KR20170086113A - 표면-처리된 압착 물질 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분말 물질 및 중합체 결합제를 제공하는 단계, 분말 물질 및 중합체 결합제를 고속 혼합기 유닛에 동시에 또는 차후에 공급하는 단계, 분말 물질 및 중합체 결합제를 고속 혼합기 유닛 내에서 압착 물질이 형성될 때까지 혼합하는 단계 및, 얻은 압착 물질의 온도를 중합체 결합제의 융점 또는 유리 전이 온도 미만으로 감소시키는 단계를 포함하는, 압착 물질의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

표면-처리된 압착 물질{SURFACE-TREATED COMPACTED MATERIAL}
본 발명은 중합체 처리 분야, 특히 배합 단계 없이 중합체 조성물에 사용하기에 적절한 압착 물질의 제조 방법뿐 아니라, 그러한 방법에 의하여 얻은 압착 물질 및 중합체 조성물에서의 그의 용도에 관한 것이다.
배합은 중합체 및 첨가제를 용융된 상태로 혼합 및/또는 블렌딩하여 소성 배합물을 생성하는 것으로 이루어진다. 상이한 원료의 균질한 블렌드를 얻는데는 상이한 중요 기준이 존재한다. 분산 및 분배 혼합뿐 아니라 가열은 중요한 요인이다. 동시-혼련기 및 트윈 스크류 (동시- 및 반대 회전)뿐 아니라, 내부 혼합기는 플라스틱 산업에서 가장 흔하게 사용되는 배합기이다. 배합 프로세스는 일반적으로 수송, 용융, 분산, 혼합, 탈기 및 가압 빌드-업의 단계를 포함한다.
수십년간, 열가소성 가공 산업은 마스터배취, 농축물 또는 화합물로 불리는 중간체 생성물의 형성을 필요로 하는 배합 기술에 의하여 중합체 수지로 상당한 정도로 도입되는, 변형된 열가소성 수지 조성물의 제조를 위한 첨가제를 사용한다.
예를 들면, WO 95/17441 A1에는 열가소성 수지와 블렌딩하기 위한 열가소성 그래뉼의 제조를 포함하는 열가소성 수지 최종 생성물의 제조 방법이 개시되어 있다.
WO 01/58988 A1에서, 고도로 충전된 열가소성 물질을 달성하기 위한 미네랄 충전제의 마스터배취 또는 농축물의 제조 방법이 기재되어 있다.
그러나, 이들 문헌에 의하면, 통상의 단일 스크류 압출기 내에서 잘 분산된 주요 분말 화합물을 갖는 중합체 최종 생성물을 얻을 수 없다. 그보다는, 마스터배취 또는 농축물과 같은 중간체 생성물을 생성하는 것이 요구되며, 즉 중간체 배합 단계 없이 통상의 단일 스크류 기기 상에서 미세한 주요 분말을 분산시킬 수 없다.
이러한 관점에서, WO 2007/066362 A1과 같은 추가의 문헌에는 혼합 방법 및 단 하나의 물질 투입구를 갖는 디바이스가 기재되어 있는 한편, EP 1 156 918 A1, WO 2005/108045 A2 또는 WO 2005/065067 A2와 같은 기타 문헌은 압출기 또는 엘리먼트 혼합기에 관한 것이다.
WO 2010/150182 A1에는 열가소성 수지 조성물에 사용하기에 적절한 표면-처리된 압착 물질의 제조 방법이 개시되어 있다. 그러한 방법은 특히 주요한 분말 물질을 용융된 표면 처리 중합체와 혼합하는 단계를 포함하며, 주요한 분말 물질은 유기 또는 무기 분말로부터 선택될 수 있다.
무기 분말, 예컨대 무기 미네랄 충전제의 사용으로 접하게 될 수 있는 문제는 미네랄 충전제와 관련된 휘발물의 존재이다. 그러한 휘발물은 충전제의 적용 중에 도달되는 온도에서 방출될 수 있으며, 그러한 미네랄 충전제-포함 생성물의 가공 중에 최종 미네랄-함유 중합체 생성물의 품질의 저하를 초래할 수 있다. 게다가, 상기 관련된 휘발물은 중합체 생성물의 인장 및 인열 강도에서의 저하를 초래할 수 있으며, 그의 가시적 측면, 특히 그의 가시적 균일성을 저하시킬 수 있다. 휘발물은 또한 배합의 단계 중에 미네랄 충전된 중합체 용융물의 지나친 발포를 발생시켜 진공 추출에서 원치않는 생성물 빌드-업을 야기하여 감소된 생산율을 초래할 수 있다.
상기 휘발물은 예를 들면 미네랄 충전제와 고유하게 관련될 수 있으며 ("고유 휘발물"), 특히 물과 관련되며 및/또는 미네랄 충전제의 처리 중에 도입될 수 있어서 ("첨가된 휘발물"), 예를 들면 미네랄 충전제는 소성 매체 내에서 더욱 분산 가능하게 될 수 있다. 게다가, 휘발물은 고유 유기 물질 및/또는 첨가된 유기 물질을 미네랄 충전제와 반응시켜 생성될 수 있는 반면, 그러한 반응은 특히 예를 들면 압출 또는 배합 프로세스 중에 충전된 중합체 물질의 도입 및/또는 가공 중에 도달된 온도에 의하여 유도 또는 향상될 수 있다. 상기 휘발물은 또한 고유 유기 물질 및/또는 첨가된 유기 물질의 분해에 의하여 생성될 수 있으며, 그리하여 CO2, 물 및 가능하게는 이들 유기 물질의 저분자량 분획을 형성할 수 있다. 그러한 분해는 특히 처리된 미네랄 충전제를 포함하는 중합체 물질의 도입 및/또는 가공 중에, 예컨대 압출 또는 배합 공정 중에 도달된 온도에 의하여 유도 또는 향상될 수 있다.
휘발 개시 온도를 증가시키고, 분말 물질, 예를 들면 미네랄 충전제와 관련된 휘발물의 양을 제한하기 위한 하나의 분명한 수단은 특정한 통상의 충전제 처리 첨가제의 사용을 피하거나 또는 제한하고자 하는 것이다.
그러나, 종종, 미네랄 충전제를 플라스틱 적용예에서 적용하는 경우에서와 같이, 그러한 첨가제는 기타의 기능을 보장하여야만 한다. 예를 들면 균일한 분포 차단 및, 통기성 필름과 같은 중합체 생성물을 통한 증기 투과 성질을 얻기 위하여 가능한한 필름을 통하여 동등하게 분포된 충전제를 필요로 한다. 그러므로, 일반적으로 미네랄 충전제에 소수성 코팅을 제공하기 위하여 및 중합체 생성물 전구체 물질에서 미네랄 충전제의 분산성을 개선시키기 위하여 뿐 아니라, 가능하게는 전구체 물질의 가공성 및/또는 최종 적용 생성물의 성질을 개선시키기 위하여 첨가제를 투입한다. 그러한 첨가제의 제거는 생성된 필름 물질을 허용 불가하게 손상시킨다.
당업계에서, 예를 들면 일부 경우에서 또한 지방산 및 지방산 염으로서 지칭될 수 있는 지방족 카르복실산 및 지방족 카르복실산 염으로 상기 미네랄 충전제 물질을 처리하여 분말 물질, 특히 탄산칼슘-포함 미네랄 충전제 물질의 적용 가능성을 개선시키고자 하는 여러 시도가 이루어져 왔다. 예를 들면, WO 00/20336은 1개 또는 수개의 지방산 또는 1개 또는 수개의 염 또는 그의 혼합물로 임의로 처리될 수 있으며, 중합체 조성물에 대한 유동 조절제로서 사용되는 초미세 천연 탄산칼슘에 관한 것이다. WO 2014/060286 A1에는 숙신산 무수물을 사용한 표면-처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법이 개시되어 있다. 물질의 표면의 적어도 일부분 상에 인산 에스테르 블렌드를 포함하는 표면 반응성 백색 미네랄 물질의 제조 방법은 WO 2014/128087 A1에 개시되어 있다. 추가로, 본 출원인의 미공개 유럽 특허 출원 번호 14 181 082.0을 참조한다.
상기에 비추어, 임의의 중간 단계의 필요 없이 중합체 조성물에 투입하기에 적절한 분말 물질로부터 첨가제의 제조 방법을 개선시키는 것은 당업자에게 관심 사항으로 남아 있다.
따라서, 본 발명의 제1의 목적은 중합체에 투입하고자 하는 분말 물질이 통상의 단일 스크류 압출기 내에서 잘 분산될 수 있는 연속적 또는 불연속적 공정에 의하여 중합체, 예컨대 열가소성 중합체 조성물에 투입하기에 적절한 물질의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 우수한 분산 성질을 나타내는 상기 공정을 위한 분말 물질의 제공이다. 또한, 고온 내성을 갖는 분말 물질을 제공하여 중합체 생성물의 생성 중에 더 높은 가공 온도를 허용하는 것이 바람직하다.
게다가, 낮은 수분 흡수를 나타내며, 그리하여 관련된 휘발물, 특히 물과 만나게 되는 문제를 감소 또는 피하는 분말 물질을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 그의 표면 성질, 예를 들면 그의 소수성에 관하여 조정될 수 있는 전술한 공정을 위한 분말 물질을 제공하는 것이 바람직하다. 게다가, 특히 인간 피부와 접촉시 가능한 표면 코팅의 침출 또는 중합체 생성 중의 발포의 위험성은 최소가 되어야만 한다. 또한, 분말 물질에 증가된 충전제 로드 및 개선된 가공 성질을 제공하는 것이 바람직하다.
상기 목적 및 기타 목적은 본원에서 독립 청구항에서 정의된 바와 같이 보호받고자 하는 사항에 의하여 해소된다.
본 발명의 한 구체예에 의하면,
a) 1종 이상의 분말 물질을 제공하는 단계,
b) 중합체 결합제를 제공하는 단계,
c) 단계 a)의 1종 이상의 분말 물질 및 단계 b)의 중합체 결합제를 고속 혼합기 유닛에 동시에 또는 차후에 공급하는 단계,
d) 단계 a)의 1종 이상의 분말 물질 및 단계 b)의 중합체 결합제를 고속 혼합기 유닛 내에서 압착 물질이 형성될 때까지 혼합하는 단계 및
e) 단계 d)로부터 얻은 압착 물질의 온도를 중합체 결합제의 융점 또는 유리 전이 온도 미만으로 감소시키는 단계를 포함하며,
여기서 1종 이상의 분말 물질은 탄산칼슘-포함 충전제 물질 및, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분 상의 처리 층을 포함하는 표면-처리된 충전제 물질 생성물을 포함하며,
처리 층은
i) 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 1종 이상의 일치환된 숙신산 및/또는 그의 염 반응 생성물, 및/또는
ii) 인산 에스테르 또는 하나 이상의 인산 모노-에스테르의 블렌드 및 그의 염 반응 생성물 및/또는 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물을 포함하는, 압착 물질의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 구체예에 의하면, 본 발명에 의한 방법에 의하여 얻은 압착 물질이 제공된다.
본 발명의 또 다른 구체예에 의하면, 중합체 조성물에서 첨가제로서 본 발명에 의한 압착 물질의 용도가 제공된다.
본 발명의 또 다른 구체예에 의하면, 본 발명에 의한 압착 물질을 1종 이상의 중합체에 첨가하며, 상기 1종 이상의 중합체가 바람직하게는 1종 이상의 열가소성 중합체로부터 선택되는 중합체 조성물의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 구체예에 의하면, 본 발명에 의한 압착 물질을 포함하는 중합체 조성물이 제공되며, 상기 중합체 조성물은 바람직하게는 열가소성 중합체 조성물이다.
본 발명의 또 다른 구체예에 의하면, 바람직하게는 용융 가공 기술로부터 선택되며, 더욱 바람직하게는 프로파일 압출, 케이블 압출, 필름 압출, 성형, 섬유 방적, 동시-혼련 또는 인발성형으로부터 선택된, 중합체 생성물의 생성 방법에서 본 발명에 의한 중합체 조성물의 용도가 제공된다.
본 발명의 또 다른 구체예에 의하면, 본 발명에 의한 압착 물질 및/또는 본 발명에 의한 중합체 조성물을 포함하며, 섬유, 바람직하게는 카페트 섬유, 필라멘트, 실, 직조 소재, 부직 소재, 필름, 바람직하게는 블로운-필름 또는 통기성 필름, 프로파일, 케이블 또는 성형 제품인 중합체 생성물이 제공된다.
본 발명의 또 다른 구체예에 의하면, 본 발명에 의한 중합체 생성물을 포함하며, 헬스케어 제품, 지오텍스타일 제품, 농업 제품, 원예 제품, 의복, 신발류 제품, 수하물 제품, 가정용 제품, 공업용 제품, 포장용 제품, 빌딩용 제품, 실내장식 제품, 공업용 의류, 의료용 제품, 가정용 가구류, 보호 제품, 화장품, 위생 제품, 여과 소재 및 건축용 제품으로 이루어진 군으로부터 선택된 물품이 제공된다.
본 발명의 이로운 실시양태는 본원 및 또한 해당 청구항에서 정의된다.
한 실시양태에 의하면, 탄산칼슘-포함 충전제 물질은 천연 중질 탄산칼슘, 침강성 탄산칼슘, 표면-개질된 탄산칼슘 또는 그의 혼합물, 바람직하게는 천연 중질 탄산칼슘이다. 또 다른 실시양태에 의하면, 탄산칼슘-포함 충전제 물질은 0.05 내지 10 ㎛, 바람직하게는 0.1 내지 7 ㎛, 보다 바람직하게는 0.25 내지 5 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 내지 4 ㎛의 중량 중앙 입자 크기 d50을 갖는다.
한 실시양태에 의하면, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 치환기에서 C2 내지 C30, 바람직하게는 C3 내지 C25, 가장 바람직하게는 C4 내지 C20의 탄소 원자의 총량을 갖는 선형, 분지형, 지방족 및 및 환형 기로부터 선택된 기로 일치환된 숙신산 무수물로 이루어진다. 또 다른 실시양태에 의하면, (I) 하나 이상의 인산 모노-에스테르는 알코올 치환기에서 C6 내지 C30, 바람직하게는 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 불포화 또는 포화된, 분지형 또는 선형, 지방족 또는 방향족 알코올로부터 선택된 1개의 알코올 분자로 모노-에스테르화된 o-인산 분자로 이루어지며, 및/또는 (II) 하나 이상의 인산 디-에스테르는 알코올 치환기에서 C6 내지 C30, 바람직하게는 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 동일하거나 또는 상이하며, 불포화 또는 포화된, 분지형 또는 선형, 지방족 또는 방향족 지방 알코올로부터 선택된 2개의 알코올 분자로 디-에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다.
한 실시양태에 의하면, 표면-처리된 충전제 물질 생성물은 1종 이상의 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 중량% 이상의 양으로, 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%의 양으로 처리 층을 포함한다. 또 다른 실시양태에 의하면, 1종 이상의 분말 물질은 압착 물질의 총 중량을 기준으로 하여 50 내지 99 중량%, 바람직하게는 60 내지 98 중량%, 보다 바람직하게는 80 내지 92 중량%, 가장 바람직하게는 87 내지 90 중량%의 양으로 첨가된다.
한 실시양태에 의하면, 중합체 결합제는 190℃에서 100 내지 400,000 mPa·s, 바람직하게는 1,000 내지 100,000 mPa·s, 보다 바람직하게는 5,000 내지 50,000 mPa·s의 회전 점도를 갖는다. 또 다른 실시양태에 의하면, 중합체 결합제는 폴리올레핀, 에틸렌 공중합체, 예를 들면 에틸렌-1-옥텐 공중합체, 메탈로센계 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 단독중합체 또는 공중합체, 바람직하게는 비결정성 폴리프로필렌 단독중합체 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
한 실시양태에 의하면, 1종 이상의 열가소성 중합체는 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐, 폴리우레탄, 할로겐-함유 중합체, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트 및 그의 혼합물의 단독중합체 및/또는 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 경우 하기 용어는 하기 의미를 갖는 것으로 이해하여야 한다:
본 발명의 경우, "압착 물질"은 ISO 3310 표준에 따른 레취(Retsch) AS 200 시브 타워(sieve tower)를 사용하여 체 분석에 의하여 측정한 10 ㎛ 내지 10 ㎜ 범위내의 중량 중앙 입자 크기 d50을 갖는 물질을 형성하는 다수의 단일 입자의 집합체로 이루어진 벌크 물질이다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "중합체"는 일반적으로 단독중합체 및 공중합체, 예를 들면 블록, 그래프트, 랜덤 및 교호 공중합체뿐 아니라, 그의 블렌드 및 변형을 포함한다. 중합체는 비결정성 중합체, 결정질 중합체 또는 반-결정질 중합체, 즉 결정질 및 비결정성 분획을 포함하는 중합체일 수 있다. 결정화도는 퍼센트로 명시하며, 시차 주사 열량계 (DSC)에 의하여 측정될 수 있다. 비결정성 중합체는 그의 유리 전이 온도에 의하여 특징화될 수 있으며, 결정질 중합체는 그의 융점에 의하여 특징화될 수 있다. 반-결정질 중합체는 그의 유리 전이 온도 및/또는 그의 융점에 의하여 특징화될 수 있다.
본 발명의 의미에서 용어 "유리 전이 온도"는 경질의 및 비교적 취성 상태로부터 용융된 또는 고무형 상태로 비결정성 물질에서의 (또는 반-결정질 물질에서의 비결정성 영역에서의) 가역적 전이인, 유리 전이가 발생하는 온도를 지칭한다. 유리 전이 온도는 물질의 결정질 상태가 존재할 경우, 그의 융점보다는 항상 낮다. 본 발명의 의미에서 용어 "융점"은 대기압에서 고체로부터 액체로 고체의 상태가 변경되는 온도를 지칭한다. 융점에서, 고체 및 액체 상은 평형 상태에서 존재한다. 유리 전이 온도 및 융점은 ISO 11357에 의하여 10℃/min의 가열률로 측정된다.
본 발명의 의미에서 "필름"은 그의 길이 및 폭에 비하여 작은 중앙의 두께를 갖는 물질의 시트 또는 층이다. 예를 들면, 용어 "필름"은 200 ㎛ 미만, 1 ㎛ 초과의 중앙 두께를 갖는 물질의 시트 또는 층을 지칭할 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "블로운-필름"은 블로운 필름 압출에 의하여 얻은 필름을 지칭한다. 상기 공정은 통상적으로 용융된 중합체의 튜브를 다이를 통하여 압출시키고, 그의 초기 직경의 수배로 팽창시켜 얇은 필름 버블을 형성하는 단계를 수반하며, 이는 붕괴되어 레이-플랫(lay-flat) 필름을 형성할 수 있다.
본 발명의 의미에서 용어 "통기성 필름"은 예를 들면 미세공극의 존재로 인하여 기체 및 수증기를 통과시키는 중합체 필름을 지칭한다. 통기성 필름의 "통기성"은 그의 수증기 투과율 (WVTR)에 의하여 측정될 수 있으며, g/(㎡·일)로 명시한다. 예를 들면, 중합체 필름은 1,000 g/(㎡·일) 이상의 WVTR을 가질 경우 "통기성"인 것으로 고려될 수 있다. WVTR은 ASTM E398에 의하여 리씨(Lyssy) L80-5000 측정 디바이스로 측정될 수 있다.
본 발명에 의하면, 고속 혼합기 유닛에 관련된 표현 "고속"은 5 내지 80 m/s, 바람직하게는 10 내지 50 m/s 범위내로 원주 속도를 의미한다.
속도는 혼합 유닛 및 처리 챔버의 기하에 의존할 수 있으며, 여기서 예를 들면 더 큰 처리 챔버는 더 작은 처리 챔버보다 더 낮은 속도를 필요로 한다. 상기 혼합기의 설계는 제조업자마다 변동될 수 있으며, 고속 혼합기는 일반적으로 모두 그의 원주 블레이드 팁 속도 또는 프루드(Froude) 수에 의하여 특징화된다. 교반 탱크 내에서의 프루드 수는 표면 와류의 형성을 좌우하며, 하기와 같이 정의된다:
Figure pct00001
상기 식에서, R은 블레이드 반경이며, ω = 2πn은 각속도이며, n은 회전 속도이며, g=9.81 m/s2은 중력 가속도이며, Rω는 블레이드 팁 속도이다.
한 실시양태에 의하면, 고속 혼합기 유닛에 관한 표현 "고속"은 또한 20 내지 10,000, 바람직하게는 20 내지 2,000 범위내의 프루드 수를 의미한다.
본 발명의 경우, 용어 "탄산칼슘-포함 충전제 물질"은 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 80 중량% 이상의 탄산칼슘을 포함하는 물질을 지칭한다.
본 발명의 의미에서 "천연 중질 탄산칼슘" (GCC)은 천연 공급원, 예컨대 석회석, 대리석, 백운석 또는 백악으로부터 얻으며, 습식 및/또는 건식 처리, 예컨대 분쇄, 스크리닝 및/또는 분별화, 예를 들면 사이클론 또는 분급기를 통하여 가공된 탄산칼슘이다.
본 발명의 의미에서 "표면-개질된 탄산칼슘"은 천연 분쇄된 또는 침강성 탄산칼슘의 표면-반응 생성물, 즉 "표면-반응된 탄산칼슘"을 특징으로 할 수 있다. "표면-반응된 탄산칼슘"은 표면 상의 산의 불용성, 바람직하게는 적어도 부분적으로 결정질, 칼슘염 및 탄산칼슘을 포함하는 물질이다. 바람직하게는, 불용성 칼슘 염은 탄산칼슘의 적어도 일부의 표면으로부터 연장된다. 상기 음이온의 적어도 부분적으로 결정질 칼슘 염을 형성하는 칼슘 이온은 대개 출발 탄산칼슘 물질로부터 유래한다. 표면-개질된 탄산칼슘은 예를 들면 US 2012/0031576 A1, WO 2009/074492 A1, EP 2 264 109 A1, EP 2 070 991 A1, EP 2 264 108 A1, WO 00/39222 A1, WO 2004/083316 A1 또는 WO 2005/121257 A2에 기재되어 있다.
본 발명의 의미에서 용어 "표면-처리된 충전제 물질 생성물"은 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분 상에 코팅층을 얻기 위하여서와 같은 표면 처리제와 접촉시킨 탄산칼슘-포함 충전제 물질을 지칭한다.
용어 "숙신산 무수물"은 또한 디히드로-2,5-푸란디온, 숙신산 무수물 또는 숙시닐 옥시드로도 지칭되는데, 이는 분자식 C4H4O3를 가지며, 숙신산의 산 무수물이다.
본 발명의 의미에서 용어 "일치환된 숙신산 무수물"은 수소 원자가 또 다른 치환기에 의하여 치환된 숙신산 무수물을 지칭한다.
본 발명의 의미에서 용어 "일치환된 숙신산"은 수소 원자가 또 다른 치환기에 의하여 치환된 숙신산을 지칭한다.
본 발명의 의미에서 용어 "1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 1종 이상의 일치환된 숙신산의 염 반응 생성물"은 탄산칼슘-포함 충전제 물질을 하나 이상의 일치환된 숙신산 무수물(들)과 접촉시켜 얻은 생성물을 지칭한다. 상기 염 반응 생성물은 적용된 일치환된 숙신산 무수물로부터 형성된 일치환된 숙신산 및 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면에 위치하는 반응성 분자 사이에 형성된다. 대안으로, 상기 염 반응 생성물은 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물과 함께 임의로 존재할 수 있는 일치환된 숙신산 및, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면에 위치하는 반응성 분자 사이에 형성된다.
본 발명의 의미에서 용어 "인산 모노-에스테르"는 알코올 치환기에서 C6 내지 C30, 바람직하게는 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 불포화 또는 포화된, 분지형 또는 선형, 지방족 또는 방향족 알코올로부터 선택된 1 개의 알코올 분자로 모노-에스테르화된 o-인산 분자를 지칭한다.
본 발명의 의미에서 용어 "인산 디-에스테르"는 알코올 치환기에서 C6 내지 C30, 바람직하게는 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 동일하거나 또는 상이하며, 불포화 또는 포화된, 분지형 또는 선형, 지방족 또는 방향족 알코올로부터 선택된 2개의 알코올 분자로 디-에스테르화된 o-인산 분자를 지칭한다.
본 발명의 의미에서 용어 "인산 에스테르 또는 하나 이상의 인산 모노-에스테르의 블렌드 및/또는 하나 이상의 인산 디-에스테르의 염 반응 생성물"은 탄산칼슘-포함 충전제 물질을 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 임의로 인산과 접촉시켜 얻은 생성물을 지칭한다. 상기 염 반응 생성물은 적용된 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 임의로 인산 및 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면에 위치하는 반응성 분자 사이에 형성된다.
용어 "건식" 탄산칼슘-포함 충전제 물질은 충전제 물질 중량에 대하여 0.3 중량% 미만의 물을 갖는 충전제 물질인 것으로 이해한다. % 물 ("잔류 총 수분 함량"에 해당함)은 전기량 칼 피셔(Karl Fischer) 측정 방법에 의하여 측정하며, 여기서 충전제 물질은 220℃로 가열되며, 수증기로서 방출되며, 질소 기체의 흐름을 사용하여 분리된 물 함량 (100 ㎖/min에서)은 전기량 칼 피셔 유닛으로 측정한다.
본 발명의 의미에서 용어 "수분 픽-업(pick-up) 감수율"은 분말 물질 또는 표면-처리된 충전제 물질 생성물의 표면 상에 흡착된 수분의 양을 지칭하며, 2.5 시간 동안 +23℃ (±2℃)의 온도에서 각각 10 및 85%의 상대 습도의 대기에 노출 후 건식 분말 물질 또는 표면-처리된 충전제 물질 생성물의 ㎎ 수분/g으로 측정될 수 있다.
본원의 경우, "휘발 개시 온도"는 휘발물 (분쇄 보조제를 사용하거나 또는 사용하지 않은 분쇄, 부유 보조 또는 기타 제제를 사용하거나 또는 사용하지 않은 선광처리(beneficiation) 및, 상기에서 명백하게 제시하지 않은 기타 전처리제를 포함한 통상의 미네랄 충전제 물질 제조 단계의 결과로서 도입된 휘발물 포함, 하기에 기재된 열중량 분석에 따라 검출됨)이 열중량 (TGA) 곡선 상에서 관찰시 발생되기 시작하는 온도로서 정의되며, 온도 (x-축)에 대하여 나머지 샘플의 질량 (y-축)을 플롯하며, 그러한 곡선의 생성 및 해석은 하기에 정의된다.
휘발 개시 온도는 큰 정확도로 질량 손실 및 휘발 개시 온도에 관련된 정보를 제공하며, 공통의 지식인 열중량 분석 (TGA) 방법에 의하여 측정될 수 있으며; 이는 예를 들면 문헌["Principles of instrumental analysis", fifth edition, Skoog, Holler, Nieman, 1998 (first edition 1992) in chapter 31, pages 798 to 800] 및 다수의 기타 통상적으로 공지된 문헌 작업에 기재되어 있다. 본 발명에서, TGA 분석은 500+/-50 ㎎의 샘플에 기초한 메틀러 톨레도(Mettler Toledo) TGA 851 및, 20℃/min의 속도로 70 ㎖/min의 기류 하에서 25 내지 350℃의 주사 온도를 사용하여 수행하였다.
당업자는 하기와 같이 TGA 곡선의 분석에 의하여 "휘발 개시 온도"를 측정할 수 있다: TGA 곡선의 1차 도함수를 얻고, 150 및 350℃ 사이의 변곡점을 확인하였다. 수평선에 대하여 45°보다 큰 탄젠트 기울기를 갖는 변곡점에서, 200℃ 초과의 최저 관련 온도를 갖는 것을 확인하였다. 1차 도함수 곡선의 최저 온도 변곡점과 관련된 온도값은 "휘발 개시 온도"이다.
TGA 곡선 상에서 발생된 "총 휘발분"은 스타(Star)® SW 11.0 소프트웨어를 사용하여 측정하였다. 이러한 소프트웨어를 사용하여 곡선을 우선 초기 샘플에 대하여 정규화하여 초기 샘플에 대한 % 값으로 질량 손실을 얻었다. 그 후, 25 내지 350℃의 온도 범위를 선택하고, 수평적 단계(step horizontal) (독일어: 'Stufe horizontal') 옵션을 선택하여 선택된 온도 범위에 걸친 % 질량 손실을 얻었다.
본원의 경우, 분말 물질 또는 표면-처리된 충전제 물질 생성물과 관련되어 있으며, 25 내지 280℃의 온도 범위에 걸쳐 발생된 "총 휘발분"은 열중량 (TGA) 곡선에서 판독시 온도 범위에 걸쳐 분말 물질 또는 표면-처리된 충전제 물질 생성물 샘플의 % 질량 손실에 따라 특징화된다. TGA 곡선 상에서 발생한 "총 휘발분"은 스타® SW 11.0 소프트웨어를 사용하여 측정하였다. 이러한 소프트웨어를 사용하여 곡선을 우선 초기 샘플 중량에 대하여 정규화시켜 초기 샘플에 대한 % 값으로 질량 손실을 얻었다. 그 후, 25 내지 280℃의 온도 범위를 선택하고, 수평적 단계 (독일어: 'Stufe horizontal') 옵션을 선택하여 선택된 온도 범위에 걸친 % 질량 손실을 얻었다
본 발명의 의미에서 표면-처리된 충전제 물질 생성물 또는 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 용어 "비표면적" (단위 ㎡/g)은 당업자에게 널리 공지된 흡착 기체로서 질소를 사용한 BET 방법 (ISO 9277:1995)을 사용하여 측정하였다. 그 후, 표면-처리된 충전제 물질 생성물 또는 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 총 표면적 (단위 ㎡)은 비표면적을 처리 전 표면-처리된 충전제 물질 생성물 또는 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 질량 (단위 g)으로 곱하여 얻었다.
본 명세서를 통하여, 탄산칼슘-포함 충전제 또는 기타 입자상 물질의 "입자 크기"는 입자 크기의 분포에 의하여 설명된다. 값 dx는 x 중량%의 입자가 dx 미만의 직경을 갖는 것에 대한 직경을 나타낸다. 이는 d20 값이 모든 입자의 20 중량%가 더 작은 입자 크기이며, d98 값은 모든 입자의 98 중량%가 더 작은 입자 크기라는 것을 의미한다. d98 값은 또한 "탑 커트(top cut)"로서 지정된다. 그래서, d50 값은 중량 중앙 입자 크기이며, 즉 모든 그레인의 50 중량%가 이러한 입자 크기보다 더 크며, 나머지 50 중량%는 더 작다. 본 발명의 경우, 입자 크기는 달리 나타내지 않는다면 중량 중앙 입자 크기 d50으로서 명시된다. 중량 중앙 입자 크기 d50 값 또는 탑 커트 입자 크기 d98 값을 측정하기 위하여, 미국에 소재하는 컴파니 마이크로메리틱스(Micromeritics)로부터의 세디그래프(Sedigraph) 5100 또는 5120 디바이스를 사용할 수 있다. 그러한 방법 및 기기는 당업자에게 공지되어 있으며, 충전제 및 안료의 그레인 크기를 측정하는데 통상적으로 사용된다. 측정은 0.1 중량% Na4P2O7의 수용액 중에서 실시된다. 샘플을 고속 교반기 및 슈퍼소닉(supersonics)을 사용하여 분산시킨다.
본 발명의 경우, 용어 "dtex"는 섬유의 선형 질량 밀도를 지칭하며, 10,000 미터당 그램인 질량으로서 정의된다.
본 발명의 경우, 액체 조성물의 "고체 함량"은 모든 용매 또는 물이 증발된 후 남아 있는 물질의 양의 측정치이다.
본 발명의 의미에서 "현탁액" 또는 "슬러리"는 불용성 고체 및 물 및 임의로 추가의 첨가제를 포함하며, 일반적으로 다량의 고체를 함유하며, 그리하여 점성이 더 크며, 그것이 형성되었던 액체보다 더 큰 밀도를 가질 수 있다.
본 발명의 의미에서 "분말 물질"은 충전제 물질, 예를 들면 미네랄 물질 및/또는 안료를 포함한다. 바람직하게는 충전제 물질은 분말 물질의 95 중량% 초과를 형성한다. 본 발명의 경우, "미네랄 물질"은 뚜렷한 무기 화학적 조성 및 특징적 결정질 및/또는 비결정성 구조를 갖는 고체 물질이다.
용어 "포함하는(comprising)"이 상세한 설명 및 청구범위에서 사용되는 경우, 주요한 또는 소수의 작용적 중요성을 갖는 기타 명시되지 않은 구성원을 배제하지 않는다. 본 발명의 경우, 용어 "~으로 이루어진"은 용어 "~를 포함하는"의 바람직한 실시양태가 되는 것으로 간주한다. 하기에서 기가 적어도 특정한 수의 실시양태를 포함하는 것으로 정의될 경우, 이는 또한 이들 실시양태만으로 이루어지는 것이 바람직한 기를 개시하는 것으로 이해하여야 한다.
용어 "포함하는(including)" 또는 "갖는"을 사용할 경우, 그러한 용어는 상기 정의된 바와 같이 "포함하는(comprising)"에 해당하는 것을 의미한다.
단수형 명사를 지칭할 때 부정관사 또는 정관사, 예를 들면 "하나의(a, an)" 또는 "상기(the)"를 사용할 경우, 이는 다른 것을 구체적으로 명시하지 않는다면 복수형의 명사를 포함한다.
"얻을 수 있는" 또는 "정의될 수 있는" 및 "얻은" 또는 "정의된"과 같은 용어는 번갈아 사용된다. 이는 예를 들면 문맥이 다른 의미로 명백하게 나타내지 않는다면, 그러한 제한된 이해가 바람직한 실시양태로서 용어 "얻은" 또는 "정의된"에 의하여 항상 포함되더라도, 용어 "얻은"은 예를 들면 실시양태가 용어 "얻은" 다음의 단계의 시퀀스에 의하여 얻어야만 한다는 것을 나타내는 것으로 의미하지는 않는다.
본 발명의 압착 물질의 제조 방법은 (a) 1종 이상의 분말 물질을 제공하는 단계, (b) 중합체 결합제를 제공하는 단계, (c) 단계 (a)의 1종 이상의 분말 물질 및 단계 (b)의 중합체 결합제를 고속 혼합기 유닛에 동시에 또는 차후에 공급하는 단계, (d) 단계 (a)의 1종 이상의 분말 물질 및 단계 (b)의 중합체 결합제를 고속 혼합기 유닛 내에서 압착 물질이 형성될 때까지 혼합하는 단계 및 (e) 단계 (d)로부터 얻은 압착 물질의 온도를 중합체 결합제의 융점 또는 유리 전이 온도 미만으로 감소시키는 단계를 포함한다. 1종 이상의 분말 물질은 탄산칼슘-포함 충전제 물질 및, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분 상의 처리 층을 포함하는 표면-처리된 충전제 물질 생성물을 포함한다. 처리 층은 (i) 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 1종 이상의 일치환된 숙신산 및/또는 그의 염 반응 생성물 및/또는 (ii) 인산 에스테르 또는 하나 이상의 인산 모노-에스테르의 블렌드 및 그의 염 반응 생성물 및/또는 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물을 포함한다.
하기에서 본 발명의 방법의 상세한 설명 및 바람직한 실시양태를 보다 상세하게 명시할 것이다. 그러한 기술적 세부사항 및 실시양태는 또한 상기 방법으로부터 얻은 본 발명의 압착 물질, 상기 본 발명의 압착 물질, 조성물, 생성물의 용도 및 상기 본 발명의 압착 물질을 포함하는 물품에도 적용되는 것으로 이해하여야 한다.
1종 이상의 분말 물질
본 발명의 방법의 단계 a)에서, 1종 이상의 분말 물질이 제공된다. 1종 이상의 분말 물질은 제1항에서 정의된 바와 같이 탄산칼슘-포함 충전제 물질 및, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분 상의 처리 층을 포함하는 표면-처리된 충전제 물질 생성물을 포함한다.
본 발명의 의미에서 탄산칼슘-포함 충전제 물질은 천연 중질 탄산칼슘 (GCC), 침강성 탄산칼슘 (PCC), 표면-개질된 탄산칼슘 (MCC) 또는 그의 혼합물로부터 선택된 충전제 물질을 지칭한다. 바람직한 실시양태에 의하면, 탄산칼슘-포함 충전제 물질은 천연 중질 탄산칼슘 (GCC)이다.
GCC는 퇴적암, 예컨대 석회석 또는 백악으로부터, 변성 대리석 암석, 달걀껍질 또는 조개껍데기로부터 채굴되고, 분쇄, 스크리닝과 같은 처리에 의하여 가공되고 및/또는 예를 들면 사이클론 또는 분급기에 의하여 습식 및/또는 건식 형태로 분별화되는 탄산칼슘의 천연 형태인 것으로 이해한다. 본 발명의 한 실시양태에서, GCC는 대리석, 백악, 백운석, 석회석 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 의미에서 "침강성 탄산칼슘" (PCC)은 일반적으로 수성 환경 중에서 이산화탄소 및 석회의 반응 후 침전에 이어서 반응에 의하여 또는 물 중의 칼슘 및 탄산염 이온 공급원의 침전에 의하여 또는 용액으로부터 칼슘 및 탄산염 이온, 예를 들면 CaCl2 및 Na2CO3의 침전에 의하여 얻은 합성된 물질이다. PCC를 생성하는 추가의 가능한 방식은 석회 소다법이며, PCC가 암모니아 생성의 부산물인 솔베이(Solvay) 프로세스에 의하여서이다. 침강성 탄산칼슘은 방해석, 아라고나이트 및 바테라이트인 3종의 주요한 결정질 형태로 존재하며, 이들 결정질 형태 각각에 대한 다수의 상이한 다형태 (결정 습성)이 존재한다. 방해석은 편삼각면체(scalenohedral)(S-PCC), 능면체(rhombohedral) (R-PCC), 육각 프리즘(hexagonal prismatic), 피나코이드(pinacoidal), 콜로이드(colloidal) (C-PCC), 큐빅(cubic) 및 프리즘(prismatic) (P-PCC)을 지닌 삼방정계 구조를 갖는다. 아라고나이트는 육각 프리즘 쌍정(twinned hexagonal prismatic crystal)뿐 아니라, 얇은 세정형 프리즘(thin elongated prismatic), 곡선 블레이드(curved bladed), 가파른 피라미드(steep pyramidal), 치즐 형상 결정(chisel shaped crystal), 가지 많은 나무 및 산호 또는 벌레 모양의 형태인 다양한 모음의 통상적인 결정 습성을 지닌 사방정계 구조이다. 바테라이트는 육방 결정계에 속한다. 얻은 PCC 슬러리는 기계적으로 탈수 및 건조될 수 있다.
표면-개질된 탄산칼슘은 표면-반응된 GCC 또는 PCC를 특징으로 할 수 있다. 표면-반응된 탄산칼슘은 GCC 또는 PCC를 수성 현탁액의 형태로 제공하고, 산을 상기 현탁액에 첨가하여 생성될 수 있다. 적절한 산은 예를 들면 황산, 염산, 인산, 시트르산, 옥살산 또는 그의 혼합물이다. 그 다음 단계에서, 탄산칼슘은 기체 이산화탄소로 처리된다. 강산, 예컨대 황산 또는 염산을 산 처리 단계에 사용할 경우, 이산화탄소가 계내에서 자동적으로 형성될 것이다. 대안으로 또는 추가로, 이산화탄소는 외부 공급원으로부터 공급될 수 있다. 표면-반응된 탄산칼슘은 예를 들면 US 2012/0031576 A1, WO 2009/074492 A1, EP 2 264 109 A1, EP 2 070 991 A1, EP 2 264 108 A1, WO 00/39222 A1, WO 2004/083316 A1 또는 WO 2005/121257 A2에 기재되어 있다.
하나의 바람직한 실시양태에서, 탄산칼슘-포함 충전제 물질은 대리석이다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 탄산칼슘-포함 충전제 물질 중의 탄산칼슘의 양은 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 80 중량% 이상, 예를 들면 95 중량% 이상, 바람직하게는 97 내지 100 중량%, 더욱 바람직하게는 98.5 및 가장 99.95 중량% 사이이다.
1종 이상의 탄산칼슘-포함 충전제 물질은 바람직하게는 입자상 물질의 형태로 존재하며, 생성되는 생성물의 유형에 관련된 물질(들)에 통상적으로 사용되는 바와 같은 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에 의하면, 탄산칼슘-포함 충전제 물질은 0.05 ㎛ 내지 10 ㎛, 바람직하게는 0.1 ㎛ 내지 7 ㎛, 보다 바람직하게는 0.25 ㎛ 내지 5 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 4 ㎛의 중량 중앙 입자 크기 d50을 갖는다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 탄산칼슘-포함 충전제 물질은 ≤15 ㎛, 바람직하게는 ≤12.5 ㎛, 더욱 바람직하게는 ≤10 ㎛, 가장 바람직하게는 ≤7.5 ㎛의 탑 커트 (d98)를 갖는다.
또 다른 실시양태에 의하면, 탄산칼슘-포함 충전제 물질은 ISO 9277에 의한 BET 방법 및 질소를 사용하여 측정시 0.5 내지 150 ㎡/g, 바람직하게는 0.5 내지 50 ㎡/g, 보다 바람직하게는 0.5 내지 35 ㎡/g, 가장 바람직하게는 0.5 내지 15 ㎡/g의 BET 비표면적을 갖는다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 탄산칼슘-포함 충전제 물질은 0.05 ㎛ 내지 10 ㎛의 중량 중앙 입자 크기 d50 및/또는 ≤15 ㎛의 탑 커트 (d98) 및/또는 ISO 9277에 의한 BET 방법 및 질소를 사용하여 측정시 0.5 내지 150 ㎡/g의 BET 비표면적을 갖는다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종 이상의 탄산칼슘-포함 충전제 물질은 0.05 ㎛ 내지 10 ㎛, 바람직하게는 0.1 ㎛ 내지 7 ㎛, 보다 바람직하게는 0.25 ㎛ 내지 5 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 4 ㎛의 중앙 입자 크기 직경 d50 값을 갖는 대리석인 것이 바람직하다. 그러한 경우에서, 1종 이상의 탄산칼슘-포함 충전제 물질은 ISO 9277에 의한 BET 방법 및 질소를 사용하여 측정된 0.5 내지 150 ㎡/g, 바람직하게는 0.5 내지 50 ㎡/g, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 35 ㎡/g, 가장 바람직하게는 0.5 내지 15 ㎡/g의 BET 비표면적을 나타낼 수 있다.
탄산칼슘-포함 충전제 물질은 건식 분쇄된 물질, 습식 분쇄 및 건조된 물질 또는 상기 두 물질의 혼합물인 것이 바람직하다. 일반적으로, 분쇄 단계는 임의의 통상의 분쇄 디바이스를 사용하여, 예를 들면 세분화(refinement)가 주로 2차 바디와의 충돌로부터, 즉, 볼 밀, 로드 밀, 진동 밀, 롤 분쇄기, 원심분리 충격 밀, 수직 비드 밀, 마찰 밀, 핀 밀, 해머 밀, 분쇄기, 파쇄기, 탈응집기(de-clumper), 나이프 커터 또는 당업자에게 공지된 기타 장치 중 하나 이상에서 발생되도록 하는 조건 하에서 실시될 수 있다.
탄산칼슘-포함 충전제 물질이 습식 분쇄된 탄산칼슘-포함 충전제 물질인 경우, 분쇄 단계는 자생적 분쇄가 일어나도록 하는 조건 하에서 및/또는 수평 볼 제분 및/또는 당업자에게 공지된 기타 그러한 공정에 의해 수행될 수 있다. 동일한 분쇄 방법은 탄산칼슘-포함 충전제 물질을 건식 분쇄시키는데 사용될 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 그리하여 얻은 습식 처리 분쇄된 탄산칼슘-포함 충전제 물질은 널리 공지된 프로세스에 의하여, 예를 들면 건조 전 응집, 여과 또는 강제 증발에 의하여 세척 및 탈수될 수 있다. 건조의 차후의 단계는 단일 단계, 예컨대 분무 건조 또는 2종 이상의 단계로, 예를 들면 탄산칼슘-포함 충전제 물질에 제1의 가열 단계를 적용하여 관련된 수분 함량을 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 약 0.5 중량% 이하인 레벨로 감소시켜 실시될 수 있다. 충전제의 잔류 총 수분 함량은 칼 피셔 전기량 적정 방법에 의하여 오븐 내에서 195℃에서 수분을 탈리시키고, 이를 KF 전기량계 (메틀러 톨레도 전기량 KF 적정기, C30, 메틀러 오븐 DO 0337과 합함)에 건조 N2를 사용하여 100 ㎖/min에서 10 분 동안 연속적으로 통과시켜 측정될 수 있다. 잔류 총 수분 함량은 교정 곡선으로 측정할 수 있으며, 또한 샘플을 사용하지 않은 10 분 기류의 블라인드를 고려할 수 있다. 잔류 총 수분 함량은 제2의 가열 단계를 탄산칼슘-포함 충전제 물질에 적용하여 추가로 감소될 수 있다. 그러한 경우에서, 상기 건조는 1회의 초과의 건조 단계에 의하여 실시되며, 제1의 단계는 고온의 기류 중에서 가열하여 실시될 수 있는 한편, 제2의 및 추가의 건조 단계는 바람직하게는 해당 용기 중의 대기가 표면 처리제를 포함하는 간접 가열에 의하여 실시된다. 또한, 탄산칼슘-포함 충전제 물질은 선광처리 단계 (예컨대 부유, 표백 또는 자기 분리 단계)로 처리하여 불순물을 제거하는 것이 통상적이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 탄산칼슘-포함 충전제 물질은 건식 분쇄된 탄산칼슘-포함 충전제 물질을 포함한다. 또 다른 바람직한 실시양태에서, 탄산칼슘-포함 충전제 물질은 수평 볼 밀 내에서 습식 분쇄되고, 그 후 분무 건조의 널리 공지된 프로세스를 사용하여 건조된 물질이다.
본 발명에 의하면, 탄산칼슘-포함 충전제 물질은 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 ≤1 중량%의 잔류 수분 함량을 갖는다. 탄산칼슘-포함 충전제 물질에 의존하여 탄산칼슘-포함 충전제 물질은 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.01 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 0.2 중량%, 보다 바람직하게는 0.02 내지 0.15 중량%, 가장 바람직하게는 0.04 내지 0.15 중량%의 잔류 총 수분 함량을 갖는다.
예를 들면, 습식 분쇄 및 분무 건조된 대리석을 탄산칼슘-포함 충전제 물질로서 사용할 경우, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 잔류 총 수분 함량은 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 0.01 내지 0.1 중량%, 보다 바람직하게는 0.02 내지 0.08 중량%, 가장 바람직하게는 0.04 내지 0.07 중량%이다. PCC가 탄산칼슘-포함 충전제 물질로서 사용될 경우, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 잔류 총 수분 함량은 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 0.01 내지 0.2 중량%, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.17 중량%, 가장 바람직하게는 0.05 내지 0.10 중량%이다.
본 발명에 의하면, 표면-처리된 충전제 물질 생성물은 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 적어도 일부분 상에 처리 층을 더 포함하며, 여기서 처리 층은
i) 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 1종 이상의 일치환된 숙신산 및/또는 그의 염 반응 생성물 및/또는
ii) 인산 에스테르 또는 하나 이상의 인산 모노-에스테르의 블렌드 및 그의 염 반응 생성물 및/또는 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물을 포함한다.
한 실시양태에 의하면, 표면-처리된 충전제 물질 생성물은 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 중량% 이상의 양으로, 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%의 양으로 처리 층을 포함한다.
한 실시양태에 의하면, 표면-처리된 충전제 물질 생성물은 탄산칼슘-함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 2.5 중량%의 양으로, 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%의 양으로, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1.5 중량%의 양으로, 더 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1 중량%의 양으로, 가장 바람직하게는 0.2 내지 0.8 중량%의 양으로 처리 층을 포함한다.
한 실시양태에 의하면, 처리 층은 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 전체 표면 상에 존재한다. 처리 층의 조성 및 그의 특정한 실시양태는 하기에 추가로 상세하게 기재될 것이다.
본 발명에 의한 표면-처리된 충전제 물질 생성물은 10개 이상의 쇄 탄소 원자를 갖는 지방산 및/또는 지방산 염으로 처리된, 즉 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 1종 이상의 일치환된 숙신산 및/또는 그의 염 반응 생성물 또는, 인산 에스테르 또는 하나 이상의 인산 모노-에스테르의 블렌드 및 그의 염 반응 생성물 및/또는 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물의 실행 없이 미네랄 충전제에 비하여 우수한 표면 특징을 갖는다.
특히, 한 실시양태에 의하면, 표면-처리된 충전제 물질 생성물은 ≥250℃, 바람직하게는 ≥260℃, 가장 바람직하게는 ≥270℃의 휘발 개시 온도를 갖는 것이 바람직하다.
추가로 또는 대안으로, 표면-처리된 충전제 물질 생성물은 0.25 질량% 미만, 바람직하게는 0.23 질량% 미만, 예를 들면 0.04 내지 0.21 질량%, 바람직하게는 0.08 내지 0.15 질량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.12 질량%의 25 및 350℃ 사이의 총 휘발분을 가질 수 있다.
게다가, 표면-처리된 충전제 물질 생성물은 낮은 수분 흡수 감수성을 특징으로 할 수 있다. 표면-처리된 충전제 물질 생성물의 수분 흡수 감수성은 약 +23℃ (±2℃)의 온도에서 건조 탄산칼슘-포함 충전제 물질 1 g당 그의 총 표면 수분 레벨이 1 ㎎ 미만이 되도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 표면-처리된 충전제 물질 생성물은 +23℃ (±2℃)의 온도에서 0.1 내지 1 ㎎/g, 보다 바람직하게는 0.2 내지 0.9 ㎎/g; 가장 바람직하게는 0.2 내지 0.8 ㎎/g의 건조 탄산칼슘-포함 물질의 수분 흡수 감수성을 갖는다.
추가로 또는 대안으로, 표면-처리된 충전제 물질 생성물은 침강법으로 +23℃ (±2℃)에서 측정한 물:에탄올의 8:2 미만의 부피비의 친수화도를 가질 수 있다. 예를 들면, 표면-처리된 충전제 물질 생성물은 침강법으로 +23℃ (±2℃)에서 측정한 물:에탄올의 7:3 미만의 부피비의 친수화도를 가질 수 있다.
전술한 이로운 표면 특징 이외에, 표면-처리된 충전제 물질 생성물의 처리 층의 화학 구조는 고려되는 적용 부위에 대하여 충전제 물질의 표면 성질을 맞추거나 또는 조정되도록 한다. 예를 들면, 표면-처리된 충전제 물질 생성물의 소수화도 또는 친수화도는 소수성 또는 친수성이 더 큰 치환기를 처리 층에, 즉 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 1종 이상의 일치환된 숙신산 및/또는 그의 염 반응 생성물에 또는 인산 에스테르 또는 하나 이상의 인산 모노-에스테르의 블렌드 및 그의 염 반응 생성물 및/또는 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물에 도입하여 변동될 수 있다. 본 발명의 방법에 사용된 표면-처리된 충전제 물질 생성물은 또한 지방족 카르복실산 또는 그의 염으로 표면-처리된 충전제 물질에 비하여 개선된 열 안정성을 갖는 잇점을 갖는다. 10개 이상의 쇄 탄소 원자를 갖는 지방산 및/또는 지방산 염으로 처리된 미네랄 충전제는 일반적으로 230℃ 초과에서 열 안정하지 않지만, 본 발명의 방법에 사용된 표면-처리된 충전제 물질 생성물은 230℃ 초과의 온도에서, 예를 들면 250℃, 270℃ 또는 290℃의 온도 이하에서 열 안정성을 갖는다.
표면-처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법은 WO 2014/060286 A1 및 WO 2014/128087 A1에 기재되어 있다.
표면-처리된 충전제 물질 생성물 이외에, 1종 이상의 분말 물질은 추가의 무기 분말 및/또는 유기 분말을 포함할 수 있다.
추가의 무기 분말은 천연 중질 탄산칼슘 (GCC); 침강성 탄산칼슘 (PCC); 탄산칼슘-함유 미네랄, 예컨대 백운석, 혼합된 탄산염계 충전제, 예컨대 마그네슘 함유 미네랄, 예컨대 탈크 또는 점토와 관련된 칼슘; 운모; 및 그의 혼합물, 예컨대 운모-탄산칼슘 또는 탄산칼슘-카올린 혼합물 또는, 천연 중질 탄산칼슘과 수산화알루미늄의 혼합물, 운모 또는 합성 또는 천연 섬유와의 혼합물 또는, 미네랄의 공-구조체, 예컨대 운모-탄산칼슘 또는 운모-이산화티타늄 공-구조체를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다. 추가의 유기 분말은 목분, 변형된 전분 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다. 추가의 무기 분말 및/또는 유기 분말은 또한 예를 들면 지방산, 예컨대 스테아르산 또는 팔미트산으로 표면-처리될 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 1종 이상의 분말 물질은 압착 물질의 총 중량을 기준으로 하여 50 내지 99 중량%, 바람직하게는 60 내지 98 중량%, 보다 바람직하게는 80 내지 92 중량%, 가장 바람직하게는 87 내지 90 중량%의 양으로 첨가된다.
처리 층 i)
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 표면-처리된 충전제 물질 생성물은 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분 상에 처리 층을 포함하며, 여기서 처리 층은 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 1종 이상의 일치환된 숙신산 및/또는 그의 염 반응 생성물을 포함한다.
표현 "1종 이상의" 일치환된 숙신산 무수물은 일치환된 숙신산 무수물의 하나 이상의 유형이 본 발명의 방법에서 제공될 수 있다는 것을 의미하는 것으로 이해한다.
따라서, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 일치환된 숙신산 무수물 중 1종 이상일 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 대안으로, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 일치환된 숙신산 무수물 중 2종 이상의 혼합물일 수 있다. 예를 들면, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 일치환된 숙신산 무수물 중 2종과 같이, 일치환된 숙신산 무수물 중 2 또는 3종의 유형의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 일치환된 숙신산 무수물 중 1종이다.
1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 표면 처리제를 나타내며, 치환기에서 C2 내지 C30의 탄소 원자의 총량을 갖는 임의의 선형, 분지형, 지방족 및 및 환형 기로부터 선택된 기로 일치환된 숙신산 무수물로 이루어지는 것으로 이해한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 치환기에서 C3 내지 C20의 탄소 원자의 총량을 갖는 선형, 분지형, 지방족 및 및 환형 기로부터 선택된 기로 일치환된 숙신산 무수물로 이루어진다. 예를 들면, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 치환기에서 C4 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 선형, 분지형, 지방족 및 및 환형 기로부터 선택된 기로 일치환된 숙신산 무수물로 이루어진다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 치환기에서 C2 내지 C30, 바람직하게는 C3 내지 C20, 가장 바람직하게는 C4 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 선형 및 지방족 기인 1개의 기로 일치환된 숙신산 무수물로 이루어진다. 추가로 또는 대안으로, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 치환기에서 C2 내지 C30, 바람직하게는 C3 내지 C20, 가장 바람직하게는 C4 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 분지형 및 지방족 기인 1개의 기로 일치환된 숙신산 무수물로 이루어진다.
그래서, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 치환기에서 C2 내지 C30, 바람직하게는 C3 내지 C20, 가장 바람직하게는 C4 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 선형 또는 분지형 알킬 기인 1개의 기로 일치환된 숙신산 무수물로 이루어지는 것이 바람직하다.
예를 들면, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 치환기에서 C2 내지 C30, 바람직하게는 C3 내지 C20, 가장 바람직하게는 C4 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 선형 알킬 기인 1개의 기로 일치환된 숙신산 무수물로 이루어진다. 추가로 또는 대안으로, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 치환기에서 C2 내지 C30, 바람직하게는 C3 내지 C20, 가장 바람직하게는 C4 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 분지형 알킬 기인 1개의 기로 일치환된 숙신산 무수물로 이루어진다.
본 발명의 의미에서 용어 "알킬"은 탄소 및 수소로 이루어진 선형 또는 분지형, 포화 유기 화합물을 지칭한다. 환언하면, "알킬 일치환된 숙신산 무수물"은 펜던트 숙신산 무수물 기를 함유하는 선형 또는 분지형, 포화 탄화수소 쇄로 이루어진다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 1종 이상의 선형 또는 분지형 알킬 일치환된 숙신산 무수물이다. 예를 들면, 1종 이상의 알킬 일치환된 숙신산 무수물은 에틸숙신산 무수물, 프로필숙신산 무수물, 부틸숙신산 무수물, 트리이소부틸 숙신산 무수물, 펜틸숙신산 무수물, 헥실숙신산 무수물, 헵틸숙신산 무수물, 옥틸숙신산 무수물, 노닐숙신산 무수물, 데실 숙신산 무수물, 도데실 숙신산 무수물, 헥사데카닐 숙신산 무수물, 옥타데카닐 숙신산 무수물 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
따라서, 예를 들면 용어 "부틸숙신산 무수물"은 선형 및 분지형 부틸숙신산 무수물(들)을 포함하는 것으로 이해한다. 선형 부틸숙신산 무수물(들)의 특정한 일례는 n-부틸숙신산 무수물이다. 분지형 부틸숙신산 무수물(들)의 특정한 예는 이소-부틸숙신산 무수물, sec-부틸숙신산 무수물 및/또는 tert-부틸숙신산 무수물이다.
더욱이, 예를 들면 용어 "헥사데카닐 숙신산 무수물"은 선형 및 분지형 헥사데카닐 숙신산 무수물(들)을 포함하는 것으로 이해한다. 선형 헥사데카닐 숙신산 무수물(들)의 특정한 일례는 n-헥사데카닐 숙신산 무수물이다. 분지형 헥사데카닐 숙신산 무수물(들)의 특정한 예는 14-메틸펜타데카닐 숙신산 무수물, 13-메틸펜타데카닐 숙신산 무수물, 12-메틸펜타데카닐 숙신산 무수물, 11-메틸펜타데카닐 숙신산 무수물, 10-메틸펜타데카닐 숙신산 무수물, 9-메틸펜타데카닐 숙신산 무수물, 8-메틸펜타데카닐 숙신산 무수물, 7-메틸펜타데카닐 숙신산 무수물, 6-메틸펜타데카닐 숙신산 무수물, 5-메틸펜타데카닐 숙신산 무수물, 4-메틸펜타데카닐 숙신산 무수물, 3-메틸펜타데카닐 숙신산 무수물, 2-메틸펜타데카닐 숙신산 무수물, 1-메틸펜타데카닐 숙신산 무수물, 13-에틸부타데카닐 숙신산 무수물, 12-에틸부타데카닐 숙신산 무수물, 11-에틸부타데카닐 숙신산 무수물, 10-에틸부타데카닐 숙신산 무수물, 9-에틸부타데카닐 숙신산 무수물, 8-에틸부타데카닐 숙신산 무수물, 7-에틸부타데카닐 숙신산 무수물, 6-에틸부타데카닐 숙신산 무수물, 5-에틸부타데카닐 숙신산 무수물, 4-에틸부타데카닐 숙신산 무수물, 3-에틸부타데카닐 숙신산 무수물, 2-에틸부타데카닐 숙신산 무수물, 1-에틸부타데카닐 숙신산 무수물, 2-부틸도데카닐 숙신산 무수물, 1-헥실데카닐 숙신산 무수물, 1-헥실-2-데카닐 숙신산 무수물, 2-헥실데카닐 숙신산 무수물, 6,12-디메틸부타데카닐 숙신산 무수물, 2,2-디에틸도데카닐 숙신산 무수물, 4,8,12-트리메틸트리데카닐 숙신산 무수물, 2,2,4,6,8-펜타메틸운데카닐 숙신산 무수물, 2-에틸-4-메틸-2-(2-메틸펜틸)-헵틸 숙신산 무수물 및/또는 2-에틸-4,6-디메틸-2-프로필노닐 숙신산 무수물이다.
더욱이, 예를 들면 용어 "옥타데카닐 숙신산 무수물"은 선형 및 분지형 옥타데카닐 숙신산 무수물(들)을 포함하는 것으로 이해한다. 선형 옥타데카닐 숙신산 무수물(들)의 특정한 일례는 n-옥타데카닐 숙신산 무수물이다. 분지형 헥사데카닐 숙신산 무수물(들)의 특정한 예는 16-메틸헵타데카닐 숙신산 무수물, 15-메틸헵타데카닐 숙신산 무수물, 14-메틸헵타데카닐 숙신산 무수물, 13-메틸헵타데카닐 숙신산 무수물, 12-메틸헵타데카닐 숙신산 무수물, 11-메틸헵타데카닐 숙신산 무수물, 10-메틸헵타데카닐 숙신산 무수물, 9-메틸헵타데카닐 숙신산 무수물, 8-메틸헵타데카닐 숙신산 무수물, 7-메틸헵타데카닐 숙신산 무수물, 6-메틸헵타데카닐 숙신산 무수물, 5-메틸헵타데카닐 숙신산 무수물, 4-메틸헵타데카닐 숙신산 무수물, 3-메틸헵타데카닐 숙신산 무수물, 2-메틸헵타데카닐 숙신산 무수물, 1-메틸헵타데카닐 숙신산 무수물, 14-에틸헥사데카닐 숙신산 무수물, 13-에틸헥사데카닐 숙신산 무수물, 12-에틸헥사데카닐 숙신산 무수물, 11-에틸헥사데카닐 숙신산 무수물, 10-에틸헥사데카닐 숙신산 무수물, 9-에틸헥사데카닐 숙신산 무수물, 8-에틸헥사데카닐 숙신산 무수물, 7-에틸헥사데카닐 숙신산 무수물, 6-에틸헥사데카닐 숙신산 무수물, 5-에틸헥사데카닐 숙신산 무수물, 4-에틸헥사데카닐 숙신산 무수물, 3-에틸헥사데카닐 숙신산 무수물, 2-에틸헥사데카닐 숙신산 무수물, 1-에틸헥사데카닐 숙신산 무수물, 2-헥실도데카닐 숙신산 무수물, 2-헵틸운데카닐 숙신산 무수물, 이소-옥타데카닐 숙신산 무수물 및/또는 1-옥틸-2-데카닐 숙신산 무수물이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종 이상의 알킬 일치환된 숙신산 무수물은 부틸숙신산 무수물, 헥실숙신산 무수물, 헵틸숙신산 무수물, 옥틸숙신산 무수물, 헥사데카닐 숙신산 무수물, 옥타데카닐 숙신산 무수물 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 알킬 일치환된 숙신산 무수물의 한 유형이다. 예를 들면, 하나의 알킬 일치환된 숙신산 무수물은 부틸숙신산 무수물이다. 대안으로, 하나의 알킬 일치환된 숙신산 무수물은 헥실숙신산 무수물이다. 대안으로, 하나의 알킬 일치환된 숙신산 무수물은 헵틸숙신산 무수물 또는 옥틸숙신산 무수물이다. 대안으로, 하나의 알킬 일치환된 숙신산 무수물은 헥사데카닐 숙신산 무수물이다. 예를 들면, 하나의 알킬 일치환된 숙신산 무수물은 선형 헥사데카닐 숙신산 무수물, 예컨대 n-헥사데카닐 숙신산 무수물 또는 분지형 헥사데카닐 숙신산 무수물, 예컨대 1-헥실-2-데카닐 숙신산 무수물이다. 대안으로, 하나의 알킬 일치환된 숙신산 무수물은 옥타데카닐 숙신산 무수물이다. 예를 들면, 하나의 알킬 일치환된 숙신산 무수물은 선형 옥타데카닐 숙신산 무수물, 예컨대 n-옥타데카닐 숙신산 무수물 또는 분지형 옥타데카닐 숙신산 무수물, 예컨대 이소-옥타데카닐 숙신산 무수물 또는 1-옥틸-2-데카닐 숙신산 무수물이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 하나의 알킬 일치환된 숙신산 무수물은 부틸숙신산 무수물, 예컨대 n-부틸숙신산 무수물이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 알킬 일치환된 숙신산 무수물 중 2종 이상의 유형의 혼합물이다. 예를 들면, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 알킬 일치환된 숙신산 무수물 중 2 또는 3종의 유형의 혼합물이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 치환기에서 C2 내지 C30, 바람직하게는 C3 내지 C20, 가장 바람직하게는 C4 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 선형 또는 분지형 알케닐 기인 1개의 기로 일치환된 숙신산 무수물로 이루어진다.
본 발명의 의미에서 용어 "알케닐"은 탄소 및 수소로 이루어진 선형 또는 분지형, 불포화 유기 화합물로 이루어진다. 상기 유기 화합물은 치환기에서 1개 이상의 이중 결합, 바람직하게는 1개의 이중 결합을 추가로 함유한다. 환언하면, "알케닐 일치환된 숙신산 무수물"은 펜던트 숙신산 무수물 기를 함유하는 선형 또는 분지형, 불포화 탄화수소 쇄로 이루어진다. 본 발명의 의미에서 용어 "알케닐"은 시스 및 트랜스 이성질체를 포함하는 것으로 이해한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 1종 이상의 선형 또는 분지형 알케닐 일치환된 숙신산 무수물이다. 예를 들면, 1종 이상의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 에테닐숙신산 무수물, 프로페닐숙신산 무수물, 부테닐숙신산 무수물, 트리이소부테닐 숙신산 무수물, 펜테닐숙신산 무수물, 헥세닐숙신산 무수물, 헵테닐숙신산 무수물, 옥테닐숙신산 무수물, 노네닐숙신산 무수물, 데세닐 숙신산 무수물, 도데세닐 숙신산 무수물, 헥사데세닐 숙신산 무수물, 옥타데세닐 숙신산 무수물 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
따라서, 예를 들면 용어 "헥사데세닐 숙신산 무수물"은 선형 및 분지형 헥사데세닐 숙신산 무수물(들)을 포함하는 것으로 이해한다. 선형 헥사데세닐 숙신산 무수물(들)의 특정한 일례는 n-헥사데세닐 숙신산 무수물, 예컨대 14-헥사데세닐 숙신산 무수물, 13-헥사데세닐 숙신산 무수물, 12-헥사데세닐 숙신산 무수물, 11-헥사데세닐 숙신산 무수물, 10-헥사데세닐 숙신산 무수물, 9-헥사데세닐 숙신산 무수물, 8-헥사데세닐 숙신산 무수물, 7-헥사데세닐 숙신산 무수물, 6-헥사데세닐 숙신산 무수물, 5-헥사데세닐 숙신산 무수물, 4-헥사데세닐 숙신산 무수물, 3-헥사데세닐 숙신산 무수물 및/또는 2-헥사데세닐 숙신산 무수물이다. 분지형 헥사데세닐 숙신산 무수물(들)의 특정한 예는 14-메틸-9-펜타데세닐 숙신산 무수물, 14-메틸-2-펜타데세닐 숙신산 무수물, 1-헥실-2-데세닐 숙신산 무수물 및/또는 이소-헥사데세닐 숙신산 무수물이다.
더욱이, 예를 들면 용어 "옥타데세닐 숙신산 무수물"은 선형 및 분지형 옥타데세닐 숙신산 무수물(들)을 포함하는 것으로 이해한다. 선형 옥타데세닐 숙신산 무수물(들)의 특정한 일례는 n-옥타데세닐 숙신산 무수물, 예컨대 16-옥타데세닐 숙신산 무수물, 15-옥타데세닐 숙신산 무수물, 14-옥타데세닐 숙신산 무수물, 13-옥타데세닐 숙신산 무수물, 12-옥타데세닐 숙신산 무수물, 11-옥타데세닐 숙신산 무수물, 10-옥타데세닐 숙신산 무수물, 9-옥타데세닐 숙신산 무수물, 8-옥타데세닐 숙신산 무수물, 7-옥타데세닐 숙신산 무수물, 6-옥타데세닐 숙신산 무수물, 5-옥타데세닐 숙신산 무수물, 4-옥타데세닐 숙신산 무수물, 3-옥타데세닐 숙신산 무수물 및/또는 2-옥타데세닐 숙신산 무수물이다. 분지형 옥타데세닐 숙신산 무수물(들)의 특정한 예는 16-메틸-9-헵타데세닐 숙신산 무수물, 16-메틸-7-헵타데세닐 숙신산 무수물, 1-옥틸-2-데세닐 숙신산 무수물 및/또는 이소-옥타데세닐 숙신산 무수물이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종 이상의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 헥세닐숙신산 무수물, 옥테닐숙신산 무수물, 헥사데세닐 숙신산 무수물, 옥타데세닐 숙신산 무수물 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 하나의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물이다. 예를 들면, 하나의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 헥세닐숙신산 무수물이다. 대안으로, 하나의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 옥테닐숙신산 무수물이다. 대안으로, 하나의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 헥사데세닐 숙신산 무수물이다. 예를 들면, 하나의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 선형 헥사데세닐 숙신산 무수물, 예컨대 n-헥사데세닐 숙신산 무수물 또는 분지형 헥사데세닐 숙신산 무수물, 예컨대 1-헥실-2-데세닐 숙신산 무수물이다. 대안으로, 하나의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 옥타데세닐 숙신산 무수물이다. 예를 들면, 하나의 알킬 일치환된 숙신산 무수물은 선형 옥타데세닐 숙신산 무수물, 예컨대 n-옥타데세닐 숙신산 무수물 또는 분지형 옥타데세닐 숙신산 무수물, 예컨대 이소-옥타데세닐 숙신산 무수물 또는 1-옥틸-2-데세닐 숙신산 무수물이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 하나의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 선형 옥타데세닐 숙신산 무수물, 예컨대 n-옥타데세닐 숙신산 무수물이다. 본 발명의 또 다른 실시양태에서, 하나의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 선형 옥테닐숙신산 무수물, 예컨대 n-옥테닐숙신산 무수물이다.
1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물이 하나의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물인 경우, 하나의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물의 총 중량을 기준으로 하여 ≥95 중량%, 바람직하게는 ≥96.5 중량%의 양으로 존재하는 것으로 이해한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 중 2종 이상의 유형의 혼합물이다. 예를 들면, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 중 2종 이상의 유형의 혼합물이다.
1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물이 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 중 2종 이상의 혼합물인 경우, 하나의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 선형 또는 분지형 옥타데세닐 숙신산 무수물이며, 각각의 추가의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 에테닐숙신산 무수물, 프로페닐숙신산 무수물, 부테닐숙신산 무수물, 펜테닐숙신산 무수물, 헥세닐숙신산 무수물, 헵테닐숙신산 무수물, 노네닐숙신산 무수물, 헥사데세닐 숙신산 무수물 및 그의 혼합물로부터 선택된다. 예를 들면, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 중 2종 이상의 유형의 혼합물이며, 여기서 하나의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 선형 옥타데세닐 숙신산 무수물이며, 각각의 추가의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 에테닐숙신산 무수물, 프로페닐숙신산 무수물, 부테닐숙신산 무수물, 펜테닐숙신산 무수물, 헥세닐숙신산 무수물, 헵테닐숙신산 무수물, 노네닐숙신산 무수물, 헥사데세닐 숙신산 무수물 및 그의 혼합물로부터 선택된다. 대안으로, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 중 2종 이상의 혼합물이며, 여기서 하나의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 분지형 옥타데세닐 숙신산 무수물이며, 각각의 추가의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 에테닐숙신산 무수물, 프로페닐숙신산 무수물, 부테닐숙신산 무수물, 펜테닐숙신산 무수물, 헥세닐숙신산 무수물, 헵테닐숙신산 무수물, 노네닐숙신산 무수물, 헥사데세닐 숙신산 무수물 및 그의 혼합물로부터 선택된다.
예를 들면, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 선형 또는 분지형 헥사데세닐 숙신산 무수물(들)과 같은 하나 이상의 헥사데세닐 숙신산 무수물 및, 선형 또는 분지형 옥타데세닐 숙신산 무수물(들)과 같은 하나 이상의 옥타데세닐 숙신산 무수물을 포함하는 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 중 2종 이상의 유형의 혼합물이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 선형 헥사데세닐 숙신산 무수물(들) 및 선형 옥타데세닐 숙신산 무수물(들)을 포함하는 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 중 2종 이상의 유형의 혼합물이다. 대안으로, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 분지형 헥사데세닐 숙신산 무수물(들) 및 분지형 옥타데세닐 숙신산 무수물(들)을 포함하는 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 중 2종 이상의 유형의 혼합물이다. 예를 들면, 하나 이상의 헥사데세닐 숙신산 무수물은 n-헥사데세닐 숙신산 무수물과 같은 선형 헥사데세닐 숙신산 무수물 및/또는 1-헥실-2-데세닐 숙신산 무수물과 같은 분지형 헥사데세닐 숙신산 무수물이다. 추가로 또는 대안으로, 하나 이상의 옥타데세닐 숙신산 무수물은 n-옥타데세닐 숙신산 무수물과 같은 선형 옥타데세닐 숙신산 무수물 및/또는 이소-옥타데세닐 숙신산 무수물 및/또는 1-옥틸-2-데세닐 숙신산 무수물과 같은 분지형 옥타데세닐 숙신산 무수물이다.
1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물이 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 중 2종 이상의 유형의 혼합물인 경우, 하나의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 제공된 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물의 총 중량을 기준으로 하여 20 내지 60 중량% 바람직하게는 30 내지 50 중량%의 양으로 존재하는 것으로 이해한다.
예를 들면, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물이 선형 또는 분지형 헥사데세닐 숙신산 무수물(들)과 같은 하나 이상의 헥사데세닐 숙신산 무수물(들) 및, 선형 또는 분지형 헥사데세닐 숙신산 무수물(들)과 같은 하나 이상의 옥타데세닐 숙신산 무수물(들)을 포함하는 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 중 2종 이상의 유형의 혼합물인 경우, 하나 이상의 옥타데세닐 숙신산 무수물(들)은 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물의 총 중량을 기준으로 하여 20 내지 60 중량%, 바람직하게는 30 내지 50 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다.
1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 1종 이상의 알킬 일치환된 숙신산 무수물 및 1종 이상의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물의 혼합물일 수 있는 것으로 이해한다.
1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물이 1종 이상의 알킬 일치환된 숙신산 무수물 및 1종 이상의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물의 혼합물인 경우, 1종 이상의 알킬 일치환된 숙신산 무수물의 알킬 치환기 및 1종 이상의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물의 알케닐 치환기는 동일한 것이 바람직한 것으로 이해한다. 예를 들면, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 에틸숙신산 무수물 및 에테닐숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 프로필숙신산 무수물 및 프로페닐숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 부틸숙신산 무수물 및 부테닐숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 트리이소부틸 숙신산 무수물 및 트리이소부테닐 숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 펜틸숙신산 무수물 및 펜테닐숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 헥실숙신산 무수물 및 헥세닐숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 헵틸숙신산 무수물 및 헵테닐숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 옥틸숙신산 무수물 및 옥테닐숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 노닐숙신산 무수물 및 노네닐숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 데실 숙신산 무수물 및 데세닐 숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 도데실 숙신산 무수물 및 도데세닐 숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 헥사데카닐 숙신산 무수물 및 헥사데세닐 숙신산 무수물의 혼합물이다. 예를 들면, 1종 이상의 일치환된 숙신산은 선형 헥사데카닐 숙신산 무수물 및 선형 헥사데세닐 숙신산 무수물의 혼합물 또는 분지형 헥사데카닐 숙신산 무수물 및 분지형 헥사데세닐 숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 옥타데카닐 숙신산 무수물 및 옥타데세닐 숙신산 무수물의 혼합물이다. 예를 들면, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 선형 옥타데카닐 숙신산 무수물 및 선형 옥타데세닐 숙신산 무수물의 혼합물 또는 분지형 옥타데카닐 숙신산 무수물 및 분지형 옥타데세닐 숙신산 무수물의 혼합물이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물은 노닐숙신산 무수물 및 노네닐숙신산 무수물의 혼합물이다.
1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물이 1종 이상의 알킬 일치환된 숙신산 무수물 및 1종 이상의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물의 혼합물인 경우, 1종 이상의 알킬 일치환된 숙신산 무수물 및 1종 이상의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 사이의 중량비는 90:10 내지 10:90 (중량%/중량%)이다. 예를 들면, 1종 이상의 알킬 일치환된 숙신산 무수물 및 1종 이상의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 사이의 중량비는 70:30 내지 30:70 (중량%/중량%) 또는 60:40 내지 40:60 (중량%/중량%)이다.
표현 "1종 이상의" 일치환된 숙신산은 일치환된 숙신산 중 하나 이상의 유형이 본 발명의 방법에 제공될 수 있다는 것을 의미하는 것으로 이해한다.
따라서, 1종 이상의 일치환된 숙신산은 일치환된 숙신산 중 하나의 유형일 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 대안으로, 1종 이상의 일치환된 숙신산은 일치환된 숙신산 중 2종 이상의 유형의 혼합물일 수 있다. 예를 들면, 1종 이상의 일치환된 숙신산은 일치환된 숙신산 중 2종의 유형과 같이 일치환된 숙신산 중 2 또는 3종의 유형의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종 이상의 일치환된 숙신산은 일치환된 숙신산 중 하나의 유형이다.
1종 이상의 일치환된 숙신산은 표면 처리제를 나타내며, 치환기에서 C2 내지 C30의 탄소 원자의 총량을 갖는 임의의 선형, 분지형, 지방족 및 환형 기로부터 선택된 기로 일치환된 숙신산으로 이루어지는 것으로 이해한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종 이상의 일치환된 숙신산은 치환기에서 C3 내지 C20의 탄소 원자의 총량을 갖는 선형, 분지형, 지방족 및 및 환형 기로부터 선택된 기로 일치환된 숙신산으로 이루어진다. 예를 들면, 1종 이상의 일치환된 숙신산은 치환기에서 C4 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 선형, 분지형, 지방족 및 및 환형 기로부터 선택된 기로 일치환된 숙신산으로 이루어진다.
1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물 및 1종 이상의 일치환된 숙신산은 동일하거나 또는 상이한 치환기를 포함할 수 있는 것으로 이해한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종 이상의 일치환된 숙신산의 숙신산 분자 및 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물의 숙신산 무수물 분자는 치환기에서 C2 내지 C30, 바람직하게는 C3 내지 C20, 가장 바람직하게는 C4 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 임의의 선형, 분지형, 지방족 및 및 환형 기로부터 선택된 동일한 기로 일치환된다.
1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물이 1종 이상의 일치환된 숙신산과 조합하여 제공될 경우, 1종 이상의 일치환된 숙신산은 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물 및 1종 이상의 일치환된 숙신산의 몰 합을 기준으로 하여 ≤10 몰%의 양으로 존재한다. 예를 들면, 1종 이상의 일치환된 숙신산은 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물 및 1종 이상의 일치환된 숙신산의 몰 합을 기준으로 하여 ≤5 몰%, 바람직하게는 ≤2.5 몰%, 가장 바람직하게는 ≤1 몰%의 양으로 존재한다.
한 실시양태에 의하면, 일치환된 숙신산 및/또는 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물의 염 반응 생성물(들)은 그의 하나 이상의 칼슘 및/또는 마그네슘 염이다.
한 실시양태에 의하면, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부 상에 형성된 일치환된 숙신산 및/또는 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물의 염 반응 생성물(들)은 그의 하나 이상의 칼슘 염 및/또는 하나 이상의 마그네슘 염이다.
한 실시양태에 의하면, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물 및 임의적인 1종 이상의 일치환된 숙신산 대 그의 염 반응 생성물(들)의 몰비는 99.9:0.1 내지 0.1:99.9, 바람직하게는 70:30 내지 90:10이다.
한 실시양태에 의하면, 처리 층은 유기 물질, 예컨대 폴리실록산을 더 포함한다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 표면-처리된 충전제 물질 생성물은 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 1종 이상의 일치환된 숙신산 및/또는 그의 염 반응 생성물(들)을 포함하는 처리 층 및 탄산칼슘-포함 충전제 물질을 포함하며, 바람직하게는 이로써 이루어진다. 처리 층은 상기 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분상에, 바람직하게는 전체 표면 상에 형성된다.
탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면 상의 처리 층이 1종 이상의 일치환된 숙신산을 포함하는 경우, 1종 이상의 일치환된 숙신산은 적용된 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물로부터 형성되는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 1종 이상의 일치환된 숙신산의 치환기 및 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물의 치환기는 동일하다.
추가로 또는 대안으로, 1종 이상의 일치환된 숙신산은 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물과의 블렌드 중에 제공된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면 상에 형성된 처리 층은 탄산칼슘-포함 충전제 물질을 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물 및 임의적인 1종 이상의 일치환된 숙신산과 접촉시켜 얻은 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물 및 1종 이상의 일치환된 숙신산 또는 그의 염 반응 생성물(들)을 포함한다. 대안으로, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면 상에 형성된 처리 층은 탄산칼슘-포함 충전제 물질을 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물 및 임의적인 1종 이상의 일치환된 숙신산과 접촉시켜 얻은 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물 및 1종 이상의 일치환된 숙신산 및 그의 염 반응 생성물(들)을 포함한다.
처리 층 ii)
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 표면-처리된 충전제 물질 생성물은 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분 상에 처리 층을 포함하며, 여기서 처리 층은 인산 에스테르 또는 하나 이상의 인산 모노-에스테르의 블렌드 및 그의 염 반응 생성물 및/또는 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 표면-처리된 충전제 물질 생성물은 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분 상에 처리 층을 포함하며, 여기서 처리 층은 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 1종 이상의 일치환된 숙신산 및/또는 그의 염 반응 생성물 및, 인산 에스테르 또는 하나 이상의 인산 모노-에스테르의 블렌드 및 그의 염 반응 생성물 및/또는 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물을 포함한다.
인산의 알킬 에스테르는 특히 계면활성제, 윤활제 및 대전방지제로서 당업계에서 널리 공지되어 있다 (Die Tenside; Kosswig und Stache, Carl Hanser Verlag Munchen, 1993).
상이한 방법에 의한 인산의 알킬 에스테르의 합성 및 인산의 알킬 에스테르를 사용한 미네랄의 표면 처리는 당업자에게, 예를 들면 문헌[Pesticide Formulations and Application Systems: 15th Volume; Collins HM, Hall FR, Hopkinson M, STP1268; Published: 1996], US 3,897,519 A, US 4,921,990 A, US 4,350,645 A, US 6,710,199 B2, US 4,126,650 A, US 5,554,781 A, EP 1092000 B1 및 WO 2008/023076 A1에 널리 공지되어 있다.
표현 "하나 이상의" 인산 모노-에스테르는 인산 모노-에스테르의 하나 이상의 유형이 인산 에스테르 블렌드 중에 존재할 수 있다는 것을 의미하는 것으로 이해한다.
따라서, 하나 이상의 인산 모노-에스테르는 인산 모노-에스테르 중 하나의 유형일 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 대안으로, 하나 이상의 인산 모노-에스테르는 인산 모노-에스테르 중 2종 이상의 유형의 혼합물일 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 인산 모노-에스테르는 인산 모노-에스테르 중 2종의 유형과 같이 인산 모노-에스테르 중 2 또는 3종의 유형의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에서, 하나 이상의 인산 모노-에스테르는 알코올 치환기에서 C6 내지 C30의 탄소 원자의 총량을 갖는 불포화 또는 포화된, 분지형 또는 선형, 지방족 또는 방향족 알코올로부터 선택된 1개의 알코올로 에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다. 예를 들면, 하나 이상의 인산 모노-에스테르는 알코올 치환기에서 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 불포화 또는 포화된, 분지형 또는 선형, 지방족 또는 방향족 알코올로부터 선택된 하나의 알코올로 에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다.
본 발명의 한 실시양태에서, 하나 이상의 인산 모노-에스테르는 알코올 치환기에서 C6 내지 C30의 탄소 원자의 총량을 갖는 포화 및 선형 또는 분지형 및 지방족 알코올로부터 선택된 하나의 알코올로 에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다. 예를 들면, 하나 이상의 인산 모노-에스테르는 알코올 치환기에서 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 포화 및 선형 또는 분지형 및 지방족 알코올로부터 선택된 하나의 알코올로 에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다.
본 발명의 한 실시양태에서, 하나 이상의 인산 모노-에스테르는 알코올 치환기에서 C6 내지 C30, 바람직하게는 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 포화 및 선형 및 지방족 알코올로부터 선택된 하나의 알코올로 에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다. 대안으로, 하나 이상의 인산 모노-에스테르는 알코올 치환기에서 C6 내지 C30, 바람직하게는 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 포화 및 분지형 및 지방족 알코올로부터 선택된 하나의 알코올로 에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다.
본 발명의 한 실시양태에서, 하나 이상의 인산 모노-에스테르는 헥실 인산 모노-에스테르, 헵틸 인산 모노-에스테르, 옥틸 인산 모노-에스테르, 2-에틸헥실 인산 모노-에스테르, 노닐 인산 모노-에스테르, 데실 인산 모노-에스테르, 운데실 인산 모노-에스테르, 도데실 인산 모노-에스테르, 테트라데실 인산 모노-에스테르, 헥사데실 인산 모노-에스테르, 헵틸노닐 인산 모노-에스테르, 옥타데실 인산 모노-에스테르, 2-옥틸-1-데실인산 모노-에스테르, 2-옥틸-1-도데실인산 모노-에스테르 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
예를 들면, 하나 이상의 인산 모노-에스테르는 2-에틸헥실 인산 모노-에스테르, 헥사데실 인산 모노-에스테르, 헵틸노닐 인산 모노-에스테르, 옥타데실 인산 모노-에스테르, 2-옥틸-1-데실인산 모노-에스테르, 2-옥틸-1-도데실인산 모노-에스테르 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다. 본 발명의 한 실시양태에서, 하나 이상의 인산 모노-에스테르는 2-옥틸-1-도데실인산 모노-에스테르이다.
표현 "하나 이상의" 인산 디-에스테르는 인산 디-에스테르 중 하나 이상의 유형이 표면 처리된 물질 생성물 및/또는 인산 에스테르 블렌드의 처리 층 중에 존재할 수 있다는 것을 의미하는 것으로 이해한다.
따라서, 하나 이상의 인산 디-에스테르는 인산 디-에스테르 중 하나의 유형일 수 있다는 점에 유의한다. 대안으로, 하나 이상의 인산 디-에스테르는 인산 디-에스테르 중 2종 이상의 유형의 혼합물일 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 인산 디-에스테르는 인산 디-에스테르 중 2종의 유형과 같은 인산 디-에스테르 중 2 또는 3종의 유형의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에서, 하나 이상의 인산 디-에스테르는 알코올 치환기에서 C6 내지 C30의 탄소 원자의 총량을 갖는 불포화 또는 포화된, 분지형 또는 선형, 지방족 또는 방향족 알코올로부터 선택된 2종의 알코올로 에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다. 예를 들면, 하나 이상의 인산 디-에스테르는 알코올 치환기에서 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 불포화 또는 포화된, 분지형 또는 선형, 지방족 또는 방향족 알코올로부터 선택된 2종의 지방 알코올로 에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다.
인산을 에스테르화시키는데 사용된 2종의 알코올은 알코올 치환기에서 C6 내지 C30의 탄소 원자의 총량을 갖는 동일하거나 또는 상이하며, 불포화 또는 포화된, 분지형 또는 선형, 지방족 또는 방향족 알코올로부터 독립적으로 선택될 수 있는 것으로 이해한다. 환언하면, 하나 이상의 인산 디-에스테르는 동일한 알코올로부터 유도된 2개의 치환기를 포함할 수 있거나 또는 인산 디-에스테르 분자는 상이한 알코올로부터 유도된 2개의 치환기를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에서, 하나 이상의 인산 디-에스테르는 알코올 치환기에서 C6 내지 C30의 탄소 원자의 총량을 갖는 동일하거나 또는 상이하며, 포화 및 선형 또는 분지형 및 지방족 알코올로부터 선택된 2종의 알코올로 에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다. 예를 들면, 하나 이상의 인산 디-에스테르는 알코올 치환기에서 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 동일하거나 또는 상이하며, 포화 및 선형 또는 분지형 및 지방족 알코올로부터 선택된 2종의 알코올로 에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다.
본 발명의 한 실시양태에서, 하나 이상의 인산 디-에스테르는 알코올 치환기에서 C6 내지 C30, 바람직하게는 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 동일하거나 또는 상이하며, 포화 및 선형 및 지방족 알코올로부터 선택된 2개의 알코올로 에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다. 대안으로, 하나 이상의 인산 디-에스테르는 알코올 치환기에서 C6 내지 C30, 바람직하게는 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 동일하거나 또는 상이하며, 포화 및 분지형 및 지방족 알코올로부터 선택된 2개의 알코올로 에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다.
본 발명의 한 실시양태에서, 하나 이상의 인산 디-에스테르는 헥실 인산 디-에스테르, 헵틸 인산 디-에스테르, 옥틸 인산 디-에스테르, 2-에틸헥실 인산 디-에스테르, 노닐 인산 디-에스테르, 데실 인산 디-에스테르, 운데실 인산 디-에스테르, 도데실 인산 디-에스테르, 테트라데실 인산 디-에스테르, 헥사데실 인산 디-에스테르, 헵틸노닐 인산 디-에스테르, 옥타데실 인산 디-에스테르, 2-옥틸-1-데실인산 디-에스테르, 2-옥틸-1-도데실인산 디-에스테르 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
예를 들면, 하나 이상의 인산 디-에스테르는 2-에틸헥실 인산 디-에스테르, 헥사데실 인산 디-에스테르, 헵틸노닐 인산 디-에스테르, 옥타데실 인산 디-에스테르, 2-옥틸-1-데실인산 디-에스테르, 2-옥틸-1-도데실인산 디-에스테르 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다. 본 발명의 한 실시양태에서, 하나 이상의 인산 디-에스테르는 2-옥틸-1-도데실인산 디-에스테르이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 하나 이상의 인산 모노-에스테르는 2-에틸헥실 인산 모노-에스테르, 헥사데실 인산 모노-에스테르, 헵틸노닐 인산 모노-에스테르, 옥타데실 인산 모노-에스테르, 2-옥틸-1-데실인산 모노-에스테르, 2-옥틸-1-도데실인산 모노-에스테르 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택되며, 하나 이상의 인산 디-에스테르는 2-에틸헥실 인산 디-에스테르, 헥사데실 인산 디-에스테르, 헵틸노닐 인산 디-에스테르, 옥타데실 인산 디-에스테르, 2-옥틸-1-데실인산 디-에스테르, 2-옥틸-1-도데실인산 디-에스테르 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
예를 들면, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분은 하나의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물의 인산 에스테르 블렌드를 포함한다. 그러한 경우에서, 하나의 인산 모노-에스테르는 2-에틸헥실 인산 모노-에스테르, 헥사데실 인산 모노-에스테르, 헵틸노닐 인산 모노-에스테르, 옥타데실 인산 모노-에스테르, 2-옥틸-1-데실인산 모노-에스테르 및 2-옥틸-1-도데실인산 모노-에스테르를 포함하는 군으로부터 선택되며, 하나의 인산 디-에스테르는 2-에틸헥실 인산 디-에스테르, 헥사데실 인산 디-에스테르, 헵틸노닐 인산 디-에스테르, 옥타데실 인산 디-에스테르, 2-옥틸-1-데실인산 디-에스테르 및 2-옥틸-1-도데실인산 디-에스테르를 포함하는 군으로부터 선택된다.
탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분이 하나의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물의 인산 에스테르 블렌드인 경우, 하나의 인산 모노-에스테르 및 하나의 인산 디-에스테르의 알코올 치환기는 동일한 것이 바람직한 것으로 이해한다. 예를 들면, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분은 2-에틸헥실 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 2-에틸헥실 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물의 인산 에스테르 블렌드를 포함한다. 대안으로, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분은 2-옥틸-1-데실 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 2-옥틸-1-데실 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물의 인산 에스테르 블렌드를 포함한다. 대안으로, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분은 헥사데실 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 헥사데실 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물의 인산 에스테르 블렌드를 포함한다. 대안으로, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분은 옥타데실 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 옥타데실 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물의 인산 에스테르 블렌드를 포함한다. 대안으로, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분은 2-옥틸-1-도데실인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 2-옥틸-1-도데실인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물의 인산 에스테르 블렌드를 포함한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분은 2종 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 2종 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물의 인산 에스테르 블렌드를 포함한다. 그러한 경우에서, 2종 이상의 인산 모노-에스테르는 2-에틸헥실 인산 모노-에스테르, 헥사데실 인산 모노-에스테르, 헵틸노닐 인산 모노-에스테르, 옥타데실 인산 모노-에스테르, 2-옥틸-1-데실 인산 모노-에스테르 및 2-옥틸-1-도데실인산 모노-에스테르를 포함하는 군으로부터 선택되며, 2종 이상의 인산 디-에스테르는 2-에틸헥실 인산 디-에스테르, 헥사데실 인산 디-에스테르, 헵틸노닐 인산 디-에스테르, 옥타데실 인산 디-에스테르, 2-옥틸-1-데실 인산 디-에스테르 및 2-옥틸-1-도데실인산 디-에스테르를 포함하는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분은 2종의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 2종의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물의 인산 에스테르 블렌드를 포함한다. 예를 들면, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분은 헥사데실 인산 모노-에스테르, 옥타데실 인산 모노-에스테르, 헥사데실 인산 디-에스테르, 옥타데실 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 그의 염 반응 생성물의 인산 에스테르 블렌드를 포함한다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 인산 에스테르 블렌드는 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 대 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물을 특정한 몰비로 포함한다. 특히, 코팅층 및/또는 인산 에스테르 블렌드에서의 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 대 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물의 몰비는 1:1 내지 1:100일 수 있다.
본 발명의 의미에서 어구 "하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 대 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물의 몰비"는 인산 모노-에스테르 분자의 분자량의 합 및 그의 염 반응 생성물 중의 인산 모노-에스테르 분자의 분자량의 합 대 인산 디-에스테르 분자의 분자량의 합 및 그의 염 반응 생성물 중의 인산 디-에스테르 분자의 분자량의 합을 지칭한다.
한 실시양태에 의하면, 인산 에스테르 블렌드 중의 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 대 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물의 몰비는 1:1 내지 1:100, 바람직하게는 1:1.1 내지 1:80, 보다 바람직하게는 1:1.1 내지 1:60, 보다 바람직하게는 1:1.1 내지 1:40, 더욱 보다 바람직하게는 1:1.1 내지 1:20, 가장 바람직하게는 1:1.1 내지 1:10이다.
추가로 또는 대안으로, 처리 층의 인산 에스테르 블렌드는 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물의 몰 합을 기준으로 하여 1 내지 50 몰%의 양으로 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물을 포함한다. 예를 들면, 처리 층의 인산 에스테르 블렌드는 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물의 몰 합을 기준으로 10 내지 45 몰%의 양으로 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물을 포함한다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면,
I) 하나 이상의 인산 모노-에스테르는 알코올 치환기에서 C6 내지 C30, 바람직하게는 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 불포화 또는 포화된, 분지형 또는 선형, 지방족 또는 방향족 알코올로부터 선택된 하나의 알코올 분자로 모노-에스테르화된 o-인산 분자로 이루어지며, 및/또는
II) 하나 이상의 인산 디-에스테르는 알코올 치환기에서 C6 내지 C30, 바람직하게는 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 동일하거나 또는 상이하며, 불포화 또는 포화된, 분지형 또는 선형, 지방족 또는 방향족 지방 알코올로부터 선택된 2개의 알코올 분자로 디-에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다.
본 발명의 한 실시양태에서, 처리 층의 인산 에스테르 블렌드는 하나 이상의 인산 트리-에스테르 및/또는 인산 및 그의 염 반응 생성물을 더 포함한다.
본 발명의 의미에서 용어 "인산 트리-에스테르"는 알코올 치환기에서 C6 내지 C30, 바람직하게는 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 동일하거나 또는 상이하며, 불포화 또는 포화된, 분지형 또는 선형, 지방족 또는 방향족 알코올로부터 선택된 3개의 알코올 분자로 트리-에스테르화된 o-인산 분자를 지칭한다.
표현 "하나 이상의" 인산 트리-에스테르는 인산 트리-에스테르의 하나 이상의 유형이 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분 상에 존재할 수 있다는 것을 의미하는 것으로 이해한다.
따라서, 하나 이상의 인산 트리-에스테르는 인산 트리-에스테르 중 하나의 유형일 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 대안으로, 하나 이상의 인산 트리-에스테르는 인산 트리-에스테르 중 2종 이상의 유형의 혼합물일 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 인산 트리-에스테르는 인산 트리-에스테르 중 2종의 유형과 같은 인산 트리-에스테르 중 2 또는 3종의 유형의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에서, 하나 이상의 인산 트리-에스테르는 알코올 치환기에서 C6 내지 C30의 탄소 원자의 총량을 갖는 동일하거나 또는 상이하며, 불포화 또는 포화된, 분지형 또는 선형, 지방족 또는 방향족 알코올로부터 선택된 3종의 알코올로 에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다. 예를 들면, 하나 이상의 인산 트리-에스테르는 알코올 치환기에서 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 동일하거나 또는 상이하며, 불포화 또는 포화된, 분지형 또는 선형, 지방족 또는 방향족 지방 알코올로부터 선택된 3종의 알코올로 에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다.
인산을 에스테르화시키는데 사용된 3종의 알코올은 알코올 치환기에서 C6 내지 C30의 탄소 원자의 총량을 갖는 불포화 또는 포화된, 분지형 또는 선형, 지방족 또는 방향족 알코올로부터 독립적으로 선택될 수 있는 것으로 이해한다. 환언하면, 하나 이상의 인산 트리-에스테르 분자는 동일한 알코올로부터 유도되는 3종의 치환기를 포함할 수 있거나 또는 인산 트리-에스테르 분자는 상이한 알코올로부터 유도되는 3종의 치환기를 포함할 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에서, 하나 이상의 인산 트리-에스테르는 알코올 치환기에서 C6 내지 C30의 탄소 원자의 총량을 갖는 동일하거나 또는 상이하며, 포화 및 선형 또는 분지형 및 지방족 알코올로부터 선택된 3종의 알코올로 에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다. 예를 들면, 하나 이상의 인산 트리-에스테르는 알코올 치환기에서 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 동일하거나 또는 상이하며, 포화 및 선형 또는 분지형 및 지방족 알코올로부터 선택된 3종의 알코올로 에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다.
본 발명의 한 실시양태에서, 하나 이상의 인산 트리-에스테르는 알코올 치환기에서 C6 내지 C30, 바람직하게는 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 포화 및 선형 및 지방족 알코올로부터 선택된 3종의 알코올로 에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다. 대안으로, 하나 이상의 인산 트리-에스테르는 알코올 치환기에서 C6 내지 C30, 바람직하게는 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 포화 및 분지형 및 지방족 알코올로부터 선택된 3종의 알코올로 에스테르화된 o-인산 분자로 이루어진다.
본 발명의 한 실시양태에서, 하나 이상의 인산 트리-에스테르는 헥실 인산 트리-에스테르, 헵틸 인산 트리-에스테르, 옥틸 인산 트리-에스테르, 2-에틸헥실 인산 트리-에스테르, 노닐 인산 트리-에스테르, 데실 인산 트리-에스테르, 운데실 인산 트리-에스테르, 도데실 인산 트리-에스테르, 테트라데실 인산 트리-에스테르, 헥사데실 인산 트리-에스테르, 헵틸노닐 인산 트리-에스테르, 옥타데실 인산 트리-에스테르, 2-옥틸-1-데실인산 트리-에스테르, 2-옥틸-1-도데실인산 트리-에스테르 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
예를 들면, 하나 이상의 인산 트리-에스테르는 2-에틸헥실 인산 트리-에스테르, 헥사데실 인산 트리-에스테르, 헵틸노닐 인산 트리-에스테르, 옥타데실 인산 트리-에스테르, 2-옥틸-1-데실인산 트리-에스테르, 2-옥틸-1-도데실인산 트리-에스테르 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분은 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나 이상의 인산 트리-에스테르 및 임의로 인산 및 그의 염 반응 생성물의 인산 에스테르 블렌드를 포함한다. 예를 들면, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분은 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나 이상의 인산 트리-에스테르 및 인산 및 그의 염 반응 생성물의 인산 에스테르 블렌드를 포함한다.
대안으로, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분은 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 임의로 인산 및 그의 염 반응 생성물의 인산 에스테르 블렌드를 포함한다. 예를 들면, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분은 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 인산 및 그의 염 반응 생성물의 인산 에스테르 블렌드를 포함한다.
탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분이 하나 이상의 인산 트리-에스테르를 포함하는 인산 에스테르 블렌드를 포함할 경우, 인산 에스테르 블렌드는 하나 이상의 인산 트리-에스테르를 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나 이상의 인산 트리-에스테르 및 인산 및 그의 염 반응 생성물의 몰 합을 기준으로 하여 ≤10 몰%의 양으로 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 인산 에스테르 블렌드는 하나 이상의 인산 트리-에스테르를 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나 이상의 인산 트리-에스테르 및 인산 및 그의 염 반응 생성물의 몰 합을 기준으로 하여 ≤8 몰%, 바람직하게는 ≤6 몰%, 더욱 바람직하게는 ≤4 몰%, 예를 들어 0.1 내지 4 몰%의 양으로 포함한다.
추가로 또는 대안으로, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분이 인산 및 그의 염 반응 생성물을 포함하는 인산 에스테르 블렌드를 포함할 경우, 인산 에스테르 블렌드는 인산 및 그의 염 반응 생성물을 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나 이상의 인산 트리-에스테르 및 인산 및 그의 염 반응 생성물의 몰 합을 기준으로 하여 ≤10 몰%의 양으로 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 인산 에스테르 블렌드는 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나 이상의 인산 트리-에스테르 및 인산 및 그의 염 반응 생성물의 몰 합을 기준으로 하여 인산 및 그의 염 반응 생성물을 ≤8 몰%, 바람직하게는 ≤6 몰%, 더욱 바람직하게는 ≤4 몰%, 에컨대 0.1 내지 4 몰%의 양으로 포함한다.
인산 에스테르 블렌드가 인산 및 그의 염 반응 생성물 및 하나 이상의 인산 트리-에스테르를 더 포함할 경우, 인산 에스테르 블렌드 중의 인산 및 그의 염 반응 생성물 대 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 대 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 대 하나 이상의 인산 트리-에스테르의 몰비가 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 및 하나 이상의 인산 트리-에스테르 및 인산 및 그의 염 반응 생성물의 몰 합을 기준으로 하여 ≤10 몰%:≤40 몰%:≥40 몰%:≤10 몰%인 것이 바람직하다.
본 발명의 의미에서 어구 "인산 및 그의 염 반응 생성물 대 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 대 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물 대 하나 이상의 인산 트리-에스테르의 몰비"는 인산의 분자량의 합 및 그의 염 반응 생성물 중의 인산 분자의 분자량의 합 대 인산 모노-에스테르 분자의 분자량의 합 및 그의 염 반응 생성물 중의 인산 모노-에스테르 분자의 분자량의 합 대 인산 디-에스테르 분자의 분자량의 합 및 그의 염 반응 생성물 중의 인산 디-에스테르 분자의 분자량의 합 대 인산 트리-에스테르 분자의 분자량의 합을 지칭한다.
인산 에스테르 블렌드는 탄산칼슘-포함 충전제 물질을 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 임의로 인산과 접촉시켜 얻은 염 반응 생성물을 포함할 수 있는 것으로 이해한다. 그러한 경우에서, 인산 에스테르 블렌드는 바람직하게는 염 반응 생성물, 예컨대 인산 모노-에스테르의 하나 이상의 스트론튬, 칼슘, 마그네슘 및/또는 알루미늄 염 및 인산 디-에스테르의 하나 이상의 칼슘, 마그네슘 및/또는 알루미늄 염 및 임의로 인산의 하나 이상의 스트론튬, 칼슘, 마그네슘 및/또는 알루미늄 염을 포함한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종 이상의 탄산칼슘-함유 물질을 생성하기 이전에 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및/또는 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 임의로 인산은 1가 및/또는 2가 및/또는 3가 양이온의 하나 이상의 수산화물 및/또는 1가 및/또는 2가 및/또는 3가 양이온의 약산의 하나 이상의 염에 의하여 적어도 부분적으로 중화될 수 있다. 2가 및/또는 3가 양이온의 하나 이상의 수산화물은 Ca(OH)2, Mg(OH)2, Al(OH)3 및 그의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
추가로 또는 대안으로, 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및/또는 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 임의로 인산이 1가 양이온의 약산의 하나 이상의 염 및/또는 하나 이상의 수산화물에 의하여 적어도 부분적으로 중화될 경우, 1가 양이온의 양은 바람직하게는 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 임의로 인산 중의 산성 기의 몰 합을 기준으로 하여 ≤10 몰%인 경우, 중화되는 1가 양이온의 약산의 하나 이상의 염 및/또는 하나 이상의 수산화물은 LiOH, NaOH, KOH, Na2CO3, Li2CO3, K2CO3 및 그의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에서, 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및/또는 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 임의적인 인산의 부분 중화에 사용되는 2가 양이온은 상기 양이온의 약산의 염, 바람직하게는 탄산염 및/또는 붕산염, 예컨대 탄산칼슘으로부터 유도된다.
본원의 의미에서 용어 "약산"은 >2, 바람직하게는 4 내지 7의 pKa를 특징으로 하는 브뢴스테드-로우리(Bronsted-Lowry) 산, 즉 H3O+-이온 공급체를 지칭한다.
따라서, 처리 층의 인산 에스테르 블렌드는 염 반응 생성물, 예컨대 인산 모노-에스테르의 하나 이상의 마그네슘 염 및 인산 디-에스테르의 하나 이상의 마그네슘 염 및 인산의 임의로 하나 이상의 마그네슘 염을 더 포함할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 처리 층의 인산 에스테르 블렌드는 염 반응 생성물, 예컨대 인산 모노-에스테르의 하나 이상의 알루미늄 염 및 인산 디-에스테르의 하나 이상의 알루미늄 염 및 인산의 임의로 하나 이상의 알루미늄 염을 더 포함한다. 추가로 또는 대안으로, 처리 층의 인산 에스테르 블렌드는 염 반응 생성물, 예컨대 인산 모노-에스테르의 하나 이상의 리튬 염 및 인산 디-에스테르의 하나 이상의 리튬 염 및 임의로 인산의 하나 이상의 리튬 염을 더 포함한다. 추가로 또는 대안으로, 처리 층의 인산 에스테르 블렌드는 염 반응 생성물, 예컨대 인산 모노-에스테르의 하나 이상의 나트륨 염 및 인산 디-에스테르의 하나 이상의 나트륨 염 및 임의로 인산의 하나 이상의 나트륨 염을 더 포함한다. 추가로 또는 대안으로, 처리 층의 인산 에스테르 블렌드는 염 반응 생성물, 예컨대 인산 모노-에스테르의 하나 이상의 칼륨 염 및 인산 디-에스테르의 하나 이상의 칼륨 염 및 인산의 임의로 하나 이상의 칼륨 염을 더 포함한다.
하나 이상의 인산 모노-에스테르 및/또는 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 임의로 인산이 하나 이상의 수산화물 및/또는 1가 양이온의 약산의 하나 이상의 염에 의하여 적어도 부분적으로 중화될 경우, 처리 층 및/또는 인산 에스테르 블렌드는 바람직하게는 하나 이상의 인산 모노-에스테르 및 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 임의로 인산에서 산성 기의 몰 합을 기준으로 하여 ≤10 몰%의 양의 1가 양이온을 포함한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 처리 층의 인산 에스테르 블렌드는 본 발명의 하나 이상의 인산 모노-에스테르, 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 임의적인 하나 이상의 인산 트리-에스테르 및/또는 인산에 해당하지 않는 추가의 표면 처리제를 더 포함할 수 잇다. 상기 추가의 표면 처리제는 바람직하게는 1종 이상의 유기 물질, 예컨대 폴리실록산이다. 예를 들면, 폴리실록산은 바람직하게는 폴리디메틸실록산 (PDMS)이다.
폴리실록산은 바람직하게는 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분 상의 상기 폴리실록산의 총량이 1,000 ppm 미만, 더욱 바람직하게는 800 ppm 미만, 가장 바람직하게는 600 ppm 미만이 되도록 하는 양으로 존재한다. 예를 들면, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분 상의 폴리실록산의 총량은 100 내지 1,000 ppm, 보다 바람직하게는 200 내지 800 ppm, 가장 바람직하게는 300 내지 600 ppm, 예를 들면 400 내지 600 ppm이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 처리 층의 인산 에스테르 블렌드는 <50 ppm의 C6 내지 C30 카르복실산을 함유한다.
중합체 결합제
본 발명의 방법의 단계 b)에 의하면, 중합체 결합제가 제공된다. 본 발명의 방법에서, 중합체 결합제는 압착 물질 중의 단일 입자를 분리시키는데 사용되며, 1종 이상의 분말 물질의 표면에 화학적으로 결합되지 않는다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 중합체 결합제는 폴리올레핀, 에틸렌 공중합체, 예를 들면 에틸렌-1-옥텐 공중합체, 메탈로센계 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 단독중합체 또는 공중합체, 바람직하게는 비결정성 폴리프로필렌 단독중합체 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 중합체 결합제는 폴리올레핀이다. 본 발명의 방법의 바람직한 실시양태에 의하면, 폴리올레핀은 폴리에틸렌의 단독- 및/또는 공중합체, 폴리프로필렌의 단독- 및/또는 공중합체, 폴리부틸렌의 단독- 및/또는 공중합체 또는 그의 혼합물의 군으로부터 선택된다. 또 다른 바람직한 실시양태에 의하면, 중합체 결합제는 폴리프로필렌 단독중합체, 에틸렌-1-옥텐 공중합체, 메탈로센계 폴리프로필렌 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 경우, 표현 "메탈로센계"는 중합체의 제조 공정 중에 단일 자리 촉매인 메탈로센 촉매를 적용하는 것을 의미한다.
중합체 결합제는 고체 형태 또는 용융된 형태로 제공될 수 있다. 한 실시양태에 의하면, 중합체 결합제는 예를 들면 그래뉼 또는 분말 형태의 고체 중합체 결합제이다. 또 다른 실시양태에 의하면, 중합체 결합제는 용융된 중합체 결합제이다.
압착 물질의 제조 중에 특정 시점에서 중합체 결합제가 고체 또는 용융된 형태로 제공되는지의 여부와는 상관 없이 중합체 결합제는 특정한 점도를 갖는 액체 형태로 존재할 것으로 이해하여야 한다. 한 실시양태에 의하면, 중합체 결합제는 190℃에서 회전 점도 100 내지 400,000 mPa·s, 바람직하게는 1,000 내지 100,000 mPa·s, 보다 바람직하게는 5,000 내지 50,000 mPa·s를 갖는다. 회전 점도는 회전 점도계, 예컨대 안톤 파아(Anton Paar)로부터의 유량계인 25 ㎜의 직경, 0.2 ㎜의 간극 및 5 s-1의 전단율을 갖는 플레이트-플레이트 시스템을 갖는 모델 피지카(Physica) MCR 300 모듈라 컴팩트 레오미터(Modular compact rheometer)에 의하여 측정된다.
한 실시양태에 의하면, 중합체 결합제는 압착 물질의 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 2 내지 40 중량%, 보다 바람직하게는 3 내지 25 중량%, 가장 바람직하게는 5 내지 20 중량%의 양으로 첨가된다. 본 발명의 방법은 또한 극히 낮은 농도의 중합체 결합제를 사용하게 한다. 한 실시양태에 의하면, 중합체 결합제는 압착 물질의 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 10 중량%, 바람직하게는 2 내지 8 중량%의 양으로 첨가된다. 이는 압착 물질이 첨가될 수 있으며, 그와의 적합성을 증가시킬 수 있는 중합체 조성물에 대한 어떠한 부정적인 효과를 추가로 감소 또는 방지할 수 있다.
압착 물질의 제조 방법
본 발명에 의하면, 하기 단계를 포함하는, 압착 물질의 제조 방법이 제공된다:
a) 1종 이상의 분말 물질을 제공하는 단계,
b) 중합체 결합제를 제공하는 단계,
c) 단계 a)의 1종 이상의 분말 물질 및 단계 b)의 중합체 결합제를 고속 혼합기 유닛에 동시에 또는 차후에 공급하는 단계,
d) 단계 a)의 1종 이상의 분말 물질 및 단계 b)의 중합체 결합제를 고속 혼합기 유닛 내에서 압착 물질이 형성될 때까지 혼합하는 단계 및
e) 단계 d)로부터 얻은 압착 물질의 온도를 중합체 결합제의 융점 또는 유리 전이 온도 미만으로 감소시키는 단계를 포함하며,
여기서 1종 이상의 분말 물질은 탄산칼슘-포함 충전제 물질 및, 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분 상의 처리 층을 포함하는 표면-처리된 충전제 물질 생성물을 포함하며,
여기서 처리 층은
i) 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 1종 이상의 일치환된 숙신산 및/또는 그의 염 반응 생성물, 및/또는
ii) 인산 에스테르 또는 하나 이상의 인산 모노-에스테르의 블렌드 및 그의 염 반응 생성물 및/또는 하나 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물을 포함한다.
본 발명의 방법은 연속 공정 또는 회분식 공정의 형태로 실시될 수 있다.
한 실시양태에 의하면, 단계 a)에서 제공된 1종 이상의 분말 물질은 20℃ 내지 300℃, 바람직하게는 60℃ 내지 250℃의 온도를 갖는다.
한 실시양태에 의하면, 단계 b)에서 제공된 중합체 결합제는 고체 형태로 존재한다. 또 다른 실시양태에 의하면, 단계 b)에서 제공된 중합체 결합제는 바람직하게는 중합체 결합제의 융점 또는 유리 전이 온도 초과의 온도를 갖는 용융된 형태로 존재한다. 한 실시양태에 의하면, 중합체 결합제는 비결정성 중합체 결합제를 사용할 경우 중합체 결합제의 유리 전이 온도보다 높은 50℃ 내지 300℃의 온도를 갖는다. 또 다른 실시양태에 의하면, 중합체 결합제가 적어도 부분적으로 결정질인 중합체인 경우 중합체 결합제는 중합체 결합제의 융점보다 높은 10℃ 내지 200℃의 온도를 갖는다. 예를 들면, 중합체 결합제는 20℃ 내지 300℃, 바람직하게는 30℃ 내지 270℃, 더욱 바람직하게는 40℃ 내지 250℃, 가장 바람직하게는 50℃ 내지 230℃의 온도를 가질 수 있다.
본 발명에 의하면, 단계 a)의 1종 이상의 분말 물질 및 단계 b)의 중합체 결합제를 고속 혼합기 유닛에 공급한다. 성분을 고속 혼합기 유닛에 공급하기에 적절한 컨베이어 시스템은 당업자에게 공지되어 있다. 예를 들면, 공급은 공기압 컨베이어 시스템, 진동 컨베이어 시스템, 플렉시블 컨베이어 시스템, 수직 켄베이어 시스템, 나선 컨베이어 시스템 또는, 상기 시스템 중 하나 이상의 조합의 사용에 의하여 실시될 수 있다.
적절한 고속 혼합기 유닛은 또한 당업자에게 공지되어 있다. 적절한 고속 혼합기 유닛의 예는 단일-스크류 고속 혼합기, 예컨대 컴파니 로디게(Lodige), 아믹슨(Amixon), 아바-후엡(AVA-Huep) 또는 제펠린(Zeppelin)으로부터 입수 가능한 링 레이어 혼합기 또는 컴파니 헨셀(Henschel), 파펜마이어(Papenmeier), 믹사코(Mixaco) 또는 제플린(Zepplin)으로부터 입수 가능한 바와 같은 고속 회분식 혼합기 또는 예컨대 컴파니 라에이스(Laeis) 또는 에리히(Eirich)에 의하여 입수 가능한 강력 혼합기이다.
한 실시양태에 의하면, 공정 단계 c)는 단계 a)의 1종 이상의 분말 물질 및 단계 b)의 중합체 결합제를 원통형 처리 챔버의 고속 혼합기 유닛에 동시에 또는 차후에 공급하는 것을 포함한다. 바람직한 실시양태에 의하면, 원통형 처리 챔버는 수평 또는 수직 위치에서 1개의 단일-스크류 고속 혼합기를 함유한다.
본 발명에서 예를 들면 하기 파라미터를 갖는 단일-스크류 고속 혼합기를 포함하는 통상의 시판 중인 원통형 처리 챔버가 특히 유용하다: 1,000-4,000 rpm에서 길이 350 ㎜, 직경 90 ㎜; 400-3,000 rpm에서 길이 1,200 ㎜, 직경 230 ㎜; 600-1,300 rpm에서 길이 150 ㎜, 직경 150 ㎜. 바람직하게는 길이:직경의 비는 1:1 내지 6:1, 보다 바람직하게는 2:1 내지 5:1, 특히 3:1 내지 4:1이다.
본 발명의 방법의 단계 d)에서, 단계 a)의 1종 이상의 분말 물질 및 단계 b)의 중합체 결합제를 고속 혼합기 유닛 내에서 압착 물질이 형성될 때까지 혼합한다.
혼합은 100℃ 내지 200℃, 바람직하게는 120℃ 내지 180℃의 온도에서, 더욱 바람직하게는 130℃ 내지 160℃의 온도에서 실시될 수 있다. 바람직한 원주 혼합 속도는 5 내지 100 m/s, 바람직하게는 7 내지 80 m/s, 보다 바람직하게는 10 내지 50 m/s일 수 있다.
한 실시양태에 의하면, 단계 b)에서 제공된 중합체 결합제는 용융된 중합체 결합제이며, 단계 d)에서 단계 a)의 1종 이상의 분말 물질 및 단계 b)의 용융된 중합체 결합제는 고속 혼합기 유닛 내에서 압착 물질이 형성될 때까지 혼합한다.
또 다른 실시양태에 의하면, 단계 b)에서 제공된 중합체 결합제는 고체 중합체 결합제이며, 단계 d)에서 단계 a)의 1종 이상의 분말 물질 및 단계 b)의 고체 중합체 결합제를 고속 혼합기 유닛 내에서 압착 물질이 형성될 때까지 혼합하고, 여기서 혼합 단계는 중합체 결합제의 융점 또는 유리 전이 온도보다 높은 온도에서 실시된다.
한 실시양태에 의하면, 혼합 단계 d)는 비결정성 중합체 결합제를 사용할 경우 중합체 결합제의 유리 전이 온도보다 높은 50℃ 내지 300℃의 온도에서 수행된다. 또 다른 실시양태에 의하면, 혼합 단계 d)는 중합체 결합제가 적어도 부분적으로 결정질 중합체인 경우 중합체 결합제의 융점보다 높은 10℃ 내지 200℃의 온도에서 수행된다. 예를 들면, 혼합 단계 d)는 100℃ 내지 200℃, 바람직하게는 120℃ 내지 180℃, 가장 바람직하게는 130℃ 내지 160℃의 온도에서 수행될 수 있다.
본 발명에 의하면, 혼합 단계 d)는 압착 물질이 형성될 때까지 수행된다. 압착 물질에 의하면, 벌크 물질은 ISO 3310 표준에 따른 레취 AS 200 시브 타워를 사용하여 체 분석에 의하여 측정한, 10 ㎛ 내지 10 ㎜ 범위내의 중량 중앙 입자 크기 d50를 갖는 물질을 형성하는 다수의 단일 입자의 집합체로 이루어지는 것으로 이해한다.
공정 단계 e)에서, 단계 d)로부터 얻은 압착 물질의 온도는 중합체 결합제의 융점 또는 유리 전이 온도 미만으로 감소된다. 한 실시양태에 의하면, 공정 단계 e)에서, 단계 d)로부터 얻은 압착 물질의 온도는 중합체 결합제의 융점 미만으로 감소된다. 또 다른 실시양태에 의하면, 공정 단계 e)에서, 단계 d)로부터 얻은 압착 물질의 온도는 중합체 결합제의 유리 전이 온도 미만으로 감소된다.
단계 d)로부터 얻은 압착 물질의 온도는 당업자에게 공지된 임의의 방법 및 수단에 의하여 감소될 수 있다. 한 실시양태에 의하면, 공정 단계 e)는 단계 d)로부터 얻은 압착 물질을 냉각 유닛으로 전달하여 수행된다. 적절한 냉각 유닛에 대한 예는 유동층 또는, 압착 물질을 냉각된 표면에 의하여 냉각되도록 하는 수단이다.
임의적인 실시양태에 의하면, 1종 이상의 분말 물질을 고속 혼합기 유닛으로 공급과 동시에 또는 이후에 표면 처리제를 공급한다. 표면 처리제는 액체 또는 액화될 수 있으며, 바람직하게는 용융된 상태로 제공될 수 있다.
표면 처리제 및 중합체 결합제 사이의 주요 거리는 표면 처리제가 1종 이상의 분말 물질에 화학적으로 결합된 것이다. 바람직하게는, 표면 처리제는 특히 분말 물질의 표면 장력을 변경시켜서 그의 소수성을 변경시키는 역할을 한다. 다른 한편으로, 하기 언급된 바와 같이, 또한 왁스는 화학적으로 결합되지는 않지만, 특히 분산을 향상시키며, 특히 고 점도 중합체 결합제의 점도를 감소시키는 역할을 하는 표면 처리제로서 사용될 수 있다.
한 실시양태에 의하면, 표면 처리제는 스테아르산, 산화아연, 합성 파라핀 왁스, 폴리에틸렌 메탈로센 왁스 및 폴리프로필렌 왁스를 포함하는 군으로부터 선택된다. 한 실시양태에 의하면, 표면 처리제의 온도는 20℃ 내지 300℃, 바람직하게는 60℃ 내지 250℃, 더욱 바람직하게는 60℃ 내지 120℃이다. 그러나, 최대 온도는 성분 중 임의의 하나의 분해 온도 미만이어야 한다.
게다가, 단계 e) 이전에, 즉 단계 d)로부터 얻은 압착 물질의 온도를 중합체 결합제의 용융 온도 또는 유리 전이 온도 미만으로 감소시키기 이전에 단계 d)의 압착 물질은 제2의 혼합 유닛으로 전달되는 것이 이로울 수 있다. 이와 같은 제2의 혼합 유닛에서, 임의로 추가로 용융된 중합체 결합제는 단계 d)의 압착 물질에 첨가하여 이와 혼합될 수 있다.
충격 개질제, 안정화제 등과 같은 통상의 작용성 성분은 최종 생성물, 즉 배합된 열가소성 수지에서뿐 아니라 혼합 공정 중에 또는 피니쉬 처리된 압착 물질에 포함될 수 있다.
압착 물질
본 발명의 추가의 측면에 의하면, 본 발명에 의한 공정에 의하여 얻은 압착 물질이 제공된다.
임의의 이론에 의하여 한정하지는 않지만, 본 출원인은 중합체 중에서, 즉 임의의 응집물을 형성하지 않으면서, 2가지 요인의 조합으로 인한 통상의 단일 스크류 압출 기기를 사용하여, 이른바 전적으로 압착 물질을 생성하는 입자 표면을 덮는 1종 이상의 분말 물질의 단수화된 입자 주위에서 박층을 형성할 수 있는 중합체 결합제의 사용과 조합된 고속 혼합기의 사용에 의하여 압착 물질을 잘 분산시킬 수 있는 것으로 믿는다. "잘 분산된"은 압출된 필름상에서 생성된 각각의 분산물을 50 배율의 돋보기 쌍안경 하에서 시각적으로 테스트한 분산이 매트릭스 중합체에 해당하는 블랙 스폿을 나타내지 않으며, 또한 1종 이상의 분말 물질에 해당하는 화이트 스폿도 나타내지 않는다는 것을 의미한다. 그 후, 단수화된 및 코팅된 입자는 느슨한 집합체를 형성할 수 있으나, 중합체 표면층에 의하여 여전히 분리된다. 이는 압착의 원하는 단계이다. 압착의 결과는 하기에서 상세하게 기재되는 바와 같이 벌크 밀도의 증가, 유동성의 개선 및 더스트의 억제이다.
본 발명의 발명자들은 중합체 조성물의 연속 생성에서 본 발명에 의한 압착 물질의 사용이 제조 중에 생성된 중합체 용융물의 감소된 여과 압력값을 초래하여 통상의 마스터배취의 사용에 비하여 높은 정도의 분산을 입증한다는 것을 발견하였다. 본 발명의 방법의 추가의 잇점은 더 낮은 비용의 최종 생성물을 생성하는 저 비용 제조 방법이라는 사실에 있다. 이는 특히 얻은 압착 물질이 상기 표면 처리된 물질을 배합할 필요 없이 통상의 단일-스크류 플라스틱 전환 기기 상에서 처리 가능하다는 사실로 인한 것이다.
한 실시양태에 의하면, 압착 물질은 단일-스크류 플라스틱 전환 기기 상에서 가공 가능하다. 그래서, 통상의 배합 공정, 예컨대 이중-스크류 또는 패럴(Farrel) 연속 혼합기, 동시-혼련기, 밴버리(Banbury) 회분식 혼합기 또는 기타 등가의 기기를 사용한 공정을 제거할 수 있다.
한 실시양태에 의하면, 압착 물질은 배합 단계 없이 열가소성 중합체 조성물 중에서 완전 재분산 가능하다. "완전 재분산 가능"이라는 것은 압출된 필름상에서 생성된 각각의 분산물을 50 배율의 돋보기 쌍안경 하에서 시각적으로 테스트한 분산이 매트릭스 중합체에 해당하는 블랙 스폿을 나타내지 않으며, 또한 분말 물질에 해당하는 화이트 스폿도 나타내지 않는 것으로 이해한다.
한 실시양태에 의하면, 압착 물질은 더스트를 생성하지 않는다. 그러한 무-더스팅 압착 물질은 바람직하게는 ISO 3310 표준에 따라 레취 AS 200 시브 타워를 사용하여 체 분석에 의하여 측정한 45 ㎛ 스크린 상에서 80 중량% 초과, 바람직하게는 90 중량% 초과의 스크린 잔류물을 갖는다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 1종 이상의 분말 물질의 함량은 압착 물질의 총 중량을 기준으로 하여 50 내지 99 중량%, 바람직하게는 60 내지 98 중량%, 보다 바람직하게는 75 내지 95 중량%, 가장 바람직하게는 80 내지 92 중량%, 예를 들면 87 내지 90 중량%이다.
압착 물질 중의 중합체 결합제의 함량은 압착 물질의 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 2 내지 40 중량%, 보다 바람직하게는 5 내지 25 중량%, 특히 8 내지 14 중량%, 예를 들면 10 내지 13 중량%일 수 있다.
표면 처리제가 본 발명에 의한 압착 물질에 사용될 경우, 그의 함량은 1종 이상의 분말 물질의 비표면적에 의존할 수 있다. 이롭게는, 압착 물질의 총 중량을 기준으로 하여 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 7 중량%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5 중량%, 예를 들면 1 내지 3 중량%의 양으로 존재한다.
압착 물질의 용도
본 발명의 추가의 구체예에 의하면, 중합체 조성물에서 본 발명에 의한 압착 물질의 첨가제로서의 용도가 제공된다.
그의 우수한 분산 성질로 인하여, 본 발명의 압착 물질은 중합체 최종 생성물의 형성에 대한 농축물 및/또는 화합물로 지칭되는 중간 마스터배취를 생성할 필요 없이 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 80 중량%, 바람직하게는 1 내지 50 중량%, 보다 바람직하게는 5 내지 30 중량% 범위내의 임의의 농도로 중합체 조성물 중에서 첨가제로서 사용될 수 있다.
본 발명에 의한 압착 물질은 또한 중합체 조성물의 제조 방법에 사용될 수 있다. 한 실시양태에 의하면, 본 발명에 의한 압착 물질을 1종 이상의 중합체에 첨가하는 중합체 조성물의 제조 방법이 제공된다. 바람직한 실시양태에 의하면, 압착 물질은 1종 이상의 중합체에 직접 첨가된다. 그러나, 압착 물질을 1종 이상의 중합체에 첨가하기 이전에 추가의 처리, 예를 들면 배합 단계로 실시할 수 있다.
1종 이상의 중합체는 단독중합체, 공중합체, 예를 들면 블록, 그래프트, 랜덤 및 교호 공중합체, 헤테로상 공중합체 및 랜덤 헤테로상 공중합체뿐 아니라, 중합체 블렌드, 변형 또는 그의 혼합물을 포함할 수 있다. 1종 이상의 중합체는 또한 재활용된 중합체 물질을 포함할 수 있다. 1종 이상의 중합체 중의 재활용된 중합체의 함량은 0.01 내지 100 중량% 범위내일 수 있다.
바람직하게는 상기 1종 이상의 중합체는 1종 이상의 열가소성 중합체로부터 선택될 수 있다.
본 발명에 적절한 상기 열가소성 중합체는 하기를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다:
- 올레핀 및 디올레핀으로부터의 중합체, 예를 들면 폴리에틸렌 (LDPE, LLDPE, VLDPE, ULDPE, MDPE, HDPE, UHMWPE), 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 폴리-4-메틸-펜텐-1, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리시클로옥텐뿐 아니라, 랜덤 또는 블록 공중합체, 예컨대 에틸렌/부트-1-엔 공중합체, 에틸렌-헥센 공중합체, 에틸렌-메틸펜텐 공중합체, 에틸렌-옥텐 공중합체, 폴리프로필렌-폴리에틸렌 (EP), EPM, EPDM, 에틸렌-비닐아세테이트 (EVA) 및 에틸렌-아크릴 에스테르 공중합체,
- 폴리스티렌, 폴리메틸스티렌, 스티렌-부타디엔 공중합체 (SB), 스티렌-부타디엔-스티렌 (SBS) 및 그의 수소화 중합체 (SEBS), 스티렌-이소프렌, 스티렌-이소프렌-스티렌 (SIS), 스티렌-부타디엔-아크릴로니트릴 (ABS), 스티렌-아크릴로니트릴-아크릴레이트 (ASA), 스티렌-말레산 무수물 및 그래프트 중합체, 예를 들면 스티렌-그래프팅된 부타디엔, 말레산 무수물-그래프팅된 SBS 또는, 메틸메타크릴레이트, 스티렌-부타디엔 및 ABS (MABS)로부터의 그래프팅된 중합체,
- 할로겐 함유 중합체, 예컨대 폴리비닐클로라이드, 폴리클로로프렌, 폴리비닐리덴 클로라이드, 염소화 폴리에틸렌 또는 폴리테트라플루오로에틸렌,
- 불포화 에스테르로부터의 중합체, 예컨대 폴리아크릴레이트 또는 폴리메타크릴레이트, 예를 들면 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아크릴아미드, 폴리부틸아크릴레이트,
- 불포화 알코올로부터 유도된 중합체, 예컨대 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트 또는 폴리비닐부티랄 (PVB),
- 폴리아세탈, 예를 들면 폴리옥시메틸렌 및 그의 공중합체,
- 폴리페닐렌 옥시드뿐 아니라 그의 폴리스티렌 또는 폴리아미드 블렌드,
- 폴리우레탄 (PU), 특히 선형 폴리우레탄 (TPU),
- 폴리아미드 (PA), 예컨대 PA-6, PA-6.6, PA-6.10, PA-4.6, PA-4.10, PA-6.12, PA-12.12, PA-11, PA-12뿐아니라 부분 방향족 폴리아미드 (예를 들면 폴리프탈아미드),
- 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드, 폴리케톤, 폴리술폰, 폴리에테르술폰 및 폴리페닐렌술피드,
- 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT), 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프틸레이트,
- 폴리카르보네이트,
- 셀룰로스 유도체, 예컨대 셀룰로스 니트레이트, 셀룰로스 아세테이트 또는 셀룰로스 프로피오네이트,
- 재생 가능한 바이오매스 공급원, 예컨대 식물성 지방 및 오일, 옥수수 전분, 완두 전분 또는 미생물군으로부터 얻은 부분 또는 완전 바이오계 중합체, 지방족 바이오폴리에스테르, 예컨대 폴리히드록시알카노에이트 (PHA), 폴리히드록시부티레이트 (PHB), 폴리히드록시발레레이트 (PHV), 폴리히드록시헥사노에이트 (PHH) 또는 폴리에스테르, 예컨대 폴리락트산 (PLA),
- 상기 중합체 중 1종 이상을 포함하는 블렌드, 혼합물, 합금 및 조합.
한 실시양태에 의하면, 1종 이상의 중합체는 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐, 폴리우레탄, 할로겐-함유 중합체, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트 및 그의 혼합물의 단독중합체 및/또는 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 열가소성 중합체이다.
한 실시양태에 의하면, 1종 이상의 중합체는 폴리에틸렌의 단독- 및/또는 공중합체, 폴리프로필렌의 단독- 및/또는 공중합체, 폴리부틸렌의 단독- 및/또는 공중합체 또는 그의 혼합물의 군으로부터 선택된 폴리올레핀이다. 또 다른 실시양태에 의하면, 1종 이상의 중합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 또는 그의 혼합물을 포함하는 폴리올레핀이다. 예를 들면, 1종 이상의 중합체는 저 밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 선형 저 밀도 폴리에틸렌 (LLDPE), 고 밀도 폴리에틸렌 (HDPE), 폴리프로필렌 (PP), 예컨대 폴리프로필렌 단독중합체, 랜덤 폴리프로필렌, 헤테로상폴리프로필렌 또는, 폴리프로필렌 단위를 포함하는 블록 공중합체, 폴리스티렌 (PS), 고 충격 폴리스티렌 (HI-PS) 및 폴리아크릴레이트를 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다.
1종 이상의 중합체는 임의로 당업자에게 널리 공지된 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 그러한 첨가제는 UV-흡수제, 광 안정화제, 가공 안정화제, 산화방지제, 열 안정화제, 핵화제, 금속 불활성화제, 충격 개질제, 가소제, 윤활제, 유동 변형제, 가공 조제, 안료, 염료, 형광 증백제, 항균제, 대전방지제, 슬립제, 블록 방지제, 커플링제, 분산제, 상용화제, 산소 스캐빈저, 산 스캐빈저, 마커, 흐림방지제, 표면 개질제, 난연제, 블로잉제, 연기 억제제, 보강제, 예컨대 유리 섬유, 탄소 섬유 및/또는 유리 버블 또는, 상기 첨가제의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 추가의 측면에 의하면, 본 발명에 의한 압착 물질을 포함하며, 바람직하게는 열가소성 중합체 조성물인 중합체 조성물이 제공된다. 상기 중합체 조성물은 정의된 형상, 예컨대 펠릿, 구체, 펄, 비즈, 프릴, 박편, 칩 또는 슬러그 또는, 정의되지 않는 형상, 예를 들면 크럼블을 갖는 물질로서 얻을 수 있다. 대안으로, 중합체 조성물은 정의된 및 비-정의된 형상 물질 둘다의 혼합물일 수 있다.
한 실시양태에 의하면, 상기 중합체 조성물은 중합체 생성물의 제조 방법에 사용된다. 중합체 조성물은 당업자에게 공지된 중합체 생성물의 임의의 제조 방법에 사용될 수 있다. 한 실시양태에 의하면, 그러한 방법은 용융 가공 기술로부터 선택되며, 바람직하게는 프로파일 압출, 케이블 압출, 필름 압출, 성형, 섬유 방적, 동시-혼련 또는 인발성형으로부터 선택된다. 이와 관련하여, 본 발명의 방법에 의하여 얻은 압착 물질은 블로운 필름, 시트, 파이프 프로파일의 제조에서 및, 파이프, 프로파일, 케이블 섬유 등의 압출, 압축 성형, 사출 성형, 열성형, 블로우 성형, 회전 성형 등과 같은 공정에서 첨가제로서 작용할 수 있다.
한 실시양태에 의하면, 압착 물질 및/또는 중합체 조성물은 섬유, 필라멘트, 실, 직조 소재, 부직 소재, 필름, 프로파일, 케이블 또는 성형 제품을 생성하는데 사용된다.
본 발명의 추가의 구체예에 의하면, 본 발명에 의한 압착 물질 및/또는 본 발명에 의한 중합체 조성물을 포함하는 중합체 생성물이 제공되며, 여기서 상기 생성물은 바람직하게는 카페트, 필라멘트, 실, 직조 소재, 부직 소재, 필름, 바람직하게는 블로운 필름 또는 통기성 필름, 프로파일, 케이블 또는 성형 제품을 위한 섬유이다.
전술한 중합체 생성물을 생성하기에 적절한 방법 조건은 당업자에게 통상적으로 공지되어 있으며 및/또는 통상의 일반적인 지식에 기초하여 통상의 변형에 의하여 설정될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 압착 물질 및/또는 중합체 조성물은 섬유, 필라멘트, 실, 직조 소재, 부직 소재, 필름, 프로파일, 케이블 또는 성형 제품을 생성하기 위한 혼합 및/또는 압출 및/또는 배합 및/또는 블로우 성형 공정으로 수행하는 것이 이로울 수 있다.
본 발명의 의미에서 용어 "섬유"는 통상적으로 예를 들면 기계적 방법에 의하여 함께 본딩된 섬유 웹으로 이루어진 직물, 예컨대 직조물 또는 부직포를 형성하는 선형 구조를 지칭한다. 따라서, 용어 "섬유"는 유한한 구조를 지칭하는 것으로 이해한다.
본 발명의 의미에서 용어 "실"은 통상적으로 예를 들면 기계적 방법에 의하여 함께 본딩된 실 웹으로 이루어진 직물, 예컨대 부직포를 형성하는 선형 구조를 지칭한다. 따라서, 용어 "실"은 유한한 구조를 지칭하는 것으로 이해한다. 실은 단일-, 이중- 또는 다중-실로서 구조될 수 있다. 이중- 또는 다중-실이 존재할 경우, 단일 실의 조성물은 실질적으로 동일할 수 있다. 다시 말해서, 단일 실의 조성은 실질적으로 동일한 성분을 동일한 양으로 포함한다. 대안으로, 단일 실의 조성은 상이할 수 있다. 다시 말해서, 단일 실의 조성은 동일한 성분을 상이한 양으로 포함할 수 있거나 또는 단일 실의 조성은 상이한 성분을 동일한 양으로 포함할 수 있거나 또는 단일 실의 조성은 상이한 성분을 상이한 양으로 포함할 수 있다.
본 발명의 의미에서 용어 "필라멘트"는 그의 구조 길이에 의하여 섬유와는 상이한 구조를 지칭한다. 따라서, 용어 "필라멘트"는 무이음매 섬유를 지칭하는 것으로 이해한다. 추가로 필라멘트는 단일-, 이중- 또는 다중-필라멘트로서 구조될 수 있는 것으로 이해한다. 이중- 또는 다중-필라멘트가 존재할 경우, 단일 필라멘트의 조성은 실질적으로 동일할 수 있다. 다시 말해서, 단일 필라멘트의 조성은 실질적으로 동일한 성분을 동일한 양으로 포함한다. 대안으로, 단일 필라멘트의 조성은 상이할 수 있다. 다시 말해서, 단일 필라멘트의 조성은 동일한 성분을 상이한 양으로 포함할 수 있거나 또는 단일 필라멘트의 조성은 상이한 성분을 동일한 양으로 포함할 수 있거나 또는 단일 필라멘트의 조성은 상이한 성분을 상이한 양으로 포함할 수 있다.
필라멘트 및/또는 섬유 및/또는 실의 단면은 매우 다양한 형상을 가질 수 있다. 필라멘트 및/또는 섬유 및/또는 실의 단면 형상은 원형, 타원형 또는 n-각형일 수 있으며, 여기서 n은 ≥3이며, 예를 들면 n은 3인 것이 바람직하다. 예를 들면, 필라멘트 및/또는 섬유 및/또는 실의 단면 형상은 원형, 대략 타원형 또는 엽형(trilobal)이다. 추가로 또는 대안으로, 필라멘트 및/또는 섬유 및/또는 실의 단면 형상은 중공일 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "직물 물품"은 예컨대 레이어링(layering), 플레이팅(plaiting), 브레이딩(braiding), 노팅(knotting), 위빙(weaving), 니팅(knitting), 크로세팅(crocheting) 또는 터프팅(tufting)과 같은 방법에 의하여 생성된 생성물을 지칭한다. 본 발명의 경우, 용어 "직조 소재"는 위빙에 의하여 생성된 직물 물품 또는 직물을 지칭하며, 용어 "부직 소재"는 섬유, 필라멘트 또는 필름-유사 필라멘트형 구조의 인터로킹 층에 의하여 생성되는 평편한, 플렉시블, 다공성 시트 구조를 지칭한다.
필라멘트 및/또는 섬유 및/또는 실은 필라멘트 및/또는 섬유 및/또는 실을 생성하는데 사용된 당업계에 공지된 모든 기술에 의하여 생성될 수 있는 것으로 이해한다. 예를 들면, 본 발명의 필라멘트 및/또는 섬유 및/또는 실은 널리 공지된 멜트-블로운 공정, 스펀본디드 공정 또는 스태플 섬유 제조에 의하여 생성될 수 있다.
예컨대 얀 또는 스태플 섬유를 위한 연속 필라멘트 방적 및 부직 공정, 예컨대 스펀본드 생성 및 멜트블로운 생성과 같은 공지된 기술에 의하면, 섬유 및 필라멘트는 작은 오리피스를 통하여 용융된 중합체를 압출시켜 형성될 수 있다. 일반적으로, 그리하여 형성된 섬유 또는 필라멘트는 인발 또는 연신되어 분자 배향을 유도하며, 결정화도에 영향을 미쳐서 직경의 감소 및 물리적 성질의 개선을 초래한다.
스펀멜트는 부직 소재를 직접 열가소성 중합체 조성물로부터 제조하는 것을 기재하는 일반 용어이다. 이는 2종의 공정 (스펀레이드 및 멜트블로운) 및 이 둘의 조합을 포함한다. 이러한 공정에서, 중합체 그래뉼을 용융시키고, 용융된 중합체를 방사구 어셈블리를 통하여 압출시켜 복수의 연속 중합체 필라멘트를 생성한다. 그 후, 필라멘트를 켄칭 및 인발시키고, 수집하여 부직 웹을 형성한다. 일부 남아있는 온도는 필라멘트가 서로 부착되도록 할 수 있으나, 이는 본딩의 주요한 방법으로서 간주될 수 없다. 화학제 또는 접착제에 의한 캘린더링, 수력엉킹 처리, 니들링 및/또는 본딩을 포함하나 이에 제한되지 않는 본딩 단계에 의하여 유용한 생성물로 연속 필라멘트의 수집된 웹을 형성하기 위한 이용 가능한 수개의 방법이 존재한다. 수력엉킹 처리는 또한 스펀레이싱으로도 공지되어 있는데, 이는 고압 물 분사를 사용하여 섬유를 느슨한 웹으로 엉키게 하여 삼기 섬유 사이의 마찰력에 의하여 함께 유지되는 직물을 생성하는 공정이다.
스펀레이드 공정 (또한 스펀본디드로도 공지됨)은 부직포에 더 큰 강도를 주는 잇점을 갖는다. 제2의 성분의 공압출은 일반적으로 추가의 성질 또는 본딩 가능성을 제공하는 수개의 스펀레이드 공정에 사용된다. 벨트블로운 웹 형성에서, 저 점도 중합체를 방사구로부터 배출시 고속 기류로 압출된다. 이는 용융물을 살포시키며, 이를 고화시켜 섬유상 웹으로 분해한다.
특정한 바람직한 특징을 갖는 복합체 직물을 생성하는 상이한 공정으로부터의 직물 또는 공정을 합하는 것은 당업자에게 공지되어 있다. 그의 예는 SMS로 잘 공지되어 있으며, 스펀본드 직물의 2개의 외부층 및 멜트블로운 직물의 내부층을 나타내는 것을 의미하는 적층 직물을 생성하는 스펀본드 및 멜트블로운을 합한 것이다. 추가로, 이들 공정 중 어느 하나 또는 둘다는 부직 스태플 섬유 카딩 공정으로부터 생성된 본디드 직물 또는 스태플 섬유 카딩 공정과의 임의의 정렬로 조합될 수 있다. 상기 기재된 적층 직물에서, 층은 일반적으로 상기 제시된 본딩 단계 중 하나에 의하여 적어도 부분적으로 강화된다.
공정은 당업계에서 널리 공지되어 있으며, 스펀본드 직물을 생성하기 위하여 상업적으로 이용가능하다. 2종의 통상의 공정은 루르기(Lurgi) 공정 및 라이펜하우저(Reifenhauser) 공정으로서 공지되어 있다. 루르기 공정은 용융된 중합체를 방사구 오리피스를 통하여 압출시킨 후, 새로이 형성된 압출 필라멘트를 공기로 켄칭시키고, 벤투리(Venturi) 튜브를 통한 흡인에 의하여 인발시키는 것에 기초한다. 형성 후, 필라멘트를 컨베이어 벨트 상에서 분배시켜 부직 웹을 형성한다. 라이펜하우저 공정은 필라멘트에 대한 켄칭 부위를 밀봉시키고, 켄칭된 기류를 가속시켜서 기류로의 필라멘트의 더욱 효과적인 비말동반을 유도한다는 점에서 루르기 공정과는 상이하다.
상기 기재된 시스템에서, 부직 소재는 일반적으로 약 25 내지 40 g/10 분의 용융 흐름 지수를 갖는 폴리프로필렌 수지를 사용하여 생성된다.
본 발명의 의미에서 "필름"은 그의 길이 및 폭에 비하여 작은 중앙 두께를 갖는 소재의 시트 또는 층이다. 예를 들면, 용어 "필름"은 200 ㎛ 미만, 1 ㎛ 초과의 중앙 두께를 갖는 소재의 시트 또는 층을 지칭할 수 있다.
한 실시양태에 의하면, 필름은 통기성 필름이다. 본 발명의 의미에서 용어 "통기성 필름"은 예를 들면 미세공극의 존재로 인하여 기체 및 수증기의 통과를 허용하는 중합체 필름을 지칭한다. 통기성 필름의 "통기성"은 그의 수증기 투과율 (WVTR)에 의하여 측정될 수 있으며, 이는 g/(㎡·일)로 명시한다. 예를 들면, 중합체 필름은 1,000 g/(㎡·일) 이상의 WVTR을 가질 경우 "통기성"인 것으로 간주할 수 있다. WVTR은 ASTM E398에 의한 리씨 L80-5000 측정 디바이스를 사용하여 측정될 수 있다.
필름 및/또는 통기성 필름은 상기 필름을 생성하는데 사용된 당분야에 공지된 모든 기술에 의하여 생성될 수 있는 것으로 이해한다. 예를 들면, 본 발명의 필름은 연신 또는 배향된 필름, 바람직하게는 압출 코팅 필름, 블로운 필름, 기술적 블로운 필름, 모노테이프, 캐스트 필름 등을 생성하는데 사용되는 널리 공지된 기술에 의하여 생성될 수 있다.
본 발명의 발명자들은 본 발명에 의한 압착 물질을 포함하는 중합체 생성물이 필름 압출 중에 더 낮은 압력 감소를 야기한다는 것을 발견하였다. 그 외에, 본 발명에 의한 압착 물질을 포함하는 중합체 생성물은 우수한 기계적 성질, 예컨대 인장 탄성률, 항복시 및 파단시 인장 테스트, 파단시 연신율 및 인열 저항을 추가로 나타낸다.
본 발명의 또 다른 구체예에 의하면, 본 발명에 의한 중합체 생성물을 포함하며, 헬스케어 제품, 지오텍스타일 제품, 농업 제품, 원예 제품, 의복, 신발류 제품, 수하물 제품, 가정용 제품, 공업용 제품, 포장용 제품, 빌딩용 제품, 실내장식 제품, 공업용 의류, 의료용 제품, 가정용 가구류, 예컨대 카페트, 보호 제품, 화장품, 위생 제품, 여과 소재 및 건축용 제품으로 이루어진 군으로부터 선택된 물품이 제공된다.
한 실시양태에 의하면, 물품은 두루마리 테이프, 백, 파우치, 라벨, 랩, 리딩, 수축 슬리브 및 연신 필름을 포함한 공업용 및 소비재 적용예를 위한 플렉시블 포장재; 플라스틱 병, 컵 및 용기를 포함한 공업용 및 소비재 적용예를 위한 경질 포장재; 파이프 및 도관, 클래딩 및 프로파일, 절연재, 밀봉재 및 가스켓, 지오텍스타일을 포함한 빌딩 및 건축 소재; 온실 소재, 뿌리 덮개 필름, 터널, 사일리지 및 화물 랩, 박스 및 크레이트를 포함한 농업 및 원예 소재; 인테리어 부품, 예컨대 기구 및 도어 패널, 콘솔, 필라 및 의자를 포함한 수송 및 자동차 적용예; 실외용 부품, 예컨대 범퍼 페이셔, 펜더, 뒷문뿐 아니라, 급기관, 흡기 매니폴드, 라디에이터 및 냉각 호스를 포함한 엔진룸 적용예; CD 플레이어, DVD 시스템, 퍼스널 컴퓨터 및 TV 세트, 노트북, 태블릿, 스마트폰, 쿠커, 냉장고 및 냉동고, 세탁기, 식기세척기, 공구 및 사무실용 기기를 포함한 전기 및 전자 적용예; 일회용 모자, 가운, 마스크, 스크럽 서브유닛 및 신발 커버, 드레이프, 랩 및 팩, 스폰지, 드레싱 및 와이프스, 침구류, 오염 관리 가운, 검진복, 실험실 코트, 보호자 가운, 진단 의료 기기 및 의료 디바이스를 포함한 의료 및 건강 적용예; 흡수성 위생 제품 (AHP), 기저귀, 여성용 위생 제품 및 성인 요실금 제품, 와이프스, 스킨 케어 제품, 제모 스트립을 포함한 개인 위생 제품; 목질 복합재, 장식용 호일, 바닥 마감재, 바닥재, 주방용품, 클리너, 애완동물 케어, 잔디 및 정원 용품을 포함한 가정 및 가구 제품; 플레이하우스, 빌딩 키트, 장난감 자동차, 스포츠 및 피트니스 디바이스, 신발류, 의복 및 스포츠웨어, 안전 장비 (헬멧, 무릎보호대), 스포츠 장비 및 여행 가방을 포함한 장난감, 스포츠 및 레져 물품으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 범주 및 관심은 본 발명의 특정한 실시양태를 예시하며, 비제한적인 하기 실시예에 기초하면 더 잘 이해될 것이다.
실시예
1. 측정 방법
하기에서는 실시예에서 수행된 측정 방법을 기재한다.
회분 함량
샘플의 총 중량을 기초로 한 압착 물질 샘플의 중량% 단위의 회분 함량은 소각 퍼니스에 넣은 소각 도가니 내의 샘플을 570℃에서 2 시간 동안 소각시켜 측정하였다. 회분 함량은 잔존하는 무기 잔류물의 총량으로서 측정하였다.
선형 밀도 ( dtex )
dtex로 나타낸 적정 또는 선형 밀도는 EN ISO 2062에 의하여 측정하며, 10,000 m 얀의 그램 단위의 중량에 해당한다. 25 또는 100 미터의 샘플을 표준 릴 상에 0.5 cN/tex의 사전장력하에서 권취시키고, 분석 규모로 평량하였다. 그 후, 10,000 m 얀 길이 당 그램을 계산하였다.
직물 중량
단위 면적당 직물 중량 또는 질량 (g/㎡)은 EN ISO 9864에 의하여 측정하였다.
섬유 및 부직 직물의 강인성, 파단시 연신율 및 인장 강도
강인성은 파단력 및 선형 밀도로부터 계산하였으며, tex당 센티뉴톤 (cN/tex) 단위로 나타냈다. 테스트는 동력계 상에서 일정한 연신 속도로 실시하였으며, 본 테스트에 대한 적용 가능한 기준은 EN ISO 5079 및 ASTM D 3822이다.
파단력은 파단을 일으키기 위하여 얀에 가하는데 필요한 힘이다. 뉴톤 (N) 단위로 나타낸다. 파단시 연신율은 얀을 그의 파단점으로 연신시켜 생성된 길이의 증가이다. 이는 그의 초기 길이의 비율 (%)로서 나타낸다.
kN/m 단위로 나타낸 인장 강도 및 % 단위로 나타낸 최대 하중에서의 연신율을 종방향 (MD) 및 횡방향 (CD)으로 측정하였다. EN ISO 10319에 의한 에너지 값은 인장 강도 (MD+CD)/2로 계산하였다.
부직 직물의 정적 파열 저항 ( CBR 테스트)
kN 단위로 나타낸 정적 파열 저항은 EN ISO 12236에 의하여 측정하였다. 이러한 방법은 토목합성재료를 통한 평편-말단 플러저를 밀어내는데 필요한 힘을 측정하여 파열 저항의 측정을 설명한다.
회전 점도 측정
회전 점도는 오스트리아에 소재하는 유량계 안톤 파아의 모델 피지카 MCR 300 모듈라 컴팩트 레오미터에 의하여 25 ㎜의 직경, 0.2 ㎜의 간극 및 5 s-1의 전단율을 갖는 플레이트-플레이트 시스템을 사용하여 측정하였다.
여과 압력 값 ( FPV )
여과 압력 테스트는 시판 중인 콜린 프레셔 필터 테스트 티치-라인(Collin Pressure Filter Test Teach-Line) FT-E20T-IS 상에서 수행하였다. 본 테스트 방법은 유럽 표준 EN 13900-5에 따라 각각의 해당 중합체 조성물 (200 g의 최종 샘플당 16 g 유효 탄산칼슘, 희석제: LLDPE 엑손모빌(ExxonMobil) LL 1001 VX)로 14 ㎛ 타입 30 필터 (GKD Gebr. 쿠페라트 아게(Kufferath AG), 독일 뒤렌 소재)를 사용하여 수행하였으며, 여기서 용융 펌프는 사용하지 않았으며, 압출기 속도는 100 rpm에서 유지하였으며, 용융 온도는 225 내지 230℃ (온도 설정: 190℃/210℃/230℃/230℃/230℃)이었다.
블로운 또는 통기성 필름의 항복 응력
항복 응력 측정은 ISO 527-3에 의하여 수행하였다. 필름 검체의 폭은 15 ㎜이었으며, 테스트 길이는 5 ㎝이었다.
블로운 또는 통기성 필름의 항복 연신율
항복 응력 측정은 ISO 527-3에 의하여 수행하였다. 필름 검체 폭은 15 ㎜이었으며, 테스트 길이는 5 ㎝이었다.
블로운 또는 통기성 필름의 인장 E-탄성률
항복 응력 측정은 ISO 527-3에 의하여 수행하였다. 필름 검체 폭은 15 ㎜이었으며, 테스트 폭은 5 ㎝이었다. E-탄성률은 0.02% 및 2%의 연신율에서 지점 사이의 인장 테스트 곡선의 경사에 해당한다.
블로운 필름의 시각 평가
필름 샘플은 광학 현미경 아래에 두었다. 탄산칼슘 응집물은 아래로부터의 조사시 흑색으로 나타났으며, 상부로부터 조사시 백색으로 나타났다.
통기성 필름의 시각 평가
평가는 확대를 위한 어떠한 보조 수단도 사용하지 않고 통기성 필름의 가공 중에 시각적으로 수행하였다. 평가 "ok"는 홀, 핀홀 및 줄무늬가 관찰되지 않았다는 것을 의미한다.
블로운 필름의 다트 드롭 테스트
측정은 ASTMD 1709A에 의하여 수행하였다.
통기성 필름의 수증기 투과율 ( WVTR )
통기성 필름의 WVTR 값은 리씨 L80-5000 (피비아이-단센서 아/에스(PBI-Dansensor A/S), 덴마크 소재) 측정 디바이스로 ASTM E398에 의하여 측정하였다.
블로운 또는 통기성 필름의 정수압 테스트
정수압 테스트는 AATCC 테스트 방법 127-2013, WSP 80.6 및 ISO 811에 해당하는 절차에 따라 수행하였다. 필름 샘플 (테스트 면적=10 c㎡)을 장착하여 테스트 헤드 저장기 상의 커버를 형성하였다. 이러한 필름 샘플을 표준화된 수압으로 처리하고, 누출이 필름의 외부면 상에 나타날 때까지 또는 필름 실패의 결과로서 물 파열이 발생할 때까지 (압력 속도 구배=100 mbar/min) 일정한 속도에서 증가되었다. 수압은 필름 샘플의 3개의 별도의 부위에서 누출의 제1의 신호에서 도달된 정수 헤드 높이로서 측정하였다. 헤드 높이 결과는 물의 센티미터 또는 검체 상의 밀리바아 압력으로 기록하였다. 더 큰 값은 물 투과에 대한 더 큰 내성을 나타냈다. 텍스테스트(TEXTEST) FX-3000, 정수 헤드 테스터 (텍스테스트 아게(Textest AG), 스위스 소재)를 정수압 측정에 사용하였다.
2. 물질
분말 물질
CC1 (본 발명): 스위스에 소재하는 옴야 인터내셔날 아게(Omya International AG)가 시판 중인 천연 중질 탄산칼슘 (d50: 1.7 ㎛; d98: 6 ㎛), 분쇄된 탄산칼슘의 총 중량을 기준으로 하여 0.7 중량% 알케닐 숙신산 무수물 (CAS [68784-12-3], 농도 > 93%)로 표면 처리함. BET: 3.4 g/㎡, 잔류 수분 함량: 0.1 중량%, 수분 흡수: 0.58 ㎎/g.
CC2 (비교용): 스위스에 소재하는 옴야 인터내셔날 아게가 시판 중인 천연 중질 탄산칼슘 (d50: 1.7 ㎛; d98: 6 ㎛), 분쇄된 탄산칼슘의 총 중량을 기준으로 하여 1 중량% 스테아르산 (시그마-알드리치(Sigma-Aldrich), 크로다(Croda) 시판, 미국 소재)으로 표면 처리함. BET: 3.4 g/㎡, 잔류 수분 함량: 0.1 중량%, 수분 흡수: 0.38 ㎎/g.
CC3 (비교용): 스위스에 소재하는 옴야 인터내셔날 아게가 시판 중인 천연 중질 탄산칼슘 (d50: 1.7 ㎛; d98: 6 ㎛), 분쇄된 탄산칼슘의 총 중량을 기준으로 하여 0.55 중량% 옥탄산 (제품 번호 O0040, 벨기에 소재하는 티씨아이 유럽 엔.브이.(TCI Europe N.V) 시판)으로 표면 처리함. BET: 3.4 g/㎡, 잔류 수분 함량: 0.1 중량%, 수분 흡수: 0.41 ㎎/g.
중합체 결합제 및 표면 처리제
결합제 A: 호모-폴리프로필렌 (보르플로우(Borflow) HL 520FB), MFR = 2,000 g/10 min (230℃, 2.16 ㎏, ISO 1133), 기술적 데이타 시트에 따름, 190℃에서 회전 점도=20,000 mPa·s, 오스트리아에 소재하는 보레알리스(Borealis) 시판.
결합제 B: 에틸렌-1-옥텐-공중합체 (어피니티(Affinity) GA 1900), 밀도 (ASTM D792)=0.87 g/㎤, 기술적 데이타 시트에 따름, 190℃에서 회전 점도 = 8,500 mPa·s, 미국에 소재하는 더 다우 케미칼 컴파니(The Dow Chemical Company) 시판.
표면 처리제 1 (=SA4): 메탈로센계 폴리프로필렌 왁스 (리코센(Licocene) PP-1302), 밀도 (23℃; ISO 1183) = 0.87 g/㎤, 기술적 데이타 시트에 따름, 190℃에서 회전 점도=130 mPa·s, 스위스에 소재하는 클라리언트 인터내셔날 리미티드(Clariant International Ltd.) 시판.
열가소성 중합체
중합체 D: 호모-폴리프로필렌 (모플렌(Moplen) HP 561R), MFR = 25 g/10 min (230℃, 2.16 kg, ISO 1133), 기술적 데이타 시트에 따름, 네덜란드에 소재하는 리온델바젤(LyondellBasell) 시판.
중합체 E: 호모-폴리프로필렌 (PP HF420FB), MFR = 19 g/10 min (230℃, 2.16 kg, ISO 1133), 기술적 데이타 시트에 따름, 오스트리아에 소재하는 보레알리스 시판.
중합체 F: 선형 저 밀도 폴리에틸렌 (다우렉스(Dowlex) NG 5056G), MFR = 1.1 g/10 min (190℃, 2.16 kg, ISO 1133), 밀도 (23℃; ISO 1183) = 0.919 g/㎤, 기술적 데이타 시트에 따름, 스위스에 소재하는 다우(Dow) 시판.
중합체 G: 선형 저 밀도 폴리에틸렌 (다우렉스 2035), MFR = 6 g/10 min (190℃, 2.16 kg, ISO 1133), 밀도 (23℃; ISO 1183) = 0.919 g/㎤, 기술적 데이타 시트에 따름, 미국에 소재하는 더 다우 케미칼 컴파니 시판.
중합체 H: 저 밀도 폴리에틸렌 (다우(Dow) SC 7641), MFR = 2 g/10 min (190℃, 2.16 kg, ISO 1133), 밀도 (23℃; ISO 1183) = 0.923 g/㎤, 기술적 데이타 시트에 따름, 미국에 소재하는 더 다우 케미칼 컴파니 시판.
3. 실시예
실시예 1 - 멀티필라멘트용 압착 물질의 제조
1,200 ㎜의 공정 길이 및 230 ㎜의 직경을 가지며, 순서대로 3개의 공급 포트 및 1개의 배출 포트가 장착된 수평 "링-레이어-믹서(Ring-Layer-Mixer)/펠리타이저(Pelletizer)", 이른바 "아믹슨 RMG 30"을 사용하였다. 실린더에 가열/냉각 이중 벽을 설치하였다. 혼합 및 압착은 회전, 원통형, 핀-설치된 스크류에 의하여 얻었다.
분말 물질 CC1을 중량측정으로 제1의 공급 포트에 22.6 ㎏/h의 속도로 공급하였다. 중합체 결합제 또는 중합체 결합제 블렌드를 액체 상태로 230℃의 온도에서 공급 포트 2를 통하여 2.4 ㎏/h의 속도로 주입하였다.
분말 물질 CC1의 사용된 양 및 중합체 결합제 및 표면 처리제의 유형 및 양은 하기 표 1에 나타냈다.
분말 물질 및 중합체 결합제 또는 중합체 결합제 블렌드의 혼합 및 압착은 "링-레이어-믹서/펠리타이저" 내에서 180℃ 및 800 rpm의 스크류 속도에서 실시하였다.
배출 포트를 통하여 혼합기/펠리타이저에서 배출된 혼합물을 중력에 의하여 140℃의 온도 및 400 rpm의 스크류 속도에서 작동하는 압착 및 냉각을 위한 제2의 링-레이어-믹서/펠리타이저로 옮겼다. 본 실시예에서, 유닛 둘다는 크기 및 치수가 동일하였다. 생성된 압착 물질은 배출 포트를 통하여 유닛에서 배출되고, 더스트 및 자유 유동이 없었다.
<표 1>
Figure pct00002
실시예 2 - 멀티필라멘트 섬유의 제조
실시예 1에 의하여 생성된 상이한 양의 압착 물질 CM1 내지 CM3을 중합체 D와 함께 혼합하였다. 얻은 혼합물로부터 0.3 ㎜의 직경을 갖는 34 필라멘트와 함께 용융 펌프 및 방사구 직경 50 ㎜를 갖는 단일 스크류 압출기가 장착된 콜린 멀티필라멘트 랩 라인 (Collin Multifilament Lab Line) CMF 100 (닥터 콜린 게엠베하(Dr. Collin GmbH), 독일 소재)을 사용하여 멀티필라멘트를 생성하였다. 방적 시스템에는 또한 멀티필라멘트 섬유를 켄칭시키기 위한 냉각 챔버 및 연신 고데트 및 와인더를 장착하였다. 리마놀(Limanol) B29 (쉴+세일라허 게엠베하(Schill+Seilacher GmbH) 시판, 독일 소재)를 방적유로서 사용하였다. 인발비는 샘플 1 내지 8의 경우 2이었다. 하기 고데트 롤 온도를 사용하였다: 고데트 1: 80℃, 고데트 2: 85℃, 고데트 3: 90℃ 및 고데트 4: 90℃.
비교를 위하여, 70 중량% CC1을 함유하는 표준형 마스터배취 (MB1)는 공업용 규모로 생성하였다. 마스터배취의 정확한 충전제 함량은 72.2 중량%인 회분 함량에 의하여 결정하였다. 마스터배취의 용융 유량 (MFR, 230℃, 2.16 kg, ISO 1133)은 9.13 g/10 min이었다.
생성된 멀티필라멘트의 조성은 하기 표 2에 제시한다.
테스트 샘플의 기계적 성질 (파단시 연신율 및 강인성)은 상기 기재한 바와 같이 측정하였다. 기계적 테스트의 결과는 또한 하기 표 2에 제시한다.
<표 2>
Figure pct00003
상기 표 2에 제시한 결과는 본 발명에 의한 압착 물질을 포함하는 멀티필라멘트가 상이한 분말 물질의 양으로 우수한 품질 및 기계적 성질로 생성될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 더욱이, 본 발명의 압착 물질을 포함하는 샘플은 비교용 마스터배취를 함유하는 샘플에 비하여 압출 중에 감소된 용융 압력을 나타낸다는 것을 표 2로부터 알 수 있다. 감소된 용융 압력은 물질의 가공성에 관하여 이로우며, 중합체 매트릭스 내에서의 분말 물질의 개선된 분산을 나타냈다. 게다가, 멀티필라멘트의 기계적 성질은 압착 물질을 방적 공정에 대한 출발 물질로서 적용시 개선된다.
실시예 3 - 부직 직물을 위한 압착 물질 의 제조
1,200 ㎜의 공정 길이 및 230 ㎜의 직경을 가지며, 순서대로 3개의 공급 포트 및 1개의 배출 포트가 장착된 수평 "링-레이어-믹서/펠리타이저", 이른바 "아믹슨 RMG 30"을 사용하였다. 실린더에 가열/냉각 이중 벽을 설치하였다. 혼합 및 압착은 회전, 원통형, 핀-설치된 스크류에 의하여 얻었다.
분말 물질 CC1 또는 CC2 각각을 중량측정으로 제1의 공급 포트에 22.6 ㎏/h의 속도로 공급하였다. 중합체 결합제 또는 중합체 결합제 블렌드를 액체 상태로 230℃의 온도에서 공급 포트 2를 통하여 2.4 ㎏/h의 속도로 주입하였다.
분말 물질, 중합체 결합제 및 표면 처리제의 사용된 유형 및 양은 하기 표 3에 나타낸다.
분말 물질 및 중합체 결합제 또는 중합체 결합제 블렌드의 혼합 및 압착은 "링-레이어-믹서/펠리타이저" 내에서 180℃ 및 800 rpm의 스크류 속도에서 실시하였다.
배출 포트를 통하여 혼합기/펠리타이저에서 배출된 혼합물을 중력에 의하여 140℃의 온도 및 400 rpm의 스크류 속도에서 작동하는 압착 및 냉각을 위한 제2의 링-레이어-믹서/펠리타이저로 옮겼다. 본 실시예에서, 유닛 둘다는 크기 및 치수가 동일하였다. 생성된 압착 물질은 배출 포트를 통하여 유닛에서 배출되고, 더스트 및 자유 유동이 없었다.
<표 3>
Figure pct00004
실시예 4 - 부직 직물의 제조
본 발명에 의한 상이한 양의 압착 물질을 중합체 E와 혼합하고, 용융 펌프가 장착된 단일 스크류 압출기에 직접 함께 투입하였다. 부직 직물은 이들 혼합물로부터 파이럿 부직 루르기 라인 상에서 생성하였다. 압출기 온도는 230℃ 내지 250℃이었다. 4개의 방적 빔에 용융 펌프 및, 각각 0.8 ㎜의 직경을 갖는 600개의 오리피스를 함유하는 방사구를 장착하였다. 압출된 필라멘트는 부직 웹으로 형성하였다. 컨베이어 벨트 속도는 20 미터/분으로 조절하고, 부직 웹을 본딩시키는데 수력엉킹 처리를 사용하였다.
100 ㎝의 폭을 갖는 최종 본디드 부직 웹은 385 g/㎡의 목표 직물 중량을 가졌다.
생성된 부직 소재의 조성은 하기 표 4에 제시한다.
<표 4>
Figure pct00005
테스트 샘플의 기계적 성질은 상기 기재된 해당 테스트를 사용하여 측정하였다. 기계적 테스트의 결과를 하기 표 5에 제시한다.
<표 5>
Figure pct00006
상기 표 5에 제시된 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 압착 물질을 포함하는 부직 직물은 미충전된 부직 직물 (샘플 9)에 비하여 개선된 기계적 성질과 함께 우수한 품질로 생성될 수 있다. 게다가, 본 발명에 의한 처리 층을 갖는 분말을 사용한 압착 물질을 포함하는 부직 직물은 상이한 처리 층을 갖는 분말을 사용한 압착 물질을 포함하는 부직 섬유 (샘플 14 참조)보다 더 우수한 기계적 성질을 갖는다.
실시예 5 - 블로운 필름용 압착 물질의 제조
1,200 ㎜의 공정 길이 및 230 ㎜의 직경을 가지며, 순서대로 3개의 공급 포트 및 1개의 배출 포트가 장착된 수평 "링-레이어-믹서/펠리타이저", 이른바 "아믹슨 RMG 30"을 사용하였다. 실린더에 가열/냉각 이중 벽을 설치하였다. 혼합 및 압착은 회전, 원통형, 핀-설치된 스크류에 의하여 얻었다.
분말 물질 CC1 또는 CC3 각각을 중량측정으로 제1의 공급 포트에 22.6 ㎏/h의 속도로 공급하였다. 중합체 결합제 또는 중합체 결합제 블렌드를 액체 상태로 230℃의 온도에서 공급 포트 2를 통하여 2.4 ㎏/h의 속도로 주입하였다.
분말 물질, 중합체 결합제 및 표면 처리제의 사용된 유형 및 양은 하기 표 6에 나타낸다.
분말 물질 및 중합체 결합제 또는 중합체 결합제 블렌드의 혼합 및 압착은 "링-레이어-믹서/펠리타이저" 내에서 180℃ 및 800 rpm의 스크류 속도에서 실시하였다.
배출 포트를 통하여 혼합기/펠리타이저에서 배출된 혼합물을 중력에 의하여 140℃의 온도 및 400 rpm의 스크류 속도에서 작동하는 압착 및 냉각을 위한 제2의 링-레이어-믹서/펠리타이저로 옮겼다. 본 실시예에서, 유닛 둘다는 크기 및 치수가 동일하였다. 생성된 압착 물질은 배출 포트를 통하여 유닛에서 배출되고, 더스트 및 자유 유동이 없었다.
<표 6>
Figure pct00007
실시예 6 - 블로운 필름 샘플의 제조
블로운 필름은 77.1 중량%의 중합체 F 및 22.9 중량%의 CM11 (BF1 = 비교예)을 사용하여 생성하였다. 더욱이, 블로운 필름은 77.4 중량%의 중합체 F 및 22.6 중량%의 CM10 (BF2 = 본 발명의 실시예)을 사용하여 생성하였다. 필름은 닥터 콜린 블로운 필름 압출 라인 (60 ㎜ 원형 다이, 1.2 ㎜ 다이 간극, 30 ㎜ 스크류 직경, L/D 비 = 30, 혼합 부재를 갖는 스크류) 상에서 생성하였다. 필름을 2.2의 BUR (팽창비)로 처리하였으며, 프로스트 라인 높이(frost line high)는 16 ㎝ 높이 (다이로부터의 거리)에서 유지하였다.
압출기는 하기 구성을 가졌다:
<표 7>
Figure pct00008
압출기 속도는 50 rpm에서 일정하게 유지하였으며, 평균 필름 평량은 회선 속도의 적절한 조절에 의하여 35 g/㎡로 설정하였다. 또한, 그에 따라 냉각 기류를 조절하여 동일한 위치에서 프로스트 라인을 유지하였다.
블로운 필름 샘플의 물질 및 기계적 성질:
<표 8>
Figure pct00009
상기 표 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 압착 물질로 제조된 블로운 필름 및 비교용 블로운 필름의 기계적 성질은 대략 동일하였다. 그러나, 본 발명에 의한 블로운 필름은 그의 광학 성질 (응집물이 관찰되지 않음) 및 그의 가공 성질 (표 7 참조, 더 낮은 다이 압력 및 토크)에 관하여 더 우수하다. 가공 성질의 개선은 더 큰 에너지 및 비용 효율성 방식으로 제조 공정을 수행하도록 한다.
실시예 7 - 통기성 필름용 압착 물질의 제조
1,200 ㎜의 공정 길이 및 230 ㎜의 직경을 가지며, 순서대로 3개의 공급 포트 및 1개의 배출 포트가 장착된 수평 "링-레이어-믹서/펠리타이저", 이른바 "아믹슨 RMG 30"을 사용하였다. 실린더에 가열/냉각 이중 벽을 설치하였다. 혼합 및 압착은 회전, 원통형, 핀-설치된 스크류에 의하여 얻었다.
분말 물질 CC1 또는 CC3 각각을 중량측정으로 제1의 공급 포트에 22.6 ㎏/h의 속도로 공급하였다. 중합체 결합제 또는 중합체 결합제 블렌드를 액체 상태로 230℃의 온도에서 공급 포트 2를 통하여 2.4 ㎏/h의 속도로 주입하였다.
분말 물질, 중합체 결합제 및 표면 처리제의 사용된 유형 및 양은 하기 표 9에 나타낸다.
분말 물질 및 중합체 결합제 또는 중합체 결합제 블렌드의 혼합 및 압착은 "링-레이어-믹서/펠리타이저" 내에서 180℃ 및 800 rpm의 스크류 속도에서 실시하였다.
배출 포트를 통하여 혼합기/펠리타이저에서 배출된 혼합물을 중력에 의하여 140℃의 온도 및 400 rpm의 스크류 속도에서 작동하는 압착 및 냉각을 위한 제2의 링-레이어-믹서/펠리타이저로 옮겼다. 본 실시예에서, 유닛 둘다는 크기 및 치수가 동일하였다. 생성된 압착 물질은 배출 포트를 통하여 유닛에서 배출되고, 더스트 및 자유 유동이 없었다.
<표 9>
Figure pct00010
실시예 8 - 통기성 필름의 제조
통기성 필름은 통합된 MDO-II 유닛 (닥터 콜린 게엠베하, 독일 소재)을 갖는 파일럿-압출 캐스트 필름 라인에 의하여 생성하였으며, 압출기 온도 설정은 195℃-210℃-230℃-230℃이었으며, 압출기의 회전 속도는 CM12 및 CM13을 사용하여 대략 35 rpm이었다. 연신 유닛의 롤러 속도는 125/125%이었다.
CM12 및 CM13을 4 시간 동안 80℃에서 사전-건조시켰다. CM 12 (=본 발명의 실시예)를 압출 깔때기 내에서 중량측정 중량 공급기를 사용하여 중합체 G 및 중합체 H (중량비 9:1, 9 중량부 중합체 G)와 함께 투여하여 50 중량% (=57.5 중량% CM12)의 탄산칼슘 함유량을 얻었다. CM 13 (=비교예)을 압출 깔때기 내에서 중량측정 중량 공급기를 사용하여 중합체 G 및 H (중량비 9:1, 9 중량부 중합체 G)와 함께 투입하여 50 중량% (=56.8 중량% CM13)의 탄산칼슘 함량을 얻었다.
압출 압력은 CM12 (CC1 포함)의 사용시 1 시간 이내에 38로부터 42 bar로 증가된 반면, CM13 (CC3 포함)의 사용시 압출 압력은 48로부터 161 bar로 증가되었다.
얻은 통기성 필름의 필름 품질을 시각적으로 검사하고, 필름을 그의 수증기 투과율 (WVTR) 및 그의 정수압에 대하여 테스트하였다. 결과를 하기 표 10에 제시한다.
<표 10>
Figure pct00011
표 10에 제시된 결과는 본 발명의 통기성 필름이 우수한 품질 및 통기성을 가지며, 이는 비교용 통기성 필름보다 우수하다는 것을 확인하였다. 게다가, 본 발명에 의한 코팅을 사용하면 더 높은 충전제 로드가 가능하였다. 비교예 (= CM13)에서 더 낮은 충전제 로드는 우수한 분산을 얻는데 필요하였다.
실시예 9 - 분산도의 평가를 위한 압착 물질의 제조
분말 처리의 경우, 2.5 ℓ 용기 및 3 부의 표준 혼합 기기를 갖는 고속 회분식 혼합기 엠티아이-미츠테크닉 인더스트리안라겐 게임베하(MTI-Mischtechnik Industrieanlagen GmbH) 타입 LM 1.5/2.5/5를 사용하였다. 혼합기를 175℃로 가열하고, 364 g의 탄산칼슘 (CC1 또는 CC3)을 용기 내에 충전시켰다. 용기를 닫고, 혼합기를 2 분 동안 700 rpm에서 실시하였다. 그 후, 혼합기를 개방하고, 0.86 g/㎖의 고체 밀도 및 152℃의 융점 (DSC)를 갖는 32 g의 폴리프로필렌 단독중합체를 예열된 분말에 첨가하였다. 혼합기를 다시 닫고, 12 분 동안 700 rpm에서 실시하였다.
얻은 처리된 분말의 분산물을 테스트하기 위하여, 표준 스크류 및 표준 테이프 다이를 사용한 닥터 콜린 실험실 압출기 FT - E20T - IS를 사용하였다. 가열 구역을 190℃/210℃/230℃/230℃로 가열하고, 압출기를 100 rpm에서 실시하였다. 75 중량%의 중합체 G 및 25 중량%의 얻은 분말을 중량측정 투입 시스템에 의하여 압출기 내에서 연속 공급하였다. 그 후, 10 g의 압출된 테이프를 2개의 크롬 스틸 판 사이에서 190℃에서 압축 성형시켰다. 얻은 필름을 50 배율의 돋보기 쌍안경 하에서 광학 검사하였다. 매우 우수한 분산물은 마크 6으로 하며, 매우 낮은 분산물은 마크 1로 하였다 (표 11 참조).
<표 11>
Figure pct00012
대략 동일한 회분 함량에서 CM14 및 CM15의 비교에 의하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 물질의 분산성이 훨씬 더 우수하였다. 게다가, CM14는 더 높은 충전제 로드가 본 발명에 의한 압착 물질의 경우 가능하다는 것을 나타낸다. CC3을 충전제로서 사용할 경우, 이는 CM16보다는 더 높은 충전제 로드를 얻을 수 없었다.

Claims (20)

  1. 압착 물질의 제조 방법으로서,
    a) 1종 이상의 분말 물질을 제공하는 단계,
    b) 중합체 결합제를 제공하는 단계,
    c) 단계 a)의 1종 이상의 분말 물질 및 단계 b)의 중합체 결합제를 고속 혼합기 유닛에 동시에 또는 차후에 공급하는 단계,
    d) 단계 a)의 1종 이상의 분말 물질 및 단계 b)의 중합체 결합제를 고속 혼합기 유닛 내에서 압착 물질이 형성될 때까지 혼합하는 단계, 및
    e) 단계 d)로부터 얻은 압착 물질의 온도를 중합체 결합제의 융점 또는 유리 전이 온도 미만으로 감소시키는 단계를 포함하며,
    여기서 1종 이상의 분말 물질은 탄산칼슘-포함 충전제 물질 및 상기 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 표면의 적어도 일부분 상의 처리 층을 포함하는 표면-처리된 충전제 물질 생성물을 포함하며,
    처리 층이
    i) 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 1종 이상의 일치환된 숙신산 및/또는 그의 염 반응 생성물, 및/또는
    ii) 인산 에스테르 또는 1종 이상의 인산 모노-에스테르의 블렌드 및 그의 염 반응 생성물 및/또는 1종 이상의 인산 디-에스테르 및 그의 염 반응 생성물을 포함하는, 압착 물질의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 탄산칼슘-포함 충전제 물질이 천연 중질 탄산칼슘, 침강성 탄산칼슘, 표면-개질된 탄산칼슘 또는 그의 혼합물, 바람직하게는 천연 중질 탄산칼슘인 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 탄산칼슘-포함 충전제 물질이 0.05 내지 10 ㎛, 바람직하게는 0.1 내지 7 ㎛, 보다 바람직하게는 0.25 내지 5 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 내지 4 ㎛의 중량 중앙 입자 크기 d50을 갖는 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 1종 이상의 일치환된 숙신산 무수물이 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 숙신산 무수물로 이루어지는 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    I) 1종 이상의 인산 모노-에스테르가 알코올 치환기에서 C6 내지 C30, 바람직하게는 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 불포화 또는 포화된, 분지형 또는 선형, 지방족 또는 방향족 알코올로부터 선택된 1개의 알코올 분자로 모노-에스테르화된 o-인산 분자로 이루어지며, 및/또는
    II) 1종 이상의 인산 디-에스테르가 알코올 치환기에서 C6 내지 C30, 바람직하게는 C8 내지 C22, 보다 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 동일하거나 또는 상이하며, 불포화 또는 포화된, 분지형 또는 선형, 지방족 또는 방향족 지방 알코올로부터 선택된 2개의 알코올 분자로 디-에스테르화된 o-인산 분자로 이루어지는 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 표면-처리된 충전제 물질 생성물이 1종 이상의 탄산칼슘-포함 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 중량% 이상의 양으로, 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%의 양으로 처리 층을 포함하는 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 1종 이상의 분말 물질이 압착 물질의 총 중량을 기준으로 하여 50 내지 99 중량%, 바람직하게는 60 내지 98 중량%, 보다 바람직하게는 80 내지 92 중량%, 가장 바람직하게는 87 내지 90 중량%의 양으로 첨가되는 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 결합제가 190℃에서 100 내지 400,000 mPa·s, 바람직하게는 1,000 내지 100,000 mPa·s, 보다 바람직하게는 5,000 내지 50,000 mPa·s의 회전 점도를 갖는 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 결합제가 폴리올레핀, 에틸렌 공중합체, 예를 들면 에틸렌-1-옥텐 공중합체, 메탈로센계 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 단독중합체 또는 공중합체, 바람직하게는 비결정성 폴리프로필렌 단독중합체 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득되는 압착 물질.
  11. 중합체 조성물에서 첨가제로서의 제10항에 따른 압착 물질의 용도.
  12. 중합체 조성물의 제조 공정에서의 제10항에 따른 압착 물질의 용도로서, 압착 물질은 1종 이상의 중합체에 첨가되며, 1종 이상의 중합체는 바람직하게는 1종 이상의 열가소성 중합체로부터 선택되는 용도.
  13. 제12항에 있어서, 1종 이상의 열가소성 중합체가 폴리올레핀, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐, 폴리우레탄, 할로겐-함유 중합체, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트 및 그의 혼합물의 단독중합체 및/또는 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 용도.
  14. 중합체 생성물의 제조 공정에서의 제10항에 따른 압착 물질의 용도로서, 상기 공정은 바람직하게는 용융 가공 기술로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 프로파일 압출, 케이블 압출, 필름 압출, 성형, 섬유 방적, 동시-혼련 또는 인발성형으로부터 선택되는 용도.
  15. 중합체 생성물에서의 제10항에 따른 압착 물질의 용도로서, 상기 생성물은 섬유, 바람직하게는 카페트 섬유, 필라멘트, 실, 직조 소재, 부직 소재, 필름, 바람직하게는 블로운-필름 또는 통기성 필름, 프로파일, 케이블 또는 성형 제품인 용도.
  16. 물품에서의 제10항에 따른 압착 물질의 용도로서, 상기 물품은 헬스케어 제품, 지오텍스타일 제품, 농업 제품, 원예 제품, 의복, 신발류 제품, 수하물 제품, 가정용 제품, 공업용 제품, 포장용 제품, 빌딩용 제품, 실내장식 제품, 공업용 의류, 의료용 제품, 가정용 가구류, 보호 제품, 화장품, 위생 제품, 여과 소재, 카페트 및 건축용 제품으로 이루어진 군으로부터 선택되는 용도.
  17. 제10항에 따른 압착 물질을 포함하는 중합체 조성물로서, 바람직하게는 열가소성 중합체 조성물인 중합체 조성물.
  18. 중합체 조성물의 제조 공정에서의 제17항에 따른 중합체 조성물의 용도로서, 상기 공정은 바람직하게는 용융 가공 기술로부터 선택되며, 더욱 바람직하게는 프로파일 압출, 케이블 압출, 필름 압출, 성형, 섬유 방적, 동시-혼련 또는 인발성형으로부터 선택되는 용도.
  19. 섬유, 바람직하게는 카페트 섬유, 필라멘트, 실, 직조 소재, 부직 소재, 필름, 바람직하게는 블로운-필름 또는 통기성 필름, 프로파일, 케이블 또는 성형 제품인, 제10항에 따른 압착 물질 및/또는 제17항에 따른 중합체 조성물을 포함하는 중합체 생성물.
  20. 헬스케어 제품, 지오텍스타일 제품, 농업 제품, 원예 제품, 의복, 신발류 제품, 수하물 제품, 가정용 제품, 공업용 제품, 포장용 제품, 빌딩용 제품, 실내장식 제품, 공업용 의류, 의료용 제품, 가정용 가구류, 보호 제품, 화장품, 위생 제품, 여과 소재, 카페트 및 건축용 제품으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 제19항에 따른 중합체 생성물을 포함하는 물품.
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