KR102561975B1 - 일치환된 석신산 무수물(들) 및 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물로 표면 처리된 충전재 생성물을 제조하는 방법 - Google Patents

일치환된 석신산 무수물(들) 및 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물로 표면 처리된 충전재 생성물을 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일치환된 석신산 무수물(들) 및 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물로 표면 처리된 충전재 생성물을 제조하는 방법, 표면 처리된 충전재 생성물, 중합체 조성물, 표면 처리된 충전재 생성물 및/또는 중합체 조성물을 포함하는 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드, 표면 처리된 충전재 생성물 및/또는 중합체 조성물 및/또는 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드를 포함하는 물품 뿐만 아니라 표면 처리된 충전재 생성물의 유동성을 개선시키고 중합체 조성물의 중합체 매트릭스 중의 탄산칼슘의 분산을 개선시키기 위한, 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)과 조합된, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)의 용도에 관한 것이다.

Description

일치환된 석신산 무수물(들) 및 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물로 표면 처리된 충전재 생성물을 제조하는 방법
본 발명은 일치환된 석신산 무수물(들) 및 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물로 표면 처리된 충전재 생성물을 제조하는 방법, 표면 처리된 충전재 생성물, 중합체 조성물, 표면 처리된 충전재 생성물 및/또는 중합체 조성물을 포함하는 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드(thread) 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드, 표면 처리된 충전재 생성물 및/또는 중합체 조성물 및/또는 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드를 포함하는 물품 뿐만 아니라 표면 처리된 충전재 생성물의 유동성을 개선시키고 중합체 조성물의 중합체 매트릭스 중의 탄산칼슘의 분산을 개선시키기 위한, 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 및/또는 이의 염 함유(salty) 반응 생성물(들)과 조합된, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)의 용도에 관한 것이다.
실제로, 충전재 및 특히 탄산칼슘 함유 충전재는 흔히 일반적으로 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리우레탄(PU), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에스테르(PES) 및/또는 폴리아미드(PA)로 만들어진 섬유, 필라멘트, 필름 및/또는 스레드와 같은 열가소성 중합체 생성물에서 입자성 충전제로서 사용된다. 그러나, 충전재에 코팅을 제공하고, 중합체 조성물의 중합체 매트릭스에서 상기 광물성 충전재의 분산을 개선시킬 뿐만 아니라 이러한 중합체 조성물의 가공성 및/또는 섬유, 필라멘트, 필름, 스레드, 시트, 파이프, 프로파일, 몰드, 인젝션 몰드, 블로우 몰드와 같은 최종 응용 생성물의 성질을 개선시키기 위하여, 첨가제가 도입된다. 이러한 첨가제의 제거는 수득된 섬유, 필라멘트, 필름, 스레드, 시트, 파이프, 프로파일, 몰드, 인젝션 몰드, 블로우 몰드 품질을 허용되기 어려울 정도로 감소시킬 것이다. 추가로, 최종 처리된 광물성 충전재 생성물을 제작할 때 및 상기 생성물을 최종 응용 제품으로 가공할 때 높은 생산성을 보장하기 위하여 높은 유동성을 갖는 충전재를 제공하는 것이 바람직하다.
당해 분야에서, 예를 들면, 이러한 광물성 충전재를 표면 처리제로 처리함으로써, 광물성 충전재 및 특히 탄산칼슘 함유 광물성 충전재의 응용 가능성을 개선시키기 위한 여러 시도가 있었다. 예를 들면, 제WO 00/20336호는 하나 또는 여러 지방산 또는 하나 또는 여러 염 또는 이의 혼합물로 임의로 처리될 수 있고 중합체 조성물에 유동 조절제로서 사용되는 초미세 천연 탄산칼슘에 관한 것이다.
마찬가지로, 제US 4,407,986호는 이러한 탄산칼슘을 결정질 폴리프로필렌과 반죽시 활택 첨가제의 첨가를 제한하고 폴리프로필렌의 충격 강도를 제한하는 탄산칼슘 응집체의 형성을 피하기 위하여, 고급 지방족 산 및 이의 금속 염을 포함할 수 있는 분산제로 표면 처리되는 경질 탄산칼슘에 관한 것이다.
제EP 0 998 522호는 10개 이상의 탄소 원자의 지방산을 사용하는 통기성 필름용 표면 처리된 탄산칼슘 충전제에 관한 것이고, 여기서 처리 공정 전후에 충전제는 0.1 중량% 미만의 범위로 수분을 대부분 함유하지 않아야 한다.
문헌[DeArmitt et al., Improved thermoplastic composites by optimised surface treatment of the mineral fillers, Institute for Surface Chemistry, August 2000]에는 광물성 충전재를 포함하는 배치(batch) 현탁액을 실온에서 1 시간 동안 분산제와 접촉시키는 습식 처리 공정이 기재된다. 그러나, 이러한 습식 처리 공정은 처리를 위한 건조 생성물의 습윤화 및 후속적인 건조가 에너지 및 비용 소모적이라는 단점을 갖는다.
개선된 유동학적 및 접착 성질을 갖는 염화폴리비닐을 기반으로 자동차용 논새그형 언더씰 조성물에 관한 것인 제EP 0 325 114호에서, 실시예 7에 광물성 충전제를 처리하는데 사용되는 지방산과 조합된 12-하이드록시스테아르산의 암모늄 염의 혼합물(1:1의 중량비로)이 개시된다.
제WO 03/082966호는 가교결합성 및/또는 가교결합된 나노충전제 조성물에 관한 것이고, 임의의 실시양태에서, 이는 스테아르산, 스테아레이트, 실란, 실록산 및/또는 티타네이트로 코팅되거나 되지 않을 수 있는 충전제를 추가로 포함할 수 있다.
이러한 나노충전제 조성물은 장벽 성질, 강도 및 가열 변형 온도를 증가시키는데 사용되고, 이는 의료, 자동차, 전기, 건설 및 식품 응용분야에서 이들을 유용하게 만들 수 있다.
제US 2002/0102404호에는 유기 화합물, 예를 들면, 프탈릭 에스테르와 함께 포화 및 불포화 지방족 카복실산 및 이의 염의 조합으로 이의 표면 상에 코팅된 분산성 탄산칼슘 입자가 기재되고, 이는 점도 안정성 및 접착 성질을 개선시키기 위하여 접착 조성물에 사용된다. 게다가, 제US 2002/0102404호는 포화 및 지방족 카복실산/염의 혼합물의 실시를 필요로 한다. 불포화 지방족 카복실산/염의 존재는 임의의 불포화 지방족 카복실산/염 포함 물질의 가공 동안 이중 결합과의 원치않는 동일 반응계 부반응의 위험성을 증가시킨다. 추가로, 불포화 지방족 카복실산/염의 존재는 이들이 실시된 물질에서 변색, 또는 원치않는 악취, 특히 산패취의 발달을 야기할 수 있다.
제WO 92/02587호의 청구항 제11항은 하나 이상의 고분자량 불포화 지방산 또는 하나 이상의 고분자량 불포화 지방산과 하나 이상의 고분자량 불포화 지방산의 조합의 비누화 나트륨 염 용액을 경질 탄산칼슘의 예열된 슬러리에 첨가하여, 추가의 공정 단계로 진행되기 전에 탄산칼슘 상의 지방산 코팅의 원하는 수준을 궁극적으로 생성할 수 있음을 나타낸다.
제JP54162746호의 요약에는 경질 염화비닐 수지, 지방산 처리된 콜로이드성 탄산칼슘, 및 염화비닐 조성물의 열 안정성을 개선시키기 위하여 사용된 스테아르산바륨의 정해진 상대적인 양을 포함하는 조성물이 개시된다.
제US 4,520,073호에는 코팅 물질을 위한 담체로서 증기를 사용하는 다공성 광물의 가압 코팅에 의해 제조된 개선된 소수성 코팅을 갖는 광물성 충전재가 기재된다. 상기 코팅 물질은 장쇄 지방족 지방산 및 이의 염으로부터, 다른 선택사항 중에서, 선택될 수 있다.
제WO 01/32787호에는 이의 입자 상에 (a) 알칼리 토금속 탄산염과 하나 이상의 정해진 지방족 카복실산의 반응 생성물을 포함하는 제1 성분 및 (b) 화학식 CH3(CH2)mCOOR의 화합물을 포함하는, 제1 성분보다 실질적으로 높은 탄산염 방출 온도를 갖는 제2 성분으로 형성된 조성물을 포함하는 소수성 물질의 코팅을 갖는 입자성 알칼리 토금속 탄산염 물질 생성물이 기재된다.
제WO 2008/077156 A2호는 하나 이상의 중합체 수지 및 약 5 미크론 이하의 평균 입자 크기를 갖고/거나 약 15 미크론 미만의 탑 컷(top cut)을 갖는 하나 이상의 충전제를 포함하는 스펀레이드(spunlaid) 섬유에 관한 것이고, 여기서 하나 이상의 충전제는 스펀레이드 섬유의 총 중량에 관하여 약 40 중량% 미만의 양으로 존재한다. 충전제의 코팅은 지방산 및 이의 염 및 에스테르, 예를 들면, 스테아르산, 스테아레이트, 스테아르산암모늄 및 스테아르산칼슘으로부터 선택된 하나 이상의 유기 물질인 것으로 기재된다.
GB 2 336 366 A는 압출 공정에 의해 제품 또는 물품으로 형성될 것인 충전된 열가소성 조성물, 및, 특히, 충전된 저밀도 폴리에틸렌 조성물에 관한 것이다. 소수화제는, 입자성 광물성 충전제가 알칼리 표면 반응에 중성인 경우, 예를 들면, 탄산칼슘의 경우, 바람직하게는 8 내지 28개의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 포화 또는 불포화 탄화수소 쇄를 갖는 유기 카복실산 또는 부분적으로 또는 완전히 중화된 이의 염인 것으로 추가로 기재된다.
제EP2159258A1호는 a) 하나 이상의 광물성 충전제; b) 상기 광물성 충전제(들)의 표면 상에 위치한 처리층으로서, 상기 처리층은 하나 이상의 포화 C8 내지 C24 지방족 카복실산; 및 하나 이상의 포화 C8 내지 C24 지방족 카복실산의 하나 이상의 2가 및/또는 3가 양이온 염을 포함하고, 모든 상기 지방족 카복실산 염(들):모든 상기 지방족 카복실산(들)의 중량비가 51:49 내지 75:25이고; 상기 처리층이 상기 광물성 충전제 1 m2당 2.5 mg 이상의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는, 처리층을 포함하는 처리된 광물성 충전제 생성물에 관한 것이다.
제EP1980588A1호는 (a) 하나 이상의 건조한 광물성 충전제를 C8 내지 C24 지방족 모노카복실산의 하나 이상의 II족 또는 III족 염으로 처리하여 중간체 광물성 충전제 생성물을 생성하는 단계; 그 후, 단계 (a)의 중간체 광물성 충전제 생성물을 하나 이상의 C8 내지 C24 지방족 모노카복실산으로 처리하여 처리된 광물성 충전제 생성물을 생성하는 단계를 포함하는 처리된 광물성 충전제 생성물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근 선택되고 특정한 관련성이 있는 하나의 표면 처리제는 일치환된 석신산 무수물 또는 일치환된 석신산 무수물의 혼합물이다.
예를 들면, 제WO 2014/060286 A1호는 석신산 무수물(들)로 표면 처리된 충전재 생성물을 제조하는 방법으로서,
a) i) 0.1 μm 내지 7 μm 범위의 중량 중앙 입자 크기 d 50 값,
ii) ≤ 15 μm의 탑 컷(d 98),
iii) 비표면적(BET) 질소법에 의해 측정된 0.5 내지 150 m2/g의 비표면적(BET), 및
iv) 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로, 0.01 중량% 내지 1 중량%의 잔류 총 수분 함량
을 갖는 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재를 제공하는 단계,
b) 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 임의로 하나 이상의 일치환된 석신산을 단계 a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.1 내지 3 중량%의 양으로 제공하는 단계,
c) 단계 a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면을, 혼합하면서, 하나 이상의 단계에서, 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 임의의 하나 이상의 일치환된 석신산과 접촉시켜, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 임의의 하나 이상의 일치환된 석신산 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)을 포함하는 처리층을 단계 a)의 상기 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상에 형성하는 단계
를 적어도 포함하고, 여기서 접촉 단계 c) 전 및/또는 동안 온도는 온도가 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 임의의 하나 이상의 일치환된 석신산의 융점을 적어도 2℃ 초과하도록 조절되는 제조 방법을 나타낸다.
제WO 2016/023937 A1호는 a) 하나 이상의 열가소성 중합체 및 표면 처리된 충전재 생성물을 포함하는 조성물을 제공하는 단계, 및 b) 단계 a)의 조성물로부터 필름을 형성하는 단계, 및 c) 단계 b)에서 수득된 필름을 하나 이상의 방향으로 연신시키는 단계를 포함하는 통기성 필름의 제조 방법을 나타내고, 여기서 표면 처리된 충전재 생성물은
A) - 0.1 μm 내지 7 μm 범위의 중량 중앙 입자 크기 d 50, < 15 μm의 탑 컷 입자 크기,
- ISO 9277에 따른 질소 및 BET법을 사용하여 측정할 때, 0.5 내지 150 m2/g의 비표면적(BET), 및
- 하나 이상의 중질 탄산칼슘 포함 충전재의 총 건조 중량을 기준으로, < 1 중량%의 잔류 총 수분 함량
을 갖는 하나 이상의 중질 탄산칼슘 포함 충전재, 및
B) 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 하나 이상의 일치환된 석신산 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)을 포함하는 하나 이상의 습식 중질 탄산칼슘 포함 충전재의 표면 상의 처리층
을 포함하고, 여기서 표면 처리된 충전재 생성물은 처리층을 하나 이상의 중질 탄산칼슘 포함 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.1 내지 3 중량%의 양으로 포함한다.
그러나, 이의 유동성의 개선을 위하여, 특히 일치환된 석신산 무수물(들)만으로 표면 처리된 생성물과 비교하여, 추가로 중합체 조성물의 중합체 매트릭스 중의 이의 분산을 개선시키기 위하여, 표면 처리된 탄산칼슘 함유 광물성 충전재의 제조를 가능하게 하는, 일치환된 석신산 무수물(들)을 포함하는 표면 처리된 충전재 생성물을 제조하는 방법을 제공할 필요성이 여전히 존재한다. 추가로, 최종 응용 생성물, 예를 들면, 이러한 표면 처리된 충전재 생성물을 포함하는 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드의 기게적 성질을 유지하거나 개선시키는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 목적은 일치환된 석신산 무수물(들)을 포함하는 표면 처리된 충전재 생성물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 추가로, 특히 일치환된 석신산 무수물(들)로 표면 처리되는 생성물과 비교하여, 개선된 유동성을 갖는 표면 처리된 충전재 생성물을 제조하는 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 추가의 목적은 특히 일치환된 석신산 무수물(들)로 표면 처리된 생성물과 비교하여, 중합체 조성물의 중합체 매트릭스 중의 개선된 분산을 갖는 표면 처리된 충전재 생성물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 추가의 목적은 하기 본 발명의 설명으로부터 모아질 수 있다.
상기 및 다른 목적은 본원에서 청구항 제1항에서 정의된 바와 같은 주제에 의해 해결된다.
본 발명의 표면 처리된 충전재 생성물을 제조하는 방법의 이로운 실시형태는 상응하는 종속항에서 정의된다.
본 출원의 하나의 측면에 따라, 일치환된 석신산 무수물(들) 및 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물로 표면 처리된 충전재 생성물을 제조하는 방법으로서,
a) 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재를 제공하는 단계,
b) 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물을 제공하는 단계,
c) 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을 제공하는 단계,
d) 단계 a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면을, 혼합하면서, 하나 이상의 단계에서, 임의의 순서로, 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 단계 c)의 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물과 접촉시켜, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)과 지방족 선형 또는 분지형 카복실산 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)의 혼합물을 포함하는 처리층을 단계 a)의 상기 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상에 형성하는 단계로서, 여기서 접촉 단계 d) 전 및/또는 동안 온도는 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물이 용융 또는 액체 상태가 되도록 조절되는, 단계
를 적어도 포함하는 제조 방법이 제공된다.
본 발명자들은 놀랍게도 표면 처리된 충전재 생성물의 상기 제조 방법이, 일치환된 석신산 무수물(들)만으로 표면 처리된 생성물과 비교하여, 개선된 유동성을 갖는 표면 처리된 충전재 생성물, 및 중합체 조성물의 중합체 매트릭스에서 표면 처리된 충전재 생성물의 개선된 분산을 야기한다는 것을 알게 되었다. 그 결과, 따라서 공정은 또한 개선된 기계적 성질을 상기 표면 처리된 충전재 생성물을 포함하는 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드 및 상응하는 물품에 부여한다. 더 정확히 말하면, 본 발명자들은 상기 방법에 의해 수득되는 표면 처리된 충전재 생성물의 표면 특성이 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물과 조합으로 정의된 일치환된 석신산 무수물(들)의 첨가에 의해 개선될 수 있다는 것을 알게 되었다.
본 발명의 목적을 위하여 하기 용어는 하기 의미를 갖는다는 것이 이해되어야 한다:
본 발명의 목적을 위하여, 본 발명의 의미에서 용어 "충전재"는 더 비싼 물질, 예를 들면, 결합제의 소비를 낮추거나, 생성물의 기술적 성질을 향상시키기 위하여 종이, 플라스틱, 고무, 페인트 및 접착제 등과 같은 물질에 첨가되는 광물 기원의 성분을 지칭한다. 당해 분야의 숙련가는 각 분야에서 사용되는 전형적인 충전재를 매우 잘 알고 있다. 추가로, 용어 "탄산칼슘 함유 충전재"는 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 80 중량% 이상의 탄산칼슘을 포함하는 물질을 지칭한다. 본 발명의 의미에서 용어 "표면 처리된 충전재 생성물"은 탄산칼슘 함유 충전재의 표면의 적어도 부분 상에 코팅 층을 수득하기 위하여 표면 처리제와 접촉된 탄산칼슘 함유 충전재를 지칭한다.
디하이드로-2,5-푸란디온, 석신산 무수물 또는 석시닐 산화물로도 불리는 용어 "석신산 무수물"은 분자식 C4H4O3을 갖고, 석신산의 산 무수물이다.
본 발명의 의미에서 용어 "일치환된" 석신산 무수물은 하나의 치환기로 치환된 석신산 무수물을 지칭한다.
본 발명의 의미에서 용어 "일치환된" 석신산은 하나의 치환기로 치환된 석신산을 지칭한다.
용어 "건조" 탄산칼슘 함유 충전재는 충전재 중량에 관하여 0.3 중량% 미만의 물을 갖는 충전재로 이해된다. 물의 %(잔류 총 수분 함량과 동일)는 전량 칼 피셔(Coulometric Karl Fischer) 측정법에 따라 결정되고, 여기서 충전재는 220℃로 가열되고, 증기로 방출되고 질소 기체의 스트림(100 ml/분에서)을 사용하여 단리된 물 함량은 전량 칼 피셔 장치로 결정된다.
본 발명의 의미에서 일치환된 석신산 무수물(들)의 "염 함유 반응 생성물"이라는 용어는 탄산칼슘 함유 충전재를 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물(들)과 접촉시켜 수득된 생성물을 지칭한다. 상기 염 함유 반응 생성물을 적용된 일치환된 석신산 무수물로부터 형성된 일치환된 석신산과 탄산칼슘 함유 충전재의 표면에 위치한 반응성 분자 사이에서 형성된다.
본 발명의 의미에서 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 "염 함유 반응 생성물"이라는 용어는 탄산칼슘 함유 충전재를 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물과 접촉시킴으로써 수득된 생성물을 지칭한다. 상기 염 함유 반응 생성물은 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물과 탄산칼슘 함유 충전재의 표면에 위치한 반응성 분자 사이에서 형성된다.
본 발명의 요지에서 "처리층"은 표면 처리된 충전재 생성물의 표면 상의 처리제의 층, 바람직하게는 단층을 지칭한다. "처리층"은 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들), 및 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물, 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)로 본질적으로 구성된다.
본 발명의 의미에서 용어 "본질적으로"는 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들), 및 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물, 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)과 상이한 화합물을 처리층의 총 중량을 기준으로 < 5 중량%, 바람직하게는 < 2 중량%, 가장 바람직하게는 < 1 중량%의 양으로 함유하는 처리층을 지칭한다.
본 발명의 의미에서 탄산칼슘 함유 충전재의 "비표면적(specific surface area, SSA)"은 탄산칼슘 함유 충전재의 표면적을 이의 질량으로 나눈 것으로 정의된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 비표면적은 BET 등온선(ISO 9277:2010)을 사용하여 질소 기체 흡착에 의해 측정되고, m2/g로 명시된다.
입자성 물질, 예를 들면, 본원에서 탄산칼슘 함유 충전재의 "입자 크기"는 이의 입자 크기 dx 의 분포에 의해 기재된다. 여기서, 값 dx 는 입자의 x 중량%가 dx 미만의 직경을 갖는 것에 대한 직경을 나타낸다. 이는, 예를 들면, d 20 값은 모든 입자의 20 중량%가 그 입자 크기보다 작은 입자 크기인 것을 의미한다. 따라서 d 50 값은 중량 중앙 입자 크기이고, 즉, 모든 입자의 50 중량%가 이러한 입자 크기보다 크고, 나머지 50 중량%가 이 입자 크기보다 작다. 본 발명의 목적을 위하여 입자 크기는 달리 기재되지 않는 한, 중량 중앙 입자 크기 d 50으로 명시된다. d 98 값은 모든 입자의 98 중량%가 그 입자 크기보다 작은 입자 크기이다. d 98 값은 또한 "탑 컷"으로 지정된다. 입자 크기는 마이크로메리틱스 인스트루먼트 코포레이션(Micromeritics Instrument Corporation)의 세디그래프(Sedigraph)™5100 또는 5120을 사용하여 결정되었다. 방법 및 기구는 당해 분야의 숙련가에게 공지되어 있고, 충전제 및 안료의 입자 크기를 결정하는데 흔히 사용된다. 측정은 0.1 중량% Na4P2O7의 수용액 중에서 수행되었다. 샘플은 고속 교반기를 사용하여 분산되고 초음파처리되었다.
본 발명의 의미에서 용어 "용융" 상태는 물질이 완전히 액체인 상태, 다시 말해서 완전히 용융된 상태로 정의된다. 문헌[Dynamic Scanning Calorimetry, DSC, (DIN 51005: 1983-11)]에 의해 수득된 온도 대 에너지 입력을 플롯팅한 곡선에서 관찰되는 바와 같이, 용융 현상은 에너지 적용시 일정한 온도에서 일어날 수 있는 반면, 성분은 온도가 상승하기 시작할 때 용융 후 순간에 용융된 것으로 여겨진다.
본 발명에 따른 "액체" 상태라는 용어는 298.15 K(25℃)의 온도 및 정확히 100 000 Pa(1 bar, 14.5 psi, 0.98692 atm)의 절대 압력을 지칭하는 표준 주위 온도 및 압력(SATP)하에 액체인 물질을 지칭한다.
용어 "포함하는"이 본 발명의 설명 및 청구범위에서 사용되는 경우, 이는 주요 또는 비주요 기능상 중요한 다른 명시되지 않은 원소를 배제하지 않는다. 본 발명의 목적을 위하여, 용어 "구성되는(consisting of)"은 용어 "이루어진(comprising of)"의 바람직한 실시양태인 것으로 간주된다. 이하에 군이 특정한 수의 실시양태를 포함하는 것으로 정의되는 경우, 이는 또한 바람직하게는 이들 실시양태로만 구성되는 군을 개시하는 것으로 이해된다.
용어 "포함하는(including)" 또는 "갖는"이 사용되는 경우에는 언제든지, 이들 용어는 상기 정의된 바와 같은 "포함하는(comprising)"과 동등하다는 것을 의미한다.
부정관사 또는 정관사(예를 들면, "a", "an" 또는 "the")가 단수 명사를 지칭할 때 사용되는 경우, 달리 명확하게 기재되지 않는 한, 이는 복수의 명사를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 하기를 포함하는 표면 처리된 충전재 생성물로서,
a) 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재,
b) 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들), 및
혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물, 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)을 포함하는 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상의 처리층
을 포함하고, 여기서 표면 처리된 충전재 생성물은 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.2 내지 6 중량%의 양으로 포함하는, 표면 처리된 충전재 생성물이 제공된다.
표면 처리된 충전재 생성물은 분말의 형태인 것이 바람직하다. 또한 표면 처리된 충전재 생성물은 본원에 정의된 바와 같은 방법에 의해 수득 가능한 것이 바람직하다.
본 발명의 추가의 측면에 따라, 하나 이상의 중합체 수지, 및 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 95 중량%의 표면 처리된 충전재 생성물을 포함하는 중합체 조성물이 제공된다. 하나 이상의 중합체 수지는 하나 이상의 열가소성 중합체, 바람직하게는 폴리올레핀, 폴리아미드, 할로겐 함유 중합체 및/또는 폴리에스테르의 단일중합체 및/또는 공중합체를 포함하는 군으로부터 선택된 열가소성 중합체인 것이 바람직하다. 또한 중합체 조성물은 마스터배치(masterbatch)이고, 바람직하게는 마스터배치는 표면 처리된 충전재 생성물을 마스터배치의 총 중량을 기준으로 50 내지 95 중량%, 바람직하게는 60 내지 85 중량%, 더 바람직하게는 70 내지 80 중량%의 양으로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 추가의 측면에 따라, 표면 처리된 충전재 생성물 및/또는 중합체 조성물을 포함하는 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드가 제공된다. 본 발명의 또 다른 측면에 따라, 표면 처리된 충전재 생성물 및/또는 중합체 조성물 및/또는 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드를 포함하는 물품이 제공되고, 여기서 물품은 위생용품, 의료 및 건강 관리 용품, 필터 제품, 토목섬유 제품, 농업 및 원예 제품, 의류, 신발류 및 가방류 제품, 가정용 및 공업용 제품, 포장재 제품, 건축 제품 등을 포함하는 군으로부터 선택된다. 물품은 쇼핑백, 쓰레기 봉투, 투명 포일, 위생 필름, 농업용 포일, 종이형 포일, 병, (열성형) 포일, 압출 코팅된 종이 및 판지, 종이상자용 판지, 보드지 카턴, 종이백, 부대, 골판지 상자, 플렉시블 튜브, 예를 들면, 크림, 예를 들면, 피부 크림, 및 화장품용 플렉시블 튜브, 백, 예를 들면, 생활 폐기물 및 크레이트용 백, 연신 및 이축연신 필름, 트레이 등을 포함하는 군으로부터 선택된 포장재 제품인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 표면 처리된 충전재 생성물의 유동성을 개선시키기 위한, 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물, 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)과 조합된, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)의 용도가 제공된다. 본 발명의 추가의 측면에 따라, 중합체 조성물의 중합체 매트릭스 중의 탄산칼슘의 분산을 개선시키기 위한, 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물, 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)과 조합된 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)의 용도가 제공된다. 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물만으로 처리된 동일한 표면 처리된 충전재 생성물과 비교하여, 15 kPa의 선행 전단(pre-shear) 법선 응력으로 안정성 및 가변 유량법(ASTM D7891-15)을 사용하여 FT4 분말 레오미터에서 전단 셀법으로 분말 유동성을 측정할 때, 비한정 항복 강도(unconfined yield strength, UYS)가 7% 이상 감소하거나, 유동 계수(flow factor, FF)가 7% 이상 증가하는 경우, 및/또는, FT4 분말 레오미터 상에서 안정성 및 가변 유량법을 통해 분말 유동성을 측정할 때, 기본 유동성 에너지(basic flowability energy, BFE)가 7% 이상 감소되는 경우, 개선이 달성되는 것이 바람직하다. FT4 분말 레오미터(Freeman Technology, 영국 소재)는 분말 레오미터 소프트웨어(v 5.000.00012) 및 프리먼 테크놀로지(Freeman Technology) 데이터 분석 소프트웨어 버전 4.0.17이 장착된다는 것이 인식된다.
본 발명의 하나의 실시양태에 따라, 단계 a)의 탄산칼슘 함유 충전재는 중질 탄산칼슘, 바람직하게는 대리석, 석회석, 백운석 및/또는 백악, 경질 탄산칼슘(precipitated calcium carbonate, PCC), 바람직하게는 바테라이트, 방해석 및/또는 아라고나이트, 표면 반응된 탄산칼슘(surface reacted calcium carbonate, MCC) 및 이의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 탄산칼슘 함유 충전재는 중질 탄산칼슘이다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따라, 단계 a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 a) 0.1 μm 내지 7 μm, 바람직하게는 0.25 μm 내지 5 μm, 가장 바람직하게는 0.5 μm 내지 4 μm 범위의 중량 중앙 입자 크기 d 50 값, 및/또는 b) ≤ 50 μm, 바람직하게는 ≤ 40 μm, 더 바람직하게는 ≤ 25 μm, 가장 바람직하게는 ≤ 15 μm의 탑 컷(d 98), 및/또는 c) 비표면적(BET) 질소법에 의해 측정할 때, 0.5 내지 150 m2/g, 바람직하게는 0.5 내지 50 m2/g, 더 바람직하게는 0.5 내지 35 m2/g, 가장 바람직하게는 0.5 내지 10 m2/g의 비표면적(BET), 및/또는 d) 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로, 0.01 중량% 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 0.2 중량%, 더 바람직하게는 0.02 내지 0.2 중량%, 가장 바람직하게는 0.04 내지 0.2 중량%의 잔류 총 수분 함량을 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따라, 단계 a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 접촉 단계 d)가 수행되기 전에 예열되고, 바람직하게는 단계 a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 20 내지 200℃, 더 바람직하게는 40 내지 200℃, 훨씬 더 바람직하게는 50 내지 150℃, 가장 바람직하게는 60 내지 130℃의 온도에서 예열된다.
본 발명의 하나의 실시양태에 따라, 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 치환기에서 C2 내지 C30, 바람직하게는 C3 내지 C25, 가장 바람직하게는 C4 내지 C20의 탄소 원자의 총량을 갖는 선형, 분지형, 지방족 및 환형 기로부터 선택된 기로 일치환된 석신산 무수물로 구성된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따라, 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 a) 하나 이상의 알킬 일치환된 석신산 무수물, 바람직하게는 에틸석신산 무수물, 프로필석신산 무수물, 부틸석신산 무수물, 트리이소부틸 석신산 무수물, 펜틸석신산 무수물, 헥실석신산 무수물, 헵틸석신산 무수물, 옥틸석신산 무수물, 노닐석신산 무수물, 데실 석신산 무수물, 도데실 석신산 무수물, 헥사데카닐 석신산 무수물, 옥타데카닐 석신산 무수물, 및 이의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 알킬 일치환된 석신산 무수물, 및/또는 b) 하나 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물, 바람직하게는 에테닐석신산 무수물, 프로페닐석신산 무수물, 부테닐석신산 무수물, 트리이소부테닐 석신산 무수물, 펜테닐석신산 무수물, 헥세닐석신산 무수물, 헵테닐석신산 무수물, 옥테닐석신산 무수물, 노네닐석신산 무수물, 데세닐 석신산 무수물, 도데세닐 석신산 무수물, 헥사데세닐 석신산 무수물, 옥타데세닐 석신산 무수물, 및 이의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물이다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따라, 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 스테아르산 및 C8 내지 C22, 바람직하게는 C10 내지 C22, 더 바람직하게는 C12 내지 C20, 가장 바람직하게는 C14 내지 C20의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함한다.
본 발명의 하나의 실시양태에 따라, 접촉 단계 d)는 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을 10:1 내지 1:10, 바람직하게는 5:1 내지 1:5, 가장 바람직하게는 4:1 내지 1:4, 예를 들면, 4:1 내지 1:1의 중량비[석신산 무수물/카복실산의 혼합물]로 가함으로써 수행된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따라, 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물을 접촉 단계 d)에서 단계 a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.1 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 1.5 중량%의 총량으로 첨가하고; 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을 접촉 단계 d)에서 단계 a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.1 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 2중량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 1.5 중량%의 총량으로 첨가한다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따라, 접촉 단계 d)는 20 내지 200℃, 바람직하게는 40 내지 150℃, 가장 바람직하게는 60 내지 130℃의 온도에서 수행된다.
본 발명의 하나의 실시양태에 따라, 접촉 단계 d)는 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을 동시에 첨가하거나, 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 다음에 가함으로써 수행되고, 바람직하게는 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 다음에 첨가함으로써 수행된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따라, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상의 상기 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)의 총 중량이 단계 a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재 1 m2당 5 mg 미만, 예를 들면, 0.1 내지 5 mg, 바람직하게는 4.5 mg 미만, 더 바람직하게는 4.0 mg 미만, 예를 들면, 0.2 내지 4 mg 또는 1 내지 4 mg인 양으로 단계 b)에서 제공되고/거나, 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을, 표면 처리된 충전재 생성물의 표면 상의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)의 총 중량이 단계 a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재 1 m2당 5 mg 미만, 예를 들면, 0.1 내지 5 mg 미만, 바람직하게는 4.5 mg 미만, 더 바람직하게는 4.0 mg 미만, 예를 들면, 0.2 내지 4 mg 또는 1 내지 4 mg인 양으로 단계 c)에서 제공된다.
상기 기재된 바와 같이, 본 발명의 일치환된 석신산 무수물(들) 및 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물로 표면 처리된 충전재 생성물을 제조하는 방법은 적어도 a), b), c) 및 d)의 방법 단계를 포함한다. 하기에서, 본 발명의 추가의 설명 및 특히 본 발명의 표면 처리된 충전재 생성물을 제조하는 방법의 상기 단계에 대하여 언급된다.
단계 a)의 특성화: 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 제공
본 발명의 방법의 단계 a)에 따라, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재가 제공된다.
표현 "하나 이상의" 탄산칼슘 함유 충전재는 1종 이상, 예를 들면, 2 또는 3종의 탄산칼슘 함유 충전재가 제공될 수 있다는 것을 의미한다. 바람직한 실시양태에 따라, 하나의 탄산칼슘 함유 충전재만이 단계 a)에서 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 따라 탄산칼슘 포함 물질은 중질 탄산칼슘(ground calcium carbonate, GCC), 바람직하게는 대리석, 석회석, 백운석 및/또는 백악, 경질 탄산칼슘(PCC), 바람직하게는 바테라이트, 방해석 및/또는 아라고나이트, 표면 반응된 탄산칼슘(MCC) 및 이의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 하나 이상의 탄산칼슘 포함 물질은 중질 탄산칼슘이다.
GCC는 석회석 또는 백악과 같은 퇴적암, 또는 대리석 변성암으로부터 채굴되고, 분쇄, 선별 및/또는, 예를 들면, 사이클론 또는 분류기에 의한 습식 및/또는 건식 형태의 분별과 같은 처리를 통해 가공된 탄산칼슘의 천연 발생 형태로 이해된다. 본 발명의 하나의 실시양태에서, GCC는 대리석, 백악, 백운석, 석회석 및 이의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
대조적으로, PCC 유형의 탄산칼슘은 물 중의 미분된 산화칼슘 입자로부터 또는 이온성 염 용액의 침강에 의해 유도되는 경우에 흔히 석회 또는 석회유의 슬러리로 당해 분야에서 지칭되는, 수산화칼슘의 슬러리의 탄산화에 의해 수득된 합성 탄산칼슘 생성물을 포함한다. PCC는 능면체 및/또는 편삼각면체 및/또는 아라고나이트형일 수 있고; 아라고나이트, 바테라이트 또는 방해석 광물학적 결정 형태 또는 이의 혼합물을 포함하는 합성 탄산칼슘 또는 경질 탄산칼슘이 바람직하다.
본 발명의 의미에서 "표면 반응된 탄산칼슘"은 내부 구조 변형 또는 표면 반응 생성물을 갖는 천연 분쇄 또는 경질 탄산칼슘을 특징으로 한다.
하나의 바람직한 실시양태에서, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 대리석이다.
하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재 중의 탄산칼슘의 양은 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 80 중량% 이상, 예를 들면, 95 중량% 이상, 바람직하게는 97 내지 100 중량%, 더 바람직하게는 98.5 내지 99.95 중량%인 것이 인식된다.
하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 바람직하게는 입자성 물질의 형태이고, 제조되는 생성물의 유형에 포함된 물질(들)에 통상적으로 사용되는 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 일반적으로, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 0.1 내지 7 μm 범위의 중량 중앙 입자 크기 d 50 값을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 0.25 μm 내지 5 μm, 바람직하게는 0.5 μm 내지 4 μm의 중량 중앙 입자 크기 d 50를 갖는다.
추가로 또는 대안적으로, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 ≤ 50 μm의 탑 컷(d 98)을 갖는다. 예를 들면, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 ≤ 40 μm, 바람직하게는 ≤ 25 μm, 가장 바람직하게는 ≤ 15 μm의 탑 컷(d 98)을 갖는다.
하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 BET 질소법에 의해 측정할 때, 0.5 내지 150 m2/g의 BET 비표면적을 갖는 것이 추가로 바람직하다. 예를 들면, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 비표면적(BET) 질소법에 의해 측정할 때, 0.5 내지 50 m2/g, 더 바람직하게는 0.5 내지 35 m2/g, 가장 바람직하게는 0.5 내지 10 m2/g의 비표면적(BET)을 갖는다.
따라서, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는
a) 0.1 μm 내지 7 μm, 바람직하게는 0.25 μm 내지 5 μm, 가장 바람직하게는 0.5 μm 내지 4 μm 범위의 중량 중앙 입자 크기 d 50 값, 및/또는
b) ≤ 50 μm, 바람직하게는 ≤ 40 μm, 더 바람직하게는 ≤ 25 μm, 가장 바람직하게는 ≤ 15 μm의 탑 컷(d 98), 및/또는
c) 비표면적(BET) 질소법에 의해 측정할 때, 0.5 내지 150 m2/g, 바람직하게는 0.5 내지 50 m2/g, 더 바람직하게는 0.5 내지 35 m2/g, 가장 바람직하게는 0.5 내지 10 m2/g의 비표면적(BET)
을 갖는 것이 바람직하다.
예를 들면, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는
a) 0.1 μm 내지 7 μm, 바람직하게는 0.25 μm 내지 5 μm, 가장 바람직하게는 0.5 μm 내지 4 μm 범위의 중량 중앙 입자 크기 d 50 값, 또는
b) ≤ 50 μm, 바람직하게는 ≤ 40 μm, 더 바람직하게는 ≤ 25 μm, 가장 바람직하게는 ≤ 15 μm의 탑 컷(d 98), 또는
c) 비표면적(BET) 질소법에 의해 측정할 때, 0.5 내지 150 m2/g, 바람직하게는 0.5 내지 50 m2/g, 더 바람직하게는 0.5 내지 35 m2/g, 가장 바람직하게는 0.5 내지 10 m2/g의 비표면적(BET)
을 갖는다.
바람직하게는, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는
a) 0.1 μm 내지 7 μm, 바람직하게는 0.25 μm 내지 5 μm, 가장 바람직하게는 0.5 μm 내지 4 μm 범위의 중량 중앙 입자 크기 d 50 값, 및
b) ≤ 50 μm, 바람직하게는 ≤ 40 μm, 더 바람직하게는 ≤ 25 μm, 가장 바람직하게는 ≤ 15 μm의 탑 컷(d 98), 및
c) 비표면적(BET) 질소법에 의해 측정할 때, 0.5 내지 150 m2/g, 바람직하게는 0.5 내지 50 m2/g, 더 바람직하게는 0.5 내지 35 m2/g, 가장 바람직하게는 0.5 내지 10 m2/g의 비표면적(BET)
을 갖는다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 바람직하게는 0.1 μm 내지 7 μm, 바람직하게는 0.25 μm 내지 5 μm, 가장 바람직하게는 0.5 μm 내지 4 μm의 중앙 입자 크기 직경 d 50 값을 갖는 대리석이다. 이 경우, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 BET 질소법에 의해 측정된, 0.5 내지 150 m2/g, 바람직하게는 0.5 내지 50 m2/g, 더 바람직하게는 0.5 내지 35 m2/g, 가장 바람직하게는 0.5 내지 10 m2/g의 BET 비표면적을 나타낸다.
하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 건식 분쇄 물질, 습식 분쇄되고 건조된 물질, 또는 상기 물질의 혼합물인 것이 바람직하다. 일반적으로, 분쇄 단계는 임의의 통상적인 분쇄 장치에 의해, 예를 들면, 미세화가 대부분 2차체에 의한 충격으로부터 기인하는 조건하에, 즉, 볼 밀, 로드 밀, 진동 밀, 롤 크러셔, 원심 충격 밀, 수직 비드 밀, 마찰 밀, 핀 밀, 해머 밀, 미분쇄기, 파쇄기, 탈응집기(de-clumper), 절단기, 또는 숙련가에게 공지된 다른 이러한 장비 중 하나 이상에서 수행될 수 있다.
하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재가 습식 중질 탄산칼슘 함유 충전재인 경우, 분쇄 단계는 자생 분쇄가 발생하도록 하는 조건하에 및/또는 수평식 볼 분쇄 및/또는 숙련가에게 공지된 다른 이런 공정에 의해 수행될 수 있다. 이로써 수득된 습식 가공된 중질 탄산칼슘 함유 충전재는 잘 알려진 공정에 의해, 예를 들면, 건조 전에 응집, 여과 또는 강제 증발에 의해 세척 및 탈수될 수 있다. 건조의 후속적인 단계는 단일 단계로, 예를 들면, 분무 건조에 의해, 또는 2개 이상의 단계로, 예를 들면, 관련된 수분 함량을 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 약 0.5 중량%를 초과하지 않는 수준으로 감소시키기 위하여 탄산칼슘 함유 충전재에 제1 가열 단계를 적용함으로써 수행될 수 있다. 충전제의 잔류 총 수분 함량은 칼 피셔 전량 적정 방법에 의해 측정될 수 있고, 이는 195℃의 오븐에서 수분을 탈착하고, 이를 10 분 동안 100 ml/분으로 건조 N2를 사용하는 KF 전량계(메틀러(Mettler) 오븐 DO 0337과 조합된 메클러 톨레도(Mettler Toledo) 전량 KF 적정기 C30)로 계속 통과시킨다. 잔류 총 수분 함량은 보정 곡선에 의해 결정될 수 있고, 또한 샘플 없이 보이지 않는 10 분의 기체 흐름은 고려될 수 있다. 잔류 총 수분 함량은 제2 가열 단계를 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재에 적용함으로써 추가로 감소될 수 있다. 상기 건조가 하나 이상의 건조 단계에 의해 수행되는 경우, 제1 단계는 뜨거운 공기 흐름에서 가열에 의해 수행될 수 있고, 제2 및 추가의 건조 단계는 바람직하게는 해당 용기에서 대기가 표면 처리제를 포함하는 간접적인 가열에 의해 수행된다. 또한 불순물을 제거하기 위하여 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재에 선광 단계(예를 들면, 부유, 표백 또는 자력 분리 단계)를 수행하는 것이 일반적이다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 건식 중질 탄산칼슘 함유 충전재를 포함한다. 또 다른 바람직한 실시양태에서, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 수평식 볼 밀에서 습식 분쇄되고 후속적으로 분무 건조의 잘 알려진 공정을 사용하여 건조된 물질이다.
하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재에 따라, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 바람직하게는 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.01 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 0.2 중량%, 더 바람직하게는 0.02 내지 0.2 중량%, 가장 바람직하게는 0.04 내지 0.2 중량%의 잔류 총 수분 함량을 갖는다.
예를 들면, 습식 분쇄되고 분무 건조된 대리석이 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재로 사용되는 경우, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 잔류 총 수분 함량은 바람직하게는 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.01 내지 0.1 중량%, 더 바람직하게는 0.02 내지 0.08 중량%, 가장 바람직하게는 0.04 내지 0.07 중량%이다. PCC가 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재로 사용되는 경우, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 잔류 총 수분 함량은 바람직하게는 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.01 내지 0.2 중량%, 더 바람직하게는 0.05 내지 0.17 중량%, 가장 바람직하게는 0.05 내지 0.15 중량%이다.
단계 b)의 특성화: 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물의 제공
본 발명의 방법의 단계 b)에 따라 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물이 제공된다.
표현 "하나 이상의" 일치환된 석신산 무수물은 1종 이상의 일치환된 석신산 무수물이 본 발명의 방법에서 제공될 수 있다는 것을 의미한다는 것이 인식된다.
따라서, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물이 1종의 일치환된 석신산 무수물(들)일 수 있다는 것을 주의해야 한다. 대안적으로, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 2종 이상의 일치환된 석신산 무수물의 혼합물일 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 2종의 일치환된 석신산 무수물과 같은 2 또는 3종의 일치환된 석신산 무수물의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 1종의 일치환된 석신산 무수물이다.
하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 표면 처리제를 나타내고, 치환기에서 C2 내지 C30의 탄소 원자의 총량을 갖는 임의의 선형, 분지형, 지방족 및 환형 기로부터 선택된 기로 일치환된 석신산 무수물로 구성된다는 것이 인식된다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 치환기에서 C3 내지 C25의 탄소 원자의 총량을 갖는 선형, 분지형, 지방족 및 환형 기로부터 선택된 기로 일치환된 석신산 무수물로 구성된다. 예를 들면, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 치환기에서 C4 내지 C20의 탄소 원자의 총량을 갖는 선형, 분지형, 지방족 및 환형 기로부터 선택된 기로 일치환된 석신산 무수물로 구성된다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 치환기에서 C2 내지 C30, 바람직하게는 C3 내지 C25, 가장 바람직하게는 C4 내지 C20의 탄소 원자의 총량을 갖는 선형 및 지방족 기인 하나의 기로 일치환된 석신산 무수물로 구성된다. 추가로 또는 대안적으로, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 치환기에서 C2 내지 C30, 바람직하게는 C3 내지 C25, 가장 바람직하게는 C4 내지 C20의 탄소 원자의 총량을 갖는 분지형 및 지방족 기인 하나의 기로 일치환된 석신산 무수물로 구성된다.
따라서, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 치환기에서 C2 내지 C30, 바람직하게는 C3 내지 C25, 가장 바람직하게는 C4 내지 C20의 탄소 원자의 총량을 갖는 선형 또는 분지형, 알킬 기인 하나의 기로 일치환된 석신산 무수물로 구성되는 것이 바람직하다.
예를 들면, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 치환기에서 C2 내지 C30, 바람직하게는 C3 내지 C25, 가장 바람직하게는 C4 내지 C20의 탄소 원자의 총량을 갖는 선형 알킬기인 하나의 기로 일치환된 석신산 무수물로 구성된다. 추가로 또는 대안적으로, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 치환기에서 C2 내지 C30, 바람직하게는 C3 내지 C25, 가장 바람직하게는 C4 내지 C20의 탄소 원자의 총량을 갖는 분지형 알킬기인 하나의 기로 일치환된 석신산 무수물로 구성된다.
본 발명의 의미에서 용어 "알킬"은 탄소 및 수소로 이루어진 선형 또는 분지형, 포화 유기 화합물을 지칭한다. 다시 말해서, "알킬 일치환된 석신산 무수물"은 펜던트 석신산 무수물기를 함유하는 선형 또는 분지형, 포화 탄화수소 쇄로 이루어진다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 하나 이상의 선형 또는 분지형 알킬 일치환된 석신산 무수물이다. 예를 들면, 하나 이상의 알킬 일치환된 석신산 무수물은 에틸석신산 무수물, 프로필석신산 무수물, 부틸석신산 무수물, 트리이소부틸 석신산 무수물, 펜틸석신산 무수물, 헥실석신산 무수물, 헵틸석신산 무수물, 옥틸석신산 무수물, 노닐석신산 무수물, 데실 석신산 무수물, 도데실 석신산 무수물, 헥사데카닐 석신산 무수물, 옥타데카닐 석신산 무수물, 및 이의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
따라서, 예를 들면, 용어 "부틸석신산 무수물"은 선형 및 분지형 부틸석신산 무수물(들)을 포함한다는 것이 인식된다. 선형 부틸석신산 무수물(들)의 하나의 구체적인 예는는 n-부틸석신산 무수물이다. 분지형 부틸석신산 무수물(들)의 구체적인 예는 이소-부틸석신산 무수물, sec-부틸석신산 무수물 및/또는 tert-부틸석신산 무수물이다.
추가로, 예를 들면, 용어 "헥사데카닐 석신산 무수물"은 선형 및 분지형 헥사데카닐 석신산 무수물(들)을 포함한다는 것이 인식된다. 선형 헥사데카닐 석신산 무수물(들)의 하나의 구체적인 예는 n-헥사데카닐 석신산 무수물이다. 분지형 헥사데카닐 석신산 무수물(들)의 구체적인 예는 14-메틸펜타데카닐 석신산 무수물, 13-메틸펜타데카닐 석신산 무수물, 12-메틸펜타데카닐 석신산 무수물, 11-메틸펜타데카닐 석신산 무수물, 10-메틸펜타데카닐 석신산 무수물, 9-메틸펜타데카닐 석신산 무수물, 8-메틸펜타데카닐 석신산 무수물, 7-메틸펜타데카닐 석신산 무수물, 6-메틸펜타데카닐 석신산 무수물, 5-메틸펜타데카닐 석신산 무수물, 4-메틸펜타데카닐 석신산 무수물, 3-메틸펜타데카닐 석신산 무수물, 2-메틸펜타데카닐 석신산 무수물, 1-메틸펜타데카닐 석신산 무수물, 13-에틸부타데카닐 석신산 무수물, 12-에틸부타데카닐 석신산 무수물, 11-에틸부타데카닐 석신산 무수물, 10-에틸부타데카닐 석신산 무수물, 9-에틸부타데카닐 석신산 무수물, 8-에틸부타데카닐 석신산 무수물, 7-에틸부타데카닐 석신산 무수물, 6-에틸부타데카닐 석신산 무수물, 5-에틸부타데카닐 석신산 무수물, 4-에틸부타데카닐 석신산 무수물, 3-에틸부타데카닐 석신산 무수물, 2-에틸부타데카닐 석신산 무수물, 1-에틸부타데카닐 석신산 무수물, 2-부틸도데카닐 석신산 무수물, 1-헥실데카닐 석신산 무수물, 1-헥실-2-데카닐 석신산 무수물, 2-헥실데카닐 석신산 무수물, 6,12-디메틸부타데카닐 석신산 무수물, 2,2-디에틸도데카닐 석신산 무수물, 4,8,12-트리메틸트리데카닐 석신산 무수물, 2,2,4,6,8-펜타메틸운데카닐 석신산 무수물, 2-에틸-4-메틸-2-(2-메틸펜틸)-헵틸 석신산 무수물 및/또는 2-에틸-4,6-디메틸-2-프로필노닐 석신산 무수물이다.
추가로, 예를 들면, 용어 "옥타데카닐 석신산 무수물"은 선형 및 분지형 옥타데카닐 석신산 무수물(들)을 포함한다는 것이 인식된다. 선형 옥타데카닐 석신산 무수물(들)의 하나의 구체적인 예는 n-옥타데카닐 석신산 무수물이다. 분지형 헥사데카닐 석신산 무수물(들)의 구체적인 예는 16-메틸헵타데카닐 석신산 무수물, 15-메틸헵타데카닐 석신산 무수물, 14-메틸헵타데카닐 석신산 무수물, 13-메틸헵타데카닐 석신산 무수물, 12-메틸헵타데카닐 석신산 무수물, 11-메틸헵타데카닐 석신산 무수물, 10-메틸헵타데카닐 석신산 무수물, 9-메틸헵타데카닐 석신산 무수물, 8-메틸헵타데카닐 석신산 무수물, 7-메틸헵타데카닐 석신산 무수물, 6-메틸헵타데카닐 석신산 무수물, 5-메틸헵타데카닐 석신산 무수물, 4-메틸헵타데카닐 석신산 무수물, 3-메틸헵타데카닐 석신산 무수물, 2-메틸헵타데카닐 석신산 무수물, 1-메틸헵타데카닐 석신산 무수물, 14-에틸헥사데카닐 석신산 무수물, 13-에틸헥사데카닐 석신산 무수물, 12-에틸헥사데카닐 석신산 무수물, 11-에틸헥사데카닐 석신산 무수물, 10-에틸헥사데카닐 석신산 무수물, 9-에틸헥사데카닐 석신산 무수물, 8-에틸헥사데카닐 석신산 무수물, 7-에틸헥사데카닐 석신산 무수물, 6-에틸헥사데카닐 석신산 무수물, 5-에틸헥사데카닐 석신산 무수물, 4-에틸헥사데카닐 석신산 무수물, 3-에틸헥사데카닐 석신산 무수물, 2-에틸헥사데카닐 석신산 무수물, 1-에틸헥사데카닐 석신산 무수물, 2-헥실도데카닐 석신산 무수물, 2-헵틸운데카닐 석신산 무수물, 이소-옥타데카닐 석신산 무수물 및/또는 1-옥틸-2-데카닐 석신산 무수물이다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 알킬 일치환된 석신산 무수물은 부틸석신산 무수물, 헥실석신산 무수물, 헵틸석신산 무수물, 옥틸석신산 무수물, 헥사데카닐 석신산 무수물, 옥타데카닐 석신산 무수물, 및 이의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 1종의 알킬 일치환된 석신산 무수물이다. 예를 들면, 하나의 알킬 일치환된 석신산 무수물은 부틸석신산 무수물이다. 대안적으로, 하나의 알킬 일치환된 석신산 무수물은 헥실석신산 무수물이다. 대안적으로, 하나의 알킬 일치환된 석신산 무수물은 헵틸석신산 무수물 또는 옥틸석신산 무수물이다. 대안적으로, 하나의 알킬 일치환된 석신산 무수물은 헥사데카닐 석신산 무수물이다. 예를 들면, 하나의 알킬 일치환된 석신산 무수물은 선형 헥사데카닐 석신산 무수물, 예를 들면, n-헥사데카닐 석신산 무수물 또는 분지형 헥사데카닐 석신산 무수물, 예를 들면, 1-헥실-2-데카닐 석신산 무수물이다. 대안적으로, 하나의 알킬 일치환된 석신산 무수물은 옥타데카닐 석신산 무수물이다. 예를 들면, 하나의 알킬 일치환된 석신산 무수물은 선형 옥타데카닐 석신산 무수물, 예를 들면, n-옥타데카닐 석신산 무수물 또는 분지형 옥타데카닐 석신산 무수물, 예를 들면, 이소-옥타데카닐 석신산 무수물 또는 1-옥틸-2-데카닐 석신산 무수물이다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나의 알킬 일치환된 석신산 무수물은 부틸석신산 무수물, 예를 들면, n-부틸석신산 무수물이다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 2종 이상의 알킬 일치환된 석신산 무수물의 혼합물이다. 예를 들면, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 2 또는 3종의 알킬 일치환된 석신산 무수물의 혼합물이다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 치환기에서 C2 내지 C30, 바람직하게는 C3 내지 C25, 가장 바람직하게는 C4 내지 C20의 탄소 원자의 총량을 갖는 선형 또는 분지형 알케닐기인 하나의 기로 일치환된 석신산 무수물로 구성된다.
본 발명의 의미에서 용어 "알케닐"은 탄소 및 수소로 이루어진 선형 또는 분지형, 불포화 유기 화합물을 지칭한다. 상기 유기 화합물은 치환기에서 하나 이상의 이중 결합, 바람직하게는 하나의 이중 결합을 추가로 함유한다. 다시 말해서, "알케닐 일치환된 석신산 무수물"은 펜던트 석신산 무수물기를 함유하는 선형 또는 분지형, 불포화 탄화수소 쇄로 이루어진다. 본 발명의 의미에서 용어 "알케닐"은 시스 및 트랜스 이성체를 포함한다는 것이 인식된다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 하나 이상의 선형 또는 분지형 알케닐 일치환된 석신산 무수물이다. 예를 들면, 하나 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물은 에테닐석신산 무수물, 프로페닐석신산 무수물, 부테닐석신산 무수물, 트리이소부테닐 석신산 무수물, 펜테닐석신산 무수물, 헥세닐석신산 무수물, 헵테닐석신산 무수물, 옥테닐석신산 무수물, 노네닐석신산 무수물, 데세닐 석신산 무수물, 도데세닐 석신산 무수물, 헥사데세닐 석신산 무수물, 옥타데세닐 석신산 무수물, 및 이의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
따라서, 예를 들면, 용어 "헥사데세닐 석신산 무수물"은 선형 및 분지형 헥사데세닐 석신산 무수물(들)을 포함한다는 것이 인식된다. 선형 헥사데세닐 석신산 무수물(들)의 하나의 구체적인 예는 n-헥사데세닐 석신산 무수물, 예를 들면, 14-헥사데세닐 석신산 무수물, 13-헥사데세닐 석신산 무수물, 12-헥사데세닐 석신산 무수물, 11-헥사데세닐 석신산 무수물, 10-헥사데세닐 석신산 무수물, 9-헥사데세닐 석신산 무수물, 8-헥사데세닐 석신산 무수물, 7-헥사데세닐 석신산 무수물, 6-헥사데세닐 석신산 무수물, 5-헥사데세닐 석신산 무수물, 4-헥사데세닐 석신산 무수물, 3-헥사데세닐 석신산 무수물 및/또는 2-헥사데세닐 석신산 무수물이다. 분지형 헥사데세닐 석신산 무수물(들)의 구체적인 예는 14-메틸-9-펜타데세닐 석신산 무수물, 14-메틸-2-펜타데세닐 석신산 무수물, 1-헥실-2-데세닐 석신산 무수물 및/또는 이소-헥사데세닐 석신산 무수물이다.
추가로, 예를 들면, 용어 "옥타데세닐 석신산 무수물"은 선형 및 분지형 옥타데세닐 석신산 무수물(들)을 포함한다는 것이 인식된다. 선형 옥타데세닐 석신산 무수물(들)의 하나의 구체적인 예는 n-옥타데세닐 석신산 무수물, 예를 들면, 16-옥타데세닐 석신산 무수물, 15-옥타데세닐 석신산 무수물, 14-옥타데세닐 석신산 무수물, 13-옥타데세닐 석신산 무수물, 12-옥타데세닐 석신산 무수물, 11-옥타데세닐 석신산 무수물, 10-옥타데세닐 석신산 무수물, 9-옥타데세닐 석신산 무수물, 8-옥타데세닐 석신산 무수물, 7-옥타데세닐 석신산 무수물, 6-옥타데세닐 석신산 무수물, 5-옥타데세닐 석신산 무수물, 4-옥타데세닐 석신산 무수물, 3-옥타데세닐 석신산 무수물 및/또는 2-옥타데세닐 석신산 무수물이다. 분지형 옥타데세닐 석신산 무수물(들)의 구체적인 예는 16-메틸-9-헵타데세닐 석신산 무수물, 16-메틸-7-헵타데세닐 석신산 무수물, 1-옥틸-2-데세닐 석신산 무수물 및/또는 이소-옥타데세닐 석신산 무수물이다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물은 헥세닐석신산 무수물, 옥테닐석신산 무수물, 헥사데세닐 석신산 무수물, 옥타데세닐 석신산 무수물, 및 이의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 하나의 알케닐 일치환된 석신산 무수물이다. 예를 들면, 하나의 알케닐 일치환된 석신산 무수물은 헥세닐석신산 무수물이다. 대안적으로, 하나의 알케닐 일치환된 석신산 무수물은 옥테닐석신산 무수물이다. 대안적으로, 하나의 알케닐 일치환된 석신산 무수물은 헥사데세닐 석신산 무수물이다. 예를 들면, 하나의 알케닐 일치환된 석신산 무수물은 선형 헥사데세닐 석신산 무수물, 예를 들면, n-헥사데세닐 석신산 무수물 또는 분지형 헥사데세닐 석신산 무수물, 예를 들면, 1-헥실-2-데세닐 석신산 무수물이다. 대안적으로, 하나의 알케닐 일치환된 석신산 무수물은 옥타데세닐 석신산 무수물이다. 예를 들면, 하나의 알킬 일치환된 석신산 무수물은 선형 옥타데세닐 석신산 무수물, 예를 들면, n-옥타데세닐 석신산 무수물 또는 분지형 옥타데세닐 석신산 무수물, 예를 들면, 이소-옥타데세닐 석신산 무수물, 또는 1-옥틸-2-데세닐 석신산 무수물이다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나의 알케닐 일치환된 석신산 무수물은 선형 옥타데세닐 석신산 무수물, 예를 들면, n-옥타데세닐 석신산 무수물이다. 본 발명의 또 다른 실시양태에서, 하나의 알케닐 일치환된 석신산 무수물은 선형 옥테닐석신산 무수물, 예를 들면, n-옥테닐석신산 무수물이다.
하나 이상의 일치환된 석신산 무수물이 하나의 알케닐 일치환된 석신산 무수물인 경우, 하나의 알케닐 일치환된 석신산 무수물은 단계 b)에서 제공된 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물의 총 중량을 기준으로 ≥ 95 중량%, 바람직하게는 ≥ 96.5 중량%의 양으로 존재한다는 것이 인식된다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 2종 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물의 혼합물이다. 예를 들면, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 2 또는 3종의 알케닐 일치환된 석신산 무수물의 혼합물이다.
하나 이상의 일치환된 석신산 무수물이 2종 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물의 혼합물인 경우, 하나의 알케닐 일치환된 석신산 무수물은 선형 또는 분지형 옥타데세닐 석신산 무수물이고, 각각의 추가의 알케닐 일치환된 석신산 무수물은 에테닐석신산 무수물, 프로페닐석신산 무수물, 부테닐석신산 무수물, 펜테닐석신산 무수물, 헥세닐석신산 무수물, 헵테닐석신산 무수물, 노네닐석신산 무수물, 헥사데세닐 석신산 무수물 및 이의 혼합물로부터 선택된다. 예를 들면, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 2종 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물의 혼합물이고, 여기서 하나의 알케닐 일치환된 석신산 무수물은 선형 옥타데세닐 석신산 무수물이고, 각각의 추가의 알케닐 일치환된 석신산 무수물은 에테닐석신산 무수물, 프로페닐석신산 무수물, 부테닐석신산 무수물, 펜테닐석신산 무수물, 헥세닐석신산 무수물, 헵테닐석신산 무수물, 노네닐석신산 무수물, 헥사데세닐 석신산 무수물 및 이의 혼합물로부터 선택된다. 대안적으로, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 2종 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물의 혼합물이고, 여기서 하나의 알케닐 일치환된 석신산 무수물은 분지형 옥타데세닐 석신산 무수물이고, 각각의 추가의 알케닐 일치환된 석신산 무수물은 에테닐석신산 무수물, 프로페닐석신산 무수물, 부테닐석신산 무수물, 펜테닐석신산 무수물, 헥세닐석신산 무수물, 헵테닐석신산 무수물, 노네닐석신산 무수물, 헥사데세닐 석신산 무수물 및 이의 혼합물로부터 선택된다.
예를 들면, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 선형 또는 분지형 헥사데세닐 석신산 무수물(들)과 같은 하나 이상의 헥사데세닐 석신산 무수물, 및 선형 또는 분지형 옥타데세닐 석신산 무수물(들)과 같은 하나 이상의 옥타데세닐 석신산 무수물을 포함하는 2종 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물의 혼합물이다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 선형 헥사데세닐 석신산 무수물(들) 및 선형 옥타데세닐 석신산 무수물(들)을 포함하는 2종 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물의 혼합물이다. 대안적으로, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 분지형 헥사데세닐 석신산 무수물(들) 및 분지형 옥타데세닐 석신산 무수물(들)을 포함하는 2종 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물의 혼합물이다. 예를 들면, 하나 이상의 헥사데세닐 석신산 무수물은 n-헥사데세닐 석신산 무수물과 같은 선형 헥사데세닐 석신산 무수물 및/또는 1-헥실-2-데세닐 석신산 무수물과 같은 분지형 헥사데세닐 석신산 무수물이다. 추가로 또는 대안적으로, 하나 이상의 옥타데세닐 석신산 무수물은 n-옥타데세닐 석신산 무수물과 같은 선형 옥타데세닐 석신산 무수물 및/또는 이소-옥타데세닐 석신산 무수물 및/또는 1-옥틸-2-데세닐 석신산 무수물과 같은 분지형 옥타데세닐 석신산 무수물이다.
하나 이상의 일치환된 석신산 무수물이 2종 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물의 혼합물인 경우, 하나의 알케닐 일치환된 석신산 무수물은 단계 b)에서 제공된 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물의 총 중량을 기준으로 20 내지 60 중량%, 바람직하게는 30 내지 50 중량%의 양으로 존재한다는 것이 인식된다.
예를 들면, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물이 선형 또는 분지형 헥사데세닐 석신산 무수물(들)과 같은 하나 이상의 헥사데세닐 석신산 무수물(들), 및 선형 또는 분지형 헥사데세닐 석신산 무수물(들)과 같은 하나 이상의 옥타데세닐 석신산 무수물(들)을 포함하는 2종 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물의 혼합물인 경우, 하나 이상의 옥타데세닐 석신산 무수물(들)은 단계 b)에서 제공된 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물의 총 중량을 기준으로 20 내지 60 중량%, 바람직하게는 30 내지 50 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다.
또한 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 하나 이상의 알킬 일치환된 석신산 무수물 및 하나 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물의 혼합물일 수 있다는 것이 인식된다.
하나 이상의 일치환된 석신산 무수물이 하나 이상의 알킬 일치환된 석신산 무수물 및 하나 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물의 혼합물인 경우, 하나 이상의 알킬 일치환된 석신산 무수물의 알킬 치환기 및 하나 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물의 알케닐 치환기는 바람직하게는 동일하다는 것이 인식된다. 예를 들면, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 에틸석신산 무수물 및 에테닐석신산 무수물의 혼합물이다. 대안적으로, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 프로필석신산 무수물 및 프로페닐석신산 무수물의 혼합물이다. 대안적으로, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 부틸석신산 무수물 및 부테닐석신산 무수물의 혼합물이다. 대안적으로, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 트리이소부틸 석신산 무수물 및 트리이소부테닐 석신산 무수물의 혼합물이다. 대안적으로, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 펜틸석신산 무수물 및 펜테닐석신산 무수물의 혼합물이다. 대안적으로, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 헥실석신산 무수물 및 헥세닐석신산 무수물의 혼합물이다. 대안적으로, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 헵틸석신산 무수물 및 헵테닐석신산 무수물의 혼합물이다. 대안적으로, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 옥틸석신산 무수물 및 옥테닐석신산 무수물의 혼합물이다. 대안적으로, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 노닐석신산 무수물 및 노네닐석신산 무수물의 혼합물이다. 대안적으로, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 데실 석신산 무수물 및 데세닐 석신산 무수물의 혼합물이다. 대안적으로, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 도데실 석신산 무수물 및 도데세닐 석신산 무수물의 혼합물이다. 대안적으로, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 헥사데카닐 석신산 무수물 및 헥사데세닐 석신산 무수물의 혼합물이다. 예를 들면, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 선형 헥사데카닐 석신산 무수물 및 선형 헥사데세닐 석신산 무수물의 혼합물 또는 분지형 헥사데카닐 석신산 무수물 및 분지형 헥사데세닐 석신산 무수물의 혼합물이다. 대안적으로, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 옥타데카닐 석신산 무수물 및 옥타데세닐 석신산 무수물의 혼합물이다. 예를 들면, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 선형 옥타데카닐 석신산 무수물 및 선형 옥타데세닐 석신산 무수물의 혼합물 또는 분지형 옥타데카닐 석신산 무수물 및 분지형 옥타데세닐 석신산 무수물의 혼합물이다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 노닐석신산 무수물 및 노네닐석신산 무수물의 혼합물이다.
하나 이상의 일치환된 석신산 무수물이 하나 이상의 알킬 일치환된 석신산 무수물 및 하나 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물의 혼합물인 경우, 하나 이상의 알킬 일치환된 석신산 무수물과 하나 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물 사이의 중량비는 90:10 내지 10:90(중량%/중량%)이다. 예를 들면, 하나 이상의 알킬 일치환된 석신산 무수물과 하나 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물 사이의 중량비는 70:30 내지 30:70(중량%/중량%) 또는 60:40 내지 40:60이다.
임의로, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 본 발명의 방법의 단계 b)에서 하나 이상의 일치환된 석신산과 조합되어 제공된다.
표현 "하나 이상의" 일치환된 석신산은 1종 이상의 일치환된 석신산이 본 발명의 방법의 단계 b)에서 제공될 수 있다는 것을 의미하는 것으로 인식된다.
따라서, 하나 이상의 일치환된 석신산은 1종의 일치환된 석신산일 수 있다는 것을 주의하여야 한다. 대안적으로, 하나 이상의 일치환된 석신산은 2종 이상의 일치환된 석신산의 혼합물일 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 일치환된 석신산은 2종의 일치환된 석신산과 같이 2 또는 3종의 일치환된 석신산의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 일치환된 석신산은 1종의 일치환된 석신산이다.
하나 이상의 일치환된 석신산은 표면 처리제를 나타내고, 치환기에서 C2 내지 C30의 탄소 원자의 총량을 갖는 임의의 선형, 분지형, 지방족 및 환형 기로부터 선택된 기로 일치환된 석신산으로 구성된다는 것이 인식된다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 일치환된 석신산은 치환기에서 C3 내지 C25의 탄소 원자의 총량을 갖는 선형, 분지형, 지방족 및 환형 기로부터 선택된 기로 일치환된 석신산으로 구성된다. 예를 들면, 하나 이상의 일치환된 석신산은 치환기에서 C4 내지 C20의 탄소 원자의 총량을 갖는 선형, 분지형, 지방족 및 환형 기로부터 선택된 기로 일치환된 석신산으로 구성된다.
하나 이상의 일치환된 석신산 무수물이 방법 단계 b)에서 하나 이상의 일치환된 석신산과 함께 제공되는 경우, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 하나 이상의 일치환된 석신산은 동일하거나 상이한 치환기를 포함할 수 있다는 것이 인식된다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 일치환된 석신산의 석신산 분자 및 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물의 석신산 무수물 분자는 치환기에서 C2 내지 C30, 바람직하게는 C3 내지 C25, 가장 바람직하게는 C4 내지 C20의 탄소 원자의 총량을 갖는 임의의 선형, 분지형, 지방족 및 환형 기로부터 선택된 동일한 기로 일치환된다.
하나 이상의 일치환된 석신산 무수물이 하나 이상의 일치환된 석신산과 조합으로 제공되는 경우, 하나 이상의 일치환된 석신산은 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 하나 이상의 일치환된 석신산의 몰 총합을 기준으로 ≤ 10 몰%의 양으로 존재한다. 예를 들면, 하나 이상의 일치환된 석신산은 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 하나 이상의 일치환된 석신산의 몰 총합을 기준으로 ≤ 5 몰%, 바람직하게는 ≤ 2.5 몰%, 가장 바람직하게는 ≤ 1 몰%의 양으로 존재한다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 하나 이상의 일치환된 석신산은 방법 단계 b)에서 제공된다.
하나 이상의 일치환된 석신산 무수물이 방법 단계 b)에서 제공된 하나 이상의 일치환된 석신산과 조합으로 제공되는 경우, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 하나 이상의 일치환된 석신산은 바람직하게는 블렌드로서 제공된다.
최종 제품의 개선된 유동성 및 중합체 조성물의 중합체 매트릭스 중의 이의 개선된 분산을 달성하기 위하여, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.1 내지 3 중량%의 총량으로 제공된다는 것이 인식된다.
예를 들면, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물은 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.1 내지 2.5 중량%의 양으로, 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%의 양으로, 더 바람직하게는 0.3 내지 1.5 중량%의 양으로, 훨씬 더 바람직하게는 0.3 내지 1 중량%의 양으로, 가장 바람직하게는 0.3 내지 0.8 중량%의 양으로 제공된다.
하나 이상의 일치환된 석신산 무수물이 방법 단계 b)에서 하나 이상의 일치환된 석신산과 조합으로 제공되는 경우, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 임의의 하나 이상의 일치환된 석신산은 바람직하게는 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.1 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 2.5 중량%, 더 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%, 훨씬 더 바람직하게는 0.3 내지 1.5 중량%, 훨씬 더 바람직하게는 0.3 내지 1 중량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 0.8 중량%의 총량으로 제공된다.
추가로 또는 대안적으로, 본 발명의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 임의의 하나 이상의 일치환된 석신산은 바람직하게는 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상의 상기 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 임의의 하나 이상의 일치환된 석신산의 총 중량이 단계 a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재 1 m2당 5 mg 미만이 되도록 하는 양으로 제공된다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 본 발명의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 임의의 하나 이상의 일치환된 석신산은 바람직하게는 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상의 상기 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 일치환된 석신산 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)의 총 중량이 단계 a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재 1 m2당 4.5 mg 미만, 가장 바람직하게는 4.0 mg 미만이 되도록 하는 양으로 제공된다.
예를 들면, 본 발명의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 임의의 하나 이상의 일치환된 석신산은 바람직하게는 표면 처리된 충전재 생성물의 표면 상의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 임의의 하나 이상의 일치환된 석신산의 총 중량이 단계 a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재 1 m2당 0.1 내지 5 mg, 더 바람직하게는 0.2 내지 4 mg, 가장 바람직하게는 1 내지 4 mg이 되도록 하는 양으로 제공된다.
추가로 또는 대안적으로, 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 본 발명의 방법의 임의의 하나 이상의 일치환된 석신산은 용융 또는 액체 상태로 제공된다는 것, 즉, 상기 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물, 및 임의의 하나 이상의 일치환된 석신산은 적절한 기구, 예를 들면, 5 s-1의 전단율 및 +20℃(±2℃)에서 측정 셀 TEZ 150 P-C 및 CC 28.7 측정 시스템이 장착된 피지카(Physica) MCR 300 레오미터(Paar Physica)에 의해 측정할 때, +20℃(±2℃)에서 5 000 미만, 바람직하게는 2 500 미만, 더 바람직하게는 1.000 mPaㆍs 미만, 가장 바람직하게는 500 mPaㆍs 미만의 점도를 특징으로 한다는 것을 주의한다.
단계 c)의 특성화: 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 제공
본 발명의 방법의 단계 c)에 따라, 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물이 제공된다.
지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 "혼합물"이라는 용어는 2종 이상의 지방족 선형 또는 분지형 카복실산이 본 발명의 단계 c)에서 제공된다는 것을 의미하고, 단 2종 이상의 지방족 선형 또는 분지형 카복실산 중 하나는 스테아르산이다. 바람직하게는, 혼합물은 3종 이상, 예를 들면, 3 또는 4 또는 5종의 지방족 선형 또는 분지형 카복실산을 포함하고, 단, 3종 이상의 지방족 선형 또는 분지형 카복실산 중 하나는 스테아르산이다.
일치환된 석신산 무수물(들) 및 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물에 의한 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 처리는, 일치환된 석신산 무수물(들)만으로, 즉, 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 없이, 표면 처리된 물질과 비교하여, 탄산칼슘 함유 충전재의 유동성을 개선시키는데 유리하다는 것이 명확하게 밝혀졌다. 추가의 이점은 일치환된 석신산 무수물(들)만으로, 즉, 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 없이, 표면 처리된 물질과 비교하여, 중합체 조성물의 중합체 매트릭스 중의 수득된 생성물의 분산이 개선된다는 점이다.
따라서, 본 발명의 하나의 필요조건은 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물이 단계 c)에서 제공된다는 것이다. 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 본 발명의 목적에 유리한 것으로 명확하게 밝혀졌다.
따라서, 본 발명의 하나의 특정한 필요조건은 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물이 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상, 예를 들면, 10.0 내지 98.0 중량%의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함한다는 것이다.
하나의 실시양태에서, 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 혼합물의 총 중량을 기준으로 20.0 중량% 이상, 예를 들면, 20.0 내지 98.0 중량%, 바람직하게는 30.0 중량% 이상, 예를 들면, 30.0 내지 98.0 중량%, 더 바람직하게는 40.0 중량% 이상, 예를 들면, 40.0 내지 98.0 중량%, 가장 바람직하게는 50 중량% 이상, 예를 들면, 50.0 내지 98.0 중량%의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함한다. 따라서, 혼합물은 C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 혼합물의 총 중량을 기준으로 90.0 중량% 이하, 예를 들면, 2.0 내지 90.0 중량%, 바람직하게는 80.0 중량% 이하, 예를 들면, 2.0 내지 80.0 중량%, 더 바람직하게는 70.0 중량% 이하, 예를 들면, 2.0 내지 70.0 중량%, 훨씬 더 바람직하게는 60.0 중량% 이하, 예를 들면, 2.0 내지 60.0 중량%, 가장 바람직하게는 50.0 중량% 이하, 예를 들면, 2.0 내지 50.0 중량%의 양으로 포함한다.
본 발명의 의미에서 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)의 혼합물의 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)은 하나 이상의 직쇄, 측쇄, 포화, 불포화 및/또는 지환족 카복실산으로부터 선택될 수 있다는 것이 인식된다. 바람직하게는, 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)의 혼합물의 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)은 모노카복실산(들)이고, 즉, 하나 이상의 추가의 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)은 단일 카복실기가 존재한다는 것을 특징으로 한다. 상기 카복실기는 탄소 골격의 말단에 위치한다.
따라서, 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 스테아르산 및 C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함한다. 바람직하게는, 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 스테아르산 및 C8 내지 C22, 더 바람직하게는 C10 내지 C22, 훨씬 더 바람직하게는 C12 내지 C20, 가장 바람직하게는 C14 내지 C20의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함한다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)의 혼합물의 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)은 포화 비분지형 카복실산으로부터 선택되고, 다시 말해서, 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)의 혼합물의 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)은 바람직하게는 옥탄산, 노난산, 데칸산, 운데칸산, 라우르산, 트리데칸산, 미리스트산, 펜타데칸산, 팔미트산, 헵타데칸산, 노나데칸산, 아라킨산, 헤테이코산산, 베헨산, 트리코산산, 리그노세르산 및 이의 혼합물로 구성되는 카복실산의 군으로부터 선택된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)의 혼합물의 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)은 옥탄산, 데칸산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 아라킨산 및 이의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)의 혼합물의 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)은 미리스트산, 팔미트산 및 이의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
하나의 실시양태에서, 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 스테아르산과, 옥탄산, 데칸산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 아라킨산 및 이의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함한다. 바람직하게는, 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 스테아르산과, 미리스트산, 팔미트산 및 이의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함한다.
단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물이 스테아르산과, 미리스트산, 팔미트산 및 이의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 경우, 혼합물은 스테아르산 및 미리스트산 및/또는 팔미트산을 혼합물의 총 중량을 기준으로 60.0 중량% 이상, 바람직하게는 70.0 중량% 이상, 더 바람직하게는 80.0 중량% 이상, 가장 바람직하게는 90 중량% 이상, 예를 들면, 90.0 내지 99.0 중량%의 양으로 포함한다는 것이 인식된다. 따라서, 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물이 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 소량으로 포함하는 것, 즉, 각각의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산이 혼합물의 총 중량을 기준으로 3.0 중량%를 초과하지 않는 양, 바람직하게는 2.0 중량%를 초과하지 않는 양, 가장 바람직하게는 1.0 중량%를 초과하지 않는 양으로 혼합물 중에 존재하는 것은 배제되지 않는다.
최종 제품의 개선된 유동성 및 중합체 조성물의 중합체 매트릭스 중의 이의 개선된 분산을 달성하기 위하여, 스테아르산 및 C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.1 내지 3 중량%의 총량으로 제공된다는 것이 인식된다.
예를 들면, 스테아르산 및 C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.1 내지 2.5 중량%의 양으로, 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%의 양으로, 더 바람직하게는 0.3 내지 1.5 중량%의 양으로, 훨씬 더 바람직하게는 0.3 내지 1 중량%의 양으로, 가장 바람직하게는 0.3 내지 0.8 중량%의 양으로 제공된다.
추가로 또는 대안적으로, 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 바람직하게는 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들), 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)을 포함하는, 상기 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 총 중량이 단계 a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재 1 m2당 5 mg 미만이 되도록 하는 양으로 제공된다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 바람직하게는 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상의 상기 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)의 총 중량이 단계 a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재 1 m2당 4.5 mg 미만, 가장 바람직하게는 4.0 mg 미만이 되도록 하는 양으로 제공된다.
예를 들면, 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 바람직하게는 표면 처리된 충전재 생성물의 표면 상의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)의 총 중량이 단계 a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재 1 m2당 0.1 내지 5 mg, 더 바람직하게는 0.2 내지 4 mg, 가장 바람직하게는 1 내지 4 mg이 되도록 하는 양으로 제공된다.
단계 d)의 특성화: 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재와 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 접촉
본 발명의 단계 d)에 따라, 단계 a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면은 혼합하면서, 하나 이상의 단계에서, 임의의 순서로, 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 단계 c)의 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물과 접촉하여, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들) 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)을 포함하는 처리층이 단계 a)의 상기 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상에 형성된다.
하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재를 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물과 접촉시키는 단계 d)는 혼합 조건하에 수행된다. 숙련가는 그의 공정 장치에 따라 이러한 혼합 조건(예를 들면, 혼합 펠렛의 구성 및 혼합 속도)을 개조할 것이다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 방법은 연속 공정일 수 있다. 이 경우, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재를 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물과 일정한 흐름으로 접촉시켜, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 일정한 농도를 단계 d) 동안 제공하는 것이 가능하다.
대안적으로, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물과 하나의 단계에서 접촉하고, 여기서 상기 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 바람직하게는 한번에 첨가된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 방법은 배치 공정일 수 있고, 즉, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물과 하나 이상의 단계에서 접촉하고, 여기서 상기 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 바람직하게는 대략 동일한 양으로 첨가된다. 대안적으로, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재에 대하여 동일하지 않은 양으로, 즉, 더 크거나 작은 양으로 첨가하는 것이 또한 가능하다.
본 발명의 하나의 실시양태에 따라, 접촉 단계 d)는 0.1 내지 1000 초의 시간 기간 동안 배치 또는 연속 공정으로 수행된다. 예를 들면, 접촉 단계 d)는 연속 공정이고, 하나 또는 수개의 접촉 단계를 포함하고, 총 접촉 시간은 0.1 내지 20 초, 바람직하게는 0.5 내지 15 초, 가장 바람직하게는 1 내지 10 초이다.
접촉 단계 d)는 임의의 순서로 수행될 수 있다는 것이 인식된다. 예를 들면, 접촉 단계 d)는 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을 동시에 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재에 가함으로써 수행된다. 이러한 실시양태에서, 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 바람직하게는 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재에 블렌드로서 첨가된다.
대안적으로, 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 전 또는 후에 첨가된다.
유리한 효과는 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물이 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 다음에 첨가되는 경우에 특히 수득된다는 것이 인식된다.
하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 작업 가능한 점도를 특징으로 하여야 하고, 즉, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 용융 또는 액체 상태이어야 한다는 것이 인식된다.
따라서, 접촉 단계 d) 전 및/또는 동안의 온도는 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물이 용융 또는 액체 상태가 되도록 조절되는 것이 필요하다.
일반적으로, 접촉 단계 d)는 20 내지 200℃, 바람직하게는 40 내지 150℃, 가장 바람직하게는 60 내지 130℃의 처리 온도에서 수행된다.
바람직하게는, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물이 액체 상태로, 즉, 298.15 K(25℃)의 온도 및 정확히 100 000 Pa(1 bar, 14.5 psi, 0.98692 atm)의 절대 압력을 지칭하는 표준 주위 온도 및 압력(standard ambient temperature and pressure, SATP)하에 제공되는 경우, 접촉 단계 d)는 실온, 또는 실온을 초과하는 온도, 즉, 20 내지 200℃, 바람직하게는 20 내지 150℃, 가장 바람직하게는 20 내지 130℃에서 수행될 수 있다는 것이 인식된다.
하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물이 용융 상태로 제공되는 경우, 접촉 단계 d) 전 및/또는 동안의 온도는 온도가 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 융점보다 2℃ 이상 높도록 조절된다는 것이 인식된다. 예를 들면, 접촉 단계 d) 전의 온도는 온도가 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 융점보다 2℃ 이상 높도록 조절된다. 대안적으로, 접촉 단계 d)의 전 및 동안의 온도는 온도가 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 융점보다 2℃ 이상 높도록 조절된다.
"하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 융점"이라는 단어는 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 또는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물, 또는 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을 포함하는 블렌드의 융점을 지칭한다는 것이 인식된다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 접촉 단계 d) 전 및/또는 동안의 온도는 온도가 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 융점보다 5℃ 이상, 바람직하게는, 8℃ 이상, 가장 바람직하게는 10℃ 이상 높도록 조절된다. 예를 들면, 접촉 단계 d) 전 및/또는 동안의 온도는 온도가 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 융점보다 2 내지 50℃, 바람직하게는 5 내지 40℃, 더 바람직하게는 8 내지 30℃, 가장 바람직하게는 10 내지 20℃만큼 높도록 조절된다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 따라서 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재와 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 접촉은 200℃ 미만의 처리 온도에서 수행된다. 예를 들면, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재와 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 접촉은 20 내지 200℃, 바람직하게는 40 내지 150℃, 가장 바람직하게는 60 내지 130℃의 처리 온도에서 수행된다.
하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재와 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 접촉을 수행하는 처리 시간은 1 000 초 이하의 기간, 바람직하게는 500 초 이하의 기간, 더 바람직하게는 250 초 이하의 기간, 가장 바람직하게는 0.1 내지 1 000 초의 기간 동안 수행된다. 예를 들면, 접촉 단계 d)는 0.1 내지 20 초, 바람직하게는 0.5 내지 15 초, 가장 바람직하게는 1 내지 10 초의 시간 기간 동안 수행된다. 일반적으로, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재와 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 접촉 기간은 상기 접촉 동안 적용된 처리 온도에 따라 결정된다. 예를 들면, 약 200℃의 처리 온도가 적용되는 경우, 처리 시간은, 예를 들면, 약 0.1 초만큼 짧다. 약 90℃의 처리 온도가 적용되는 경우, 처리 시간은, 예를 들면, 약 1000 초만큼 길 수 있다.
하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 접촉 단계 d)에서 단계 a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.1 내지 6 중량%의 총량으로 첨가된다는 것이 인식된다. 예를 들면, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물은 접촉 단계 d)에서 단계 a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.3 내지 4.0 중량% 또는 0.6 내지 3.0 중량%의 양으로 첨가된다.
접촉 단계 d)에 첨가되는 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물과 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 비는 광범위하게 다양할 수 있다. 그러나, 접촉 단계 d)는 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을 10:1 내지 1:10의 중량비[석신산 무수물/카복실산의 혼합물]로 가함으로써 수행되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 접촉 단계 d)는 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을 5:1 내지 1:5, 가장 바람직하게는 4:1 내지 1:4의 중량비[석신산 무수물/카복실산의 혼합물]로 가함으로써 수행된다.
유동성 뿐만 아니라 중합체 조성물의 중합체 매트릭스 중의 표면 처리된 충전재 생성물의 분산에 관한 유리한 결과는 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물을 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물과 비교하여 과량으로 첨가하는 경우, 또는 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을 동일한 양으로 첨가하는 경우에 달성된다는 것이 인식된다. 따라서, 접촉 단계 d)는 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을 4:1 내지 1:1의 중량비[석신산 무수물/카복실산의 혼합물]로 가함으로써 수행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 접촉 단계 d)가 수행되기 전에 예열되고, 즉, 활성화된다. 다시 말해서, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재는 접촉 단계 d)가 수행되기 전에 20 내지 200℃, 바람직하게는 40 내지 200℃, 더 바람직하게는 50 내지 150℃, 가장 바람직하게는 60 내지 130℃의 온도에서 처리된다.
하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 예열을 수행하는 처리 시간은 30 분 이하의 기간, 바람직하게는 20 분 이하의 기간, 더 바람직하게는 15 분 이하의 기간 동안 수행된다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 예열은 접촉 단계 d) 동안 실시된 온도와 대략 동일한 온도에서 수행된다.
본 발명의 의미에서 용어 "동일한" 온도는 접촉 단계 d) 동안 실시된 온도보다 20℃ 이하, 바람직하게는 15℃ 이하, 더 바람직하게는 10℃ 이하, 가장 바람직하게는 5℃ 이하만큼 낮거나 높은 예열 온도를 지칭한다.
따라서, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상에 형성된 처리층은 단계 b)의 탄산칼슘 함유 충전재와 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물의 접촉으로부터 반응 생성물로서 수득된 단계 b)에서 제공된 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)을 포함한다는 것이 인식된다. 이러한 경우, 표면 처리된 충전재 생성물의 처리층은 바람직하게는 단계 c)에서 상기 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상에 형성된 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물의 염 함유 반응 생성물(들)을 추가로 포함한다. 예를 들면, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물의 하나 이상의 칼슘 염 및/또는 마그네슘 염과 같은 염 함유 반응 생성물(들).
추가로, 하나 이상의 탄산칼슘 포함 충전재의 표면 상에 형성된 처리층은 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물, 및 단계 c)의 하나 이상의 탄산칼슘 포함 충전재와 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 접촉으로부터 수득된 이의 염 함유 반응 생성물(들)을 포함한다. 이러한 경우, 표면 처리된 충전재 생성물의 처리층은 바람직하게는 단계 c)에서 상기 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상에 형성된 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 염 함유 반응 생성물(들)을 추가로 포함한다. 예를 들면, 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 하나 이상의 칼슘 염 및/또는 마그네슘 염과 같은 염 함유 반응 생성물(들).
처리층은 바람직하게는 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들) 뿐만 아니라 표면 처리된 충전재의 표면 상의 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)의 총 중량이 하나 이상의 탄산칼슘 포함 충전재 1 m2당 0.2 내지 10 mg, 더 바람직하게는 0.4 내지 8 mg, 가장 바람직하게는 2 내지 8 mg인 것을 특징으로 한다.
처리층은 바람직하게는 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들) 뿐만 아니라 표면 처리된 충전재의 표면 상의 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)의 총 중량이 하나 이상의 탄산칼슘 포함 충전재 1 m2당 0.1 내지 2 중량%, 더 바람직하게는 0.2 내지 1 중량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 0.5 중량%인 것을 특징으로 한다.
수득된 표면 처리된 충전재는 처리층을 하나 이상의 탄산칼슘 포함 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.2 내지 6 중량%의 양으로, 바람직하게는 0.2 내지 5 중량%의 양으로, 더 바람직하게는 0.2 내지 4 중량%의 양으로, 훨씬 더 바람직하게는 0.2 내지 3 중량%의 양으로, 훨씬 더 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%의 양으로, 가장 바람직하게는 0.4 내지 1.6 중량%의 양으로 포함한다는 것이 추가로 인식된다.
따라서, 방법 단계 d)에서 수득된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재 생성물은 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재 및 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들) 뿐만 아니라 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 및/또는 염 함유 반응 생성물(들)을 포함하는 처리층을 포함하고, 바람직하게는 이로 구성된다는 것이 인식된다. 처리층은 단계 a)의 상기 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상에 형성된다.
추가로 또는 대안적으로, 표면 처리된 충전재 생성물의 처리층은 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)을 특정한 몰비로 포함한다. 예를 들면, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 대 이의 염 함유 반응 생성물(들)의 몰비는 99.9:0.1 내지 0.1:99.9, 바람직하게는 70:30 내지 90:10이다.
본 발명의 의미에서 "하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 대 이의 염 함유 반응 생성물(들)의 몰비"라는 단어는 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물의 분자량의 총합 대 이의 염 함유 반응 생성물 중의 일치환된 석신산 무수물 분자의 분자량의 총합을 지칭한다.
추가로 또는 대안적으로, 표면 처리된 충전재 생성물의 처리층은 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)을 특정한 몰비로 포함한다. 예를 들면, 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 대 이의 염 함유 반응 생성물(들)의 몰비는 99.9:0.1 내지 0.1:99.9, 바람직하게는 70:30 내지 90:10이다.
본 발명의 의미에서 "지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 대 이의 염 함유 반응 생성물(들)의 몰비"라는 단어는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 분자량의 총합 대 이의 염 함유 반응 생성물 중의 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 분자의 분자량의 총합을 지칭한다.
하나의 실시양태에서, 단계 d)에서 수득된 표면 처리된 충전재 생성물은 건조된다. 이러한 임의의 단계는 바람직하게는 수득된 표면 처리된 충전재 생성물의 수분 함량을 감소시키기 위하여 수행된다. 따라서, 단계 e)에서 수득된 건조된 표면 처리된 충전재 생성물은 건조 단계 전에, 즉, 단계 d) 후에 수득된 표면 처리된 충전재 생성물의 수분 함량보다 낮은 수분 함량을 갖는다.
본 발명의 하나의 실시양태에 따라, 따라서 방법은 단계 d)에서 수득된 표면 처리된 충전재 생성물을 건조시키는 추가의 단계 e)를 포함한다.
예를 들면, 임의의 건조 단계 e)는 60 내지 180℃, 바람직하게는 50 내지 150℃, 더 바람직하게는 60 내지 120℃, 가장 바람직하게는 80 내지 120℃ 범위의 온도에서, 주위 압력에서 또는 감압하에, 수득된 표면 처리된 충전재 생성물의 수분 함량이 감소될 때까지 수행된다.
하나의 실시양태에서, 임의의 건조 단계 e)는 수득된 표면 처리된 충전재 생성물이 표면 반응된 탄산칼슘의 총 중량을 기준으로 0.001 내지 20 중량%, 바람직하게는 0.005 내지 15 중량%, 더 바람직하게는 0.01 내지 10 중량%, 가장 바람직하게는 0.05 내지 5 중량% 범위가 될 때까지 수행된다.
임의의 건조 단계 e)는 주위 압력에서 또는 감압하에 수행될 수 있다는 것이 인식된다. 바람직하게는, 건조는 주위 압력에서 수행된다.
따라서, 임의의 건조 단계 e)는 바람직하게는 60 내지 180℃ 범위의 온도에서 주위 압력에서 수행된다. 예를 들면, 임의의 건조 단계 e)는 50 내지 150℃, 바람직하게는 60 내지 120℃, 더 바람직하게는 80 내지 120℃ 범위의 온도에서 주위 압력에서 수행된다.
하나의 실시양태에 따라, 따라서 본 발명은 일치환된 석신산 무수물(들), 및 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물로 표면 처리된 충전재 생성물을 제조하는 방법을 지칭하고, 방법은
a) 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재를 제공하는 단계,
b) 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물을 제공하는 단계,
c) 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을 제공하는 단계,
d) 단계 a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면을, 혼합하면서, 하나 이상의 단계에서, 임의의 순서로, 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 단계 c)의 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물과 접촉시켜, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들) 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)을 포함하는 처리층을 단계 a)의 상기 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상에 형성하는 단계, 및
e) 단계 d)에서 수득된 표면 처리된 충전재 생성물을 건조시키는 단계
를 포함하고, 여기서 접촉 단계 d) 전 및/또는 동안의 온도는 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물이 용융 또는 액체 상태가 되도록 조절된다.
본 발명에 따라 수득된 표면 처리된 충전재 생성물은 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물만으로, 즉, 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 실시 없이, 처리된 광물성 충전제와 비교하여, 우수한 유동성 특성 뿐만 아니라 중합체 조성물의 중합체 매트릭스 중의 분산 특성을 갖는다.
특히, 수득된 표면 처리된 충전재 생성물은, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물로만, 즉, 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 실시 없이, 처리된 동일한 표면 처리된 충전재 생성물과 비교하여, 15 kPa의 선행 전단 법선 응력으로 FT4 분말 레오미터(ASTM D7891-15)에서 전단 셀법으로 분말 유동성을 측정할 때, 7% 이상, 바람직하게는 7 내지 30%, 더 바람직하게는 10% 이상, 가장 바람직하게는 10 내지 30% 감소한 비한정 항복 강도(UYS), 또는 7% 이상, 바람직하게는 7 내지 30%, 더 바람직하게는 10% 이상, 가장 바람직하게는 10 내지 30% 증가한 유동 계수(FF)를 갖고/거나, FT4 분말 레오미터에서 안정성 및 가변 유량법을 통해 분말 유동성을 측정할 때, 7% 이상, 바람직하게는 7 내지 30%, 더 바람직하게는 10% 이상, 가장 바람직하게는 10 내지 30% 감소한 기본 유동성 에너지(BFE)를 갖는다. FT4 분말 레오미터(Freeman Technology, 영국 소재)는 분말 레오미터 소프트웨어(v 5.000.00012) 및 프리먼 테크놀로지 데이터 분석 소프트웨어 버전 4.0.17이 장착된다는 것이 인식된다.
수득된 매우 우수한 결과를 고려하여, 표면 처리된 충전재 생성물으로서,
a) 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재,
b) 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들), 및 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물, 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)을 포함하는 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상의 처리층
을 포함하고, 여기서 표면 처리된 충전재 생성물은 처리층을 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.2 내지 6 중량%의 양으로 포함하는, 표면 처리된 충전재 생성물이 제공된다.
하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물, 이의 염 함유 반응 생성물(들), 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물, 이의 염 함유 반응 생성물(들), 표면 처리된 충전재 생성물, 및 이의 바람직한 실시양태와 관련하여, 방법 단계 a), b), c) 및 d)를 논의할 때 상기 제공된 설명을 참조한다.
표면 처리된 충전재 생성물은 분말 형태인 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 표면 처리된 충전재 생성물은 본 발명의 방법에 의해 수득 가능하다(또는 수득된다).
따라서, 표면 처리된 충전재 생성물로서,
a) 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재,
b) 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들) 및 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물, 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)을 포함하는 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상의 처리층
을 포함하고, 여기서 표면 처리된 충전재 생성물은 처리층을 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.2 내지 6 중량%의 양으로 포함하고, 표면 처리된 충전재 생성물은 일치환된 석신산 무수물(들) 및 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물로 표면 처리된 충전재 생성물을 제조하는 방법에 의해 수득 가능하고(또는 수득되고), 방법은
a) 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재를 제공하는 단계,
b) 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물을 제공하는 단계,
c) 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을 제공하는 단계,
d) 단계 a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면을, 혼합하면서, 하나 이상의 단계에서, 임의의 순서로, 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 단계 c)의 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물과 접촉시켜, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들) 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)을 포함하는 처리층을 단계 a)의 상기 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상에 형성하는 단계
를 적어도 포함하고, 여기서 접촉 단계 d) 전 및/또는 동안의 온도는 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물이 용융 또는 액체 상태가 되도록 조절되는, 표면 처리된 충전재 생성물이 제공된다.
따라서 수득된 표면 처리된 충전재 생성물은 유리하게는 하나 이상의 중합체 수지 및 1 내지 95 중량%의 표면 처리된 충전재 생성물을 포함하는 중합체 조성물 중에 실시된다.
추가의 측면에서, 따라서 본 발명은 하나 이상의 중합체 수지 및 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 95 중량%의 표면 처리된 충전재 생성물을 포함하는 중합체 조성물을 지칭한다.
따라서, 중합체 조성물은 하나 이상의 중합체 수지를 포함한다. 중합체 수지는 조성물의 골격을 나타내고, 최종 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드에 강도, 유연성, 강인성 및 내구성을 제공한다.
본 발명에 따른 하나 이상의 중합체 수지는 중합체 조성물이 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드의 제조에 적합하기만 하면 특정한 수지 물질로 제한되지 않는다는 것이 인식된다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 중합체 수지는 하나 이상의 열가소성 중합체이다. 따라서, 하나 이상의 중합체 수지는 폴리올레핀, 폴리아미드, 할로겐 함유 중합체 및/또는 폴리에스테르의 단일중합체 및/또는 공중합체를 포함하는 군으로부터 선택된 열가소성 중합체인 것이 바람직하다.
추가로 또는 대안적으로, 하나 이상의 중합체 수지는 폴리올레핀의 단일중합체 및/또는 공중합체이다. 예를 들면, 하나 이상의 중합체 수지는 폴리올레핀의 단일중합체 및 공중합체이다. 대안적으로, 하나 이상의 중합체 수지는 폴리올레핀의 단일중합체 또는 공중합체이다.
하나 이상의 중합체 수지는 바람직하게는 폴리올레핀의 단일중합체인 것이 인식된다.
예를 들면, 폴리올레핀은 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌 및/또는 폴리부틸렌일 수 있다. 따라서, 폴리올레핀이 폴리에틸렌인 경우, 폴리올레핀은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)과 같은 폴리에틸렌의 단일중합체 및/또는 공중합체를 포함하는 군으로부터 선택된다.
예를 들면, 폴리올레핀은 폴리에틸렌의 단일중합체 및/또는 공중합체이다.
본 발명에서 사용되는 폴리에틸렌의 단일중합체라는 표현은 실질적으로, 즉, 폴리에틸렌의 총 중량을 기준으로 99.7 중량% 초과, 훨씬 더 바람직하게는 99.8 중량% 이상의 에틸렌 단위로 구성되는 폴리에틸렌을 포함하는 폴리에틸렌에 관한 것이다. 예를 들면, 에틸렌 단위만을 폴리에틸렌의 단일중합체 중에서 검출할 수 있다.
중합체 조성물의 하나 이상의 중합체 수지가 폴리에틸렌의 공중합체를 포함하는 경우, 폴리에틸렌은 주요 성분으로서 에틸렌으로부터 유도 가능한 단위를 함유한다는 것이 인식된다. 따라서, 폴리에틸렌의 공중합체는 폴리에틸렌의 총 중량을 기준으로 55 중량% 이상의 에틸렌으로부터 유도 가능한 단위, 더 바람직하게는 60 중량% 이상의 에틸렌으로부터 유도 가능한 단위를 포함한다. 예를 들면, 폴리에틸렌의 공중합체는 폴리에틸렌의 총 중량을 기준으로 60 내지 99.5 중량%, 더 바람직하게는 90 내지 99 중량%의 에틸렌으로부터 유도 가능한 단위를 포함한다. 폴리에틸렌의 이러한 공중합체 중에 존재하는 코모노머는 C3 내지 C10 α-올레핀, 바람직하게는 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐이고, 후자가 특히 바람직하다.
추가로 또는 대안적으로, 폴리올레핀은 폴리프로필렌의 단일중합체 및/또는 공중합체이다.
본 발명의 전반에서 사용되는 바와 같이 폴리프로필렌의 단일중합체라는 표현은 실질적으로, 즉, 폴리프로필렌의 총 중량을 기준으로 99 중량% 초과, 훨씬 더 바람직하게는 99.5 중량% 이상, 예를 들면, 99.8 중량% 이상의 프로필렌 단위로 구성되는 폴리프로필렌에 관한 것이다. 바람직한 실시양태에서, 프로필렌 단위만을 폴리프로필렌의 단일중합체 중에서 검출할 수 있다.
중합체 조성물의 하나 이상의 중합체 수지가 폴리프로필렌의 공중합체를 포함하는 경우, 폴리프로필렌은 바람직하게는 주요 성분으로서 프로필렌으로부터 유도 가능한 단위를 함유한다. 폴리프로필렌의 공중합체는 바람직하게는 프로필렌 및 C2 및/또는 하나 이상의 C4 내지 C10 α-올레핀으로부터 유도된 단위를 포함하고, 바람직하게는 이로 구성된다. 본 발명의 하나의 실시양태에서, 폴리프로필렌의 공중합체는 프로필렌, 및 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 α-올레핀으로부터 유도된 단위를 포함하고, 바람직하게는 이로 구성된다. 예를 들면, 폴리프로필렌의 공중합체는 프로필렌 및 에틸렌으로부터 유도된 단위를 포함하고, 바람직하게는 이로 구성된다. 본 발명의 하나의 실시양태에서, 프로필렌으로부터 유도 가능한 단위는 폴리프로필렌의 주요 부분, 즉, 폴리프로필렌의 총 중량을 기준으로 60 중량% 이상, 바람직하게는 70 중량% 이상, 더 바람직하게는 80 중량% 이상, 훨씬 더 바람직하게는 60 내지 99 중량%, 훨씬 더 바람직하게는 70 내지 99 중량%, 가장 바람직하게는 80 내지 99 중량%를 구성한다. 폴리프로필렌의 공중합체 중의 C2 및/또는 하나 이상의 C4 내지 C10 α-올레핀으로부터 유도된 단위의 양은 폴리프로필렌의 공중합체의 총 중량을 기준으로 1 내지 40 중량% 범위, 더 바람직하게는 1 내지 30 중량% 범위, 가장 바람직하게는 1 내지 20 중량% 범위이다.
폴리프로필렌의 공중합체가 프로필렌 및 에틸렌만으로부터 유도 가능한 단위만을 포함하는 경우, 에틸렌의 양은 바람직하게는 폴리프로필렌의 공중합체의 총 중량을 기준으로 1 내지 20 중량% 범위, 바람직하게는 1 내지 15 중량% 범위, 가장 바람직하게는 1 내지 10 중량% 범위이다. 따라서, 프로필렌의 양은 바람직하게는 폴리프로필렌의 공중합체의 총 중량을 기준으로 80 내지 99 중량% 범위, 바람직하게는 85 내지 99 중량% 범위, 가장 바람직하게는 90 내지 99 중량% 범위이다.
추가로 또는 대안적으로, 폴리올레핀은 폴리부틸렌의 단일중합체 및/또는 공중합체이다.
본 발명의 전반에서 사용되는 바와 같이 폴리부틸렌의 단일중합체라는 표현은 실질적으로, 즉, 폴리부틸렌의 총 중량을 기준으로 99 중량% 초과, 훨씬 더 바람직하게는 99.5 중량% 이상, 예를 들면, 99.8 중량% 이상의 부틸렌 단위를 구성하는 폴리부틸렌에 관한 것이다. 바람직한 실시양태에서 부틸렌 단위만을 폴리부틸렌의 단일중합체 중에서 검출할 수 있다.
중합체 조성물의 하나 이상의 중합체 수지가 폴리부틸렌의 공중합체를 포함하는 경우, 폴리부틸렌은 바람직하게는 주요 성분으로서 부틸렌으로부터 유도 가능한 단위를 함유한다. 폴리부틸렌의 공중합체는 바람직하게는 부틸렌 및 C2 및/또는 C3 및/또는 하나 이상의 C5 내지 C10 α-올레핀으로부터 유도된 단위를 포함하고, 바람직하게는 이로 구성된다. 본 발명의 하나의 실시양태에서, 폴리부틸렌의 공중합체는 부틸렌, 및 에틸렌, 1-프로펜, 1-펜텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 α-올레핀으로부터 유도된 단위를 포함하거나, 바람직하게는 이로 구성된다. 예를 들면, 폴리부틸렌의 공중합체는 부틸렌 및 에틸렌으로부터 유도된 단위를 포함하거나, 바람직하게는 이로 구성된다. 본 발명의 하나의 실시양태에서, 부틸렌으로부터 유도 가능한 단위는 폴리부틸렌의 주요 부분, 즉, 폴리부틸렌의 총 중량을 기준으로 60 중량% 이상, 바람직하게는 70 중량% 이상, 더 바람직하게는 80 중량% 이상, 훨씬 더 바람직하게는 60 내지 99 중량%, 훨씬 더 바람직하게는 70 내지 99 중량%, 가장 바람직하게는 80 내지 99 중량%를 구성한다. 폴리부틸렌의 공중합체 중의 C2 및/또는 C3 및/또는 하나 이상의 C5 내지 C10 α-올레핀으로부터 유도된 단위의 양은 폴리부틸렌의 공중합체의 총 중량을 기준으로 1 내지 40 중량% 범위, 더 바람직하게는 1 내지 30 중량% 범위, 가장 바람직하게는 1 내지 20 중량% 범위이다.
하나 이상의 중합체 수지가 할로겐 함유 중합체의 단일중합체 및/또는 공중합체인 경우, 하나 이상의 중합체 수지는 바람직하게는 폴리비닐클로라이드(PVC), 염화폴리비닐리덴(PVDC), 플루오르화폴리비닐리덴(PVDF) 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로부터 선택된다.
하나 이상의 중합체 수지가 폴리에스테르의 단일중합체 및/또는 공중합체인 경우, 하나 이상의 중합체 수지는 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 아프탈레이트(PEN), 또한 분해성 폴리에스테르, 예를 들면, 폴리락트산(폴리락타이드, PLA)으로부터 선택된다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 중합체 수지는 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌 및/또는 폴리부틸렌의 단일중합체이다. 예를 들면, 하나 이상의 중합체 수지는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌의 단일중합체이다. 대안적으로, 하나 이상의 중합체 수지는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 단일중합체이다. 본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 중합체 수지는 폴리프로필렌의 단일중합체이다.
표현 "하나 이상의" 중합체 수지는 1종 이상의 중합체 수지가 본 발명의 중합체 조성물에 존재할 수 있다는 것을 의미한다.
따라서, 하나 이상의 중합체 수지는 2종 이상의 중합체 수지의 혼합물일 수 있다는 것이 인식된다. 예를 들면, 하나 이상의 중합체 수지가 둘 이상의 중합체 수지의 혼합물인 경우, 하나의 중합체 수지는 폴리프로필렌의 단일중합체 또는 공중합체이고, 제2 또는 추가의 중합체 수지는 폴리에틸렌, 폴리부틸렌, 폴리아미드, 폴리에스테르, 할로겐 함유 중합체 및 이의 혼합물의 단일중합체 및/또는 공중합체를 포함하는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 중합체 수지는 1종의 중합체 수지이다. 바람직하게는, 하나 이상의 중합체 수지는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 단일중합체이다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 하나 이상의 중합체 수지는 100℃ 초과, 더 바람직하게는 150℃ 초과, 예를 들면, 200℃ 초과의 용융 온도 Tm을 갖는다. 예를 들면, 하나 이상의 중합체 수지의 용융 온도는 100 내지 350℃ 범위, 더 바람직하게는 150 내지 325℃ 범위, 가장 바람직하게는 200 내지 300℃ 범위이다.
추가로, 하나 이상의 중합체 수지는 광범위한 용융 유량을 갖는 중합체 수지로부터 선택될 수 있다는 것이 인식된다. 일반적으로, 하나 이상의 중합체 수지는 0.1 내지 3000 g/10 분, 더 바람직하게는 0.2 내지 2500 g/10 분의 용융 유량 MFR(190℃)을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 하나 이상의 중합체 수지는 0.3 내지 2000 g/10 분 또는 0.3 내지 1600 g/10 분의 용융 유량 MFR(190℃)을 갖는다. 추가로 또는 대안적으로, 하나 이상의 중합체 수지는 0.1 내지 3000 g/10 분, 더 바람직하게는 0.2 내지 2500 g/10 분의 용융 유량 MFR(230℃)을 갖는다. 예를 들면, 하나 이상의 중합체 수지는 0.3 내지 2000 g/10 분 또는 0.3 내지 1600 g/10 분의 용융 유량 MFR(230℃)을 갖는다.
예를 들면, 하나 이상의 중합체 수지가 폴리프로필렌의 단일중합체 및/또는 공중합체인 폴리올레핀인 경우, 하나 이상의 중합체 수지는 1 내지 3000 g/10 분, 더 바람직하게는 3 내지 2500 g/10 분의 용융 유량 MFR(190℃, 2.16 kg)을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 폴리프로필렌의 단일중합체 및/또는 공중합체인 하나 이상의 중합체 수지는 5 내지 2000 g/10 분 또는 10 내지 1600 g/10 분의 용융 유량 MFR(190℃)을 갖는다. 폴리프로필렌의 단일중합체 및/또는 공중합체인 하나 이상의 중합체 수지는 1 내지 3000 g/10 분, 더 바람직하게는 3 내지 2500 g/10 분의 용융 유량 MFR(230℃)을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 폴리프로필렌의 단일중합체 및/또는 공중합체인 하나 이상의 중합체 수지는 5 내지 2000 g/10 분 또는 10 내지 1600 g/10 분의 용융 유량 MFR(230℃)을 갖는다.
하나 이상의 중합체 수지가 폴리에틸렌의 단일중합체 및/또는 공중합체인 폴리올레핀인 경우, 하나 이상의 중합체 수지는 상당히 낮은 용융 유량을 갖는다는 것이 인식된다. 따라서, 폴리에틸렌의 단일중합체 및/또는 공중합체인 하나 이상의 중합체 수지는 0.5 내지 20 g/10 분, 더 바람직하게는 0.7 내지 15 g/10 분의 용융 유량 MFR(190℃)을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 하나 이상의 중합체 수지는 0.9 내지 10 g/10 분 또는 0.9 내지 5 g/10 분의 용융 유량 MFR(190℃)을 갖는다. 추가로 또는 대안적으로, 폴리에틸렌의 단일중합체 및/또는 공중합체인 하나 이상의 중합체 수지는 0.1 내지 3000 g/10 분, 더 바람직하게는 0.2 내지 2500 g/10 분의 용융 유량 MFR(230℃)을 갖는다. 예를 들면, 폴리에틸렌의 단일중합체 및/또는 공중합체인 하나 이상의 중합체 수지는 0.3 내지 2000 g/10 분 또는 0.3 내지 1600 g/10 분의 용융 유량 MFR(230℃)을 갖는다.
본 발명의 중합체 조성물의 추가의 필수 성분은 표면 처리된 충전재 생성물이다. 표면 처리된 충전재 생성물의 정의 및 이의 바람직한 실시양태와 관련하여, 방법 단계 a), b), c) 및 d)를 논의할 때 상기 제공된 설명을 참조한다.
본 발명의 하나의 필요조건은 중합체 조성물이 표면 처리된 충전재 생성물을 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 95 중량%의 양으로 포함한다는 것이다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 중합체 조성물은 표면 처리된 충전재 생성물을 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 95 중량%, 바람직하게는 10 내지 85 중량%의 양으로 포함한다. 예를 들면, 중합체 조성물은 표면 처리된 충전재 생성물을 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 15 내지 80 중량%의 양으로 포함한다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 중합체 조성물은 마스터배치이다.
용어 "마스터배치"는 최종 응용 제품, 예를 들면, 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드의 제조에 사용된 중합체 조성물의 농도보다 높은 표면 처리된 충전재 생성물의 농도를 갖는 조성물을 지칭한다. 다시 말해서, 마스터배치는, 예를 들면, 최종 응용 제품, 예를 들면, 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드의 제조에 적합한 중합체 조성물을 수득하기 위하여 추가로 희석된다.
예를 들면, 마스터배치는 표면 처리된 충전재 생성물을 마스터배치의 총 중량을 기준으로 50 내지 95 중량%, 바람직하게는 60 내지 85 중량%, 더 바람직하게는 70 내지 80 중량%의 양으로 포함한다.
본 발명의 하나의 실시양태에 따라, 마스터배치는 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드를 제조하는데 사용된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 최종 응용 제품, 예를 들면, 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드의 제조에 사용되는 중합체 조성물은 표면 처리된 충전재 생성물을 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 70 중량%, 바람직하게는 5 내지 55 중량%, 가장 바람직하게는 10 내지 50 중량%의 양으로 포함한다. 예를 들면, 최종 응용 제품, 예를 들면, 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름의 제조에 사용되는 중합체 조성물은 표면 처리된 충전재 생성물을 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 15 내지 25 중량%의 양으로 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 최종 응용 제품, 예를 들면, 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드의 제조에 사용되는 중합체 조성물은 하나 이상의 탄산칼슘 함유 물질을 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 10 중량%의 양으로 포함한다. 중합체 조성물은 바람직하게는 이것이 감귤류와 같은 산성 식품용 포장재 물질 또는 과일 주스용 용기 및/또는 병으로서 사용되는 경우 이러한 양을 포함한다는 것이 인식된다.
마스터배치가 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드를 제조하는데 사용되는 경우, 마스터배치는, 예를 들면, 최종 응용 제품, 예를 들면, 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드의 제조에 적합한 중합체 조성물을 수득하기 위하여 희석되는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 마스터배치는 표면 처리된 충전재 생성물을 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 70 중량%, 바람직하게는 5 내지 55 중량%, 가장 바람직하게는 10 내지 50 중량%의 양으로 포함하기 위하여 희석된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 따라, 중합체 조성물은 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드이다. 예를 들면, 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드는 표면 처리된 충전재 생성물을 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드의 총 중량을 기준으로 1 내지 70 중량%, 바람직하게는 5 내지 55 중량%, 더 바람직하게는 10 내지 50 중량%, 가장 바람직하게는 15 내지 30 중량%의 양으로 포함한다.
표면 처리된 충전재 생성물의 우수한 유동성 특성 뿐만 아니라 중합체 조성물 중의 이의 우수한 분산을 고려하여, 본 발명에 따른 표면 처리된 충전재 생성물은 최종 응용 제품, 예를 들면, 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드에서 유리하게 사용될 수 있다. 이를 고려하여, 표면 처리된 충전재 생성물이 본 발명의 중합체 조성물의 형태로 제공되는 경우, 표면 처리된 충전재 생성물은 우수한 기계적 성질을 최종 응용 제품, 예를 들면, 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드에 부여한다.
따라서, 본 발명은 추가의 측면에서 상기 정의된 바와 같은 중합체 조성물 및/또는 상기 정의된 바와 같은 표면 처리된 충전재 생성물을 포함하는 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드를 나타낸다.
추가로, 본 발명은 또 다른 측면에서 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드의 제조 방법을 나타내고, 방법은
a) 상기 정의된 바와 같은 중합체 조성물을 제공하는 단계, 및
b) 단계 a)의 중합체 조성물에 상기 중합체 조성물이 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드로 전환되는 조건을 적용하는 단계
를 적어도 포함한다.
섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드를 제조하는데 적절한 방법 조건은 숙련가에게 흔히 공지되어 있고/거나 흔한 일반 지식을 기반으로 일상적인 변형에 의해 설정될 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 중합체 조성물은 유리하게는 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드의 제조를 위한 혼합 및/또는 압출 및/또는 배합 및/또는 취입 성형의 공정에서 실시될 수 있고, 여기서 하나 이상의 중합체 수지는 바람직하게는 폴리올레핀, 폴리아미드 및/또는 폴리에스테르의 단일중합체 및/또는 공중합체를 포함하는 군으로부터 선택된 열가소성 중합체이다.
본 발명의 의미에서 용어 "섬유"는 전형적으로, 예를 들면, 기계적 방법으로, 함께 연결된 섬유 웹으로 구성되는 부직포와 같은 직물을 형성하는 선형 구조를 지칭한다. 따라서, 용어 "섬유"는 유한한 구조를 지칭하는 것으로 이해된다.
본 발명의 의미에서 용어 "스레드"는 전형적으로, 예를 들면, 기계적 방법에 의해, 함께 연결된 스레드 웹으로 구성되는 부직포와 같은 직물을 형성하는 선형 구조를 지칭한다. 따라서, 용어 "스레드"는 유한한 구조를 지칭하는 것으로 이해된다. 스레드는 단일 스레드, 이중 스레드 또는 다중 스레드로 구성될 수 있다. 이중 스레드 또는 다중 스레드가 존재하는 경우, 단일 스레드의 조성물은 실질적으로 동일한 것일 수 있다. 다시 말해서, 단일 스레드의 조성물은 실질적으로 동일한 성분, 즉, 하나 이상의 중합체 수지 및 표면 처리된 충전재 생성물을 동일한 양으로 포함한다. 대안적으로, 단일 스레드의 조성물은 상이할 수 있다. 다시 말해서, 단일 스레드의 조성물은 동일한 성분, 즉, 하나 이상의 중합체 수지 및 표면 처리된 충전재 생성물을 다양한 양으로 포함할 수 있거나, 단일 스레드의 조성물은 상이한 성분, 즉, 상이할 수 있는 하나 이상의 중합체 수지 및/또는 표면 처리된 충전재 생성물을 동일한 양으로 포함할 수 있거나, 단일 스레드의 조성물은 상이한 성분, 즉, 상이할 수 있는 하나 이상의 중합체 수지 및/ 표면 처리된 충전재 생성물을 다양한 양으로 포함할 수 있다.
본 발명의 의미에서 용어 "필라멘트"는 이의 구조 길이가 섬유와 상이한 구조를 지칭한다. 따라서, 용어 "필라멘트"는 무한한 섬유를 지칭하는 것으로 이해된다. 필라멘트는 단일 필라멘트, 이중 필라멘트, 또는 다중 필라멘트로 구성될 수 있다는 것이 추가로 인식된다. 이중 필라멘트 또는 다중 필라멘트가 존재하는 경우, 단일 필라멘트의 조성물은 실질적으로 동일한 것일 수 있다. 다시 말해서, 단일 필라멘트의 조성물은 실질적으로 동일한 성분, 즉, 하나 이상의 중합체 수지 및 표면 처리된 충전재 생성물을 동일한 양으로 포함한다. 대안적으로, 단일 필라멘트의 조성물은 상이할 수 있다. 다시 말해서, 단일 필라멘트의 조성물은 동일한 성분, 즉, 하나 이상의 중합체 수지 및 표면 처리된 충전재 생성물을 다양한 양으로 포함할 수 있거나, 단일 필라멘트의 조성물은 상이한 성분, 즉, 상이할 수 있는 하나 이상의 중합체 수지 및/또는 표면 처리된 충전재 생성물을 동일한 양으로 포함할 수 있거나, 단일 필라멘트의 조성물은 상이한 성분, 즉, 상이할 수 있는 하나 이상의 중합체 수지 및/또는 표면 처리된 충전재 생성물을 다양한 양으로 포함할 수 있다.
필라멘트 및/또는 섬유 및/또는 스레드의 횡단면은 매우 다양한 형상을 가질 수 있다. 필라멘트 및/또는 섬유 및/또는 스레드의 횡단면 형상은 원형, 타원형, 또는 n각형일 수 있는 것이 바람직하고, 여기서 n은 ≥ 3이고, 예를 들면, n은 3이다. 예를 들면, 필라멘트 및/또는 섬유 및/또는 스레드의 횡단면 형상은 원형 또는 삼엽형(trilobal), 예를 들면, 원형이다. 추가로 또는 대안적으로, 필라멘트 및/또는 섬유 및/또는 스레드의 횡단면 형상은 중공이다.
필라멘트 및/또는 섬유 및/또는 스레드는 이러한 필라멘트 및/또는 섬유 및/또는 스레드를 제조하는데 사용되는 당해 분야에 공지된 모든 기술에 의해 제조될 수 있다는 것이 인식된다. 예를 들면, 본 발명의 필라멘트 및/또는 섬유 및/또는 스레드는 잘 알려진 용융 취입 공정, 스펀본딩 공정 또는 스테이플 섬유 제조에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 의미에서 용어 "필름"은 이의 차원 구조가 필라멘트 및/또는 섬유와 상이한 구조를 지칭한다. 따라서, 용어 "필름"은 시트를 지칭하는 것으로 이해된다.
필름은 이러한 필름을 제조하는데 사용되는 당해 분야에 공지된 모든 기술에 의해 제조될 수 있다는 것이 인식된다. 예를 들면, 본 발명의 필름은 연신/연신 필름, 바람직하게는 압출 코팅 필름, 취입 필름, 기술적 취입 필름, 모노테이프, 주조 필름 등을 제조하는데 사용되는 잘 알려진 기술에 의해 제조될 수 있다.
상기 정의된 바와 같은 일치환된 석신산 무수물(들) 및 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물로 처리된, 표면 처리된 충전재 생성물의 유동성에 관하여 수득된 매우 우수한 결과를 고려하여, 본 발명의 추가의 측면은 표면 처리된 충전재 생성물의 유동성을 개선하기 위한, 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물, 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)과 조합된, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)의 용도에 관한 것이다.
하나 이상의 일치환된 석신산 무수물로만 처리된 동일한 표면 처리된 충전재 생성물과 비교하여, 15 kPa의 선행 전단 법선 응력으로 FT4 분말 레오미터(ASTM D7891-15)에서 전단 셀법으로 분말 유동성을 측정할 때, 비한정 항복 강도(UYS)가 7% 이상, 바람직하게는 7 내지 30%, 더 바람직하게는 10% 이상, 가장 바람직하게는 10 내지 30% 감소하거나, 유동 계수(FF)가 7% 이상, 바람직하게는 7 내지 30%, 더 바람직하게는 10% 이상, 가장 바람직하게는 10 내지 30% 증가하는 경우, 및/또는, FT4 분말 레오미터에서 안정성 및 가변 유량법을 통해 분말 유동성을 측정할 때, 기본 유동성 에너지(BFE)가 7% 이상, 바람직하게는 7 내지 30%, 더 바람직하게는 10% 이상, 가장 바람직하게는 10 내지 30% 감소하는 경우, 개선이 달성된다는 것이 인식된다. 본 출원의 전반에서, 달리 기재되지 않는 경우, FT4 분말 레오미터(Freeman Technology, 영국 소재)는 분말 레오미터 소프트웨어(v 5.000.00012) 및 프리먼 테크놀로지 데이터 분석 소프트웨어 버전 4.0.17이 장착되었다.
"하나 이상의 일치환된 석신산 무수물로 처리된 동일한 표면 처리된 충전재 생성물"이라는 단어는 본 발명에 따른 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 양의 총합 대신에 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물의 유사한 양(±0.2 중량%)으로 처리된 표면 처리된 충전재 생성물을 지칭한다는 것이 인식된다.
상기 정의된 바와 같은 일치환된 석신산 무수물(들) 및 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물로 처리된 표면 처리된 충전재 생성물은 또한 중합체 조성물의 중합체 매트릭스 중의 개선된 분산을 보여준다. 따라서, 본 발명의 또 다른 측면은 중합체 조성물의 중합체 매트릭스 중의 탄산칼슘의 분산을 개선시키기 위한, 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물, 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)과 조합된, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및/또는 이의 염 함유 반응 생성물(들)의 용도에 관한 것이다.
하나 이상의 일치환된 석신산 무수물로만 처리된 동일한 표면 처리된 충전재 생성물과 비교하여, 15 kPa의 선행 전단 법선 응력으로 FT4 분말 레오미터(ASTM D7891-15)에서 전단 셀법으로 분말 유동성을 측정할 때, 비한정 항복 강도(UYS)가 7% 이상, 바람직하게는 7 내지 30%, 더 바람직하게는 10% 이상, 가장 바람직하게는 10 내지 30% 감소하거나, 유동 계수(FF)가 7% 이상, 바람직하게는 7 내지 30%, 더 바람직하게는 10% 이상, 가장 바람직하게는 10 내지 30% 증가하는 경우, 및/또는, FT4 분말 레오미터에서 안정성 및 가변 유량법을 통해 분말 유동성을 측정할 때, 기본 유동성 에너지(BFE)가 7% 이상, 바람직하게는 7 내지 30%, 더 바람직하게는 10% 이상, 가장 바람직하게는 10 내지 30% 감소하는 경우, 개선이 달성된다는 것이 인식된다.
"하나 이상의 일치환된 석신산 무수물로 처리된 동일한 표면 처리된 충전재 생성물"이라는 단어는 본 발명에 따른 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 양의 총합 대신에 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물의 유사한 양(±0.2 중량%)으로 처리된 표면 처리된 충전재 생성물을 지칭한다는 것이 인식된다.
본 발명의 또 다른 측면은 상기 정의된 바와 같은 중합체 조성물 및/또는 상기 정의된 바와 같은 표면 처리된 충전재 생성물 및/또는 상기 정의된 바와 같은 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 스레드 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 인젝션 몰드 및/또는 블로우 몰드를 포함하는 물품에 관한 것이다. 물품은 바람직하게는 위생용품, 의료 및 건강 관리 용품, 필터 제품, 토목섬유 제품, 농업 및 원예 제품, 의류, 신발류 및 가방류 제품, 가정 및 산업용 제품, 포장재 제품, 건축 제품 등을 포함하는 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 위생용품은 흡수성 위생용품, 예를 들면, 아기 기저귀(diaper/nappy), 여성 위생용품, 성인 실금용품, 제모 스트립, 붕대 및 상처 드레싱, 일회용 목욕 및 세안 수건, 일회용 실내화 및 신발류, 탑 시트 또는 커버스톡(coverstock), 소비자 안면 마스크, 다리 커프스, 흡수/분배 층, 코어 랩, 백 시트, 신축성 이어(stretch ear), 랜딩 존(landing zone), 집진층 및 체결 시스템; 및 와이프, 예를 들면, 물수건, 피부 관리 와이프, 아기용 와이프, 안면 와이프, 세정 와이프, 손과 신체용 와이프, 습윤 타월렛(towelette), 개인용 위생 와이프, 여성용 위생 와이프, 항균 와이프 및 약용 와이프를 포함하는 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 의료 및 건강 관리 용품은 살균될 수 있는 의료용품, 의료 포장재, 일회용 수술모와 같은 모자, 보호복, 수술의, 수술용 마스크 및 안면 마스크, 외과용 수술복, 수술용 커버, 외과용 드레이프, 랩, 팩, 스폰지, 드레싱, 와이프, 베드 린넨, 오염 조절 가운, 실험실 코트, 격리 가운, 경피 약물 전달, 수의, 언더패드(underpad), 시술 팩, 온열 팩, 조루술 백 라이너(bag liner), 고정 테이프, 인큐베이터 매트리스, 멸균 랩(CSR 랩), 상처 관리, 냉/온 팩, 패치와 같은 약물 전달 시스템을 포함하는 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 필터 제품은 가솔린 필터, 오일 필터, 공기 필터, 물 필터, 커피 필터, 티 백, 의약 산업용 필터, 광물 가공 필터, 액체 카트리지와 백 필터, 진공 백, 알레르겐 막 및 부직 층이 있는 적층체를 포함하는 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 토목섬유 제품은 토양 안정제 및 도로 밑 깔개, 기초 안정제, 침식 조절, 운하 건설, 배수 시스템, 지오멤브레인(geomembrane) 보호, 서리 보호, 농업용 뿌리 덮개(mulch), 연못과 수로 수 방벽, 배수 타일용 모래 침투 방벽 및 매립 라이너를 포함하는 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 농업 및 원예 제품은 곡식 커버, 식물 보호, 종자 모포, 잡초 조절 패브릭, 온실 셰이딩(shading), 뿌리 조절 백, 생분해성 식물 포트, 모세관 매팅(matting), 및 조경 패브릭을 포함하는 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 의류, 신발류 및 가방류 제품은 오버코트의 프런트, 칼라, 페이싱, 웨이스트밴드, 라펠 등과 같은 인터라이닝, 일회용 속옷, 구두 끈 구멍 보강, 운동화와 샌들 보강 및 내부 밑창 라이닝 등과 같은 신발류 구성 요소, 백 구성 요소, 접착제, 구성 및 (세척) 관리 라벨을 포함하는 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 포장재 제품은 쇼핑백, 쓰레기 봉투, 투명 포일, 위생 필름, 농업용 포일, 종이형 포일, 병, (열성형) 포일, 압출 코팅된 종이 및 판지, 종이상자용 판지, 보드지 카턴, 종이백, 부대, 골판지 상자, 플렉시블 튜브, 예를 들면, 크림, 예를 들면, 피부 크림, 및 화장품용 플렉시블 튜브, 백, 예를 들면, 생활 폐기물 및 크레이트용 백, 연신 및 이축연신 필름, 트레이 등을 포함하는 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 가정 및 산업용 제품은 연마재, 포켓 스프링용 포켓 천, 분리 층, 스프링 커버, 상부 커버, 퀼트 이면, 이불 외피, 베갯잇 등과 같은 베드 린넨, 블라인드/커튼, 소형 융단, 카펫 타일, 욕실용 매트 등과 같은 카펫/카펫 이면, 외피 및 분리재, 세제 파우치, 패브릭 유연제 시트, 바닥재, 내부 라이닝, 쿠션용 리버스 패브릭, 먼지 커버, 스프링 외피, 풀 스트립(pull strip) 등과 같은 가구/의자 씌우개, 대걸레, 테이블 린넨, 티와 커피 백, 진공 청소용 백, 벽지, 가정용 관리 와이프, 바닥 관리 와이프, 세정 와이프, 애완 동물 관리 와이프 등과 같은 와이프, 자동차 건조물, 케이블 래핑, 토목 공학, 여과 포장재, 보호복, 일차 및 이차 카펫 이면, 복합재, 해양 항해 적층체, 책상보 적층체, 절단 스트랜드 매트, 기계 자수용 이면/안정기, 다공성이 필요한 포장재, 섬유유리 배팅과 같은 절연, 베개, 쿠션, 의자 씌우개 패딩과 같은 패딩, 퀼트 또는 이불에서 배팅, 소비자 및 의료용 안면 마스크, 우편 봉투, 방수포, 텐팅(tenting)과 운송(목재, 강) 랩핑, 발 덮개 및 커버올즈(coveralls)와 같은 일회용 의복, 및 내후성 가정용 랩을 포함하는 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 건축 제품은 하우스 랩(house wrap), 아스팔트 오버레이, 도로와 철로 베드, 골프와 테니스 코트, 벽지 이면, 음향벽 피복재, 루핑 재료와 타일 밑 깔개, 토양 안정제 및 도로 밑 깔개, 기초 안정제, 침식 조절, 운하 건설, 배수 시스템, 지오멤브레인 보호, 서리 보호, 농업용 뿌리 덮개, 연못과 수로 수 방벽, 및 배수 타일용 모래 침투 방벽을 포함하는 군으로부터 선택된다.
바람직하게는, 물품은 포장재 제품이고, 더 바람직하게는 쇼핑백, 쓰레기 봉투, 투명 포일, 위생 필름, 농업용 포일, 종이형 포일, 병, (열성형) 포일, 압출 코팅된 종이 및 판지, 종이상자용 판지, 보드지 카턴, 종이백, 부대, 골판지 상자, 플렉시블 튜브, 예를 들면, 크림, 예를 들면, 피부 크림, 및 화장품용 플렉시블 튜브, 백, 예를 들면, 생활 폐기물 및 크레이트용 백, 연신 및 이축연신 필름, 트레이 등을 포함하는 군으로부터 선택된다.
도 1은 분말 1 내지 4의 분말 유동성 - 안정성 및 가변성 유속을 나타낸다.
하기 실시예는 본 발명을 추가로 설명할 수 있지만, 본 발명을 예시화된 실시양태로 제한하는 것을 의도하지 않는다. 하기 실시예는 표면 처리된 충전재 생성물의 개선된 유동성 및 중합체 조성물의 중합체 매트릭스 중의 이의 개선된 분산을 보여준다.
실시예
A) 측정 방법
실시예 및 청구범위에 제공된 파라미터를 평가하기 위하여 하기 측정 방법을 사용한다.
입자성 물질의 입자 크기 분포(직경 < X 인 입자의 질량%) 및 중량 중앙 직경( d 50 )
본원에서 사용되고, 당해 분야에 일반적으로 정의되는 바와 같이, "d50" 값은 마이크로메리틱스 인스트루먼트 코포레이션의 세디그래프™5100을 사용함으로써 수행된 측정을 기반으로 결정되고, 명시된 값과 동일한 직경을 갖는 입자가 입자 질량의 50%(중간점)를 차지하는 크기로서 정의된다.
방법과 기구는 숙련가에게 알려져 있으며, 충전제 및 안료의 입자 크기를 결정하는데 흔히 사용된다. 측정은 0.1 중량% Na4P2O7의 수용액 중에서 수행된다. 고속 교반기 및 초음파처리를 사용하여 샘플을 분산시킨다.
물질의 BET 비표면적
본 문서의 전반에서, 광물성 충전제의 비표면적(m2/g)은 BET 방법(흡착 기체로서 질소를 사용)을 사용하여 결정되고, 이는 숙련가에게 잘 알려져 있다(ISO 9277:1995). 그 다음, 처리 전 광물성 충전제의 비표면적과 질량(g)을 곱하여 광물성 충전제의 총 표면적(m2)을 수득한다.
표면 처리층의 양
탄산칼슘 포함 충전재 상의 처리층의 양은 처리되지 않은 탄산칼슘 함유 충전재의 BET 값 및 표면 처리에 사용되는 일치환된 석신산 무수물 및 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 양으로부터 이론적으로 계산된다. 탄산칼슘 함유 충전재에 첨가된 일치환된 석신산 무수물 및 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물의 100%는 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상에 표면 처리층으로서 존재하는 것으로 추정된다.
수분 흡수
본원에서 언급되는 바와 같은 물질의 수분 흡수 민감성은 +23℃(±2℃)의 온도에서 2.5 시간 동안 각각 상대 습도 10% 및 85%의 대기에 노출 후, mg(수분)/g으로 결정된다. 이러한 목적을 위하여, 샘플을 먼저 상대 습도 10%의 대기에서 2.5 시간 동안 유지한 다음, 대기를 상대 습도 85%로 바꾸고, 여기서 샘플을 추가 2.5 시간 동안 유지한다. 그 다음, 상대 습도 10% 및 85% 사이의 중량 증가를 사용하여 mg(수분)/g(샘플)으로 수분 흡수를 계산한다.
분말 유동성 - 안정성 및 가변 유량법
기본 유동성 에너지(BFE), 안정도 지수(stability index, SI), 비에너지(specific energy, SE), 유속 지수(flow rate index, FRI) 및 컨디셔닝된 벌크 밀도(conditioned bulk density, CBD)는 안정성 및 가변 유량법을 사용하여, 분말 레오미터 소프트웨어(v 5.000.00012) 및 프리먼 테크놀로지 데이터 분석 소프트웨어 버전 4.0.17이 장착된 FT4 분말 레오미터(Freeman Technology, 영국 소재)에서 측정된다.
이 방법은 원통형 용기(25 mm x 25 mL 유리 용기)를 채우는 것으로 구성된다. 시험 공정의 제1 단계는 고도로 반복 가능한 측정이 만들어질 수 있도록 균질한, 컨디셔닝된 분말 상태를 수득하는 것이다. 컨디셔닝 주기는 분말을 통해 하향으로 슬라이싱한 후 상향 횡단으로 분말을 들어올려 블레이드 위에 이를 낙하시키는 동적 시험 블레이드로 구성된다. 이러한 공정은 상이한 샘플링 방법 및 분말 저장 시간의 효과를 제거하는 것을 돕는다.
상기 초기 컨디셔닝 단계 후, 분말 부피를 용기 크기에 맞춰 조절하여 과량의 분말을 제거하고("분할"), 분할 단계 후 질량을 기록한다. 그 후, 컨디셔닝 및 측정의 8개의 반복 주기를 23.5 mm 블레이드로 수행한다. 각각의 시험 주기에 있어서, 블레이드를 분말 베드에 하향(반시계방향, 선단 속도 -100 mm/s, 나선각 = 5° / 표적 높이 5 mm) 및 상향으로 삽입한다. 컨디셔닝 단계에 있어서, 블레이드를 분말 베드에 하향(선단 속도 -40 mm/s / 나선각 5°, 표적 높이 5 mm), 및 상향으로 삽입한다. 이들 8개의 시험 후, (컨디셔닝 + 시험)의 추가 3개의 주기를 다양한 유속으로, 즉, 70 mm/s(시험 9), 40 mm/s(시험 10) 및 최종적으로 10 mm/s(시험 11)의 블레이드 선단 속도로 수행한다. 에너지 및 회전력을 기록하고, 하기 정의된 다양한 흐름 파라미터를 계산하도록 한다:
- 기본 유동성 에너지(BFE, mJ): 에너지 주기 7(하향)
- 안정도 지수: (에너지 시험 7)/(에너지 시험 1)
- 비에너지(SE, mJ/g): (상 에너지 주기 6 + 상 에너지 주기 7)/(2 x 분할 질량)
- 유속 지수(FRI): (에너지 시험 11)/(에너지 시험 8)
- 컨디셔닝된 벌크 밀도(CBD, g/mL): (분할 질량)/(분할 부피)
분말 유동성 - 전단 셀법
전단 셀 특성은 원통형 용기(50 mm x 85 mL 또는 25 mm x 10 mL 유리 용기), 48 mm 또는 24 mm 전단 셀 및 15 kPa 선행 전단 법선 응력을 사용하여, ASTM D7891-15에 따라 FT4 분말 레오미터(Freeman Technology, 영국 소재)를 사용하여 측정한다.
하기 단계적인 방법을 사용하여 측정을 수행하였다.
ㆍ 초기 분말 컨디셔닝
시험 공정의 제1 단계는 고도로 반복 가능한 측정이 만들어질 수 있도록 균질한, 컨디셔닝된 분말 상태를 수득하는 것이다. 컨디셔닝 주기는 분말을 통해 하향으로 슬라이싱한 후 상향 횡단으로 분말을 들어올려 블레이드 위에 이를 낙하시키는 동적 시험 블레이드로 구성된다. 이러한 공정은 상이한 샘플링 방법 및 분말 저장 시간의 효과를 제거하는 것을 돕는다.
ㆍ 초기 압축
선행 전단 법선 응력의 것과 동일한 힘으로 통풍 압축 피스톤(혼입된 공기가 탈출하는 것을 허용함)을 사용하여 분말의 컨디셔닝된 컬럼을 압축한다.
ㆍ 임계 압밀
항복 궤적 상의 점은 각각의 법선 응력 수준에서 초기 실패에 상응하는 전단 응력의 값을 나타낸다. 초기 실패를 달성하기 위하여, 표본은 전단가공 동안 적용된 법선 응력에 관하여 과압밀되어야 한다. 이는 정상류에서 임계 압밀 수준에 도달한 다음, 전단가공을 위하여 법선 응력을 감소시킴으로써 실현된다. 따라서, 전단 시험은 하기로 구성된 2 단계이다.
1. 선행 전단가공(pre-shearing)
선행 전단가공의 목적은 정해진 선행 전단 법선 응력 수준에서 임계 압밀에 도달하는 것이다. 이 공정 동안, 선행 전단가공이 완료되는 지점에 정상류가 도달할 때까지 전단을 계속한다.
2. 전단 시험
샘플이 현재 적용된 법선 응력에 관하여 현재 과압밀되도록 법선 응력을 감소시킨다. 그 다음, 전단가공을 재시작하고, 초기 실패점을 측정한다.
ㆍ 각각의 선행 전단 법선 응력에 있어서, 표준으로 정의된 5개의 법선 응력(9; 8; 7; 6 및 5 kPa)에서 5개의 측정을 수득한다. 전단 응력의 측정은 또한 선행 전단 법선 응력 수준, 즉, 15kPa에서 수득한다.
ㆍ 수득된 5개의 측정은 각각의 선행 전단 법선 응력 수준에서 항복 궤적을 형성한다. 항복 궤적을 전단 응력 대 법선 응력 그래프에 플롯팅하고, 다양한 흐름 데이터를 외삽하기 위하여 이로부터 모어의 원(Mohr's circle)을 더할 수 있다.
외삽된 데이터는 하기를 포함한다:
- 점착력(C, kPa) - 최적선이 y축을 가로막는, 즉, 법선 응력 = 0인 전단 응력
- 비한정 항복 강도(UYS, kPa) - 더 작은 모어의 원이 x축을 가로막는 2 초과의 값(또한 σc로도 알려짐)
- 주요 주응력(MPS, kPa) - 더 큰 모어의 원이 x축을 가로막는 2 초과의 값(또한 σ1로도 알려짐)
- 내부 마찰각(AIF, °) - 수평축과 최적선에 의해 생성된 각도
- 유동 계수(FF): MPS/UYS에 상응함
- 벌크 밀도(BD, g/mL): 초기 압축 후 컨디셔닝된 벌크 밀도
압출 모의실험
압출 모의실험을 개발하여 중합체 조성물 중의 광물 분산을 평가하였다. 시험은 상업적으로 이용 가능한 콜린 압력 필터 시험 티치-라인(Collin Pressure Filter Test Teach-Line) FT-E20T-IS에서 수행하였다.
용융 펌프를 사용하지 않은, 각각의 상응하는 중합체 조성물을 갖는 시험 방법은 압출기 스크류 속도를 100 rpm으로 유지하였고, 여기서 용융 온도는 225 내지 230℃이었다(온도 설정 압출기: 190℃-210℃-230℃; 온도 설정 다이: 230℃-230℃).
각각의 상응하는 중합체 조성물(중합체 조성물을 LLDPE 엑손모빌(ExxonMobil) LL 1001 VX 중에 희석하여 수득된 최종 샘플 2500g당 유효 분말 A 또는 B 900 g)은 40 μm 필터(GKD Gebr. Kufferath AG, 독일 뒤렌 소재, 품목번호 12102170055)를 사용하여 측정하였다.
결과는 bar로 표현되며, 순수한 중합체 물질(LLDPE ExxonMobil LL 1001 VX)의 초기 압력으로부터 최종 용융 압력(순수한 중합체 물질에 의한 퍼징 5분 후 결정됨)을 차감하여 계산할 수 있다.
회분 함량
상응하는 중합체 조성물 5 내지 30 g을 570℃에서 120 분 동안 연소시켜 회분 함량 시험을 수행하였다.
B) 물질
탄산칼슘 함유 충전재
탄산칼슘 포함 충전재 1(분말 1; 비교)
이탈리아 카라라로부터의 습식 분쇄되고 분무 건조된 대리석(d 50 = 1.6 μm, BET 비표면적 = 4.1 m2/g) 0.7 kg을 고속 믹서(Somakon MP-LB Mixer, Somakon Verfahrenstechnik, 독일 소재)에 넣고, 10 분 동안 교반(1000 rpm, 120℃)하여 컨디셔닝한다. 그 시간 후, 일치환된 석신산 무수물 1의 CaCO3 100 중량부에 대하여 0.6 중량부를 혼합물에 첨가한다. 그 다음, 교반 및 가열을 추가 15 분 동안 계속한다(120℃, 1000 rpm). 그 시간 후, 혼합물을 냉각되도록 두고, 분말을 수집한다(분말 1).
탄산칼슘 함유 충전재 2(분말 2; 본 발명)
이탈리아 카라라로부터의 습식 분쇄되고 분무 건조된 대리석(d 50 = 1.6 μm, BET 비표면적 = 4.1 m2/g) 0.7 kg을 고속 믹서(Somakon MP-LB Mixer, Somakon Verfahrenstechnik, 독일 소재)에 넣고, 10 분 동안 교반(1000 rpm, 120℃)하여 컨디셔닝한다. 그 시간 후, 일치환된 석신산 무수물 1의 CaCO3 100 중량부에 대하여 0.5 중량부 및 카복실산 혼합물 2의 CaCO3 100 중량부에 대하여 0.2 중량부를 동시에 혼합물에 첨가한다. 그 다음, 교반 및 가열을 추가 15 분 동안 계속한다(120℃, 1000 rpm). 그 시간 후, 혼합물을 냉각되도록 두고, 분말을 수집한다(분말 2).
탄산칼슘 함유 충전재 3(분말 3; 본 발명)
이탈리아 카라라로부터의 습식 분쇄되고 분무 건조된 대리석(d 50 = 1.6 μm, BET 비표면적 = 4.1 m2/g) 0.7 kg을 고속 믹서(Somakon MP-LB Mixer, Somakon Verfahrenstechnik, 독일 소재)에 넣고, 10 분 동안 교반(1000 rpm, 120℃)하여 컨디셔닝한다. 그 시간 후, 일치환된 석신산 무수물 1의 CaCO3 100 중량부에 대하여 0.4 중량부 및 카복실산 혼합물 2의 CaCO3 100 중량부에 대하여 0.4 중량부를 동시에 혼합물에 첨가한다. 그 다음, 교반 및 가열을 추가 15 분 동안 계속한다(120℃, 1000 rpm). 그 시간 후, 혼합물을 냉각되도록 두고, 분말을 수집한다(분말 3).
탄산칼슘 함유 충전재 4(분말 4; 본 발명)
이탈리아 카라라로부터의 습식 분쇄되고 분무 건조된 대리석(d 50 = 1.6 μm, BET 비표면적 = 4.1 m2/g) 0.7 kg을 고속 믹서(Somakon MP-LB Mixer, Somakon Verfahrenstechnik, 독일 소재)에 넣고, 10 분 동안 교반(1000 rpm, 120℃)하여 컨디셔닝한다. 그 시간 후, 일치환된 석신산 무수물 1의 CaCO3 100 중량부에 대하여 0.4 중량부를 혼합물에 첨가한다. 그 다음, 교반 및 가열을 추가 15 분 동안 계속한다(120℃, 1000 rpm). 그 다음, 카복실산 혼합물 2의 CaCO3 100 중량부에 대하여 0.2 중량부를 혼합물에 첨가한 다음, 교반 및 가열을 추가 15분 동안 계속한다(120℃, 1000 rpm). 그 시간 후, 혼합물을 냉각되도록 두고, 분말을 수집한다(분말 4).
일치환된 석신산 무수물
일치환된 석신산 무수물(ASA) 1
일치환된 알케닐 석신산 무수물(2,5- 푸란디온, 디하이드로-, 모노-C15-20-알케닐 유도체, CAS No. 68784-12-3)은 주로 분지형 옥타데세닐 석신산 무수물(CAS #28777-98-2) 및 주로 분지형 헥사데세닐 석신산 무수물(CAS #32072-96-1)의 블렌드이다. 블렌드의 80% 초과가 분지형 옥타데세닐 석신산 무수물이다. 블렌드의 순도는 > 95중량%이다. 잔류 올레핀 함량은 3 중량% 미만이다.
카복실산 혼합물 2
카복실산 혼합물 2는 스테아르산과 팔미트산의 1:1 혼합물이다.
분말 A(본 발명):
0.15 중량%의 일치환된 석신산 무수물 1 및 0.15 중량%의 카복실산 혼합물 2로 처리된, 이탈리아 노체라움브리아로부터의 건식 분쇄된 석회석(d 50 = 3.2, 탑 컷 = 12 μm; BET 비표면적 = 3.0 m2/g)
분말 B(선행 기술):
0.45중량%의 일치환된 석신산 무수물 1로 처리된, 이탈리아 노체라움브리아로부터의 건식 분쇄된 석회석(d 50 = 3.2, 탑 컷 = 12 μm; BET 비표면적 = 3.0 m2/g)
ㆍ 분석 및 시험 결과
실시예 1: 수분 흡수 결과
표 1: 분말 1 내지 4에 대한 수분 흡수 값
실시예 2: 분말 유동성: 안정성 및 가변성 유속
25 mm x 25 mL 측정 셀에서 안정성 및 가변 유량법을 사용하여 프리먼 테크놀로지로부터의 FT4 분말 레오미터에서 분말 1 내지 4의 분말 유동성을 측정하였다. 이들 분말에 의해 수득된 낮은 기본 유동성 에너지로부터 볼 수 있듯이, 참조 분말 1과 비교하여, 분말 2-4에서 개선된 분말 유동성이 달성되었다(도 1 및 표 2).
표 2: 분말 유동성 - 안정성 및 가변성 유속(분말 1 내지 4), 기본 유동성 에너지(BFE), 안정도 지수(SI), 유속 지수(FRI), 비에너지(SE), 컨디셔닝된 벌크 밀도(CBD)
이들 분말에 의해 수득된 낮은 기본 유동성 에너지로부터 볼 수 있듯이, 참조 분말 1과 비교하여, 분말 2-4에서 개선된 분말 유동성이 달성되었다(도 1 및 표 2).
실시예 3 . 중합체 조성물(마스터배치)의 생성 및 시험 결과(회분 함량 및 압출 모의실험)
마스터배치(MB)를 하기 기재된 프로토콜에 따라 제조하였다.
10 kg/h 버스(Buss) 반죽기(스위스 소재의 버스 아게(Buss AG)로부터의 PR46, 10의 L/d)를 사용하여 25 중량%의 다우렉스(Dowlex) 5056G(LLPDE, MFI = 1 g/10 분) 및 75 중량%의 분말 A 또는 B를 각각 포함하는 중합체 조성물(마스터배치 A 또는 B)을 실험실 규모로 제조하고, 하기 기계 설정으로 처리하였다:
- 스크류의 온도: 100℃
- 압출기의 온도(2 구역): 190℃ - 170℃
- 추출의 온도(1 구역): 170℃
- 스크류 속도: 200 rpm
- 중합체의 투여: 주 호퍼에 100%
- 분말의 투여: 주 호퍼에 73%, 부 공급기에 27%
수득된 혼합물을 20 내지 25℃의 시작 온도를 갖는 수조에서 스프링 부하 조립기, 모델 SLC(Gala, 미국 소재)에서 펠렛화시켰다. 제조된 마스터배치의 조성물 및 충전제 함량은 하기 표 3에 편집된다. 정밀한 충전제 함량은 회분 함량에 의해 결정되었다. 추가로, 배합된 물질의 중합체 매트릭스 중의 충전재 생성물의 분산 품질을 결정하기 위하여 압출 모의실험 시험을 수행하였다.
표 3에 나타난 결과는 우수한 품질의 마스터배치 A 및 B가 제조되었다는 것을 확인해주었다. 추가로, 압출 모의실험 시험은 선행 기술의 충전재 생성물, 즉, 마스터배치 B와 비교하여 본 발명의 표면 처리된 충전재 생성물, 즉, 마스터배치 A가 배합된 중합체 매트릭스 중의 개선된 분산 품질을 보여준다는 것을 드러냈다.
표 3:
표 3: 제조된 마스터배치의 조성물 및 성질
40 μm 체에서 분말 A 900 g을 압출함에 따른 압력 증가는 분말 B의 경우보다 낮고, 따라서 배합된 중합체 매트릭스에서 분말 A의 개선된 분산이라는 유리한 성질을 증명한다.
실시예 4: 분말 유동성: 전단 셀
25 mm x 10 mL 측정 셀에서 전단 셀법(15 kPa)을 사용하여 분말 1 내지 4의 분말 유동성을 프리먼 테크놀로지로부터의 FT4 분말 레오미터에서 측정하였다. 이들 분말에서 수득된 점착력 값, 낮은 비한정 항복 강도(UYS) 및 높은 유동 계수(FF)로부터 볼 수 있듯이, 참조 분말 1과 비교하여, 개선된 분말 유동성 및 낮은 점착력이 분말 2 및 4에서 달성되었다(도 2 및 표 4).
표 4: 분말 유동성 - 전단 셀(분말 1 내지 4), 점착력, 비한정 항복 강도(UYS), 주요 주응력(MPS) 및 유동 계수(FF)

Claims (24)

  1. 일치환된 석신산 무수물(들) 및 스테아르산을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물로 표면 처리된 충전재 생성물을 제조하는 방법으로서,
    a) 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재를 제공하는 단계,
    b) 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물을 제공하는 단계,
    c) 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과, C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을 제공하는 단계,
    d) 단계 a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면을, 혼합하면서, 하나 이상의 단계에서, 임의의 순서로, 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 단계 c)의 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물과 접촉시켜, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 또는 이의 염 함유 반응 생성물(들) 또는 둘 다, 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 또는 이의 염 함유 반응 생성물(들) 또는 둘 다를 포함하는 처리층이 단계 a)의 상기 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상에 형성되도록 하는 단계로서, 여기서 접촉 단계 d) 전, 또는 접촉 단계 d) 동안, 또는 접촉 단계 d) 전 및 접촉 단계 d) 동안 온도는 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물이 용융 또는 액체 상태가 되도록 조절되는 것인 단계
    를 적어도 포함하고,
    접촉 단계 d)가, 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 단계 c)의 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을 10:1 내지 1:10의 중량비[석신산 무수물/카복실산의 혼합물]로 첨가함으로써 수행되는 것인, 표면 처리된 충전재 생성물을 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 단계 a)의 탄산칼슘 함유 충전재가 중질 탄산칼슘, 경질 탄산칼슘(PCC), 표면 반응된 탄산칼슘(MCC) 및 이의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재가
    a) 0.1 μm 내지 7 μm의 중량 중앙 입자 크기 d 50 값, 또는
    b) ≤ 50 μm의 탑 컷(top cut)(d 98), 또는
    c) 비표면적(BET) 질소법에 의해 측정할 때, 0.5 내지 150 m2/g의 비표면적(BET), 또는
    d) 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.01 중량% 내지 1 중량%의 잔류 총 수분 함량,
    또는 이들의 조합
    을 갖는 것인 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재를 접촉 단계 d)를 수행하기 전에 예열하는 것인 제조 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물이 치환기에서 C2 내지 C30의 탄소 원자의 총량을 갖는 선형, 분지형, 지방족 및 환형 기로부터 선택된 기로 일치환된 석신산 무수물로 구성되는 것인 제조 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물이
    a) 하나 이상의 알킬 일치환된 석신산 무수물, 또는
    b) 하나 이상의 알케닐 일치환된 석신산 무수물,
    또는 둘 다인 제조 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물이 스테아르산 및 C8 내지 C22의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 것인 제조 방법.
  8. 삭제
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물을, 접촉 단계 d)에서, 단계 a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.1 내지 3 중량%의 총량으로 첨가하고; 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을, 접촉 단계 d)에서, 단계 a)의 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.1 내지 3 중량%의 총량으로 첨가하는 것인 제조 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 접촉 단계 d)를 20 내지 200℃의 온도에서 수행하는 것인 제조 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 접촉 단계 d)를, 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물과 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을 동시에 첨가하거나, 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을 단계 b)의 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 다음에 첨가함으로써 수행하는 것인 제조 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물을, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상의 상기 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 또는 이의 염 함유 반응 생성물(들) 또는 둘 다의 총 중량이 단계 a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재 1 m2당 5 mg 미만이 되는 양으로 단계 b)에서 제공하거나, 단계 c)의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물을, 표면 처리된 충전재 생성물의 표면 상의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 또는 이의 염 함유 반응 생성물(들) 또는 둘 다의 총 중량이 단계 a)에서 제공된 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재 1 m2당 5 mg 미만이 되는 양으로 단계 c)에서 제공하는 것인 제조 방법.
  13. a) 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재,
    b) 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 또는 이의 염 함유 반응 생성물(들) 또는 둘 다, 및 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과 C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 또는 이의 염 함유 반응 생성물(들) 또는 둘 다를 포함하는, 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 표면 상의 처리층
    을 포함하고,
    처리층을 하나 이상의 탄산칼슘 함유 충전재의 총 건조 중량을 기준으로 0.2 내지 6 중량%의 양으로 포함하며,
    하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물이 10:1 내지 1:10의 중량비[석신산 무수물/카복실산의 혼합물]로 존재하는 것인, 표면 처리된 충전재 생성물.
  14. 제13항에 있어서, 분말의 형태로 존재하는 표면 처리된 충전재 생성물.
  15. 제13항에 있어서, 제1항 또는 제2항에 따른 제조 방법에 의해 수득 가능한 것인 표면 처리된 충전재 생성물.
  16. 하나 이상의 중합체 수지 및 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 95 중량%의 제13항에 따른 표면 처리된 충전재 생성물을 포함하는 중합체 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 하나 이상의 중합체 수지가 하나 이상의 열가소성 중합체인 중합체 조성물.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 중합체 조성물이 마스터배치(masterbatch)이고, 마스터배치가 표면 처리된 충전재 생성물을 마스터배치의 총 중량을 기준으로 50 내지 95 중량%의 양으로 포함하는 것인 중합체 조성물.
  19. 제13항에 따른 표면 처리된 충전재 생성물, 또는 제16항 또는 제17항에 따른 중합체 조성물, 또는 둘 다를 포함하는 제품으로서, 섬유, 필라멘트, 필름, 스레드, 시트, 파이프, 프로파일, 몰드, 인젝션 몰드 및 블로우 몰드를 포함하는 군으로부터 선택되는 제품.
  20. 제13항에 따른 표면 처리된 충전재 생성물, 또는 제16항 또는 제17항에 따른 중합체 조성물, 또는 둘 다를 포함하는 물품으로서, 위생용품, 의료 및 건강 관리 용품, 필터 제품, 토목섬유 제품, 농업 및 원예 제품, 의류, 신발류 및 가방류 제품, 가정 및 산업용 제품, 포장재 제품, 건축 제품을 포함하는 군으로부터 선택되는 물품.
  21. 제20항에 있어서, 쇼핑백, 쓰레기 봉투, 투명 포일, 위생 필름, 농업용 포일, 종이형 포일, 병, (열성형) 포일, 압출 코팅된 종이 및 판지, 종이상자용 판지, 보드지 카턴, 종이백, 부대, 골판지 상자, 플렉시블 튜브, 백, 연신 및 이축연신 필름, 트레이를 포함하는 군으로부터 선택된 포장재 제품인 물품.
  22. 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 또는 이의 염 함유 반응 생성물(들) 또는 둘 다를, 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과 C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 또는 이의 염 함유 반응 생성물(들) 또는 둘 다와의 조합으로 사용하고,
    하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물이 10:1 내지 1:10의 중량비[석신산 무수물/카복실산의 혼합물]로 존재하는, 표면 처리된 충전재 생성물의 유동성을 개선하는 방법.
  23. 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 또는 이의 염 함유 반응 생성물(들) 또는 둘 다를, 혼합물의 총 중량을 기준으로 10.0 중량% 이상의 양의 스테아르산과 C8 내지 C24의 탄소 원자의 총량을 갖는 하나 이상의 추가의 포화 지방족 선형 또는 분지형 카복실산(들)을 포함하는 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물 또는 이의 염 함유 반응 생성물(들) 또는 둘 다와의 조합으로 사용하고,
    하나 이상의 일치환된 석신산 무수물 및 지방족 선형 또는 분지형 카복실산의 혼합물이 10:1 내지 1:10의 중량비[석신산 무수물/카복실산의 혼합물]로 존재하는, 중합체 조성물의 중합체 매트릭스 중의 탄산칼슘의 분산을 개선하는 방법.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서, 하나 이상의 일치환된 석신산 무수물만으로 처리된 동일한 표면 처리된 충전재 생성물과 비교하여, 15 kPa의 선행 전단 법선 응력으로 FT4 분말 레오미터(ASTM D7891-15)에서 전단 셀법으로 분말 유동성을 측정할 때, 비한정 항복 강도(UYS)가 7% 이상 감소하거나, 유동 계수(FF)가 7% 이상 증가하는 경우, 또는, FT4 분말 레오미터에서 안정성 및 가변 유량법을 통해 분말 유동성을 측정할 때, 기본 유동성 에너지(BFE)가 7% 이상 감소되는 경우, 개선이 달성되는 것인 방법.
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