたパラグラフ1〜35の何れかに記載の使用、ポリマーブレンド、方法または物品。
実施例1：相溶化剤を含むポリマーブレンドの製造
2種の不飽和カルボン酸をテストした：
1. ウンデシレン酸；
2. オレイン酸。
上記微粒子状物質は、1μmというd50および2μmというd90を持つ重質炭酸カルシウムであった。
上記相溶化剤を、以下の2-段階法により製造した：
第一段階：3,000rpmにて運転され、30℃に加熱されたスティール＆カウリショウ(Steele and Cowlishaw)の高剪断ミキサを使用して、上記不飽和カルボン酸を上記微粒子状物質に添加し、同時に該微粒子状物質を分散状態に維持した。
第二段階：PE/PP(75/25 質量％/質量％)ブレンドを、様々な量(15質量％および20質量％)の相溶化剤の存在下で、およびジクミルパーオキサイドの存在下で、二軸スクリュー押出機を用いて配合した。
微粒子状物質のみを含有する(即ち、相溶化剤なしの)比較用ポリマーブレンドをも製造した。
実施例2：実施例1に係るポリマーブレンドから製造した部品の機械的テスト
押出されたテスト片を、レジリエンスおよび曲げ弾性率についてテストした。結果を、夫々図1および2にまとめる。
本発明の好ましい態様は、下記の通りである。
本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔１〕異なるポリマー型の混合物を含むポリマーブレンド用の相溶化剤であって、前記相溶化剤が、微粒子及び前記微粒子の表面上の有機リンカーを含み、前記有機リンカーが、酸素含有酸官能性及び少なくとも一つの炭素-炭素二重結合を含む有機酸の塩基形態であり、前記微粒子が、アルカリ土類金属炭酸塩又は硫酸塩、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、ハロイサイト又はボールクレー、無水(焼成された)カンダイトクレー、例えばメタカオリン又は完全に焼成されたカオリン、タルク、マイカ、パーライト又は珪藻土、又はアルミニウムトリハイドレート、又はこれらの組合せであり、前記微粒子が、約０．５μｍ〜１．５μｍ以下のｄ 50 を有する、前記相溶化剤。
〔２〕ポリマーブレンド用の相溶化剤であって、前記相溶化剤が、微粒子及び前記微粒子の表面上の有機リンカーを含み、前記相溶化剤が、前記微粒子の存在下で、酸素含有酸官能性を有し且つ少なくとも一つの炭素-炭素二重結合を含む有機酸を少なくとも部分的に脱水することにより得られる、前記相溶化剤。
〔３〕前記有機リンカーが、前記有機酸の共役塩基である、前記〔１〕又は〔２〕に記載の相溶化剤。
〔４〕前記有機酸が、不飽和脂肪酸であるか、又は不飽和脂肪酸から誘導される、前記〔１〕、〔２〕又は〔３〕に記載の相溶化剤。
〔５〕前記有機リンカーが、６個以上の炭素原子を含む、前記〔１〕〜〔４〕のいずれか１項に記載の相溶化剤。
〔６〕前記有機リンカーが、
（５） ＣＨ 2 ＝ＣＨ−（ＣＨ 2 ） a −Ｚ、及び／又は
（６） ＣＨ 3 −（ＣＨ 2 ） b −ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ 2 ） c −Ｚ
であり、
式中、
ａは３以上であり；
ｂは１以上であり、且つｃは０以上であり、但しｂ＋ｃは少なくとも２であり；及び
Ｚはカルボキシレート基、リン酸基、ホスフィット又はホスフィネート基である、
前記〔１〕〜〔５〕のいずれか１項に記載の相溶化剤。
〔７〕ａが６〜１０であり、例えばａが８である、前記〔６〕に記載の相溶化剤。
〔８〕ｂ及びｃが各々独立に４〜１０、例えば各々独立に６〜８である、前記〔６〕又は〔７〕に記載の相溶化剤。
〔９〕ｂ及びｃが、共に７である、前記〔６〕〜〔８〕のいずれか１項に記載の相溶化剤。
〔１０〕前記有機リンカーが、カルボキシレートである、前記〔１〕〜〔９〕のいずれか１項に記載の相溶化剤。
〔１１〕前記有機酸が、オレイン酸及び／又はウンデシレン酸である、前記〔１〕〜〔１０〕のいずれか１項に記載の相溶化剤。
〔１２〕前記相溶化剤が、前記微粒子及び前記有機リンカーから本質的になるか、又はこれらからなる、前記〔１〕〜〔１１〕のいずれか１項に記載の相溶化剤。
〔１３〕前記有機リンカーが、オレイン酸の塩基形態である、前記〔１２〕に記載の相溶化剤。
〔１４〕前記有機リンカーが、ウンデシレン酸の塩基形態である、前記〔１２〕に記載の相溶化剤。
〔１５〕前記微粒子が、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〕〜〔１４〕のいずれか１項に記載の相溶化剤。
〔１６〕異なるポリマー型の混合物を含むポリマーブレンドにおける相溶化剤の使用であって、前記相溶化剤が、微粒子及び前記微粒子の表面上の有機リンカーを含み、前記有機リンカーが、酸素含有酸官能性及び少なくとも一つの炭素-炭素二重結合を含む有機酸の塩基形態であり、前記相溶化剤が、前記〔１〕〜〔１５〕のいずれか１項に記載の相溶化剤であってもよい、前記使用。
〔１７〕異なる型のポリマーの混合物を含むポリマーブレンド用の相溶化剤における、前記〔１〕〜〔１４〕のいずれか１項に定義される有機リンカーの使用であって、前記相溶化剤が、前記〔１〕又は〔１５〕のいずれか１項に定義される微粒子を含んでもよい、前記使用。
〔１８〕（ｉ）前記相溶化剤で満たされたポリマーブレンドから形成された物品のレジリエンスが、前記相溶化剤の前記微粒子のみで満たされたポリマーブレンドから形成された物品と比較して改善されており、及び／又は（ｉｉ）前記相溶化剤で満たされたポリマーブレンドから形成された物品の曲げ弾性率が、前記相溶化剤の前記微粒子のみで満たされたポリマーブレンドから形成された物品の曲げ弾性率の少なくとも約９２％である、前記〔１６〕又は〔１７〕に記載の使用。
〔１９〕相溶化剤を含むポリマーブレンドであって、前記ポリマーブレンドが、異なるポリマー型の混合物を含み、また前記相溶化剤が、微粒子及び前記微粒子の表面上の有機リンカーを含み、前記有機リンカーが、酸素含有酸官能性及び少なくとも一つの炭素-炭素二重結合を含む有機酸の塩基形態であり、前記相溶化剤が、前記〔１〕〜〔１５〕のいずれか１項に記載の相溶化剤であってもよい、前記ポリマーブレンド。
〔２０〕過酸化物含有添加剤を更に含む、前記〔１９〕に記載のポリマーブレンド。
〔２１〕前記機能性フィラー以外のフィラーを更に含む、前記〔１９〕又は〔２０〕に記載のポリマーブレンド。
〔２２〕ポリマーブレンド用の相溶化剤を製造する方法であって、前記方法が、前記〔１〕〜〔１４〕のいずれか１項に定義される有機リンカーと、前記〔１〕又は〔１５〕のいずれか１項に定義される微粒子とを混ぜ合せる工程を含む、前記方法。
〔２３〕前記微粒子を分散状態に維持しながら、前記有機リンカーの有機酸形態と前記微粒子とを混合する工程、及び前記混合物を、例えば約８０℃以下の温度にて加熱して、前記有機酸の少なくとも一部を前記有機酸の塩基形態に転化する工程を含む、前記〔２２〕に記載の方法。
〔２４〕前記〔１９〕に記載のポリマーブレンドを製造する方法であって、該方法が、前記〔１９〕に定義される、又は前記〔１〕又は〔１５〕のいずれか１項に記載の相溶化剤を調製し、準備し又は獲得する工程、及び前記相溶化剤とポリマーブレンドとを配合する工程を含み、前記相溶化剤が、前記〔２３〕に記載の方法に従って調製されてもよい、前記方法。
〔２５〕前記ポリマーブレンドおよび相溶化剤が、過酸化物含有添加剤の存在下で配合される、前記〔２４〕に記載の方法。
〔２６〕配合中に第二のフィラーを添加する工程を更に含む、前記〔２４〕又は〔２５〕に記載の方法。
〔２７〕前記〔１９〕〜〔２１〕のいずれか１項に記載の、又は前記〔２４〕〜〔２６〕のいずれか１項に記載の方法により得ることのできるポリマーブレンドから形成される、物品。
〔２８〕前記物品が、（ｉ）前記相溶化剤の前記微粒子のみで満たされたポリマーブレンドから形成された物品よりも、少なくとも約５０％大きなレジリエンス；及び／又は（ｉｉ）前記相溶化剤の前記微粒子のみで満たされたポリマーブレンドから形成された物品の曲げ弾性率の、少なくとも約９２％の曲げ弾性率を有する、前記〔２７〕に記載の物品。
〔２９〕前記〔１９〕〜〔２１〕のいずれか１項に記載のポリマーブレンドの、物品の製造における使用。
〔３０〕前記〔２７〕に記載の物品の製造方法であって、前記〔１９〕〜〔２１〕のいずれか１項に記載のポリマーブレンドから前記物品を形成する工程を含み、形成工程が、押出し又は成型、例えば射出又は吹込成型を含んでもよい、前記方法。
〔３１〕前記ポリマーブレンドが、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレンＰＰの混合物、例えば高密度ＰＥ（ＨＤＰＥ）及びＰＰの混合物を含む、前記〔１〕〜〔３０〕のいずれか１項に記載の使用、ポリマーブレンド、方法又は物品。
〔３２〕前記ポリマーブレンドが、前記ポリマーブレンド内のポリマーの全質量を基準として少なくとも約５０質量％のリサイクルポリマーを含む、前記〔１〕〜〔３１〕のいずれか１項に記載の使用、ポリマーブレンド、方法又は物品。
〔３３〕前記ポリマーブレンドが、前記ポリマーブレンドの全質量を基準として約７０質量％までの相溶化剤、例えば約１０質量％〜約３０質量％の相溶化剤を含む、前記〔１〕〜〔３２〕のいずれか１項に記載の使用、ポリマーブレンド、方法又は物品。

Claims (25)

  1. 相溶化剤を含むポリマーブレンドであって、前記ポリマーブレンドが、異なるポリマー型の混合物を含み、前記異なるポリマー型の混合物が、ポリエチレンとポリプロピレンとの混合物であるか、少なくとも２種の異なる型のポリエチレンの混合物であるか、異なる型のポリエチレンとプロピレンとの混合物であるか、又はリサイクルポリマーとバージンポリマーとの混合物であり、前記相溶化剤が、微粒子及び前記微粒子の表面上の有機リンカーからなり、前記有機リンカーが、酸素含有酸官能性及び少なくとも一つの炭素-炭素二重結合を含む有機酸の塩基形態であり、前記微粒子が、アルカリ土類金属炭酸塩又は硫酸塩、含水カンダイトクレー、無水(焼成された)カンダイトクレー、タルク、マイカ、パーライト又は珪藻土、又はアルミニウムトリハイドレート、又はこれらの組合せであり、前記微粒子が、０．５μｍ〜１．５μｍ以下のｄ50を有し、前記ｄ50が、CILAS 1064計測器を用いる、レーザー光散乱技術によって測定され、
    前記有機リンカーが、
    （５） ＣＨ2＝ＣＨ−（ＣＨ2）a−Ｚ、及び／又は
    （６） ＣＨ3−（ＣＨ2）b−ＣＨ＝ＣＨ−（ＣＨ2）c−Ｚ
    であり、
    式中、
    ａは３以上であり；
    ｂは１以上であり、且つｃは０以上であり、但しｂ＋ｃは少なくとも２であり；及び
    Ｚはカルボキシレート基であり、
    Ｚが、前記微粒子の表面と配位結合／会合している、
    ポリマーブレンド。
  2. 前記微粒子が、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、石膏、カオリン、ハロイサイト、ボールクレー、メタカオリン又は完全に焼成されたカオリンである、請求項１に記載のポリマーブレンド。
  3. ａが６〜１０であり、及び／又はｂ及びｃが各々独立に４〜１０である、請求項１又は２に記載のポリマーブレンド。
  4. ａが８であり、及び／又はｂ及びｃが各々独立に６〜８である、請求項３に記載のポリマーブレンド。
  5. ｂ及びｃが共に７である、請求項４に記載のポリマーブレンド。
  6. 前記有機酸が、オレイン酸及び／又はウンデシレン酸である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のポリマーブレンド。
  7. 前記有機リンカーが、オレイン酸の塩基形態又はウンデシレン酸の塩基形態である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のポリマーブレンド。
  8. 前記微粒子が、炭酸カルシウムである、請求項１〜７のいずれか１項に記載のポリマーブレンド。
  9. 前記炭酸カルシウムが、重質炭酸カルシウムである、請求項８に記載のポリマーブレンド。
  10. 異なるポリマー型の混合物を含むポリマーブレンドにおける相溶化剤の使用であって、前記相溶化剤が、微粒子及び前記微粒子の表面上の有機リンカーからなり、前記有機リンカーが、酸素含有酸官能性及び少なくとも一つの炭素-炭素二重結合を含む有機酸の塩基形態であり、前記相溶化剤が、請求項１〜９のいずれか１項に記載の相溶化剤である、前記使用。
  11. 過酸化物含有添加剤を更に含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載のポリマーブレンド。
  12. 前記相溶化剤以外のフィラーを更に含む、請求項１〜９及び１１のいずれか１項に記載のポリマーブレンド。
  13. ポリマーブレンド用の相溶化剤を製造する方法であって、前記方法が、請求項１〜９及び１１〜１２のいずれか１項に定義される有機リンカーと、請求項１〜９及び１１〜１２のいずれか１項に定義される微粒子とを混ぜ合せる工程を含み、前記微粒子を分散状態に維持しながら、前記有機リンカーの有機酸形態と前記微粒子とを混合する工程、及び前記混合物を加熱して、前記有機酸の少なくとも一部を前記有機酸の塩基形態に転化する工程を含んでもよい、前記方法。
  14. 前記加熱工程が、８０℃以下の温度にて行われる、請求項１３に記載の方法。
  15. 請求項１〜９及び１１〜１２のいずれか１項に記載のポリマーブレンドを製造する方法であって、該方法が、請求項１〜９及び１１〜１２のいずれか１項に定義される相溶化剤を調製し、準備し又は獲得する工程、及び前記相溶化剤とポリマーブレンドとを配合する工程を含み、前記相溶化剤が、請求項１３に記載の方法に従って調製されてもよい、前記方法。
  16. 前記ポリマーブレンドおよび相溶化剤が、過酸化物含有添加剤の存在下で配合され、及び／又は、前記方法が、配合中に前記相溶化剤以外のフィラーを添加する工程を更に含む、請求項１５に記載の方法。
  17. 請求項１〜９及び１１〜１２のいずれか１項に記載のポリマーブレンドから形成された物品であって、（ｉ）前記相溶化剤の前記微粒子のみで満たされたポリマーブレンドから形成された物品よりも、少なくとも５０％大きなレジリエンス；及び／又は（ｉｉ）前記相溶化剤の前記微粒子のみで満たされたポリマーブレンドから形成された物品の曲げ弾性率の、少なくとも９２％の曲げ弾性率を有してもよく、前記レジリエンスはISO 179に従って測定され、前記曲げ弾性率はISO 178に従って測定される、物品。
  18. 前記ポリマーブレンドが、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレンＰＰの混合物を含む、並びに／又は、前記ポリマーブレンドが、前記ポリマーブレンド内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、請求項１０に記載の使用。
  19. 前記ポリマーブレンドが、高密度ＰＥ（ＨＤＰＥ）及びＰＰの混合物を含む、請求項１８に記載の使用。
  20. 前記ポリマーブレンドが、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレンＰＰの混合物を含む、並びに／又は、前記ポリマーブレンドが、前記ポリマーブレンド内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、請求項１〜９、１１及び１２のいずれか１項に記載のポリマーブレンド。
  21. 前記ポリマーブレンドが、高密度ＰＥ（ＨＤＰＥ）及びＰＰの混合物を含む、請求項２０に記載のポリマーブレンド。
  22. 前記ポリマーブレンドが、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレンＰＰの混合物を含む、並びに／又は、前記ポリマーブレンドが、前記ポリマーブレンド内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、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の方法。
  23. 前記ポリマーブレンドが、高密度ＰＥ（ＨＤＰＥ）及びＰＰの混合物を含む、請求項２２に記載の方法。
  24. 前記ポリマーブレンドが、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレンＰＰの混合物を含む、並びに／又は、前記ポリマーブレンドが、前記ポリマーブレンド内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、請求項１７に記載の物品。
  25. 前記ポリマーブレンドが、高密度ＰＥ（ＨＤＰＥ）及びＰＰの混合物を含む、請求項２４に記載の物品。
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