KR20220022123A - 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 적어도 1종의 소수화제로 코팅된 CaCO3 - Google Patents

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마티아스 웰커
요리스 바랑거
사무엘 렌치
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Abstract

본 발명은 a) 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질 및 b) i. 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 ii. 적어도 1종의 소수화제를 포함하는 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상의 처리 층을 포함하는 표면 처리된 충전제 물질 생성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법뿐 아니라, 적어도 1종의 중합체 수지 및 본 발명의 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 포함하는 중합체 조성물이 개시되어 있다. 추가적으로, 본 발명의 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 포함하는 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 실 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는, 사출 성형된 배합물 및/또는 취입 성형된 배합물뿐 아니라, 중합체 조성물의 기계적 및/또는 레올로지 성질을 개선시키기 위한, 중합체 조성물 중의 본 발명의 표면 처리된 미네랄 충전제 생성물의 용도가 개시되어 있다.

Description

말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 적어도 1종의 소수화제로 코팅된 CaCO3
본 발명은 a) 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질 및 b) i. 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 ii. 적어도 1종의 소수화제를 포함하는 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상의 처리 층을 포함하는 표면 처리된 충전제 물질 생성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법뿐 아니라, 적어도 1종의 중합체 수지 및 본 발명의 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 포함하는 중합체 조성물이 개시되어 있다. 추가적으로, 본 발명의 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 포함하는 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 실 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는, 사출 성형된 배합물 및/또는 취입 성형된 배합물뿐 아니라, 중합체 조성물의 기계적 및/또는 레올로지 성질을 개선시키기 위한, 중합체 조성물 중의 본 발명의 표면 처리된 미네랄 충전제 생성물의 용도가 개시되어 있다.
실제로, 충전제 물질 및 특히 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 종종 일반적으로 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리우레탄(PU), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에스테르(PES) 및/또는 폴리아미드(PA)로 생성된 섬유, 필라멘트, 필름 및/또는 실과 같이 열가소성 중합체 생성물 중의 입자상 충전제로서 사용된다. 그러나, 첨가제는 충전제 물질에 코팅을 제공하며, 중합체 조성물의 중합체 매트릭스 중의 상기 미네랄 충전제 물질의 분산을 개선시키기 위하여 뿐 아니라, 가능하게는 최종 적용 생성물, 예컨대 섬유, 필라멘트, 필름, 실, 시트, 프로파일, 몰드, 사출 성형된 배합물, 취입 성형된 배합물의 중합체 조성물 및/또는 성질의 가공성을 개선시키기 위하여 투입된다. 상기 첨가제의 제거는 생성되는 섬유, 필라멘트, 필름, 실, 시트, 몰드, 사출 성형된 배합물, 취입 성형된 배합물 품질을 허용 불가하게 감소시키게 된다. 또한, 최종 처리된 미네랄 충전제 물질 생성물의 제조 및 상기 생성물의 최종 적용 생성물로의 추가의 가공시 높은 생산성을 보장하기 위하여 충전제 물질에 우수한 유동성을 제공하는 것이 요구된다.
종래 기술에서, 예를 들면 상기 미네랄 충전제 물질을 표면 처리제, 예컨대 소수화제로 처리하여 미네랄 충전제 물질 및 특히 탄산칼슘 함유 미네랄 충전제 물질의 적용 가능성을 개선시키고자 하는 시도가 수회 이루어졌었다.
예를 들면, WO 00/20336은 소수화제로서 1종 또는 수개의 지방산 또는 1종 또는 수개의 염 또는 그의 혼합물로 임의로 처리할 수 있으며, 중합체 조성물을 위한 레올로지 조절제로서 사용되는 초미세 천연 탄산칼슘에 관한 것이다.
마찬가지로, US 4,407,986은 상기 탄산칼슘을 결정질 폴리프로필렌과 함께 혼련시 윤활제 첨가제의 첨가를 제한하며, 폴리프로필렌의 충격 강도를 제한하는 탄산칼슘 응집물의 형성을 방지하기 위하여 고급 지방족 산 및 그의 금속 염을 포함할 수 있는 분산제로 표면 처리한 침강성 탄산칼슘에 관한 것이다.
EP 0 998 522는 처리 공정 이전 및 이후에 0.1 중량% 미만의 범위내로 수분이 대부분 없어야 하는 적어도 10개의 탄소 원자의 지방산을 사용한 통기성 필름을 위한 표면 처리된 탄산칼슘 충전제에 관한 것이다.
개선된 레올로지 및 접착 성질을 갖는 폴리비닐 클로라이드에 기초한 자동차용 논새깅 언더실(non-sagging underseal) 조성물에 관한 EP 0 325 114에서, 실시예 7은 미네랄 충전제를 처리하는데 사용되는 (1:1의 중량비로) 지방산과 조합한 12-히드록시스테아르산의 암모늄 염의 혼합물이 개시되어 있다.
WO 03/082966은 임의적인 실시양태에서 소수화제, 예컨대 스테아르산, 스테아레이트, 실란, 실록산 및/또는 티타네이트로 코팅될 수 있거나 또는 코팅되지 않을 수 있는 충전제를 추가적으로 포함할 수 있는 가교 가능한 및/또는 가교된 나노충전제 조성물에 관한 것이다. 상기 나노충전제 조성물은 차단체 성질, 강도 및 열 변형 온도를 증가시켜 의학, 자동차, 전기, 건축 및 식품 적용예에서 유용하게 하는데 사용된다.
US 2002/0102404에는 점도 안정성 및 접착 성질을 개선시키기 위하여 접착제 조성물에 사용되는 유기 화합물, 예컨대 프탈산 에스테르와 함께 포화 및 불포화 지방족 카르복실산 및 그의 염과 조합하여 그의 표면 상에서 코팅된 분산성 탄산칼슘 입자가 기재되어 있다.
또한, US 2002/0102404는 포화 및 불포화 지방족 카르복실산/염의 혼합물의 실행을 필요로 한다. 불포화 지방족 카르복실산/염의 존재는 임의의 불포화 지방족 카르복실산/염 포함 물질의 가공 중에 이중 결합과의 원치 않는 현장내 부반응의 위험을 증가시킨다. 추가적으로, 불포화 지방족 카르복실산/염의 존재는 이들이 실행되는 물질 중의 변색 또는 원치 않는 냄새 발생 및 특히 불쾌한 냄새를 초래할 수 있다.
US 4,520,073에는 코팅 물질을 위한 캐리어로서 증기를 사용하는 다공성 미네랄의 가압 코팅에 의하여 생성된 개선된 소수성 코팅을 갖는 미네랄 충전제 물질이 기재되어 있다. 상기 코팅 물질은 기타 선택사항 중에서 장쇄 지방족 지방산 및 그의 염으로부터 선택될 수 있다.
WO 2008/077156 A2는 약 5 미크론 미만 또는 이하의 평균 입자 크기 및/또는 약 15 미크론 미만의 탑 컷(top cut)을 갖는 적어도 1종의 중합체 수지 및 적어도 1종의 충전제를 포함하며, 적어도 1종의 충전제가 스펀레이드 섬유의 총 중량에 대하여 약 40 중량% 미만의 양으로 존재하는 스펀레이드 섬유에 관한 것이다. 충전제의 코팅은 지방산 및 그의 염 및 에스테르, 예를 들면 스테아르산, 스테아레이트, 스테아르산암모늄 및 스테아르산칼슘으로부터 선택된 적어도 1종의 유기 물질인 것으로 기재되어 있다.
GB 2 336 366 A는 압출 공정에 의하여 생성물 또는 물품으로 형성되는 충전된 열가소성 조성물 및 특히 충전된 저밀도 폴리에틸렌 조성물에 관한 것이다. 입자상 미네랄 충전제가 예를 들면 탄산칼슘과 같이 알칼리 표면 반응에 대하여 중성인 경우, 소수화제는 8 내지 28개의 탄소 원자를 갖는 적어도 1종의 포화 또는 불포화 탄화수소 쇄를 갖는 바람직하게는 유기 카르복실산 또는 그의 부분 또는 완전 중화된 염인 것으로 추가로 기재되어 있다.
EP2159258 A1은 a) 적어도 1종의 미네랄 충전제; b) 상기 미네랄 충전제(들)의 표면 상에 위치하며, 적어도 1종의 포화 C8 내지 C24 지방족 카르복실산을 포함하는 처리 층; 및 하나 이상의 포화 C8 내지 C24 지방족 카르복실산의 적어도 1종의 2가 및/또는 3가 양이온 염을 포함하는 처리된 미네랄 충전제 생성물에 관한 것으로서, 전체 상기 지방족 카르복실산 염(들):전체 상기 지방족 카르복실산(들)의 중량비가 51:49 내지 75:25이며, 상기 처리 층이 상기 미네랄 충전제의 적어도 2.5 ㎎/㎡의 양으로 존재하는 것을 특징으로 한다.
통상적으로 선택되며, 특정한 관련성이 있는 또다른 소수화제는 일치환된 숙신산 무수물 또는 일치환된 숙신산 무수물의 혼합물이다.
예를 들면, WO 2014/060286 A1은 적어도 a) 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질을 제공하는 단계, 및 b) 적어도 1종의 일치환된 숙신산 무수물을 제공하고, 단계 a)의 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면을 단계 b)의 적어도 1종의 일치환된 숙신산 무수물과 접촉시키는 단계를 포함하는, 숙신산 무수물(들)을 사용한 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법에 관한 것이다.
WO 2016/023937 A1은 통기성 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 표면 처리된 충전제 물질 생성물은 A) 적어도 1종의 중질 탄산칼슘 포함 충전제 물질 및 B) 적어도 1종의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 적어도 1종의 일치환된 숙신산 및/또는 그의 염 반응 생성물(들)을 포함하는 적어도 1종의 습식 중질 탄산칼슘 포함 충전제 물질의 표면 상의 처리 층을 포함한다.
그러나, 개선된 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 제공할 필요가 여전히 존재한다. 특히, 우수한 분말 유동성을 갖지만 또한 낮은 수분 흡수 감수성을 갖는 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 제공하는 것이 요구된다. 또한, 중합체 조성물 및/또는 최종 적용 생성물, 예컨대 상기 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 포함하는 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 실 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 사출 성형된 배합물 및/또는 취입 성형된 배합물의 기계적 및/또는 레올로지 성질, 예컨대 용융 흐름 속도 및/또는 상부 하중(top load) 성질 및/또는 충격 강도 및/또는 굴곡 탄성율 및/또는 인장 성질, 예컨대 항복 강도를 유지 또는 개선시키기 위한 중합체 조성물 중에 사용될 수 있는 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 제공하는 것이 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 소수화제를 포함하며, 우수한 분말 유동성뿐 아니라 낮은 수분 흡수를 나타내는 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 제공하고자 하는 것이다. 추가적으로, 본 발명의 또 다른 목적은 중합체 조성물 및/또는 최종 적용 생성물의 기계적 및/또는 레올로지 성질, 예컨대 용융 흐름 속도 및/또는 상부 하중 성질 및/또는 충격 강도 및/또는 굴곡 탄성율 및/또는 인장 성질, 예컨대 항복 강도를 유지 또는 개선시키기 위하여 중합체 조성물 중에 사용될 수 있는 상기 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 제공하고자 하는 것이다. 추가의 목적은 상기 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법을 제공하고자 한다. 추가의 목적은 본 발명의 하기 상세한 설명으로부터 얻을 수 있다.
상기 및 기타 목적은 청구항 1에서 본원에 정의된 바와 같은 주제에 의하여 해소된다.
본 발명의 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법의 이로운 실시양태는 해당 종속항에서 정의된다.
본원의 한 측면에 의하면,
a) 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질,
b) i. 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및
ii. 적어도 1종의 소수화제를 포함하는 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상의 처리 층을 포함하며,
여기서 처리 층을 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.2 내지 7 중량%의 양으로 포함하는 표면 처리된 충전제 물질 생성물이 제공된다.
본 발명자들은 놀랍게도 상기 표면 처리된 충전제 물질 생성물이 우수한 분말 유동성을 갖지만, 또한 낮은 수분 흡수 감수성을 갖는다는 것을 밝혀냈다. 또한, 본 발명의 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 중합체 조성물 중에 사용시, 이들은 특히 동일한 소수화제만으로 표면 처리되는 표면 처리된 충전제 물질 생성물에 비하여 중합체 조성물 및/또는 최종 적용 생성물의 기계적 및/또는 레올로지 성질을 유지 또는 개선시킨다. 본 발명의 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 포함하는 중합체 조성물 및/또는 최종 적용 생성물은 특히 동일한 소수화제로만 표면 처리되는 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 포함하는 중합체 조성물 및/또는 최종 적용 생성물에 비하여 특히 유지되거나 또는 더 낮은 용융 흐름 속도 및/또는 유지되거나 또는 더 높은 상부 하중 성질, 유지되거나 또는 더 높은 충격 강도 및/또는 유지되거나 또는 더 높은 굴곡 탄성율 및/또는 유지되거나 또는 더 높은 인장 성질, 예컨대 항복 강도를 갖는다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면,
a) 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질을 제공하는 단계,
b) i. 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및
ii. 적어도 1종의 소수화제를 제공하는 단계, 및
c) 단계 a)의 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면을 혼합 하에 적어도 하나의 단계에서 임의의 순서로 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.2 내지 7 중량%의 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제와 접촉시켜, 처리 층을 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상에 형성하는 단계를 포함하며, 여기서 처리 층이 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제를 포함하는, 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법이 제공된다.
본 발명자들은 놀랍게도 상기 방법에 의하여 충전제 물질의 표면 상에 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌 둘다 및 적어도 1종의 소수화제를 포함하는 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 제공할 수 있다는 것을 밝혀냈다. 또한, 상기 방법은 간단하며, 경제적이며, 상기 언급된 바와 같은 본 발명의 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 초래한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 적어도 1종의 중합체 수지 및 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 95 중량%의 상기 정의된 바와 같은 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 포함하는 중합체 조성물이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 정의된 바와 같은 표면 처리된 충전제 물질 생성물 및/또는 상기 정의된 바와 같은 중합체 조성물을 포함하는 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 실 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 사출 성형된 배합물 및/또는 취입 성형된 배합물이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 정의된 바와 같은 표면 처리된 미네랄 충전제 생성물은 동일한 방식으로 처리된 동일한 중합체 조성물에 비하여 중합체 조성물의 기계적 및/또는 레올로지 성질을 개선시키기 위한 중합체 조성물, 바람직하게는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 조성물 중에 사용되며, 여기서 표면 처리된 미네랄 충전제 생성물은 적어도 1종의 소수화제로만 처리된다.
상기 측면의 이로운 실시양태는 해당 종속항에서 정의된다.
본 발명의 하나의 실시양태에 의하면, 적어도 1종의 소수화제는 숙신산 무수물, 카르복실산, 인산 모노에스테르, 인산 디에스테르, 그의 반응 생성물 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 적어도 1종의 소수화제는
일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들) 및
8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및/또는 그의 반응 생성물(들)
중 적어도 1종이다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 단계 ii)의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들)은 치환기에 2 내지 30개, 바람직하게는 3 내지 25개, 가장 바람직하게는 4 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 선형, 분지형, 지방족 및 시클릭 기로부터 선택된 기로 일치환된 숙신산 무수물로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 단계 ii)의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들)은
a) 적어도 1종의 알킬 일치환된 숙신산 무수물, 바람직하게는 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 선택된 적어도 1종의 알킬 일치환된 숙신산 무수물 및/또는
b) 적어도 1종의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물, 바람직하게는 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 선택된 적어도 1종의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물이다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 단계 ii)의 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및/또는 그의 반응 생성물(들)은 8 내지 22개, 바람직하게는 10 내지 22개, 더욱 바람직하게는 12 내지 20개, 더더욱 바람직하게는 14 내지 20개의 탄소 원자를 가지며, 가장 바람직하게는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및/또는 그의 반응 생성물(들)은 스테아르산, 팔미트산 또는 그의 혼합물이다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 단계 a)의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 중질 탄산칼슘, 바람직하게는 대리석, 석회석, 돌로마이트 및/또는 백악 및/또는, 침강성 탄산칼슘(PCC), 바람직하게는 바테라이트, 방해석 및/또는 아라고나이트로 이루어진 군으로부터 선택되며, 더욱 바람직하게는 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 중질 탄산칼슘이다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 단계 a)의 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은
a) 0.1 ㎛ 내지 7 ㎛, 바람직하게는 0.25 ㎛ 내지 5 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 4 ㎛ 범위의 중량 중앙 입자 크기 d50 값 및/또는
b) ≤100 ㎛, 바람직하게는 ≤40 ㎛, 더욱 바람직하게는 ≤25 ㎛, 가장 바람직하게는 ≤15 ㎛의 탑 컷(d98) 및/또는
c) BET 질소 방법에 의하여 측정시 0.5 내지 150 ㎡/g, 바람직하게는 0.5 내지 50 ㎡/g, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 35 ㎡/g, 가장 바람직하게는 0.5 내지 10 ㎡/g의 비표면적(BET) 및/또는
d) 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.01 중량% 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 0.2 중량%, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 0.1 중량%, 가장 바람직하게는 0.03 내지 0.2 중량%의 잔류 총 수분 함유량을 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌은 말레산 무수물 그래프팅된 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 말레산 무수물 그래프팅된 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 말레산 무수물 그래프팅된 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 말레산 무수물 그래프팅된 아택틱 폴리프로필렌, 말레산 무수물 그래프팅된 이소택틱 폴리프로필렌, 말레산 무수물 그래프팅된 신디오택틱 폴리프로필렌, 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 왁스, 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌 왁스 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 말레산 무수물 그래프팅된 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 및 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 왁스이며, 가장 바람직하게는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 왁스이다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 표면 처리된 충전제 물질 생성물은 분말의 형태로 존재한다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법에서, 단계 a)의 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 접촉 단계 c)를 실시하기 이전에 예열되며, 바람직하게는 단계 a)의 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 20 내지 250℃, 더욱 바람직하게는 40 내지 200℃, 더더욱 바람직하게는 50 내지 150℃, 가장 바람직하게는 60 내지 140℃의 온도에서 예열된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법에서, 접촉 단계 c)는 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제를 10:1 내지 1:10, 바람직하게는 5:1 내지 1:5, 가장 바람직하게는 4:1 내지 1:4의 중량비로, 예컨대 1:1의 양으로 첨가하도록 실시된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법에서, 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌은 접촉 단계 c)에서 단계 a)의 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 4 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 3 중량%, 가장 바람직하게는 0.5 내지 2 중량%의 총량으로 첨가되며; 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제는 접촉 단계 c)에서 단계 a)의 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 1 중량%의 총량으로 첨가된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법에서, 접촉 단계 c)는 20 내지 250℃, 바람직하게는 60 내지 180℃, 가장 바람직하게는 80 내지 150℃의 온도에서 실시된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법에서, 접촉 단계 c)는 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제가 동시에 또는 연속적으로 첨가되며, 바람직하게는 동시에 첨가되고, 단, 화합물을 연속적으로 첨가될 경우, 제1의 화합물의 첨가는 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면의 완전 피복을 초래하지 않도록 실시된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 중합체 조성물은 천연 섬유, 바람직하게는 목질 섬유, 셀룰로스 섬유, 헴프 섬유 및/또는 농업 폐섬유 및/또는 합성 섬유, 바람직하게는 유리 섬유, 탄소 섬유 및/또는 아라미드 섬유를 추가로 포함한다.
본 발명의 목적을 위하여, 하기 용어는 하기 의미를 갖는 것으로 이해하여야 한다.
본 발명의 목적을 위하여, 본 발명의 의미에서 용어 "충전제 물질"은 고가의 물질, 예컨대 결합제의 소비를 감소시키기 위하여 또는 생성물의 기술적 성질을 향상시키기 위한 종이, 플라스틱, 고무, 페인트 및 접착제 등과 같은 재료에 첨가된 미네랄 기원의 물질을 지칭한다. 해당 기술분야의 기술자는 개개의 분야에서 사용된 통상적인 충전제 물질을 잘 알고 있다. 또한, 용어 "탄산칼슘 함유 충전제 물질"은 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 적어도 80 중량% 탄산칼슘을 포함하는 물질을 지칭한다.
본 발명의 의미에서 용어 "표면 처리된 충전제 물질 생성물"은 예컨대 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면의 적어도 일부 상에서 코팅 층을 얻기 위하여 표면 처리제와 접촉되는 탄산칼슘 함유 충전제 물질을 지칭한다.
본 발명의 요지에서 "처리 층"은 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 표면 상의 처리제의 층, 바람직하게는 단층을 지칭한다. "처리 층"은 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 적어도 1종의 소수화제를 포함하며, 여기서 표면 처리된 충전제 물질 생성물은 처리 층을 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.2 내지 7 중량%의 양으로 포함한다.
용어 "건조" 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 충전제 물질 중량에 대하여 1.0 중량% 미만의 물을 갖는 충전제 물질인 것으로 이해한다. % 물(잔류 총 수분 함유량에 해당)은 전기량 칼 피셔(Karl Fischer) 측정 방법에 따라 측정하며, 여기서 충전제 물질은 220℃로 가열되며, 증기로서 배출되며, 질소 기체 흐름(100 ㎖/min에서)을 사용하여 단리되는 물 함유량은 전기량 칼 피셔 단위로 측정한다.
본 발명의 의미에서 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 "비표면적(SSA)"은 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면적을 그의 질량으로 나눈 것으로 정의된다. 본원에서 사용된 바와 같이, 비표면적은 BET 등온(ISO 9277:2010)을 사용하는 질소 기체 흡착에 의하여 측정하고, 단위 ㎡/g로 나타낸다.
본원에서 입자상 물질, 예를 들면 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 "입자 크기"는 입자 크기 dx의 분포에 의하여 기재된다. 여기서 값 dx는 입자의 x 중량%이 dx 미만의 직경을 갖는 것에 대한 직경을 나타낸다. 이는 예를 들면 d20 값은 전체 입자의 20 중량%가 상기 입자 크기보다 더 작은 입자 크기라는 것을 의미한다. 그래서, d50 값은 중량 중앙 입자 크기, 즉 모든 그레인의 50 중량%가 더 크며, 나머지 50 중량%가 상기 입자 크기보다 더 작다. 본 발명의 목적을 위하여, 입자 크기는 달리 나타내지 않는다면 중량 중앙 입자 크기 d50으로서 명시된다. d98 값은 전체 입자의 98 중량%가 상기 입자 크기보다 더 작은 입자 크기이다. d98 값은 또한 "탑 컷"으로서 지정된다. 입자 크기는 마이크로메리틱스 인스트루먼트 코포레이션(Micromeritics Instrument Corporation)의 세디그래프(Sedigraph)™5100 또는 5120 기기를 사용하여 측정하였다. 상기 방법 및 기기는 기술자에게 공지되어 있으며, 충전제 및 안료의 입자 크기를 측정하는데 일반적으로 사용된다. 측정은 0.1 중량% Na4P2O7의 수용액 중에서 실시하였다. 고속 교반기를 사용하여 샘플을 분산시키고, 음파처리하였다.
본 발명의 목적을 위하여, "점도", 예를 들면, 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌의 점도는 DIN 53019에 따른 회전형 유량계로 측정한다.
용어 "포함하는"이 상세한 설명 및 청구범위에 사용시, 이는 다수의 또는 소수의 기능적 중요성의 기타 명시되지 않은 부재를 배제하지 않는다. 본 발명의 목적을 위하여, 용어 "~로 이루어지는"은 용어 "~을 포함하는"의 바람직한 실시양태가 되는 것으로 고려한다. 그 후, 기가 적어도 특정한 개수의 실시양태를 포함할 경우, 이는 또한 바람직하게는 상기 실시양태만으로 이루어지는 기를 개시하는 것으로 이해하여야 한다.
용어 "포함하는(including)" 또는 "갖는"이 사용될 때, 그러한 용어는 상기 정의된 바와 같은 "포함하는"과 등가인 것을 의미한다.
부정관사 또는 정관사가 단수형을 지칭시 사용될 때 이는 달리 구체적으로 명시되지 않는다면 복수형을 포함한다.
하기에서 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 지칭시 바람직한 실시양태 및 기술적 세부사항은 또한 본 발명의 방법, 본 발명의 중합체 조성물, 표면 처리된 충전제 물질 생성물 및/또는 중합체 조성물을 포함하는 본 발명의 생성물 및 본 발명의 용도를 지칭하는 것으로 이해하여야 한다.
표면 처리된 충전제 물질 생성물
상기 명시된 바와 같이, 본 발명의 표면 처리된 충전제 물질 생성물은 a) 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질 및 b) i) 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 ii) 적어도 1종의 소수화제를 포함하는 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질 상의 처리 층을 포함하며, 여기서 표면 처리된 충전제 물질 생성물은 처리 층을 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.2 내지 7 중량%의 양으로 포함한다. 하기에서, 본 발명의 추가의 세부사항 및 구체적으로 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 상기 화합물이 언급된다.
적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 특징화
본 발명의 단계 a)에 의하면, 표면 처리된 충전제 물질 생성물은 a) 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질을 포함한다.
표현 "적어도 1종의" 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 1종 이상, 예를 들면, 2 또는 3종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질이 제공된다는 것을 의미한다. 바람직한 실시양태에 의하면, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질만을 포함하며, 단계 a)에서 제공된다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 의하면, 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 중질 탄산칼슘(GCC), 바람직하게는 대리석, 석회석, 돌로마이트 및/또는 백악, 침강성 탄산칼슘(PCC), 바람직하게는 바테라이트, 방해석 및/또는 아라고나이트로 이루어진 군으로부터 선택되며, 더욱 바람직하게는 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 중질 탄산칼슘이다.
GCC는 퇴적암, 예컨대 석회석 또는 백악으로부터 또는 대리석 변성암으로부터 채굴되며, 예를 들면 사이클론 또는 분급기에 의하여 분쇄, 스크리닝 및/또는 습식 및/또는 건식 형태로 분별화와 같은 처리에 의하여 가공된 천연 발생 형태의 탄산칼슘인 것으로 이해한다. 본 발명의 한 실시양태에서, GCC는 대리석, 백악, 돌로마이트, 석회석 및 그의 혼합물을 포함하는 군으로부터 선택된다.
대조적으로, PCC 유형의 탄산칼슘은 물 중의 미분 산화칼슘 입자로부터 유도시 석회 또는 석회유의 슬러리로서 해당 기술분야에서 통상적으로 지칭되는 수산화칼슘의 슬러리의 탄산화에 의하여 또는 이온성 염 용액으로부터 침전에 의하여 얻은 합성 탄산칼슘 생성물을 포함한다. PCC는 능면체 및/또는 칼레노헤드럴 및/또는 아라고나이트; 아라고나이트, 바테라이트 또는 방해석 광물학 결정 형태 또는 그의 혼합물을 포함하는 바람직한 합성 탄산칼슘 또는 침강성 탄산칼슘일 수 있다.
하나의 바람직한 실시양태에서, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 중질 탄산칼슘, 바람직하게는 대리석이다.
적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질 중의 탄산칼슘의 양은 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 적어도 80 중량%, 예를 들면 적어도 95 중량%, 바람직하게는 97 및 100 중량% 사이, 더욱 바람직하게는 98.5 및 99.95 중량% 사이인 것으로 이해한다.
적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 바람직하게는 입자상 물질의 형태로 존재하며, 생성하고자 하는 생성물의 유형에 포함된 물질(들)에 통상적으로 사용되는 바와 같은 입자 크기 분포를 가질 수 있다. 일반적으로, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 0.1 내지 7 ㎛ 범위의 중량 중앙 입자 크기 d50 값을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 0.25 ㎛ 내지 5 ㎛, 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 4 ㎛의 중량 중앙 입자 크기 d50을 갖는다.
추가적으로 또는 대안으로, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 ≤100 ㎛의 탑 컷(d98)을 갖는다. 예를 들면, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 ≤40 ㎛, 바람직하게는 ≤25 ㎛, 가장 바람직하게는 ≤15 ㎛의 탑 컷(d98)을 갖는다.
추가적으로 또는 대안으로, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 BET 질소 방법에 의하여 측정시 0.5 내지 150 ㎡/g의 BET 비표면적을 갖는다. 예를 들면, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 BET 질소 방법에 의하여 측정시 0.5 내지 50 ㎡/g, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 35 ㎡/g, 가장 바람직하게는 0.5 내지 10 ㎡/g의 비표면적(BET)을 갖는다.
추가적으로 또는 대안으로, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.01 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 0.2 중량%, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 0.2 중량%, 가장 바람직하게는 0.03 내지 0.2 중량%의 잔류 총 수분 함유량을 갖는다.
그래서, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은
a) 0.1 ㎛ 내지 7 ㎛, 바람직하게는 0.25 ㎛ 내지 5 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 4 ㎛ 범위의 중량 중앙 입자 크기 d50 값 및/또는
b) ≤100 ㎛, 바람직하게는 ≤40 ㎛, 더욱 바람직하게는 ≤25 ㎛, 가장 바람직하게는 ≤15 ㎛의 탑 컷(d98) 및/또는
c) BET 질소 방법에 의하여 측정시 0.5 내지 150 ㎡/g, 바람직하게는 0.5 내지 50 ㎡/g, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 35 ㎡/g, 가장 바람직하게는 0.5 내지 10 ㎡/g의 비표면적(BET) 및/또는
d) 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.01 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 0.2 중량%, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 0.2 중량%, 가장 바람직하게는 0.03 내지 0.2 중량%의 잔류 총 수분 함유량을 갖는 것이 바람직하다.
예를 들면, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은
a) 0.1 ㎛ 내지 7 ㎛, 바람직하게는 0.25 ㎛ 내지 5 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 4 ㎛ 범위의 중량 중앙 입자 크기 d50 값 또는
b) ≤100 ㎛, 바람직하게는 ≤40 ㎛, 더욱 바람직하게는 ≤25 ㎛, 가장 바람직하게는 ≤15 ㎛의 탑 컷(d98) 또는
c) BET 질소 방법에 의하여 측정시 0.5 내지 150 ㎡/g, 바람직하게는 0.5 내지 50 ㎡/g, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 35 ㎡/g, 가장 바람직하게는 0.5 내지 10 ㎡/g의 비표면적(BET) 또는
d) 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.01 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 0.2 중량%, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 0.2 중량%, 가장 바람직하게는 0.03 내지 0.2 중량%의 잔류 총 수분 함유량을 갖는다.
대안으로, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은
a) 0.1 ㎛ 내지 7 ㎛, 바람직하게는 0.25 ㎛ 내지 5 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 4 ㎛ 범위의 중량 중앙 입자 크기 d50 값 및
b) ≤100 ㎛, 바람직하게는 ≤40 ㎛, 더욱 바람직하게는 ≤25 ㎛, 가장 바람직하게는 ≤15 ㎛의 탑 컷(d98) 및
c) BET 질소 방법에 의하여 측정시 0.5 내지 150 ㎡/g, 바람직하게는 0.5 내지 50 ㎡/g, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 35 ㎡/g, 가장 바람직하게는 0.5 내지 10 ㎡/g의 비표면적(BET) 및
d) 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.01 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 0.2 중량%, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 0.2 중량%, 가장 바람직하게는 0.03 내지 0.2 중량%의 잔류 총 수분 함유량을 갖는다.
본 발명의 한 실시양태에서, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 0.1 ㎛ 내지 7 ㎛, 바람직하게는 0.25 ㎛ 내지 5 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 4 ㎛, 예를 들면, 약 1.9 ㎛의 중앙 입자 크기 직경 d50 값을 가지며, ≤100 ㎛, 바람직하게는 ≤40 ㎛, 더욱 바람직하게는 ≤25 ㎛, 가장 바람직하게는 ≤15 ㎛, 예를 들면 5.8 ㎛의 탑 컷(d98)을 갖는다. 바람직한 실시양태에 의하면, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 중질 탄산칼슘이다.
적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 건식 분쇄된 물질, 습식 분쇄되고 건조된 물질, 상기 물질의 혼합물인 것이 바람직하다. 일반적으로, 분쇄 단계는 임의의 통상의 분쇄 장치로, 예를 들면 정련이 주로 2차체와의 충격으로부터, 즉 정련이 볼 밀, 로드 밀, 진동 밀, 롤 파쇄기, 원심분리 충격 밀, 수직 비드 밀, 마모 밀, 핀 밀, 해머 밀, 쇄석기, 파쇄기, 탈응집기(de-clumper), 나이프 절단기 또는 기술자에게 공지된 기타 장치 중 하나 이상으로 생성되도록 하는 조건 하에서 실시될 수 있다.
적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질이 습식 중질 탄산칼슘 함유 충전제 물질인 경우, 분쇄 단계는 자생 분쇄가 실시되거나 및/또는 수평 볼 밀링에 의하여 및/또는 기술자에게 공지된 기타 공정에 의하여 발생하도록 하는 조건 하에서 수행될 수 있다. 그리하여 얻은 습식 가공된 중질 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 널리 알려진 공정에 의하여, 예를 들면 건조 전 응집, 여과 또는 강제 증발에 의하여 세정 및 탈수될 수 있다. 건조의 후속 단계는 단일 단계, 예컨대 분무 건조로 또는 적어도 2개의 단계로, 예를 들면 1차 가열 단계를 탄산칼슘 함유 충전제 물질에 적용하여 관련 수분 함유량을 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 약 1 중량% 이하의 수준으로 감소시켜 실시될 수 있다. 충전제의 잔류 총 수분 함유량은 칼 피셔 전기량 적정 방법에 의하여, 오븐 내에서 195℃에서 수분을 탈착시키고, 이를 연속적으로 KF 전량계(메틀러(Mettler) 오븐 DO 0337과 조합된 메틀러 톨레도(Mettler Toledo) 전기량 KF 적정기, C30)에 건조 N2를 사용하여 100 ㎖/min에서 10 분 동안 통과시켜 측정할 수 있다. 잔류 총 수분 함유량은 보정 곡선으로 측정될 수 있으며, 또한 샘플 없이 10 분 기체 흐름의 블라인드(blind)를 고려할 수 있다. 잔류 총 수분 함유량은 제2의 가열 단계를 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질에 적용하여 추가로 감소될 수 있다. 상기 건조를 1개 초과의 건조 단계에 의하여 실시할 경우, 제1의 단계는 고온의 공기 흐름 중에서 가열하여 실시할 수 있으면서 제2의 및 추가의 건조 단계는 바람직하게는 해당 용기 내의 대기가 표면 처리제를 포함하는 간접 가열에 의하여 실시될 수 있다. 또한, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 불순물을 제거하기 위하여 선광 단계(예컨대 부유, 표백 또는 자기 분리 단계)로 처리하는 것이 통상적이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 건식 중질 탄산칼슘 함유 충전제 물질을 포함한다. 또 다른 바람직한 실시양태에서, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 수평볼 밀에서 습식 분쇄한 후 분무 건조의 널리 알려진 공정을 사용하여 건조시킨 물질이다.
예를 들면, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질이 습식 분쇄 및 분무 건조시킨 탄산칼슘인 경우, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 잔류 총 수분 함유량은 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 0.01 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 0.2 중량%, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 0.2 중량%, 가장 바람직하게는 0.03 내지 0.2 중량%이며, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 0.1 ㎛ 내지 7 ㎛, 바람직하게는 0.25 ㎛ 내지 5 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 4 ㎛, 예를 들면, 약 1.9 ㎛의 중앙 입자 크기 직경 d50 값을 가지며, ≤100 ㎛, 바람직하게는 ≤40 ㎛, 더욱 바람직하게는 ≤25 ㎛, 가장 바람직하게는 ≤15 ㎛, 예를 들면 5.8 ㎛의 탑 컷(d98)을 갖는다.
적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상의 처리 층의 특징화
본 발명의 단계 b)에 의하면, 표면 처리된 충전제 물질 생성물은 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상에 처리 층을 포함한다.
표면 처리 층은 i) 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 ii) 적어도 1종의 소수화제를 포함한다.
말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌
용어 "말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌"은 말레산 무수물로 그래프팅된 폴리에틸렌 백본을 지칭하며, 용어 "말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌"은 말레산 무수물로 그래프팅된 폴리프로필렌 백본을 지칭한다.
본 발명의 의미에서 폴리에틸렌은 에틸렌 단위를 포함하는 중합체를 지칭한다. 본 발명의 의미에서 폴리프로필렌은 프로필렌 단위를 포함하는 중합체를 지칭한다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 아택틱 폴리프로필렌, 이소택틱 폴리프로필렌, 신디오택틱 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 및 폴리에틸렌 왁스이며, 가장 바람직하게는 폴리에틸렌 왁스이다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 폴리에틸렌 백본은 1종의 중합체만을 포함한다. 또 다른 실시양태에 의하면, 폴리에틸렌 백본은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 및 폴리에틸렌 왁스로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 상이한 중합체를 포함한다.
바람직한 실시양태에 의하면, 폴리에틸렌 백본은 1종의 중합체만으로 이루어지며, 바람직하게는 폴리에틸렌 왁스이다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 폴리프로필렌 백본은 1종의 중합체만을 포함한다. 또 다른 실시양태에 의하면, 폴리프로필렌 백본은 아택틱 폴리프로필렌, 이소택틱 폴리프로필렌, 신디오택틱 폴리프로필렌 및 폴리프로필렌 왁스로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 상이한 중합체를 포함한다.
바람직한 실시양태에 의하면, 폴리프로필렌 백본은 1종의 중합체만으로 이루어지며, 바람직하게는 폴리프로필렌 왁스이다.
본 발명의 의미에서 용어 "말레산 무수물"은 화학식 C2H2(CO)2O를 갖는 유기 화합물을 지칭하며, 말레산의 산 무수물이다. 본 발명의 의미에서 용어 "그래프팅된"은 백본을 포함하는 중합체, 이른바 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 백본 및 복합체, 이른바 백본에 무작위 분포되고 결합된 말레산 무수물을 지칭한다.
본 발명의 하나의 실시양태에 의하면, 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌은 말레산 무수물 그래프팅된 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 말레산 무수물 그래프팅된 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 말레산 무수물 그래프팅된 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 말레산 무수물 그래프팅된 아택틱 폴리프로필렌, 말레산 무수물 그래프팅된 이소택틱 폴리프로필렌, 말레산 무수물 그래프팅된 신디오택틱 폴리프로필렌, 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 왁스, 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌 왁스 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 말레산 무수물 그래프팅된 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 및 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 왁스이며, 가장 바람직하게는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 왁스이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌은 250℃ 미만, 더욱 바람직하게는 200℃ 미만, 170℃ 미만의 용융 온도 Tm을 갖는다. 예를 들면, 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌의 용융 온도는 50 내지 250℃ 범위내, 더욱 바람직하게는 75 내지 200℃ 범위내, 가장 바람직하게는 100 내지 170℃ 범위내이다.
또한, 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌은 0.1 내지 3,000 g/10 min, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 2,500 g/10 min의 용융 흐름 속도 MFR(190℃)을 가질 수 있는 것으로 이해한다. 예를 들면, 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌은 0.3 내지 2,000 g/10 min 또는 0.3 내지 1,600 g/10 min의 용융 흐름 속도 MFR(190℃)을 갖는다. 추가적으로 또는 대안으로, 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌은 0.1 내지 3,000 g/10 min, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 2,500 g/10 min의 용융 흐름 속도 MFR(230℃)을 갖는다. 예를 들면, 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌은 0.3 내지 2,000 g/10 min 또는 0.3 내지 1,600 g/10 min의 용융 흐름 속도 MFR(230℃)을 갖는다.
추가적으로 또는 대안으로, 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌은 +140℃(±2℃)에서 100 내지 2,000 mPa·s, 바람직하게는 150 내지 1,000 mPa·s, 가장 바람직하게는 200 내지 500 mPa·s의 점도를 갖는다는 점에 유의하여야 한다.
추가적으로 또는 대안으로, 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌은 10 내지 200 ㎎ KOH/g, 바람직하게는 30 내지 80 ㎎ KOH/g, 가장 바람직하게는 40 내지 60 ㎎ KOH/g의 산가를 갖는다는 점에 유의하여야 한다. 중화값 또는 산가 또는 산도로도 공지되어 있는 산값은 1 그램의 화학적 물질, 예를 들면 1 그램의 건조 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌을 중화시키는데 필요한 밀리그램 단위의 수산화칼륨(KOH)의 질량이다. 환언하면, 산가는 화학적 화합물 중의 카르복실산 기의 개수의 측정이다. 통상의 절차에서, 공지의 양의 샘플을 유기 용매(바람직하게는 이소프로판올) 중에 용해시키고, 공지의 농도의 수산화칼륨(KOH)의 용액으로 비색 지시약으로서 페놀프텔레인을 사용하여 적정한다.
바람직한 실시양태에 의하면, 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌은 +140℃(±2℃)에서의 100 내지 2,000 mPa·s, 바람직하게는 150 내지 1,000 mPa·s, 가장 바람직하게는 200 내지 500 mPa·s의 점도 및 10 내지 200 ㎎ KOH/g, 바람직하게는 30 내지 80 ㎎ KOH/g, 가장 바람직하게는 40 내지 60 ㎎ KOH/g의 산가를 갖는다. 또 다른 바람직한 실시양태에 의하면, 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌은 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 왁스이다.
소수화제
용어 "소수화제"는 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면을 소수화시키는 물질을 지칭한다. 용어 "소수화"는 널리 알려져 있으며, 분자 또는 입자가 물 덩어리로부터 반발하는 경향을 기재한다. 환언하면, 소수성 분자 또는 입자는 비극성인 경향이 있어서 기타 중성 분자 및 비극성 용매, 예컨대 비극성 중합체 조성물을 선호하는데, 이는 물 분자가 극성이며, 그리하여 소수성 물질은 이들 중에서 잘 용해되지 않기 때문이다. 본 발명에 의한 소수화제는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌과는 상이하다.
소수화제는 기술자에게 널리 공지되어 있으며, 기술자는 표면 처리된 충전제 물질이 사용되는 충전제 물질 및 중합체 수지에 의존하여 적절한 소수화제를 선택하는 방법을 알고 있다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 적어도 1종의 소수화제는 숙신산 무수물, 카르복실산, 인산 모노에스테르, 인산 디에스테르, 그의 반응 생성물 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
디히드로-2,5-푸란디온, 숙신산 무수물 또는 숙시닐 옥시드로도 불리는 용어 "숙신산 무수물"은 분자식 C4H4O3을 가지며, 숙신산의 산 무수물이다. 본 발명에 의한 "숙신산 무수물"은 숙신산 무수물, 예를 들면 치환된 숙신산 무수물을 포함하는 화합물, 바람직하게는 일치환된 숙신산 무수물이다.
본 발명의 의미에서 "카르복실산"은 카르복실 기(C(=O)OH)를 함유하며, 화학식 R-COOH를 가지며, 여기서 R은 분자의 나머지, 예를 들면 지방족 쇄를 지칭하는 유기 화합물이다.
본 발명의 의미에서 "인산 모노에스테르"는 알콜 치환기에 C6 내지 C30, 바람직하게는 C8 내지 C22, 더욱 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 불포화 또는 포화, 분지형 또는 선형, 지방족 또는 방향족 알콜로부터 선택된 1개의 알콜 분자로 모노에스테르화된 o-인산 분자를 지칭한다.
본 발명의 의미에서 "인산 디에스테르"는 알콜 치환기에 C6 내지 C30, 바람직하게는 C8 내지 C22, 더욱 바람직하게는 C8 내지 C20, 가장 바람직하게는 C8 내지 C18의 탄소 원자의 총량을 갖는 동일하거나 또는 상이한 불포화 또는 포화, 분지형 또는 선형, 지방족 또는 방향족 알콜로부터 선택된 2개의 알콜 분자로 디에스테르화된 o-인산 분자를 지칭한다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 의하면, 적어도 1종의 소수화제는 숙신산 무수물, 카르복실산, 그의 반응 생성물 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시양태에 의하면, 적어도 1종의 소수화제는
일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들) 및
8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및/또는 그의 반응 생성물(들)
중 적어도 1종이다.
본 발명의 의미에서 "~중 적어도 1종"은 소수화제가 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들) 및 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및/또는 그의 반응 생성물(들) 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함한다는 것을 의미한다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 소수화제는 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들)이다. 본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 소수화제는 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및/또는 그의 반응 생성물(들)이다. 또 다른 실시양태에 의하면, 소수화제는 일치환된 숙신산 무수물의 혼합물 및/또는 그의 반응 생성물(들) 및 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및/또는 그의 반응 생성물(들)이다.
일치환된 숙신산 무수물
일치환된 숙신산 무수물은 일치환된 숙신산 무수물 중 적어도 1종의 유형을 포함할 수 있으므로, 일치환된 숙신산 무수물은 일치환된 숙신산 무수물(들) 중 1종을 포함할 수 있다. 대안으로, 일치환된 숙신산 무수물은 일치환된 숙신산 무수물 중 2종 이상의 유형의 혼합물일 수 있다. 예를 들면, 일치환된 숙신산 무수물은 일치환된 숙신산 무수물 중 2종과 같이 일치환된 숙신산 무수물 중 2종 또는 3종의 유형의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 의하면, 일치환된 숙신산 무수물은 일치환된 숙신산 무수물의 1종의 유형이다.
본 발명의 의미에서 용어 "일치환된" 숙신산 무수물은 1개의 치환기로 치환된 숙신산 무수물을 지칭한다.
본 발명의 의미에서 용어 일치환된 숙신산 무수물(들)의 "반응 생성물"은 탄산칼슘 함유 충전제 물질을 하나 이상의 일치환된 숙신산 무수물(들)과 접촉시켜 얻은 생성물을 지칭한다. 상기 반응 생성물은 적용된 일치환된 숙신산 무수물로부터 형성된 일치환된 숙신산 및 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면에 위치하는 반응성 분자 사이에 형성된다.
일치환된 숙신산 무수물은 표면 치료제를 나타내며, 치환기에 2 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 임의의 선형, 분지형, 지방족 및 시클릭 기로부터 선택된 기로 일치환된 숙신산 무수물로 이루어지는 것으로 이해한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들)은 치환기에 3 내지 25개의 탄소 원자를 갖는 선형, 분지형, 지방족 및 시클릭 기로부터 선택된 기로 일치환된 숙신산 무수물로 이루어진다. 예를 들면, 적어도 1종의 일치환된 숙신산 무수물은 치환기에 4 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 선형, 분지형, 지방족 및 시클릭 기로부터 선택된 기로 일치환된 숙신산 무수물로 이루어진다.
본 발명의 한 실시양태에서, 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들)은 치환기에 2 내지 30개, 바람직하게는 치환기에 3 내지 25개, 가장 바람직하게는 4 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 선형 및 지방족 기인 1개의 기로 일치환된 숙신산 무수물로 이루어진다. 추가적으로 또는 대안으로, 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들)은 치환기에 2 내지 30개, 바람직하게는 치환기에 3 내지 25개, 가장 바람직하게는 치환기에 4 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 분지형 및 지방족 기인 1개의 기로 일치환된 숙신산 무수물로 이루어진다.
그래서, 적어도 1종의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들)은 치환기에 2 내지 30개, 바람직하게는 치환기에 3 내지 25개, 가장 바람직하게는 4 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형, 알킬 기인 1개의 기로 일치환된 숙신산 무수물로 이루어지는 것이 바람직하다.
예를 들면, 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들)은 치환기에 2 내지 30개, 바람직하게는 치환기에 3 내지 25개, 가장 바람직하게는 4 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬 기인 1개의 기로 일치환된 숙신산 무수물로 이루어진다. 추가적으로 또는 대안으로, 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들)은 치환기에 2 내지 30개, 바람직하게는 치환기에 3 내지 25개, 가장 바람직하게는 4 내지 20개의 탄소 원자를 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 측쇄 숙신산 무수물 기를 함유하는 선형 또는 분지형, 포화 탄화수소 쇄로 이루어진다.
본 발명의 한 실시양태에서, 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들)은 적어도 1종의 선형 또는 분지형 알킬 일치환된 숙신산 무수물이다. 예를 들면, 적어도 1종의 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.
또한, 예를 들면 용어 "헥사데카닐 숙신산 무수물"은 선형 및 분지형 헥사데카닐 숙신산 무수물(들)을 포함하는 것으로 이해한다. 선형 헥사데카닐 숙신산 무수물(들)의 구체적인 일례는 n-헥사데카닐 숙신산 무수물이다. 분지형 헥사데카닐 숙신산 무수물(들)의 구체적인 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.
또한, 예를 들면 용어 "옥타데카닐 숙신산 무수물"은 선형 및 분지형 옥타데카닐 숙신산 무수물(들)을 포함하는 것으로 이해한다. 선형 옥타데카닐 숙신산 무수물(들)의 구체적인 일례는 n-옥타데카닐 숙신산 무수물이다. 분지형 헥사데카닐 숙신산 무수물(들)의 구체적인 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, 이소옥타데카닐 숙신산 무수물 및/또는 1-옥틸-2-데카닐 숙신산 무수물이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 알킬 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)은 헥실숙신산 무수물, 헵틸숙신산 무수물, 옥틸숙신산 무수물, 헥사데카닐 숙신산 무수물, 옥타데카닐 숙신산 무수물 및 그의 혼합물 및 그의 반응 생성물(들)을 포함하는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 적어도 1종의 일치환된 숙신산 무수물은 알킬 일치환된 숙신산 무수물의 한 유형이다. 예를 들면, 1종의 알킬 일치환된 숙신산 무수물은 부틸숙신산 무수물이다. 대안으로, 1종의 알킬 일치환된 숙신산 무수물은 헥실숙신산 무수물이다. 대안으로, 1종의 알킬 일치환된 숙신산 무수물은 헵틸숙신산 무수물 또는 옥틸숙신산 무수물이다. 대안으로, 1종의 알킬 일치환된 숙신산 무수물은 헥사데카닐 숙신산 무수물이다. 예를 들면, 1종의 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, 1종의 알킬 일치환된 숙신산 무수물은 옥타데카닐 숙신산 무수물이다. 예를 들면, 1종의 알킬 일치환된 숙신산 무수물은 선형 옥타데카닐 숙신산 무수물, 예컨대 n-옥타데카닐 숙신산 무수물 또는 분지형 옥타데카닐 숙신산 무수물, 예컨대 이소옥타데카닐 숙신산 무수물 또는 1-옥틸-2-데카닐 숙신산 무수물이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 1종의 알킬 일치환된 숙신산 무수물은 부틸숙신산 무수물, 예컨대 n-부틸숙신산 무수물이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 적어도 1종의 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)은 2종 이상의 유형의 알킬 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)의 혼합물이다. 예를 들면, 적어도 1종의 일치환된 숙신산 무수물은 2종 또는 3종의 유형의 알킬 일치환된 숙신산 무수물의 혼합물이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 적어도 1종의 일치환된 숙신산 무수물은 치환기에 2 내지 30개, 바람직하게는 치환기에 3 내지 25개, 가장 바람직하게는 4 내지 20개의 탄소 원자를 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 화합물을 지칭한다. 상기 유기 화합물은 치환기에 적어도 1개의 이중 결합, 바람직하게는 1개의 이중 결합을 추가로 함유한다. 환언하면, "알케닐 일치환된 숙신산 무수물"은 측쇄 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, 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)은 적어도 1종의 선형 또는 분지형 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)이다. 예를 들면, 적어도 1종의 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" 및 그의 반응 생성물(들)은 선형 및 분지형 헥사데세닐 숙신산 무수물(들) 및 그의 반응 생성물(들)을 포함하는 것으로 이해한다. 선형 헥사데세닐 숙신산 무수물(들)의 구체적인 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 구체적인 예는 14-메틸-9-펜타데세닐 숙신산 무수물, 14-메틸-2-펜타데세닐 숙신산 무수물, 1-헥실-2-데세닐 숙신산 무수물 및/또는 이소헥사데세닐 숙신산 무수물이다.
또한, 예를 들면 용어 "옥타데세닐 숙신산 무수물" 및 그의 반응 생성물(들)은 선형 및 분지형 옥타데세닐 숙신산 무수물(들) 및 그의 반응 생성물(들)을 포함하는 것으로 이해한다. 선형 옥타데세닐 숙신산 무수물(들)의 구체적인 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 구체적인 예는 16-메틸-9-헵타데세닐 숙신산 무수물, 16-메틸-7-헵타데세닐 숙신산 무수물, 1-옥틸-2-데세닐 숙신산 무수물 및/또는 이소옥타데세닐 숙신산 무수물이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)은 헥세닐숙신산 무수물, 옥테닐숙신산 무수물, 헥사데세닐 숙신산 무수물, 옥타데세닐 숙신산 무수물 및 그의 혼합물 및 그의 반응 생성물(들)을 포함하는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)은 1종의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)이다. 예를 들면, 1종의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 헥세닐숙신산 무수물이다. 대안으로, 1종의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 옥테닐숙신산 무수물이다. 대안으로, 1종의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 헥사데세닐 숙신산 무수물 또는 옥타데세닐 숙신산 무수물이다. 예를 들면, 1종의 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, 1종의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 옥타데세닐 숙신산 무수물이다. 예를 들면, 1종의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 선형 옥타데세닐 숙신산 무수물, 예컨대 n-옥타데세닐 숙신산 무수물 또는 분지형 옥타데세닐 숙신산 무수물, 예컨대 이소옥타데세닐 숙신산 무수물 또는 1-옥틸-2-데세닐 숙신산 무수물이다.
일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)이 알케닐 일치환된 숙신산 무수물인 경우, 1종의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 일치환된 숙신산 무수물의 총 중량을 기준으로 하여 ≥92 중량%, 바람직하게는 ≥95 중량%의 양으로 존재하는 것으로 이해한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 일치환된 숙신산 무수물은 2종 이상의 유형의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물의 혼합물이다. 예를 들면, 적어도 1종의 일치환된 숙신산 무수물은 2종 또는 3종의 유형의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물의 혼합물이다.
일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)이 2종 이상의 유형의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물의 혼합물인 경우, 1종의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 선형 또는 분지형 옥타데세닐 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)이면서, 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 혼합물 및 그의 반응 생성물(들)로부터 선택된다. 예를 들면, 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)은 2종 이상의 유형의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물의 혼합물이며, 여기서 1종의 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 혼합물 및 그의 반응 생성물(들)로부터 선택된다. 대안으로, 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)은 2종 이상의 유형의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물의 혼합물이며, 여기서 1종의 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, 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)은 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 2종 이상의 유형의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)의 혼합물이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)은 선형 헥사데세닐 숙신산 무수물(들) 및 선형 옥타데세닐 숙신산 무수물(들)을 포함하는 2종 이상의 유형의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)의 혼합물이다. 대안으로, 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)은 분지형 헥사데세닐 숙신산 무수물(들) 및 분지형 옥타데세닐 숙신산 무수물(들)을 포함하는 2종 이상의 유형의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)의 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. 추가적으로 또는 대안으로, 하나 이상의 옥타데세닐 숙신산 무수물은 n-옥타데세닐 숙신산 무수물과 같은 선형 옥타데세닐 숙신산 무수물 및/또는 이소옥타데세닐 숙신산 무수물 및/또는 1-옥틸-2-데세닐 숙신산 무수물과 같은 분지형 옥타데세닐 숙신산 무수물이다.
일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)이 2종 이상의 유형의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물의 혼합물인 경우, 1종의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물은 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)의 총 중량을 기준으로 하여 10 내지 90 중량%, 바람직하게는 20 내지 85 중량%의 양으로 존재하는 것으로 이해한다.
예를 들면, 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)이 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 2종 이상의 유형의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)의 혼합물인 경우, 옥타데세닐 숙신산 무수물(들) 및 그의 반응 생성물(들)은 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)의 총 중량을 기준으로 하여 10 내지 90 중량%, 바람직하게는 20 내지 85 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다.
또한, 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)은 알킬 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들) 및 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)의 혼합물일 수 있는 것으로 이해한다.
일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)이 알킬 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들) 및 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)의 혼합물인 경우, 알킬 일치환된 숙신산 무수물의 알킬 치환기 및 알케닐 일치환된 숙신산 무수물의 알케닐 치환기는 바람직하게는 동일한 것으로 이해한다. 예를 들면, 일치환된 숙신산 무수물은 에틸숙신산 무수물 및 에테닐숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 일치환된 숙신산 무수물은 프로필숙신산 무수물 및 프로페닐숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 일치환된 숙신산 무수물은 부틸숙신산 무수물 및 부테닐숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 일치환된 숙신산 무수물은 트리이소부틸 숙신산 무수물 및 트리이소부테닐 숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 일치환된 숙신산 무수물은 펜틸숙신산 무수물 및 펜테닐숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 일치환된 숙신산 무수물은 헥실숙신산 무수물 및 헥세닐숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 일치환된 숙신산 무수물은 헵틸숙신산 무수물 및 헵테닐숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 일치환된 숙신산 무수물은 옥틸숙신산 무수물 및 옥테닐숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 일치환된 숙신산 무수물은 노닐숙신산 무수물 및 노네닐숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 일치환된 숙신산 무수물은 데실 숙신산 무수물 및 데세닐 숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 일치환된 숙신산 무수물은 도데실 숙신산 무수물 및 도데세닐 숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 일치환된 숙신산 무수물은 헥사데카닐 숙신산 무수물 및 헥사데세닐 숙신산 무수물의 혼합물이다. 예를 들면, 일치환된 숙신산 무수물은 선형 헥사데카닐 숙신산 무수물 및 선형 헥사데세닐 숙신산 무수물의 혼합물 또는 분지형 헥사데카닐 숙신산 무수물 및 분지형 헥사데세닐 숙신산 무수물의 혼합물이다. 대안으로, 일치환된 숙신산 무수물은 옥타데카닐 숙신산 무수물 및 옥타데세닐 숙신산 무수물의 혼합물이다. 예를 들면, 일치환된 숙신산 무수물은 선형 옥타데카닐 숙신산 무수물 및 선형 옥타데세닐 숙신산 무수물의 혼합물 또는 분지형 옥타데카닐 숙신산 무수물 및 분지형 옥타데세닐 숙신산 무수물의 혼합물이다.
일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)이 알킬 일치환된 숙신산 무수물 및 알케닐 일치환된 숙신산 무수물의 혼합물 및 그의 반응 생성물(들)인 경우, 알킬 일치환된 숙신산 무수물 및 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 사이의 중량비는 90:10 내지 10:90(중량%/중량%)이다. 예를 들면, 알킬 일치환된 숙신산 무수물 및 알케닐 일치환된 숙신산 무수물 사이의 중량비는 70:30 내지 30:70(중량%/중량%) 또는 60:40 내지 40:60이다.
임의로, 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)은 일치환된 숙신산 및 그의 반응 생성물(들)과 조합하여 존재한다. 일치환된 숙신산은 1종의 유형의 일치환된 숙신산 또는 2종 이상의 유형의 일치환된 숙신산의 혼합물일 수 있다.
일치환된 숙신산은 표면 처리제를 나타내며, 치환기에 2 내지 30개, 바람직하게는 3 내지 25개, 가장 바람직하게는 4 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 임의의 선형, 분지형, 지방족 및 시클릭 기로부터 선택된 기로 일치환된 숙신산으로 이루어지는 것으로 이해한다.
일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)이 일치환된 숙신산 및 그의 반응 생성물(들)과 조합하여 존재할 경우, 일치환된 숙신산 무수물 및 일치환된 숙신산은 동일하거나 또는 상이한 치환기를 가질 수 있는 것으로 이해한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 일치환된 숙신산 및 그의 반응 생성물(들)의 숙신산 분자 및 일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)의 숙신산 무수물 분자는 치환기에 2 내지 30개, 바람직하게는 3 내지 25개, 가장 바람직하게는 4 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 임의의 선형, 분지형, 지방족 및 시클릭 기로부터 선택된 동일한 기로 일치환된다.
일치환된 숙신산 무수물 및 그의 반응 생성물(들)이 일치환된 숙신산과 조합하여 존재할 경우, 일치환된 숙신산 및 그의 반응 생성물(들)은 일치환된 숙신산 무수물 및 적어도 1종의 일치환된 숙신산 및 그의 반응 생성물(들)의 몰합을 기준으로 하여 ≤10 몰%의 양으로 존재한다. 예를 들면, 일치환된 숙신산 및 그의 반응 생성물(들)은 일치환된 숙신산 무수물 및 일치환된 숙신산 및 그의 반응 생성물(들)의 몰합을 기준으로 하여 ≤5 몰%, 바람직하게는 ≤2.5 몰%, 가장 바람직하게는 ≤1 몰%의 양으로 존재한다.
8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산 (들)
8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및 그의 반응 생성물(들)은 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및 그의 반응 생성물(들)을 포함할 수 있다. 본 발명의 하나의 실시양태에 의하면, 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및 그의 반응 생성물(들)은 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 단, 1종의 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산 및 그의 반응 생성물(들)을 포함한다. 본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산 및 그의 반응 생성물(들)은 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 2종 이상, 예를 들면 3종 또는 4종의 상이한 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산 및 그의 반응 생성물(들)을 포함한다.
본 발명의 의미에서 용어 "지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들)"은 카르복실 기(C(=O)OH)를 함유하며, 화학식 R-COOH를 가지며, R은 선형 및/또는 분지형 탄화수소 쇄를 지칭하는 화합물을 지칭한다.
본 발명의 의미에서 용어 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산의 "반응 생성물"은 탄산칼슘 함유 충전제 물질을 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산의 혼합물과 접촉시켜 얻은 생성물을 지칭한다. 상기 반응 생성물은 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산의 혼합물 및 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면에 위치하는 반응성 분자 사이에서 형성된다.
본 발명의 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및/또는 그의 반응 생성물은 8 내지 24개의 탄소 원자, 바람직하게는 8 내지 22, 바람직하게는 10 내지 22개, 더욱 바람직하게는 12 내지 20개, 가장 바람직하게는 14 내지 20개의 탄소 원자를 갖는다.
8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들)은 기술자에게 공지되어 있으며, 공업적으로 이용 가능하다. 예를 들면, 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들)은 옥탄산, 노난산, 데칸산, 운데칸산, 라우르산, 트리데칸산, 미리스트산, 펜타데칸산, 팔미트산, 헵타데칸산, 노나데칸산, 아라키드산, 헤네이코산산, 베헨산, 트리코산산, 리그노세르산, 스테아르산 및 그의 혼합물로부터 선택된다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 선형 및/또는 분지형 카르복실산 및 그의 반응 생성물(들)은 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 단, 1종의 선형 및/또는 분지형 카르복실산 및 그의 반응 생성물(들)을 포함한다. 본 발명의 한 실시양태에 의하면, 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 선형 및/또는 분지형 카르복실산 및 그의 반응 생성물(들)은 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 분지형 카르복실산 및 그의 반응 생성물(들)이다. 본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 선형 및/또는 분지형 카르복실산 및 그의 반응 생성물(들)은 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 선형 카르복실산 및 그의 반응 생성물(들)이며, 바람직하게는 옥탄산, 노난산, 데칸산, 운데칸산, 라우르산, 트리데칸산, 미리스트산, 펜타데칸산, 팔미트산, 헵타데칸산, 스테아르산, 노나데칸산, 아라키드산, 헤네이코산산, 베헨산, 트리코산산, 리그노세르산 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 가장 바람직하게는 스테아르산 및 팔미트산으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및 그의 반응 생성물(들)은 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 2종 이상, 예를 들면 3종 또는 4종 또는 5종의 선형 및/또는 분지형 카르복실산 및 그의 반응 생성물(들)을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시양태에 의하면, 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및 그의 반응 생성물(들)은 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 2종의 선형 및/또는 분지형 카르복실산 및 그의 반응 생성물(들)을 포함한다. 예를 들면, 1종의 카르복실산은 선형 카르복실산일 수 있으며, 기타 카르복실산은 분지형 카르복실산일 수 있다. 대안으로, 2종의 카르복실산은 선형 카르복실산 둘다 또는 분지형 카르복실산 둘다일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 의하면, 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및 그의 반응 생성물(들)은 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 2종의 선형 카르복실산(들) 및 그의 반응 생성물(들)을 포함하며, 바람직하게는 옥탄산, 노난산, 데칸산, 운데칸산, 라우르산, 트리데칸산, 미리스트산, 펜타데칸산, 팔미트산, 헵타데칸산, 스테아르산, 노나데칸산, 아라키드산, 헤네이코산산, 베헨산, 트리코산산, 리그노세르산 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 가장 바람직하게는 팔미트산 및 스테아르산의 혼합물이다.
8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및 그의 반응 생성물(들)이 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 2종의 상이한 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및 그의 반응 생성물(들)의 혼합물인 경우, 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 제1의 선형 및/또는 분지형 카르복실산 및 그의 반응 생성물(들) 대 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 제2의 선형 및/또는 분지형 카르복실산 및 그의 반응 생성물(들)의 중량비는 10:1 내지 1:10, 바람직하게는 5:1 내지 1:5, 더욱 바람직하게는 4:1 내지 1:4, 가장 바람직하게는 1:1이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 의하면, 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및 그의 반응 생성물(들)은 스테아르산 및 팔미트산의 1:1 혼합물이다.
표면 처리된 충전제 물질 생성물은 i) 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 ii) 적어도 1종의 소수화제를 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.2 내지 7 중량%의 양으로 포함하는 처리 층을 포함한다. 바람직하게는, 표면 처리된 충전제 물질 생성물은 i) 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 ii) 적어도 1종의 소수화제를 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.4 내지 5 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.6 내지 4 중량%, 가장 바람직하게는 0.8 내지 3 중량%의 양으로 포함하는 처리 층을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 처리 층은 표면 처리된 충전제 물질의 표면 상의 처리 층의 총 중량이 적어도 1종의 탄산칼슘 포함 충전제 물질의 0.2 내지 10 ㎎/㎡, 더욱 바람직하게는 0.4 내지 8 ㎎/㎡, 가장 바람직하게는 2 내지 8 ㎎ /㎡인 것을 추가로 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 처리 층은 표면 처리된 충전제 물질의 표면 상의 처리 층의 총 중량이 적어도 1종의 탄산칼슘 포함 충전제 물질의 0.1 내지 4 중량%/㎡, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%/㎡, 가장 바람직하게는 0.3 내지 0.5 중량%/㎡인 것을 추가로 특징으로 할 수 있다.
이미 상술한 바와 같이, 표면 처리된 충전제 물질 생성물은 i) 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 ii) 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상의 적어도 1종의 소수화제를 포함하는 처리 층을 포함한다. 본 발명의 한 실시양태에 의하면, 처리 층은 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제를 10:1 내지 1:10, 바람직하게는 5:1 내지 1:5, 가장 바람직하게는 4:1 내지 1:4의 중량비로, 예를 들면 1:1의 양으로 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 처리 층은 표면 처리된 충전제 물질의 표면 상의 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌의 총 중량이 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 4 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 3 중량%, 가장 바람직하게는 0.5 내지 2 중량%인 것을 추가의 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 처리 층은 표면 처리된 충전제 물질의 표면 상의 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제의 총 중량이 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 1 중량%인 것을 추가로 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 처리 층은 표면 처리된 충전제 물질의 표면 상의 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌의 총 중량이 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 4 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 3 중량%, 가장 바람직하게는 0.5 내지 2 중량%이며, 표면 처리된 충전제 물질의 표면 상의 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제의 총 중량이 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 1 중량%인 것을 추가로 특징으로 할 수 있다.
한 실시양태에 의하면, 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌, 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 적어도 1종의 소수화제를 제외한 기타 표면 처리제는 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상에 존재한다. 상기 기타 표면 처리제는 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상의 처리 층의 총 중량을 기준으로 하여 50 중량% 미만, 바람직하게는 40 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 20 중량% 미만, 가장 바람직하게는 10 중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다.
바람직한 실시양태에 의하면, 표면 처리 층은 i) 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 ii) 적어도 1종의 소수화제만으로 이루어진다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 의하면, 표면 처리 층은 i) 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 ii) 적어도 1종의 소수화제를 포함하며, 여기서 적어도 1종의 소수화제는
일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들) 및
8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및/또는 그의 반응 생성물(들)
중 적어도 1종이다.
예를 들면, 표면 처리 층은 i) 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 ii) 적어도 1종의 소수화제를 포함하며, 여기서 적어도 1종의 소수화제는 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들)이다. 본 발명의 한 실시양태에 의하면, 처리 층은 표면 처리된 충전제 물질의 표면 상의 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌을 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 4 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 3 중량%, 가장 바람직하게는 0.5 내지 2 중량%의 양으로 및, 단계 ii)의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들)을 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 1 중량%의 양으로 포함한다.
추가적으로 또는 대안으로, 처리 층은 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들)을 10:1 내지 1:10, 바람직하게는 5:1 내지 1:5, 가장 바람직하게는 4:1 내지 1:4의 중량비로, 예를 들면 1:1의 양으로 포함한다.
추가적으로 또는 대안으로, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상의 처리 층 중의 그의 염 반응 생성물(들)에 대한 적어도 1종의 일치환된 숙신산 무수물의 몰비는 99.9:0.1 내지 0.1:99.9, 바람직하게는 70:30 내지 90:10이다. 본 발명의 의미에서 어구 "그의 염 반응 생성물(들)에 대한 적어도 1종의 일치환된 숙신산 무수물의 몰비"는 그의 염 반응 생성물 중의 일치환된 숙신산 무수물 분자의 분자량 합에 대한 적어도 1종의 일치환된 숙신산 무수물의 분자량 합을 지칭한다.
대안으로, 표면 처리 층은 i) 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 ii) 적어도 1종의 소수화제를 포함하며, 여기서 적어도 1종의 소수화제는 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및/또는 그의 반응 생성물(들)이다. 본 발명의 한 실시양태에 의하면, 처리 층은 표면 처리된 충전제 물질의 표면 상의 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌을 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 4 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 3 중량%, 가장 바람직하게는 0.5 내지 2 중량%의 양으로 및, 단계 ii)의 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및/또는 그의 반응 생성물(들)을 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 1 중량%의 양으로 포함한다.
추가적으로 또는 대안으로, 처리 층은 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및/또는 그의 반응 생성물(들)을 10:1 내지 1:10, 바람직하게는 5:1 내지 1:5, 가장 바람직하게는 4:1 내지 1:4의 중량비로, 예를 들면 1:1의 양으로 포함한다.
추가적으로 또는 대안으로, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상의 처리 층 중의 그의 염 반응 생성물(들)에 대한 적어도 1종의 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들)의 몰비는 99.9:0.1 내지 0.1:99.9, 바람직하게는 70:30 내지 90:10이다. 본 발명의 의미에서 어구 "그의 염 반응 생성물(들)에 대한 적어도 1종의 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들)의 몰비"는 그의 염 반응 생성물 중의 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 분자의 분자량의 합에 대한 적어도 1종의 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들)의 분자량의 합의 것을 지칭한다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 표면 처리 층은 i) 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 ii) 적어도 1종의 소수화제를 포함하며, 여기서 적어도 1종의 소수화제는 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들) 및 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및/또는 그의 반응 생성물(들)의 혼합물이다.
예를 들면, 처리 층은 표면 처리된 충전제 물질의 표면 상의 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌을 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 4 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 3 중량%, 가장 바람직하게는 0.5 내지 2 중량%의 양으로 및, 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들) 및 단계 ii)의 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및/또는 그의 반응 생성물(들)의 혼합물을 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 1 중량%의 양으로 포함한다.
추가적으로 또는 대안으로, 처리 층은 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들) 및 8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및/또는 그의 반응 생성물(들)의 혼합물을 10:1 내지 1:10, 바람직하게는 5:1 내지 1:5, 가장 바람직하게는 4:1 내지 1:4의 중량비로, 예를 들면 1:1의 양으로 포함한다.
본 발명의 표면 처리된 충전제 물질 생성물은 슬러리 또는 분말의 형태로 존재할 수 있으며, 바람직하게는 분말의 형태로 존재한다.
본 발명자들은 놀랍게도 상기 표면 처리된 충전제 물질 생성물이 우수한 분말 유동성을 갖지만, 또한 낮은 수분 흡수 감수성을 갖는다는 것을 발견하였다.
특히, 본 발명의 표면 처리된 충전제 물질 생성물은 FT4 분말 유량계(ASTM D7891-15) 상에서 분말 유동성 측정시 기본 유동성 에너지(BFE) 및 컨디셔닝된 벌크 밀도(CBD)를 가지며, 이는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌을 사용하지 않고 동일한 소수화제만으로 표면 처리되는 표면 처리된 충전제 물질의 기본 유동성 에너지(BFE) 및 컨디셔닝된 벌크 밀도(CBD)에 필적한다.
추가적으로 또는 대안으로, 본 발명의 표면 처리된 충전제 물질 생성물은 바람직하게는 1.0 ㎎/g 미만인 수분 흡수 감수성을 가지며, 이는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌을 사용하지 않고 동일한 소수화제만으로 표면 처리되는 표면 처리된 충전제 물질의 수분 흡수 감수성에 필적한다.
표면 처리된 충전제 물질의 제조 방법
또한, 적어도
a) 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질을 제공하는 단계,
b) i. 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및
ii. 적어도 1종의 소수화제를 제공하는 단계, 및
c) 단계 a)의 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면을, 혼합 하에 하나 이상의 단계에서 임의의 순서로, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.2 내지 7 중량%의 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제와 접촉시켜, 처리 층을 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상에 형성하는 단계를 포함하며, 여기서 처리 층이 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제를 포함하는, 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법이 제공된다.
단계 a)에 의하면 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질이 제공된다. 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 이미 상기 기재되어 있다.
단계 b)에 의하면 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 적어도 1종의 소수화제가 제공된다. 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 적어도 1종의 소수화제는 이미 상기 기재되어 있다.
단계 c) 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상에서 처리 층의 형성의 특징화
단계 c)에 의하면 단계 a)의 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면을 혼합 하에서 하나 이상의 단계로 임의의 순서로 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.2 내지 7 중량%의 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제와 접촉시켜 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상에 처리 층을 형성하며, 여기서 처리 층은 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제를 포함한다.
적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질을 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제와 접촉시키는 것은 혼합 조건 하에서 실시된다. 기술자는 그의 공정 장치에 따른 혼합 조건(예컨대 혼합 팔레트의 배치 및 혼합 속도)을 조정할 것이다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 접촉 단계 c)는 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제가 동시에 또는 연속적으로 첨가되며, 바람직하게는 동시에 첨가되지만, 단, 화합물이 연속적으로 첨가될 경우 제1의 화합물의 첨가는 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면의 완전 피복을 초래하지 않도록 실시된다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시양태에서, 본 발명의 방법은 연속 공정이 될 수 있다. 그러한 경우, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질을 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제와 연속 흐름으로 접촉시켜 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제의 일정한 농도가 단계 c) 동안 제공되도록 할 수 있다.
대안으로, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제와 1 단계로 접촉되며, 여기서 상기 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제는 바람직하게는 한번에 첨가된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 방법은 배취 공정일 수 있으며, 즉 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제와 1 초과의 단계로 접촉되며, 여기서 상기 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제는 바람직하게는 대략 동일한 부분으로 첨가된다. 대안으로, 또한 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제를 동일하지 않은 부분으로 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질에, 즉 더 큰 및 더 작은 부분으로 첨가될 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 단계 c)에서의 접촉은 배취 또는 연속 공정으로 0.1 내지 1,000 s의 기간 동안 실시된다. 예를 들면, 단계 c)에서의 접촉은 연속 공정이며, 1 또는 수회의 접촉 단계를 포함하며, 총 접촉 시간은 0.1 내지 20 s, 바람직하게는 0.5 내지 15 s, 가장 바람직하게는 1 내지 10 s이다.
단계 c)에서의 접촉은 임의의 순서로 실시될 수 있는 것으로 이해한다. 예를 들면, 단계 c)에서의 접촉은 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제를 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질에 동시에 첨가하여 실시된다. 상기 실시양태에서, 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제는 바람직하게는 블렌드로서 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질에 첨가된다.
대안으로, 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌은 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제 이전에 또는 이후에 첨가된다. 본 발명의 바람직한 실시양태에 의하면, 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌은 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제 이전에 첨가된다. 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제를 연속적으로 첨가시, 제1의 화합물의 첨가는 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면의 완전 피복을 초래하지 않는다.
예를 들면, 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌이 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제 이후에 첨가되는 경우, 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제의 첨가는 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면의 완전 피복을 초래하지 않는다. 예를 들면, 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면의 10 내지 90%만, 바람직하게는 20 내지 80%, 가장 바람직하게는 30 내지 70%가 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제로 코팅된다. 코팅된 표면의 이론값은 적어도 1종의 소수화제의 양 및 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 비표면적(BET) 값에 기초하여 계산될 수 있다. 제2의 단계에서, 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌은 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제에 의하여 피복되지 않는 나머지 표면을 피복하기 위하여 첨가된다. 본 발명자들은 제1의 화합물, 예를 들면 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제의 첨가가 이미 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 완전 표면 피복을 초래할 경우 제2의 화합물, 예를 들면 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌을 사용한 탄산칼슘 함유 물질의 추가적인 처리는 덜 효율적이다라는 것을 밝혀냈다.
단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제는 적업 가능한 점도를 특징으로 하여야 하며, 즉 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제는 접촉 중에 용융된 또는 액체 상태로 존재하여야 하는 것으로 이해한다.
그래서, 접촉 단계 c) 이전에 및/또는 도중에 온도는 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제가 용융된 상태로 또는 액체 상태로 존재하도록 조절되는 것이 요구된다.
예를 들면, 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및/또는 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제는 분말 형태로 존재하며, 이들이 용융된 상태로 또는 액체 상태로 존재하도록 접촉 단계 c) 이전에 또는 도중에 가열된다.
일반적으로, 접촉 단계 c)는 20 내지 250℃, 바람직하게는 60 내지 180℃, 가장 바람직하게는 80 내지 150℃의 처리 온도에서 실시된다.
바람직하게는, 적어도 1종의 소수화제가 액체 상태로, 즉 298.15　K(25℃)의 온도 및 정확하게 100,000 Pa(1　bar, 14.5 psi, 0.98692 atm)의 절대 압력을 지칭하는 표준 주위 온도 및 압력(SATP) 하에 제공될 경우, 접촉 단계 c)는 실온에서 또는 실온보다 높은 온도, 즉 20 내지 250℃, 바람직하게는 20 내지 180℃, 가장 바람직하게는 20 내지 150℃에서 실시될 수 있는 것으로 이해한다.
단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및/또는 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제가 용융된 상태로 제공될 경우, 접촉 단계 c) 이전 및/또는 도중의 온도는 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및/또는 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제의 융점보다 적어도 2℃ 더 높도록 조절되는 것으로 이해한다. 예를 들면, 접촉 단계 c) 이전의 온도는 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌의 융점보다 적어도 2℃ 더 높도록 조절된다. 대안으로, 접촉 단계 c) 이전 또는 도중의 온도는 온도가 적어도 1종의 소수화제의 융점보다 적어도 2℃ 더 높도록 조절된다.
어구 "융점"은 개개의 화합물의 고체 액체 상 전이를 지칭하는 것으로 이해한다. 화합물이 중합체인 경우, 어구 "융점"은 결정질로부터 고체 무정형 상으로의 전이 온도를 지칭한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 접촉 단계 c) 이전 및/또는 도중의 온도는 온도가 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및/또는 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제의 융점보다 적어도 5℃, 바람직하게는, 적어도 8℃, 가장 바람직하게는 적어도 10℃ 더 높도록 조절된다.
단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및/또는 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제의 접촉을 실시하기 위한 처리 시간은 1,000 s 이하, 바람직하게는 500 s 이하의 기간 동안, 더욱 바람직하게는 250 s 이하, 가장 바람직하게는 0.1 내지 1,000 s의 기간 동안 실시된다. 예를 들면, 접촉 단계 c)는 0.1 내지 20 s, 바람직하게는 0.5 내지 15 s, 가장 바람직하게는 1 내지 10 s의 시간 동안 실시된다. 일반적으로, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질을 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및/또는 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제와 접촉시키는 길이는 상기 접촉 도중에 적용된 처리 온도에 의하여 결정된다. 예를 들면, 약 250℃의 처리 온도가 적용될 경우, 처리 시간은 예를 들면 약 0.1 s 정도로 짧다. 약 90℃의 처리 온도가 적용될 경우, 처리 시간은 예를 들면 약 1,000 s 정도로 길 수 있다.
단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및/또는 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제는 접촉 단계 c)에서 단계 a)의 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.2 내지 7 중량%의 총량으로 첨가되는 것으로 이해한다. 예를 들면, 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및/또는 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제는 접촉 단계 c)에서 단계 a)의 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.3 내지 4.0 중량% 또는 0.6 내지 3.0 중량%의 양으로 첨가된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌은 접촉 단계 c)에서 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 4 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 3 중량%, 가장 바람직하게는 0.5 내지 2 중량%의 총량으로 첨가된다.
추가적으로 또는 대안으로, 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제는 접촉 단계 c)에서 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 1 중량%의 총량으로 첨가된다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌은 접촉 단계 c)에서 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 4 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 3 중량%, 가장 바람직하게는 0.5 내지 2 중량%의 총량으로 첨가되며, 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제는 접촉 단계 c)에서 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 1 중량%의 총량으로 첨가된다.
단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제의 비는 커다란 범위내에서 변경될 수 있다. 그러나, 접촉 단계 c)는 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제가 10:1 내지 1:10의 중량비로 첨가되도록 실시되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 접촉 단계 c)는 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제가 5:1 내지 1:5, 가장 바람직하게는 4:1 내지 1:4의 중량비로, 예컨대 1:1의 양으로 첨가되도록 실시된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 접촉 단계 c)가 실시되기 이전에 예열, 즉 활성화된다. 다시 말하자면, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질은 접촉 단계 c)를 실시하기 이전에 20 내지 250℃, 바람직하게는 40 내지 200℃, 더욱 바람직하게는 50 내지 150℃, 가장 바람직하게는 60 내지 140　℃의 온도에서 처리된다.
적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 예열을 실시하기 위한 처리 시간은 30 분 이하의 기간 동안, 바람직하게는 20 분 이하의 기간 동안 및 더욱 바람직하게는 15 분 이하의 기간 동안 실시된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 예열은 접촉 단계 c) 도중에 실시된 온도와 대략 동일한 온도에서 실시된다.
본 발명의 의미에서 용어 "해당하는" 온도는 접촉 단계 c) 도중에 실시된 온도보다 20℃ 이하, 바람직하게는 15℃ 이하, 더욱 바람직하게는 10℃, 가장 바람직하게는 5℃ 이하로 더 낮거나 또는 더 높은 예열 온도를 지칭한다.
그래서, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상에 형성된 처리 층은 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제를 포함하는 것으로 이해한다. 단계 c)에서의 접촉 도중에 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및/또는 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제의 염 반응 생성물은 탄산칼슘 함유 충전제 물질을 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제와 접촉시켜 얻은 반응 생성물로서 얻을 수 있다. 상기 경우, 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 처리 층은 바람직하게는 단계 c)에서 상기 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상에 형성된 염 반응 생성물(들)을 추가로 포함한다. 예를 들면, 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제의 염 반응 생성물(들), 예컨대 하나 이상의 칼슘 염 및/또는 마그네슘 염.
한 실시양태에서, 단계 c)에서 얻은 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 건조시킨다. 상기 임의적인 단계는 바람직하게는 얻은 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 수분 함유량을 감소시키기 위하여 실시된다. 그래서, 단계 d)에서 얻은 건조된 표면 처리된 충전제 물질 생성물은 건조 단계 이전에, 즉 단계 c) 이후에 얻은 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 수분 함유량보다 낮은 수분 함유량을 갖는다.
본 발명의 한 실시양태에 의하면, 상기 방법은 단계 c)에서 얻은 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 건조시키는 추가의 단계 d)를 포함한다.
예를 들면, 임의적인 건조 단계 d)는 60 내지 180℃, 바람직하게는 50 내지 150℃, 더욱 바람직하게는 60 내지 120℃, 가장 바람직하게는 80 내지 120℃ 범위의 온도에서 주위 압력 또는 감소된 압력에서, 얻은 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 수분 함유량이 감소될 때까지 실시한다.
한 실시양태에서, 임의적인 건조 단계 d)는 얻은 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 수분 함유량이 표면 반응된 탄산칼슘의 총 중량을 기준으로 하여 0.001 내지 2　중량%, 바람직하게는 0.005 내지 1.5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 1.0 중량%, 가장 바람직하게는 0.05 내지 0.5 중량% 범위내가 될 때까지 실시한다.
임의적인 건조 단계 d)는 주위 압력에서 또는 감소된 압력에서 실시될 수 있는 것으로 이해한다. 바람직하게는, 건조는 주위 압력에서 실시된다.
그래서, 임의적인 건조 단계 d)는 바람직하게는 60 내지 180℃ 범위의 온도에서 주위 압력에서 실시한다. 예를 들면, 임의적인 건조 단계 e)는 50 내지 150℃, 바람직하게는 60 내지 120℃, 더욱 바람직하게는 80 내지 120℃ 범위의 온도에서 주위 압력에서 실시한다.
한 실시양태에 의하면, 본 발명은 적어도
a) 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질을 제공하는 단계
b) i. 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및
ii. 적어도 1종의 소수화제를 제공하는 단계, 및
c) 단계 a)의 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면을, 혼합 하에 하나 이상의 단계에서 임의의 순서로, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.2 내지 7 중량%의 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제와 접촉시켜 처리 층을 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상에 형성하는 단계, 여기서 처리 층은 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제를 포함하며,
d) 단계 c)에서 얻은 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 건조시키는 단계를 포함하는, 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 방법에 의하면 우수한 분말 유동성을 가지며, 또한 낮은 수분 흡수 감수성을 갖는 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 제공할 수 있다. 또한, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질 상의 표면 처리 층 중에 존재하는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 적어도 1종의 소수화제 둘다를 갖는 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 제공할 수 있다.
그리하여 얻은 표면 처리된 충전제 물질 생성물은 적어도 1종의 중합체 수지 및 1 내지 95 중량%의 본 발명의 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 포함하는 중합체 조성물 중에서 수행되는 것이 이롭다.
추가의 측면에서, 본 발명은 적어도 1종의 중합체 수지 및 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 95 중량%의 본 발명의 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 포함하는 중합체 조성물에 관한 것이다.
따라서, 중합체 조성물은 적어도 1종의 중합체 수지를 포함한다. 중합체 수지는 조성물의 백본을 나타내며, 강도, 가요성, 인성 및 내구성을 최종 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 실 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 사출 성형된 배합물 및/또는 취입 성형된 배합물에 제공한다.
본 발명에 따른 적어도 1종의 중합체 수지는 중합체 조성물이 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 실 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 사출 성형된 배합물 및/또는 취입 성형된 배합물의 제조에 적절하다면 특정한 수지 물질에 국한되지 않는 것으로 이해한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 적어도 1종의 중합체 수지는 적어도 1종의 열가소성 중합체이다. 그래서, 적어도 1종의 중합체 수지는 폴리올레핀, 폴리아미드, 할로겐 함유 중합체 및/또는 폴리에스테르의 단독중합체 및/또는 공중합체를 포함하는 군으로부터 선택된 열가소성 중합체인 것이 바람직하다.
추가적으로 또는 대안으로, 적어도 1종의 중합체 수지는 폴리올레핀의 단독중합체 및/또는 공중합체이다. 예를 들면, 적어도 1종의 중합체 수지는 폴리올레핀의 단독중합체 및 공중합체이다. 대안으로, 적어도 1종의 중합체 수지는 폴리올레핀의 단독중합체 또는 공중합체이다.
적어도 1종의 중합체 수지는 바람직하게는 폴리올레핀의 단독중합체인 것으로 이해한다.
예를 들면, 폴리올레핀은 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌 및/또는 폴리부틸렌일 수 있다, 따라서, 폴리올레핀이 폴리에틸렌인 경우, 폴리올레핀은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중 밀도 폴리에틸렌(MDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 매우 낮은 밀도 폴리에틸렌(VLDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)과 같은 폴리에틸렌의 단독중합체 및/또는 공중합체를 포함하는 군으로부터 선택된다.
예를 들면, 폴리올레핀은 폴리에틸렌의 단독중합체 및/또는 공중합체이다.
본 발명에 사용된 표현 폴리에틸렌의 단독중합체는 실질적으로, 즉 폴리에틸렌의 총 중량을 기준으로 하여 99.7　중량% 초과, 더더욱 바람직하게는 적어도 99.8 중량%의 에틸렌 단위로 이루어진 폴리에틸렌을 포함하는 폴리에틸렌에 관한 것이다. 예를 들면, 폴리에틸렌의 단독중합체에서의 에틸렌 단위만이 검출 가능하다.
중합체 조성물의 적어도 1종의 중합체 수지가 폴리에틸렌의 공중합체를 포함하는 경우, 폴리에틸렌은 에틸렌으로부터 유도 가능한 단위를 주성분으로서 함유하는 것으로 이해한다. 따라서, 폴리에틸렌의 공중합체는 폴리에틸렌의 총 중량을 기준으로 하여 적어도 55 중량%의 에틸렌으로부터 유도 가능한 단위, 더욱 바람직하게는 적어도 60 중량%의 에틸렌으로부터 유도된 단위를 포함한다. 예를 들면, 폴리에틸렌의 공중합체는 폴리에틸렌의 총 중량을 기준으로 하여 60 내지 99.5 중량%, 더욱 바람직하게는 90 내지 99 중량%의 에틸렌으로부터 유도 가능한 단위를 포함한다. 상기 폴리에틸렌의 공중합체 중에 존재하는 공단량체는 C3 내지 C10 α-올레핀, 바람직하게는 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐이며, 후자가 특히 바람직하다.
추가적으로 또는 대안으로, 폴리올레핀은 폴리프로필렌의 단독중합체 및/또는 공중합체이다.
표현 폴리프로필렌의 단독중합체는 본 발명 전체에서 사용된 바와 같이 실질적으로, 즉 폴리프로필렌의 총 중량을 기준으로 하여 99　중량% 초과, 더더욱 바람직하게는 적어도 99.5 중량%, 적어도 99.8 중량%의 프로필렌 단위로 이루어진 폴리프로필렌에 관한 것이다. 바람직한 실시양태에서, 프로필렌 단위만이 폴리프로필렌의 단독중합체 중에서 검출 가능하다.
중합체 조성물의 적어도 1종의 중합체 수지가 폴리프로필렌의 공중합체를 포함하는 경우, 폴리프로필렌은 바람직하게는 프로필렌으로부터 유도 가능한 단위를 주성분으로서 함유한다. 폴리프로필렌의 공중합체는 바람직하게는 프로필렌 및 C2 및/또는 적어도 1종의 C4 내지 C10 α-올레핀으로부터 유도된 단위를 포함하며, 바람직하게는 이로써 이루어진다. 본 발명의 한 실시양태에서, 폴리프로필렌의 공중합체는 프로필렌 및, 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 α-올레핀으로부터 유도된 단위를 포함하며, 바람직하게는 이로써 이루어진다. 예를 들면, 폴리프로필렌의 공중합체는 프로필렌 및 에틸렌으로부터 유도된 단위를 포함하며, 바람직하게는 이로써 이루어진다. 본 발명의 한 실시양태에서, 프로필렌으로부터 유도 가능한 단위는 폴리프로필렌의 주요 부분, 즉 폴리프로필렌의 총 중량을 기준으로 하여 적어도 60 중량%, 바람직하게는 적어도 70　중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 80 중량%, 더더욱 바람직하게는 60 내지 99　중량%, 더욱 바람직하게는 70 내지 99 중량%, 가장 바람직하게는 80 내지 99 중량%를 이룬다. 폴리프로필렌의 공중합체 중의 C2 및/또는 적어도 1종의 C4 내지 C10　α-올레핀으로부터 유도된 단위의 양은 폴리프로필렌의 공중합체의 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 40 중량% 범위내, 더욱 바람직하게는 1 내지 30　중량% 범위내, 가장 바람직하게는 1 내지 20 중량% 범위내로 존재한다.
폴리프로필렌의 공중합체가 프로필렌 및 에틸렌으로부터 유도 가능한 단위만을 포함할 경우, 에틸렌의 양은 폴리프로필렌의 공중합체의 총 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 1 내지 20 중량% 범위내, 바람직하게는 1 내지 15 중량% 범위내, 가장 바람직하게는 1 내지 10 중량% 범위내이다. 따라서, 프로필렌의 양은 폴리프로필렌의 공중합체의 총 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 80 내지 99 중량% 범위내, 바람직하게는 85 내지 99 중량% 범위내, 가장 바람직하게는 90 내지 99 중량% 범위내이다.
추가적으로 또는 대안으로, 폴리올레핀은 폴리부틸렌의 단독중합체 및/또는 공중합체이다.
본 발명의 전체에서 사용된 바와 같은 표현 폴리부틸렌의 단독중합체는 실질적으로, 즉 폴리부틸렌의 총 중량을 기준으로 하여 99 중량% 초과, 더더욱 바람직하게는 적어도 99.5 중량%, 적어도 99.8 중량%의 부틸렌 단위로 이루어진 폴리부틸렌에 관한 것이다. 바람직한 실시양태에서, 부틸렌 단위만이 폴리부틸렌의 단독중합체에서 검출 가능하다.
중합체 조성물의 적어도 1종의 중합체 수지가 폴리부틸렌의 공중합체를 포함하는 경우, 폴리부틸렌은 바람직하게는 부틸렌으로부터 유도 가능한 단위를 주성분으로서 함유한다. 폴리부틸렌의 공중합체는 바람직하게는 부틸렌 및 C2 및/또는 C3 및/또는 적어도 1종의 C5 내지 C10 α-올레핀으로부터 유도된 단위를 포함하며, 바람직하게는 이로써 이루어진다. 본 발명의 한 실시양태에서, 폴리부틸렌의 공중합체는 부틸렌 및, 에틸렌, 1-프로펜, 1-펜텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 α-올레핀으로부터 유도된 단위를 포함하며, 바람직하게는 이로써 이루어진다. 예를 들면, 폴리부틸렌의 공중합체는 부틸렌 및 에틸렌으로부터 유도된 단위를 포함하며, 바람직하게는 이로써 이루어진다. 본 발명의 한 실시양태에서, 부틸렌으로부터 유도 가능한 단위는 폴리부틸렌의 주요 부분, 즉 폴리부틸렌의 총 중량을 기준으로 하여 적어도 60 중량%, 바람직하게는 적어도 70 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 80 중량%, 더더욱 바람직하게는 60 내지 99 중량%, 더더욱 바람직하게는 70 내지 99 중량%, 가장 바람직하게는 80 내지 99 중량%를 이룬다. 폴리부틸렌의 공중합체 중의 C2 및/또는 C3 및/또는 적어도 1종의 C5 내지 C10 α-올레핀으로부터 유도된 단위의 양은 폴리부틸렌의 공중합체의 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 40 중량% 범위내, 더욱 바람직하게는 1 내지 30 중량% 범위내, 가장 바람직하게는 1 내지 20 중량% 범위내로 존재한다.
적어도 1종의 중합체가 폴리아미드의 단독중합체 및/또는 공중합체인 경우, 적어도 1종의 중합체 수지는 바람직하게는 펄론(PA6), 나일론(PA6.6), 나일론 11(PA11), 나일론 12(PA12), 폴리(p-페닐렌테레프탈아미드)(PPTA) 및 폴리(m-페닐렌이소프탈아미드)(PMPI)로부터 선택된다.
적어도 1종의 중합체 수지가 할로겐 함유 중합체의 단독중합체 및/또는 공중합체인 경우, 적어도 1종의 중합체 수지는 바람직하게는 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로부터 선택된다.
적어도 1종의 중합체 수지가 폴리에스테르의 단독중합체 및/또는 공중합체인 경우, 적어도 1종의 중합체 수지는 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 또한 분해 가능한 폴리에스테르, 예컨대 폴리락트산(폴리락티드, PLA), 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트(PBAT), 폴리히드록시알카노에이트(PHA)로부터 선택된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 적어도 1종의 중합체 수지는 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌 및/또는 폴리부틸렌의 단독중합체이다. 예를 들면, 적어도 1종의 중합체 수지는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌의 단독중합체이다. 대안으로, 적어도 1종의 중합체 수지는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 단독중합체이다. 본 발명의 한 실시양태에서, 적어도 1종의 중합체 수지는 폴리프로필렌의 단독중합체이다.
표현 "적어도 1종의" 중합체 수지는 하나 이상의 유형의 중합체 수지가 본 발명의 중합체 조성물 중에 존재할 수 있다는 것을 의미한다.
따라서, 적어도 1종의 중합체 수지는 2종 이상의 유형의 중합체 수지의 혼합물일 수 있는 것으로 이해한다. 예를 들면, 적어도 1종의 중합체 수지가 2종 이상의 중합체 수지의 혼합물인 경우, 1종의 중합체 수지는 폴리프로필렌의 단독중합체 또는 공중합체인 한편, 제2의 또는 추가의 중합체 수지는 폴리에틸렌, 폴리부틸렌, 폴리아미드, 폴리에스테르, 할로겐 함유 중합체 및 그의 혼합물의 단독중합체 및/또는 공중합체를 포함하는 군으로부터 선택된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 적어도 1종의 중합체 수지는 한 유형의 중합체 수지이다. 바람직하게는, 적어도 1종의 중합체 수지는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 단독중합체이며, 더욱 바람직하게는 폴리에틸렌의 단독중합체, 예컨대 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 적어도 1종의 중합체 수지는 80℃ 초과, 더욱 바람직하게는 100℃ 초과의 용융 온도를 갖는다. 예를 들면, 적어도 1종의 중합체 수지의 용융 온도는 80 내지 350℃, 더욱 바람직하게는 100 내지 300℃, 가장 바람직하게는 100 내지 250℃ 범위내이다.
또한, 적어도 1종의 중합체 수지는 광범위한 용융 흐름 속도를 갖는 중합체 수지로부터 선택될 수 있는 것으로 이해한다. 일반적으로, 적어도 1종의 중합체 수지는 0.1 내지 3,000 g/10 min, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 2,500 g/10 min의 용융 흐름 속도 MFR(190℃)을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 적어도 1종의 중합체 수지는 0.3 내지 2,000 g/10 min 또는 0.3 내지 1,600 g/10 min의 용융 흐름 속도 MFR(190℃)을 갖는다. 추가적으로 또는 대안으로, 적어도 1종의 중합체 수지는 0.1 내지 3,000 g/10 min, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 2,500 g/10 min의 용융 흐름 속도 MFR(230℃)을 갖는다. 예를 들면, 적어도 1종의 중합체 수지는 0.3 내지 2,000 g/10 min 또는 0.3 내지 1,600 g/10 min의 용융 흐름 속도 MFR(230℃)를 갖는다.
적어도 1종의 중합체 수지가 폴리에틸렌의 단독중합체 및/또는 공중합체인 폴리올레핀인 경우, 적어도 1종의 중합체 수지는 다소 낮은 용융 흐름 속도를 갖는 것으로 이해한다. 따라서, 적어도 1종의 중합체 수지는 폴리에틸렌의 단독중합체 및/또는 공중합체가 0.5 내지 20 g/10 min, 더욱 바람직하게는 0.7 내지 15 g/10 min의 용융 흐름 속도 MFR(190℃)을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 적어도 1종의 중합체 수지는 0.9 내지 10 g/10 min 또는 0.9 내지 5 g/10 min의 용융 흐름 속도 MFR(190℃)을 갖는다. 추가적으로 또는 대안으로, 폴리에틸렌의 단독중합체 및/또는 공중합체인 적어도 1종의 중합체 수지는 0.1 내지 3,000 g/10 min, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 2,500 g/10 min의 용융 흐름 속도 MFR(230℃)을 갖는다. 예를 들면, 폴리에틸렌의 단독중합체 및/또는 공중합체인 적어도 1종의 중합체 수지는 0.3 내지 2,000 g/10 min 또는 0.3 내지 1,600 g/10 min의 용융 흐름 속도 MFR(230℃)를 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 중합체 조성물은 천연 섬유, 바람직하게는 목질 섬유, 셀룰로스 섬유, 헴프 섬유 및/또는 농업 폐섬유 및/또는 합성 섬유, 바람직하게는 유리 섬유, 탄소 섬유 및/또는 아라미드 섬유를 추가로 포함한다.
본 발명에 의한 "천연 섬유"는 예를 들면 목재, 셀룰로스, 헴프 또는 농업 폐기물, 예컨대 사탕수수, 바나나, 옥수수대 또는 볏짚으로 자연적으로 발생되는 섬유이다. "합성 섬유"는 예를 들면 유리, 탄소 또는 아라미드로부터 합성 생성되는 섬유이다. 상기 섬유는 상업적으로 입수 가능하거나 또는 기술자에게 공지되어 있다. 기술자는 중합체 조성물의 개개의 적용에 기초하여 적절한 섬유를 선택할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 의하면, 중합체 조성물은 적어도 1종의 중합체 수지, 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 95 중량%의 본 발명에 의한 표면 처리된 충전제 물질 생성물 및 천연 섬유 및/또는 합성 섬유를 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시양태에 의하면, 중합체 조성물은 적어도 1종의 중합체 수지, 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 95 중량%의 본 발명에 의한 표면 처리된 충전제 물질 생성물 및 천연 섬유 및/또는 합성 섬유를 포함하며, 여기서 적어도 1종의 중합체 수지는 폴리올레핀, 폴리아미드, 할로겐 함유 중합체 및/또는 폴리에스테르의 단독중합체 및/또는 공중합체를 포함하는 군으로부터 선택된, 바람직하게는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 열가소성 중합체이다.
본 발명의 중합체 조성물의 추가의 기본적인 성분은 표면 처리된 충전제 물질 생성물이다. 표면 처리된 충전제 물질 생성물 및 그의 바람직한 실시양태의 정의에 관하여, 상기 제공된 성분을 참조한다.
본 발명의 한 요건은 중합체 조성물이 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 95 중량%의 양으로 포함하는 것이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 중합체 조성물은 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 5 내지 95 중량%, 바람직하게는 10 내지 85 중량%의 양으로 포함한다. 예를 들면, 중합체 조성물은 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 15 내지 80 중량%의 양으로 포함한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 중합체 조성물은 마스터배취이다.
용어 "마스터배취"는 최종 적용 생성물, 예컨대 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 실 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 사출 성형된 배합물 및/또는 취입 성형된 배합물을 생성하는데 사용되는 중합체 조성물의 농도보다 더 높은 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 농도를 갖는 조성물을 지칭한다. 다시 말하자면, 마스터배취는 추가로 희석되어 예컨대 최종 적용 생성물, 예컨대 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 실 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 사출 성형된 배합물 및/또는 취입 성형된 배합물을 생성하기에 적절한 중합체 조성물을 얻는다.
예를 들면, 마스터배취는 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 마스터배취의 총 중량을 기준으로 하여 20 내지 95 중량%, 바람직하게는 30 내지 85 중량%, 더욱 바람직하게는 35 내지 80 중량%의 양으로 포함한다.
본 발명의 하나의 실시양태에 의하면, 마스터배취는 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 실을 생성하는데 사용된다.
본 발명의 또 다른 실시양태에서, 최종 적용 생성물, 예컨대 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 실 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 사출 성형된 배합물 및/또는 취입 성형된 배합물을 생성하는데 사용된 중합체 조성물은 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 70 중량%, 바람직하게는 5 내지 55 중량%, 가장 바람직하게는 10 내지 50 중량%의 양으로 포함한다. 예를 들면, 최종 적용 생성물, 예컨대 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름을 생성하는데 사용된 중합체 조성물은 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 20 내지 50 중량%의 양으로 포함한다.
마스터배취가 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 실 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 사출 성형된 배합물 및/또는 취입 성형된 배합물을 생성하는데 사용될 경우, 마스터배취는 희석하여 예컨대 최종 적용 생성물, 예컨대 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 실 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 성형된 화합물 및/또는 사출 성형된 배합물 및/또는 취입 성형된 배합물을 생성하는데 적절한 중합체 조성물을 얻는 것이 바람직하다. 다시 말하자면, 마스터배취는 희석하여 예컨대 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 70 중량%, 바람직하게는 5 내지 55 중량%, 가장 바람직하게는 10 내지 50 중량%의 양으로 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 중합체 조성물은 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 실 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 사출 성형된 배합물 및/또는 취입 성형된 배합물이다. 예를 들면, 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 실 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 성형된 화합물 및/또는 사출 성형된 배합물 및/또는 취입 성형된 배합물은 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 실 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 성형된 화합물 및/또는 사출 성형된 배합물 및/또는 취입 성형된 배합물의 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 70 중량%, 바람직하게는 5 내지 55 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 50 중량%, 가장 바람직하게는 15 내지 30 중량%의 양으로 포함한다.
표면 처리된 충전제 물질 생성물의 우수한 유동성 특징뿐 아니라, 중합체 조성물에서의 우수한 분산에 비추어, 본 발명에 의한 표면 처리된 충전제 물질 생성물은 최종 적용 생성물, 예컨대 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 실 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 사출 성형된 배합물 및/또는 취입 성형된 배합물에 이롭게 사용될 수 있다. 이에 비추어, 표면 처리된 충전제 물질 생성물이 본 발명의 중합체 조성물의 형태로 제공될 경우 표면 처리된 충전제 물질 생성물은 현저한 기계적 및/또는 레올로지 성질을 최종 적용 생성물, 예컨대 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 실 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일 및/또는 몰드 및/또는 사출 성형된 배합물 및/또는 취입 성형된 배합물에 부여한다.
본 발명의 의미에서 용어 "섬유"는 예를 들면 기계적 방법에 의하여 통상적으로 함께 본딩된 섬유 웹으로 이루어지는 직물, 예컨대 부직포를 형성하는 선형 구조체를 지칭한다. 따라서, 용어 "섬유"는 유한의 구조체를 지칭하는 것으로 이해한다.
본 발명의 의미에서 용어 "실"은 예를 들면 기계적 방법에 의하여 통상적으로 함께 본딩된 실 웹으로 이루어지는 직물, 예컨대 부직포를 형성하는 선형 구조체를 지칭한다. 따라서, 용어 "실"은 유한의 구조체를 지칭하는 것으로 이해한다.
본 발명의 의미에서 용어 "필라멘트"는 그의 구조체 길이에 의하여 섬유와는 상이한 구조체를 지칭한다. 용어 "필라멘트"는 무한한 섬유를 지칭하는 것으로 이해한다. 추가로, 필라멘트는 모노-, 바이- 또는 멀티-필라먼트로 구조될 수 있는 것으로 이해한다.
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 또는 원형과 같은 삼각단면이다. 추가적으로 또는 대안으로, 필라멘트 및/또는 섬유 및/또는 실의 단면 형상은 중공형이다.
필라멘트 및/또는 섬유 및/또는 실은 상기 필라멘트 및/또는 섬유 및/또는 실을 생성하는데 사용되는 해당 기술분야에 공지된 모든 기술에 의하여 생성될 수 있다는 것으로 이해한다. 예를 들면, 본 발명의 필라멘트 및/또는 섬유 및/또는 실은 널리 공지된 멜트 블로운 공정, 압출 성형 공정, 압축 성형 공정, 사출 성형 공정, 스펀본디드 공정 또는 스테이플 섬유 제조에 의하여 생성될 수 있다.
본 발명의 의미에서 용어 "필름"은 그의 차원 구조에 의하여 필라멘트 및/또는 섬유와는 상이한 구조체를 지칭한다. 따라서, 용어 "필름"은 시트를 지칭하는 것으로 이해한다.
필름은 상기 필름을 생성하는데 사용되는 해당 기술분야에서 공지된 모든 기술에 의하여 생성될 수 있는 것으로 이해한다. 예를 들면, 본 발명의 필름은 신장/배향 필름, 바람직하게는 압출 코팅 필름, 취입 필름, 기술적 취입 필름, 모노테이프, 캐스트 필름 등을 생성하는데 사용되는 널리 공지된 기술에 의하여 생성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 상기 정의된 바와 같이 처리한 본 발명의 표면 처리된 충전제 물질 생성물은 동일한 방식으로 처리한 동일한 중합체 조성물에 비하여 중합체 조성물의 기계적 및/또는 레올로지 성질을 개선시키기 위하여 중합체 조성물, 바람직하게는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 조성물에 사용되며, 여기서 표면 처리된 미네랄 충전제 생성물은 적어도 1종의 소수화제로만 처리된다. 본 발명자들은 놀랍게도 본 발명의 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 중합체 조성물에 사용시 이들은 특히 동일한 소수화제만으로 표면 처리되는 표면 처리된 충전제 물질 생성물에 비하여 중합체 조성물 및/또는 최종 적용 생성물의 기계적 및/또는 레올로지 성질을 유지 또는 개선시키는 것으로 밝혀졌다. 소수화제로만 처리한 표면 처리된 충전제 물질 생성물이 이미 우수한 분말 유동성 및 낮은 수분 흡수 감수성을 나타내더라도, 상기 생성물을 포함하는 중합체 조성물의 기계적 및/또는 레올로지 성질은 약하다. 그러나, 본 발명자들은 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 적어도 1종의 소수화제를 포함하는 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상의 처리 층을 포함하는 본 발명의 표면 처리된 충전제 생성물이 중합체 조성물에 사용시 중합체 조성물 및/또는 최종 적용 생성물은 유지 또는 개선된 기계적 및/또는 레올로지 성질을 갖는다는 것을 밝혀냈다. 특히 이들은 특히 동일한 소수화제만으로 표면 처리되는 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 포함하는 중합체 조성물 및/또는 최종 적용 생성물과 비교시 유지되거나 또는 더 낮은 용융 흐름 속도 및/또는 유지되거나 또는 더 높은 상부 하중 성질 및/또는 유지되거나 또는 더 높은 충격 강도 및/또는 유지되거나 또는 더 높은 굴곡 탄성율 및/또는 유지되거나 또는 더 높은 인장 성질, 예컨대 항복 강도를 갖는다.
본 발명에 의한 용어 "표면 처리된 미네랄 충전제 생성물이 적어도 1종의 소수화제만으로 처리되는, 동일한 방식으로 처리되는 동일한 중합체 조성물에 비하여"는 표면 처리된 미네랄 충전제 생성물이 본 발명에 의한 적어도 1종의 소수화제만으로 처리되지만, 본 발명에 의한 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌으로는 처리되지 않는 비교용 중합체 조성물을 지칭한다. 상기를 제외하면 본 발명에 의한 중합체 조성물 및 비교용 중합체 조성물은 동일하며, 이는 이들이 동일한 화합물을 포함한다는 것을 의미한다. 또한, 상기 2종의 중합체 조성물은 동일한 방식으로 처리되며, 이는 배합 및 저장 처리가 동일하다는 것을 의미한다.
하기 실시예는 본 발명을 추가적으로 예시할 수 있으나, 이는 본 발명을 예시된 실시양태로 제한하는 것을 의미하지는 않는다.
실험
I. 분석 방법
분말 유동성 - 안정성 및 가변적인 유량 방법
기본적인 유동성 에너지(BFE), 안정성 지수(SI), 비에너지(SE), 유량 지수(FRI) 및 컨디셔닝된 벌크 밀도(CBD)는 분말 유량계 소프트웨어(v 5.000.00012) 및 프리맨 테크놀로지 데이타 분석 소프트웨어 버젼 4.0.17이 장착된 FT4 분말 유량계(프리맨 테크놀로지(Freeman Technology), 영국 소재) 상에서 안전성 및 가변적인 유량 방법을 사용하여 측정한다.
상기 방법은 원통형 용기(25 ㎜×25 ㎖ 유리 용기)를 채우는 것으로 이루어진다.
테스트 방법의 제1의 단계는 균질한, 컨디셔닝된 분말 상태를 얻어서 고도로 반복 가능한 측정이 이루어지도록 한다. 컨디셔닝 사이클은 분말을 통하여 아래쪽으로 슬라이싱하는 동적 테스트 블레이드에 이어서 분말을 들어올려 이를 블레이드의 위에 떨어뜨리는 상향 횡단으로 이루어진다. 상기 방법은 상이한 샘플링 방법 및 분말 저장 시간의 효과를 제거하는 것을 돕는다.
초기 컨디셔닝 단계 후, 분말 부피는 용기 크기로 조절하여 과도한 분말을 제거하며("분할"), 분할 단계 후 질량을 기록한다. 그 후, 23.5 ㎜ 블레이드를 사용한 컨디셔닝 및 측정의 8회의 반복 사이클을 수행한다. 각각의 테스트 사이클의 경우, 블레이드를 분말 층에서 아래로(시계 반대 방향으로, 팁 속도 -100 ㎜/s, 나사각= 5°/표적 높이 5 ㎜) 및 위로 향하게 삽입한다. 컨디셔닝 단계의 경우, 블레이드를 분말 층에서 아래로(팁 속도 -40 ㎜/s/나사 각 5°, 표적 높이 5 ㎜) 및 위로 삽입한다.
상기 8회의 테스트 후, (컨디셔닝+테스트)의 사이클을 가변 흐름 속도로, 즉 70 ㎜/s(테스트 9), 40 ㎜/s(테스트 10) 및 최종적으로 10 ㎜/s(테스트 11)의 블레이드 팁 속도로 3회 더 수행하였다. 에너지 및 토크를 기록하고, 하기와 같이 정의된 다양한 흐름 파라미터를 계산한다:
- 기본적인 유동성 에너지(BFE, mJ): 에너지 사이클 7(아래로)
- 안정성 지수: (에너지 테스트 7)/(에너지 사이클 1)
- 비에너지(SE, mJ/g): (업(Up) 에너지 사이클 6+업 에너지 사이클 7)/(2×분할 질량)
- 유량 지수(FRI): (에너지 테스트 11)/(에너지 테스트 8)
- 컨디셔닝된 벌크 밀도(CBD, g/㎖): (분할 질량)/(분할 부피)
용융 흐름 속도
용융 흐름 지수는 ISO 1133-1:2011에 따라 소프트웨어 씨스트 뷰(Ceast View) 6.15 4C가 탑재된 씨스트 인스트루먼트(CEAST Instrument) 상에서 측정하였다. 다이의 길이는 8 ㎜이며, 그의 직경은 2.095 ㎜이다. 측정은 190℃에서 부하 없이 300 s의 예열로 수행한 후, 2.16 ㎏의 공칭 부하를 사용하며, 용융 흐름을 20 ㎜를 따라 측정한다.
인장 성질
인장 성질은 ISO527-1:2012 타입 BA(1:2)에 따라 즈윅 로엘(Zwick Roell)로부터의 올어라운드(Allround) Z020 견인 장치 상에서 측정한다. 측정은 0.1 MPa의 초기 하중으로 수행한다. 탄성율의 측정의 경우, 1 ㎜/min의 속도를 사용한 후, 500 ㎜/min로 증가시켰다. 파단시 인장 변형율은 표준 조건 하에서 얻는다. 모든 측정은 제조 후 유사한 조건 하에서 저장한 샘플 상에서 수행한다.
굴곡 성질
굴곡 성질은 ISO 178:2013-09에 따라 즈윅 로엘로부터의 올어라운드 Z020 견인 장치 상에서 측정한다. 측정은 2 N의 예비힘(preforce)으로 수행한다. 굴곡 탄성율의 측정의 경우, 1.72 ㎜/min의 속도를 사용한 후, 10 ㎜/min로 증가시킨다. 3.5%의 변형 후 테스트를 중지한다.
모든 측정은 제조 후 유사한 조건 하에서 보관된 샘플에 수행한다.
충격 성질
충격 성질은 ISO 179-1eU:2010-11에 따라 즈윅 로엘로부터의 HIT5.5P 디바이스 상에서 측정한다. 측정은 언노치드 샘플 상에서 5 J의 해머를 사용하여 수행한다. 모든 측정은 제조 후 유사한 조건 하에서 보관된 샘플에 수행한다.
상부 하중 성질
상부 하중 성질은 손잡이가 있으며, 1.5 ℓ의 공칭 부피를 갖는 병에서 하운스필드(Hounsfield) H10 KM 기기 상에서 측정한다. 측정은 2,000 N의 부하 측정 범위로 10 ㎜/min에서 수행한다.
모든 측정은 제조 후 유사한 조건 하에서 보관된 샘플에 수행한다.
수분 흡수 감수성
본원에 언급된 바와 같은 물질의 수분 흡수 감수성은 2.5 시간 동안 +23℃(±2℃)의 온도에서 10 및 85% 상대 습도 각각의 대기에 노출 후 ㎎ 수분/g 단위로 측정한다. 이를 위하여, 샘플을 우선 10% 상대 습도의 대기에서 2.5 시간 동안 우선 유지한 후, 샘플을 또 다른 2.5 시간 동안 유지하는 85% 상대 습도로 대기를 변경한다. 10 및 85% 사이의 상대 습도에서의 중량 증가는 ㎎ 단위 수분/g의 샘플로 수분 흡수를 계산하는데 사용한다.
입자상 물질의 입자 크기 분포( 직경 <X를 갖는 질량% 입자) 및 중량 중앙 직경 (d 50 )
본원에서 사용한 바와 같이 및 해당 기술분야에서 일반적으로 정의된 바와 같이, "d50" 값은 마이크로메리틱스 인스트루먼트 코포레이션의 세디그래프™ 5100을 사용하여 실시한 측정을 기초로 하여 측정하며, 입자 질량의 50%(중앙점)가 명시된 값에 해당하는 직경을 갖는 입자가 차지하는 크기로서 정의된다.
상기 방법 및 기기는 기술자에게 공지되어 있으며, 충전제 및 안료의 그레인 크기를 측정하는데 통상적으로 사용된다. 측정은 0.1 중량% Na4P2O7의 수용액 중에서 실시된다. 샘플을 고속 교반기 및 초음파를 사용하여 분산시켰다.
물질의 BET 비표면적
본 명세서 전체에서, 미네랄 충전제의 비표면적(단위 ㎡/g)은 기술자에게 공지된 BET 방법(흡착 기체로서 질소를 사용함)(ISO 9277:2010)을 사용하여 측정한다. 그 후, 미네랄 충전제의 총 표면적(단위 ㎡)은 처리 전 미네랄 충전제의 비표면적 및 질량(단위 g)을 곱하여 얻는다.
표면 처리 층의 양
탄산칼슘 포함 충전제 물질 상의 처리 층의 양은 미처리 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 BET 값 및 표면 처리에 사용되는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 적어도 1종의 소수화제의 양으로부터 이론치를 계산한다. 탄산칼슘 함유 충전제 물질에 첨가된 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 적어도 1종의 소수화제의 100%는 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상의 표면 처리 층으로서 존재하는 것으로 상정한다.
II. 실험 부분
파트 1: 표면 처리된 탄산칼슘 제조
실시예에 사용된 물질:
1. 소수화제 01: ASA 1
일치환된 알케닐 숙신산 무수물(2,5-푸란디온, 디히드로-, 모노-C15-20-알케닐 유도체, CAS No. 68784-12-3)은 주로 분지형 옥타데세닐 숙신산 무수물(CAS #28777-98-2) 및 주로 분지형 헥사데세닐 숙신산 무수물(CAS #32072-96-1)의 블렌드이다. 블렌드의 80% 초과는 분지형 옥타데세닐 숙신산 무수물이다. 블렌드의 순도는 >95 중량%이다. 잔류 올레핀 함유량은 3 중량% 미만이다.
2. 소수화제 02: 지방산 혼합물 2
지방산 혼합물 2는 스테아르산 및 팔미트산의 1:1 혼합물이다.
3. 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌/폴리프로필렌: 말레산 무수물 그래프팅된 PE 3
MA 그래프팅된 PE 3은 클라리언트(Clariant)가 제조한 폴리에틸렌 왁스(말레산 무수물로 그래프팅됨)에 기초한 작용화된 메탈로센 촉매(리코센(Licocene) PEMA 4351 미세 그레인)이며, 42-49 ㎎ KOH/g의 산가 및 200-500 mPa·s의 140℃에서의 점도를 갖는다.
4. 탄산칼슘 함유 충전제 물질 CC1
탄산칼슘 CC1은 이탈리아로부터의 습식 분쇄 및 분무 건조된 탄산칼슘(d50 = 1.9 ㎛, d98 = 5.8 ㎛)이다.
5. 탄산칼슘 함유 충전제 물질 CC2
탄산칼슘 CC2는 이탈리아로부터의 건식 중질 탄산칼슘(대리석, d50 = 3.3 ㎛, d98 = 13.8 ㎛, BET SSA = 2.6 ㎡/g)이다.
6. 중합체 수지 1
중합체 수지 1은 레지넥스(Resinex)로부터 상업적으로 입수 가능한 레지넥스 PE RXP 1303 내츄럴(Natural)이다.
7. 중합체 수지 2
중합체 수지 2는 라이온델바젤 인더스트리즈(LyondellBasell Industries)로부터 상업적으로 입수 가능한 HDPE 루폴렌(Lupolen) 5021DX이다.
8. 중합체 수지 3
중합체 수지 3은 네이쳐웍스 엘엘씨(NatureWorks LLC)로부터 상업적으로 입수 가능한 PLA 인게오(Ingeo) 2003D이다.
표면 처리 공정
표면 처리는 고속 혼합기(소마콘(Somakon) MP-LB 믹서, 소마콘 베파렌스테크닉(Somakon Verfahrenstechnik), 독일 소재) 내에서 실시하였으며, 10 분 동안 처리 온도에서 교반(600-1,000 rpm)하여 컨디셔닝하였다. 그 후, 첨가제를 혼합물에 첨가한 후, 교반 및 가열을 또다른 15 분 동안 각각의 단계 동안 지속한다(600-1,000 rpm). 그 후, 혼합물을 냉각시키고, 분말을 수집한다.
Figure pct00001
파트 2: 중합체 조성물의 용융 흐름 속도에 대한 표면 처리된 충전제 물질의 효과:
마스터배취 MB-1 내지 MB-7은 쓰리 텍(Three Tec)으로부터의 트윈-스크류 압출기 25:1(압출기 타입 ZE12, 다이: 0.5 ㎜) 상에서 하기 설정으로 생성하였다:
- 압출기 온도: 20℃(공급) - 190℃/210℃/210℃/190℃
- 공급 속도: 7%
- 스크류 속도: 20 rpm
- 컨베이어 속도: 1.4 rpm
- 절단 속도: 21 rpm
사용된 중합체는 레지넥스로부터 상표명 RXP 내츄럴(Natural) 1303(중합체 수지 1) 하에서 얻을 수 있는 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)이다.
마스터배취 MB-8 내지 MB-13은 쓰리 텍으로부터의 트윈-스크류 압출기 25:1(압출기 타입 ZE12, 다이: 0.5 ㎜) 상에서 하기 설정으로 생성하였다:
-압출기 온도: 20℃(공급) - 180℃/190℃/190℃/180℃
- 공급 속도: 10%
- 스크류 속도: 30 rpm
- 컨베이어 속도: 1.5 rpm
- 절단 속도: 21 rpm
사용한 중합체는 네이쳐웍스 엘엘씨로부터 상표명 PLA 인게오 2003D 하에 얻을 수 있는 폴리락트산(PLA)(중합체 수지 3)이다.
Figure pct00002
Figure pct00003
표 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 탄산칼슘 함유 충전제 물질을 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌/폴리프로필렌(MB-3)만으로 처리하는 것은 더 낮은 MFI를 초래하며, 이는 가공을 더 복잡하게 할 수 있다. 적절한 동시처리(MB-5 내지 MB-7)를 적어도 1종의 소수화제로 실시하여 표준 지방산 처리된 탄산칼슘(MB-1)을 사용하여 얻은 MA 그래프팅된 PE 및 거의 부합하는 용융 레올로지로 인하여 MFI의 감소를 조정할 수 있다.
Figure pct00004
중합체 수지 3은 가수분해에 민감하다. 표 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 탄산칼슘 함유 충전제 물질을 지방산(MB-9)의 혼합물로만 처리하는 것은 더 높은 MFI를 초래하며, 이는 특정한 분해로 인한 것일 수 있다. MA 그래프팅된 및 적어도 1종의 소수화제를 사용한 적절한 동시처리(MB-11 내지 MB-12)를 수행하여 MA 그래프팅된 PE의 존재로 인하여 MFI의 증가를 조정할 수 있다.
파트 3: 충격 및 굴곡 성질에 대한 효과
판은 닥터 콜린(Dr Collin) P300 프레스(Press) 내에서 표 2에 기재된 바와 같이 생성된 펠릿(MB-1 내지 MB-7)으로 하기 표 5에 나타낸 설정으로 생성한다.
Figure pct00005
생성된 판의 치수는 170 ㎜×170 ㎜×4 ㎜이다. 충격 바아 테스트는 샤피(Charpy) 테스트 ISO179-1eU 및 굴곡 테스트 ISO178에 필요한 치수로 절단하였다. 충격 테스트는 ISO179-1eU(언노치드)에 따라 5 J의 해머를 사용하여 실시한다.
Figure pct00006
표 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 충격 강도/탄성은 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌/폴리프로필렌 없이 소수화제만을 포함하는 표면 처리된 탄산칼슘(MB-1 및 MB-2)과 비교시 동시처리(MB-5, MB-6 및 MB-7)에 의하여 개선될 수 있다.
굴곡 테스트는 ISO178에 따라 실시한다.
Figure pct00007
표 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 굴곡 성질은 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌/폴리프로필렌 없이 소수화제만을 포함하는 표면 처리된 탄산칼슘(MB-1 및 MB-2)과 비교시 동시처리(MB-5, MB-6 및 MB-7)에 의하여 개선될 수 있다.
중합체 수지 3을 포함하는 충격 바아는 엑스플로어 인스트루먼츠 비브이(Xplore Instruments BV)로부터의 Lab 사출 성형기 엑스플로어 IM12에서 표 2에 기재된 바와 같이 생성된 펠릿(MB-8 내지 MB-13)을 사용하여 하기 표 8에 나타낸 설정으로 생성하였다.
Figure pct00008
충격 바아 테스트를 성형한 후, 씨스트로부터의 자동 노치기 노치비스플러스(NotchvisPlus)로 샤피 테스트 ISO179-1eA에 요구되는 치수로 노치 처리하였다. 충격 테스트는 ISO179-1eA에 따라 0.5 J의 해머를 사용하여 실시한다.
Figure pct00009
표 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 충격 강도/탄성은 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌/폴리프로필렌 없이 소수화제만을 포함하는 표면 처리된 탄산칼슘(MB-9, MB-10)과 비교시 동시처리(MB-12)에 의하여 개선될 수 있다.
파트 4: 인장 성질에 대한 효과
인장 테스트에 대한 중합체 수지 1을 갖는 필름은 마스터배취 생성(표 10 참조)에 사용된 동일한 양에 대한 쓰리 텍으로부터의 트윈-스크류 압출기 25:1(압출기 타입 ZE12, 다이: 20×0.5 ㎜) 상에서 하기 설정으로 생성하였다:
- 압출기 온도: 20℃(공급) - 190℃/210℃/210℃/190℃
- 공급 속도: 17%
- 스크류 속도: 60 rpm
- 컨베이어 속도: 1
Figure pct00010
항복 강도에 대한 처리된 미네랄의 효과를 하기 표 11에 제시한다.
Figure pct00011
표 11로부터 알 수 있는 바와 같이, 항복 강도는 놀랍게도 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌/폴리프로필렌 없이 소수화제만을 포함하는 표면 처리된 탄산칼슘(F-1 및 F-2) 둘다와 비교시뿐 아니라, 소수화제를 포함하는 표면 처리된 탄산칼슘(F-4)과 함께 배합 중에 첨가제로서 동일한 양의 MA 그래프팅된 PE의 사용과 비교시 동시처리(F-5 내지 F-7)에 의하여 개선될 수 있다.
중합체 수지 3을 포함하는 인장 바아는 엑스플로어 인스트루먼츠 비브이로부터의 Lab 사출 성형기 엑스플로어 IM12에서 표 2에 기재된 바와 같이 생성된 펠릿(MB-8 내지 MB-13)을 사용하여 하기 표 12에 나타낸 설정으로 생성하였다.
Figure pct00012
인장 바아 테스트는 ISO 527 1-BA에 따라 요구되는 치수로 설정하였다.
탄성율에 대한 처리된 미네랄의 효과는 하기 표 13에 제시한다.
Figure pct00013
항복 강도에 대한 처리된 미네랄의 효과는 하기 표 14에 제시한다.
Figure pct00014
표 13 및 14로부터 알 수 있는 바와 같이, 탄성율 및 항복 강도는 놀랍게도 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌/폴리프로필렌 없이 소수화제만을 포함하는 표면 처리된 탄산칼슘(MB-9 및 MB-10) 둘다와 비교시 동시처리(MB-11 및 MB-12)에 의하여 개선될 수 있다.
파단 연신율에 대한 처리된 미네랄의 효과는 하기 표 15에 제시한다.
Figure pct00015
표 15로부터 알 수 있는 바와 같이, 파단 연신율은 놀랍게도 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌/폴리프로필렌(MB-8 및 MB-9) 없이 해당 소수화제만을 포함하는 표면 처리된 탄산칼슘 둘다와 비교시뿐 아니라, 소수화제 없이 MA 그래프팅된 PE의 사용과 비교시 동시처리(MB-11 및 MB-12)에 의하여 개선될 수 있다.
파트 5: 분말 레올로지에 대한 처리의 효과
Figure pct00016
표 16으로부터 알 수 있는 바와 같이, 순수하게 MA 그래프팅된 PE(분말 3)를 사용한 처리는 표준 지방산 처리된 탄산칼슘(분말 1)에 비하여 BFE 값의 커다란 증가를 초래하는 분말 유동성에 대한 극적인 효과를 갖는다. 동시처리된 충전제 물질 분말(분말 4 및 분말 5)은 MA 그래프팅된 PE(분말 3)만으로 처리한 분말보다 더 우수한 흐름 성질(BFE 값)을 갖는다. 이는 소수화제로서 지방산만으로 처리한 분말(분말 1)의 유동성 성능에 거의 부합한다. 이는 분말 3의 불량한 유동성이 가공에 대한 단점이 되어 중요한 파라미터가 된다.
그 외에, 벌크 밀도(CBD)는 또한 놀랍게도 분말 3에 대하여보다 분말 4 및 분말 5에 대하여 더 높다. 더 높은 벌크 밀도는 물질의 보관 및 수송의 잇점이 될 수 있다.
파트 6: 수분 흡수 감수성에 대한 효과
Figure pct00017
표 17로부터 알 수 있는 바와 같이, MA 그래프팅된 PE만으로 처리된 탄산칼슘(분말 3)의 수분 흡수 감수성은 비교적 높다(표준 지방산 또는 ASA 처리된 탄산칼슘, 분말 1 및 분말 2보다 훨씬 더 높음). 동시처리된 샘플(분말 4 내지 6)은 분말 3보다 훨씬 더 낮은 수분 흡수 감수성을 가지며, 이는 폴리올레핀 적용예에서 중요한 파라미터가 된다.
파트 7: 취입 성형된 HDPE 병의 상부 하중에 대한 처리의 효과
마스터배취 MB-14 내지 MB-16는 부스(Buss) 동시혼련기 46 ㎜ 상에서 하기 설정으로 생성하였다:
- 압출기의 온도 프로파일: 170℃/190℃/190℃/235℃
- 스크류 속도: 200 rpm
Figure pct00018
7.5 중량% 또는 15 중량% 표면 처리된 충전제 물질의 충전제 수준을 함유하는 취입 성형된 병은 취입 성형 기기 크룹 코텍스(Krupp Kautex) KEB 4에서 연속 압출로 하기 파라미터를 사용하여 생성하였다:
- 압출기의 온도 프로파일: 190℃ - 200℃
- 헤드 온도: 210℃
- 스크류 속도: 16 rpm
- 사이클 시간: 16 s
- 노즐 갭; 1.85 ㎜
생성된 병의 조성은 하기 표 19에 요약한다.
상부 하중 성질은 하운스필드 H10 KM 기기 상에서 하기 파라미터로 평가하였다:
- 테스트 속도: 10 ㎜/min
- 샘플링 속도: 10회 측정/s
- 부하 측정 범위: 2,000 N
Figure pct00019
표 19로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 포함하는 B-3 및 B-6의 상부 하중(1차 실패뿐 아니라 최대)은 비교용 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 포함하는 B-1 및 B-2 또는 B-4 및 B-5의 상부 하중(1차 실패뿐 아니라 최대)보다 더 높다.

Claims (20)

  1. 표면 처리된 충전제 물질 생성물로서,
    a) 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질,
    b) i. 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및
    ii. 적어도 1종의 소수화제
    를 포함하는 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상의 처리 층
    을 포함하며,
    표면 처리된 충전제 물질 생성물이 처리 층을 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.2 내지 7 중량%의 양으로 포함하는, 표면 처리된 충전제 물질 생성물.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 1종의 소수화제가 숙신산 무수물, 카르복실산, 인산 모노에스테르, 인산 디에스테르, 그의 반응 생성물 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 표면 처리된 충전제 물질 생성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 1종의 소수화제가
    일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들), 및
    8 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및/또는 그의 반응 생성물(들)
    중 1종 이상인, 표면 처리된 충전제 물질 생성물.
  4. 제3항에 있어서, 단계 ii)의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들)이 치환기에 2 내지 30개, 바람직하게는 3 내지 25개, 가장 바람직하게는 4 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 선형, 분지형, 지방족 및 시클릭 기로부터 선택된 기로 일치환된 숙신산 무수물로 이루어지는, 표면 처리된 충전제 물질 생성물.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 단계 ii)의 일치환된 숙신산 무수물 및/또는 그의 반응 생성물(들)이
    a) 적어도 1종의 알킬 일치환된 숙신산 무수물, 바람직하게는 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 선택된 적어도 1종의 알킬 일치환된 숙신산 무수물, 및/또는
    b) 적어도 1종의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물, 바람직하게는 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 선택된 적어도 1종의 알케닐 일치환된 숙신산 무수물인, 표면 처리된 충전제 물질 생성물.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 ii)의 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및/또는 그의 반응 생성물(들)이 8 내지 22개, 바람직하게는 10 내지 22개, 더욱 바람직하게는 12 내지 20개, 더더욱 바람직하게는 14 내지 20개의 탄소 원자를 가지며, 가장 바람직하게는 지방족 선형 및/또는 분지형 카르복실산(들) 및/또는 그의 반응 생성물(들)이 스테아르산, 팔미트산 또는 그의 혼합물인, 표면 처리된 충전제 물질 생성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a)의 탄산칼슘 함유 충전제 물질이 중질 탄산칼슘, 바람직하게는 대리석, 석회석, 돌로마이트 및/또는 백악 및/또는, 침강성 탄산칼슘(PCC)으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 바테라이트, 방해석 및/또는 아라고나이트이며, 더욱 바람직하게는 탄산칼슘 함유 충전제 물질이 중질 탄산칼슘인, 표면 처리된 충전제 물질 생성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a)의 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질이
    a) 0.1 ㎛ 내지 7 ㎛, 바람직하게는 0.25 ㎛ 내지 5 ㎛, 가장 바람직하게는 0.5 ㎛ 내지 4 ㎛ 범위의 중량 중앙 입자 크기 d50 값, 및/또는
    b) ≤100 ㎛, 바람직하게는 ≤40 ㎛, 더욱 바람직하게는 ≤25 ㎛, 가장 바람직하게는 ≤15 ㎛의 탑 컷(d98), 및/또는
    c) BET 질소 방법에 의하여 측정시 0.5 내지 150 ㎡/g, 바람직하게는 0.5 내지 50 ㎡/g, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 35 ㎡/g, 가장 바람직하게는 0.5 내지 10 ㎡/g의 비표면적(BET), 및/또는
    d) 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.01 중량% 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 0.2 중량%, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 0.2 중량%, 가장 바람직하게는 0.03 내지 0.2 중량%의 잔류 총 수분 함유량
    을 갖는, 표면 처리된 충전제 물질 생성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌이, 말레산 무수물 그래프팅된 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 말레산 무수물 그래프팅된 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 말레산 무수물 그래프팅된 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 말레산 무수물 그래프팅된 아택틱(atactic) 폴리프로필렌, 말레산 무수물 그래프팅된 이소택틱 폴리프로필렌, 말레산 무수물 그래프팅된 신디오택틱 폴리프로필렌, 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 왁스, 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌 왁스 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 말레산 무수물 그래프팅된 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 및 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 왁스이며, 가장 바람직하게는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 왁스인, 표면 처리된 충전제 물질 생성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 표면 처리된 충전제 물질 생성물이 분말의 형태인, 표면 처리된 충전제 물질 생성물.
  11. 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법으로서,
    a) 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질을 제공하는 단계,
    b) i. 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및
    ii. 적어도 1종의 소수화제
    를 제공하는 단계, 및
    c) 단계 a)의 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면을, 혼합 하에 하나 이상의 단계에서 임의의 순서로, 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.2 내지 7 중량%의 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제와 접촉시켜, 처리 층을 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면 상에 형성하는 단계
    를 포함하며,
    처리 층이 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제를 포함하는, 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 접촉 단계 c)를 실시하기 이전에, 단계 a)의 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질을 예열하며, 바람직하게는 단계 a)의 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질을 20 내지 250℃, 더욱 바람직하게는 40 내지 200℃, 더더욱 바람직하게는 50 내지 150℃, 가장 바람직하게는 60 내지 140℃의 온도에서 예열하는, 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법.
  13. 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제가 10:1 내지 1:10, 바람직하게는 5:1 내지 1:5, 가장 바람직하게는 4:1 내지 1:4의 중량비로, 예컨대 1:1의 양으로 첨가되도록, 접촉 단계 c)를 실시하는, 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌이, 접촉 단계 c)에서, 단계 a)의 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 4 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 3 중량%, 가장 바람직하게는 0.5 내지 2 중량%의 총량으로 첨가되며; 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제가, 접촉 단계 c)에서, 단계 a)의 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 1 중량%의 총량으로 첨가되는, 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 단계 c)가 20 내지 250℃, 바람직하게는 60 내지 180℃, 가장 바람직하게는 80 내지 150℃의 온도에서 실시되는, 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 i)의 말레산 무수물 그래프팅된 폴리에틸렌 및/또는 말레산 무수물 그래프팅된 폴리프로필렌, 및 단계 ii)의 적어도 1종의 소수화제가 동시에 또는 연속적으로 첨가되며, 바람직하게는 동시에 첨가되고, 단, 화합물이 연속적으로 첨가될 경우 제1의 화합물의 첨가가 적어도 1종의 탄산칼슘 함유 충전제 물질의 표면의 완전 피복을 초래하지 않도록, 접촉 단계 c)를 실시하는, 표면 처리된 충전제 물질 생성물의 제조 방법.
  17. 적어도 1종의 중합체 수지 및, 중합체 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 95 중량%의 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 표면 처리된 충전제 물질 생성물을 포함하는 중합체 조성물.
  18. 제17항에 있어서, 천연 섬유, 바람직하게는 목질 섬유, 셀룰로스 섬유, 헴프 섬유 및/또는 농업 폐섬유, 및/또는
    합성 섬유, 바람직하게는 유리 섬유, 탄소 섬유 및/또는 아라미드 섬유
    를 더 포함하는 중합체 조성물.
  19. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 표면 처리된 충전제 물질 생성물, 및/또는 제17항 또는 제18항에 따른 중합체 조성물을 포함하는 섬유 및/또는 필라멘트 및/또는 필름 및/또는 실 및/또는 시트 및/또는 파이프 및/또는 프로파일(profile) 및/또는 몰드 및/또는, 사출 성형된 배합물 및/또는 취입 성형된 배합물.
  20. 동일한 방식으로 처리된 동일한 중합체 조성물에 비하여 중합체 조성물의 기계적 및/또는 레올로지 성질을 개선시키기 위한, 중합체 조성물, 바람직하게는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 조성물 중의, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 표면 처리된 미네랄 충전제 생성물의 용도로서, 표면 처리된 미네랄 충전제 생성물이 적어도 1종의 소수화제만으로 처리된 용도.
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