(57)【要約】【課題】高い内相エマルジョン組成物を提供すること。【解決手段】高い内相エマルジョン組成物であって、以下を含む：ａ）少なくとも３種の成分；ｂ）成分Ａは、ポリマー、モノマーもしくはそれらの混合物である；ｃ）成分Ｂは、ポリマーである；ｄ）成分Ｃは、適合化剤である；ｅ）実質的に間隙がない；そしてここで、成分Ａの体積比は、成分Ａ、成分Ｂおよび成分Ｃの総体積の少なくとも約８０体積％を占め；そして成分Ｂの体積比は、成分Ａ、成分Ｂおよび成分Ｃの総体積の少なくとも約２０体積％を占め；そして少なくとも２つの相が形成され；成分Ａの大部分を含む相は不連続であり、そして成分Ｂの大部分を含む相は連続である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
本願明細書に記載の発明。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、２００１年８月１４日に出願された米国仮出願番号６０／３１２，１１２および２００１年１２月２８日に出願された６０／３４４，２４８について米国特許法のもとで、利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、エマルジョン組成物に関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、後述するとおりの特徴を有するエマルジョン組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、詳細に後述するとおりの構成を採用することにより、上記課題が解決される。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、後述するとおりの効果が達成される。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
（発明の詳細な説明）
本発明は、「高内相ポリマー性エマルジョン」（「ＨＩＰＰＥ」）組成物に関する。本発明のＨＩＰＰＥ組成物は、エマルジョンを含み、このエマルジョンは、（ａ）２つ以上の相のエマルジョンであって、ここで、分離相の容積画分が、エマルジョンの全容積の大部分の画分（容積に基づく）であり；そして（ｂ）実質的に空隙を有さないエマルジョンである。本発明の目的のために、用語「成分Ａ」は、分離相を示すために使用され；用語「成分Ｂ」は、連続相を示すために使用され；そして用語「成分Ｃ」は、相溶化剤を示すために使用される。これらは、単に説明の目的のための用語であり、そして本発明をこれら３つの特定の成分のみに限定することを意味しないことが理解される。
【０００７】
本発明のさらなる目的のために、用語は、以下である：
（ａ）「相」とは、全体に均一であり、規定された境界を有し、そして原則的に、他の相から物理的に分離され得る物理的系の一部を意味する。
【０００８】
（ｂ）「高内相ポリマー性エマルジョン」（「ＨＩＰＰＥ」）とは、分離相の容積画分が、エマルジョンの全容積の大部分の画分（容積に基づく）であり、そして１つの実施形態において、分離相は、エマルジョンの全容積の約８０容積％より多いことを表す、２つ以上の相のエマルジョンを意味する。
【０００９】
（ｃ）「エマルジョン」とは、乳化剤によって懸濁液中に保持された２つ以上の非混和性液体の安定な混合物を意味する。「エマルジョン」は、連続相、および連続相全体に分散する分離相（すなわち、不連続相）の両方を含む。
【００１０】
（ｄ）「ポリマー」とは、少なくとも３つの同じ型のモノマー部分から構成される高分子を意味する。代表的に、ポリマーは、モノマー単位の化学的組合せ（ｃｈｅｍｉｃａｌｕｎｉｏｎ）によって形成される。
【００１１】
（ｅ）「相溶化剤」とは、２つの非混和性流体ＡおよびＢと混合される場合、２つの相の間の界面に優先的に位置し、そして相間の界面張力を減少するのに役立つ分子種を意味する。相溶化剤としては、界面活性剤、ブロックコポリマー、ランダムコポリマー、およびグラフトコポリマーが挙げられる。
【００１２】
（ｆ）「分離相」とは、分離した小片に分離され、その結果、その相内全体に存在する質点の連続した経路を見つけ出すことが不可能であり、そしてその物質サンプルを巨視的にまたがる（「濾過する」）物質の相を意味する。
【００１３】
（ｉ）「連続相」とは、その相内全体に存在する少なくとも１つの質点の連続した経路を含み、そしてその物質サンプルを巨視的にまたがる（「濾過する」）物質の相を意味する。
【００１４】
（ｊ）「グラフト」コポリマーとは、１つ以上の「グラフト」高分子に化学的に固定された１つ以上の繰り返しモノマー単位から構成される中心骨格を有し、そのグラフト高分子のそれぞれが、骨格とは化学的に異なり、そしてそれ自身が１つ以上の繰り返しモノマー単位から構成される高分子を意味する。
【００１５】
（ｋ）「ブロック」コポリマーとは、２つ以上の部分を有し、それぞれが、他の部分とは化学的に異なり、そしてそれぞれが、１つ以上の繰り返しモノマー単位から構成される高分子を意味する。
【００１６】
（ｌ）「ランダム」コポリマーとは、２つ以上の異なるモノマー単位の推計学的な配列から構成される高分子を意味する。
【００１７】
（ｍ）「実質的に空隙がない」とは、その組成物が約０．２５未満の空隙容積画分を有することを意味する。１つの実施形態において、空隙容積画分は、その組成物の密度と相関し得る。例えば、本発明の１つの実施形態において、ＨＩＰＰＥの密度は、約１００ｍｇ／ｃｃより大きい。
【００１８】
（ｎ）「混合」は、ブレンドおよび／または撹拌と等価であり、そして物質がエマルジョンを形成するように十分に分散することを意味する。適切なデバイスとしては、インペラー、プロペラ、パドル、タービン、静止ミキサー、押出機、およびリサイクルループが挙げられるが、これらに限定されない。
【００１９】
（ｏ）「成分のための選択的溶媒」とは、その成分が、組成物の他の全ての成分よりも高い溶解性を有する溶媒を意味する。
【００２０】
本発明の１つの実施形態において、高内相ポリマーエマルジョン組成物は、（ａ）少なくとも３つの成分：（ｉ）成分Ａは、ポリマー、モノマーまたはそれらの混合物である；（ｉｉ）成分Ｂは、ポリマーである；および（ｉｉｉ）成分Ｃは、相溶化剤である；（ｂ）成分Ａ、ＢおよびＣの全容積の少なくとも約８０容積％の成分Ａの容積画分；（ｃ）少なくとも２つの相：（ｉ）成分Ａの大部分を含む相が分離している；および（ｉｉ）成分Ｂの大部分を含む相が連続している；ならびに（ｄ）実質的に空隙がない、を包含する。
【００２１】
（ａ．成分Ａ）
本発明において、「成分Ａ」は、ＨＩＰＰＥ組成物の分離相を示し、そしてポリマー、モノマーまたはそれらの混合物であり得る。成分Ａがモノマーである１つの実施形態において、ＨＩＰＰＥ組成物中に存在するモノマー成分は、１つ以上のモノマーを含む。適切なモノマーとしては、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、イソプレン、ブタジエン、メタクリル酸メチル、アクリロニトリル、塩化ビニル、酢酸ビニル、無水マレイン酸、および熱硬化性モノマー（例えば、ビスフェノールＡ、プロピレンオキシド）が挙げられる。成分Ａの容積画分は、エマルジョンの全容積の大部分の画分（容積基準で）であり、１つの実施形態において、成分Ａは、エマルジョンの全容積の少なくとも約８０容積％を表す。なお別の実施形態において、成分Ａは、エマルジョンの全容積の少なくとも約９０容積％を示す。
【００２２】
さらなる実施形態において、モノマー成分はまた、一種以上の架橋剤、触媒、および重合促進剤を必要に応じて含み得る。適切な架橋剤としては、硫黄、セレン、一塩化硫黄、ホルムアルデヒド、ジイソシアネート、ポリアミン、およびペルオキシドが挙げられる。架橋剤は、一般的に、組成物の５重量％未満を構成する。これらの架橋剤のうちのいくらかは、非架橋モノマーとして組み込まれ得る。
【００２３】
なお別の実施形態において、成分Ａがポリマーである場合、ＨＩＰＰＥ組成物中に存在するポリマー成分は、１つ以上のポリマーを含む。適切なポリマーとしては、以下が挙げられる：ポリエチレン（ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＶＬＤＰＥ、およびＵＬＤＰＥを含む）；ポリプロピレン；エチレンおよびプロピレンのコポリマー（ＥＰＲ、ＥＰＤＭ、ＥＶＡ、ＥＡＡおよびＥＶＯＨを含む）；エチレンとより高級なα−オレフィンとのコポリマー（エチレン−ブテン、エチレン−ヘキセン、およびエチレン−オクテンコポリマーを含む）；ポリスチレン；エチレンスチレン；スチレンのコポリマー（ＳＢＲ、ＳＢＳ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ、ＳＡＮ、ＳＭＡ、およびＡＢＳを含む）；ポリブタジエン；ポリイソプレン；ポリ塩化ビニル；塩化ビニルコポリマー；ポリアミド；ポリイミド；ポリカーボネート；ポリエステル（ＰＥＴ、ＰＢＴを含む）；ＰＥＴＧ、およびポリアリーレート；アクリルポリマー（ＰＭＭＡ、ＰＭＭＡコポリマーを含む）；ポリエーテル（ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレングリコール、およびポリプロピレングリコールを含む）；ポリフェニレンオキシドおよびスルホン；ポリビニリジン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｉｎｅ）クロリドおよびポリビニリジンフルオリド（ポリビニリデンクロリドおよびポリビニリデンフルオリド）；天然ゴムおよび化学改変天然ゴム；部分重合化熱硬化性（例えば、Ｂ段階熱硬化性）シリコーンゴム；熱硬化性ポリオレフィンゴム；ならびにポリウレタン（ＴＰＵを含む）。任意の分子量のポリマーが本発明において使用され得るが、１つの実施形態において、１，０００〜５，０００，０００ダルトンの範囲の分子量が使用され得る。
【００２４】
（ｂ．成分Ｂ）
本発明において、「成分Ｂ」は、ＨＩＰＰＥ組成物の連続相を示し、ポリマーである。１つの実施形態において、成分Ｂは、一種以上のポリマーを含む。適切なポリマーとしては、以下が挙げられる：ポリエチレン（ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＶＬＤＰＥ、およびＵＬＤＰＥを含む）；ポリプロピレン；エチレンおよびプロピレンのコポリマー（ＥＰＲ、ＥＰＤＭ、ＥＶＡ、ＥＡＡおよびＥＶＯＨを含む）；エチレンとより高級なα−オレフィンとのコポリマー（エチレン−ブテン、エチレン−ヘキセン、およびエチレン−オクテンコポリマーを含む）；ポリスチレン；エチレンスチレン；スチレンのコポリマー（ＳＢＲ、ＳＢＳ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ、ＳＡＮ、ＳＭＡ、およびＡＢＳを含む）；ポリブタジエン；ポリイソプレン；ポリ塩化ビニル；塩化ビニルコポリマー；ポリアミド；ポリイミド；ポリカーボネート；ポリエステル（ＰＥＴ、ＰＢＴを含む）；ＰＥＴＧ、およびポリアリーレート；アクリルポリマー（ＰＭＭＡ、ＰＭＭＡコポリマーを含む）；ポリエーテル（ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレングリコール、およびポリプロピレングリコールを含む）；ポリフェニレンオキシドおよびスルホン；ポリビニリジンクロリドおよびポリビニリジンフルオリド；天然ゴムおよび化学改変天然ゴム；部分重合化熱硬化性物質；シリコーンゴム；熱硬化性ポリオレフィンゴム；ポリウレタン（ＴＰＵを含む）；ならびに共役ポリマー（ポリチオフェン、ポリピロール、およびポリアニリンを含む）。
【００２５】
このポリマーは、連続相の容積に基づいて、約０．１重量％〜約１００重量％の範囲の量で連続相中に含まれ得る。任意の分子量のポリマーが本発明において使用され得るが、１つの実施形態において、１，０００〜５，０００，０００ダルトンの範囲の分子量が使用され得る。
【００２６】
別の実施形態において、成分Ｂのポリマーは、ＨＩＰＰＥ組成物の形成の間に一種以上のモノマーを重合することによって作製され得る。成分Ｂを作製するために使用され得る適切なモノマーとしては、以下が挙げられる：ビニルモノマー（例えば、酢酸ビニル、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、塩化ビニル）；多官能性モノマー（例えば、ジビニルベンゼン）；ジエン（例えば、イソプレンおよびブタジエン）；アクリルモノマー（例えば、メチルメタクリレート）；エステル；エポキシ；エーテル；ウレタン；シリコーン；本質的にポリマーに導かれるモノマー（チオフェン、ピロール、およびアニリンを含む）、ならびにスチレンと重合するモノマー（例えば、アクリルニトレート、無水マレイン酸）。モノマーはまた、必要に応じて、一種以上の架橋剤から構成され得る。適切な架橋剤としては、硫黄、セレン、一塩化硫黄、ホルムアルデヒド、ジイソシアネート、ポリアミン、ポリアルコール、およびペルオキシドが挙げられる。例えば、成分Ｂは、約０．０００１重量％〜約５重量％の架橋剤、および約９９．９９９９重量％〜約９５重量％のモノマーを使用することによって作製され得る。
【００２７】
本発明のＨＩＰＰＥ組成物の連続相はまた、重合開始剤（例えば、フリーラジカル開始剤成分）を含み得る。しかし、連続相中のモノマーの重合および架橋は、重合開始剤無しで（例えば、エマルジョンに紫外線照射を暴露することによって、または当業者に公知の他の重合技術によって）達成され得る。適切なフリーラジカル開始剤としては、アシルペルオキシド、アルキルペルオキシド、ヒドロペルオキシド、パーエステル、ＡＩＢＮ、ジスルフィド、およびテトラゼンが挙げられる。さらなる実施形態において、成分Ａおよび／または成分Ｂは、任意の熱可塑性物質であり得る。適切な熱可塑性物質の例としては、以下が挙げられる：ポリエチレン（ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＶＬＤＰＥ、およびＵＬＤＰＥを含む）；ポリプロピレン；エチレンおよびプロピレンのコポリマー（ＥＰＲ、ＥＰＤＭ、ＥＶＡ、ＥＡＡおよびＥＶＯＨを含む）；エチレンとより高級なα−オレフィンとのコポリマー（エチレン−ブテン、エチレン−ヘキセン、およびエチレン−オクテンコポリマーを含む）；ポリスチレン；エチレンスチレン；スチレンのコポリマー（ＳＢＲ、ＳＢＳ、ＳＩＳ、ＳＥＢＳ、ＳＡＮ、ＳＭＡ、およびＡＢＳを含む）；ポリブタジエン；ポリイソプレン；ポリ塩化ビニル；塩化ビニルコポリマー；ポリアミド；ポリカーボネート；ポリエステル（ＰＥＴ、ＰＢＴを含む）；ＰＥＴＧ、およびポリアリーレート；アクリルポリマー（ＰＭＭＡ、ＰＭＭＡコポリマーを含む）；ポリエーテル（ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンオキシド、およびポリプロピレンオキシドを含む）；ポリフェニレンオキシドおよびスルホン；ポリビニリジンクロリドおよびポリビニリジンフルオリド；天然ゴムおよび化学改変天然ゴム；部分重合化熱硬化性物質；熱硬化性ポリオレフィンおよびシリコーンゴム；ポリウレタン（ＴＰＵを含む）；ならびに特定の共役ポリマー（ポリチオフェン、ポリピロール、およびポリアニリンを含む）。なおさらなる実施形態において、成分Ａおよび／または成分Ｂは、熱硬化性であり得る。適切な熱硬化性物質の例としては、フェノール樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、スチレンエステル、エポキシド樹脂、ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、フラン樹脂、およびシリコーン樹脂が挙げられる。
【００２８】
なお別の実施形態において、ポリマーＡおよび／またはポリマーＢは、任意の割合のプラスチック、ゴムおよび／または架橋樹脂であり得る。
【００２９】
さらなる実施形態において、成分Ａおよび成分Ｂは、熱可塑性オレフィンであり、そして成分Ｃは、オレフィンコポリマーである。例えば、成分Ａは、低密度ポリエチレンであり得、成分Ｂは、ポリプロピレンであり得、そして成分Ｃは、ＥＰＲコポリマーであり得る。
【００３０】
１つの実施形態において、ポリマーＡは、ポリマーＡが主要相であるので、例えば、価格に基づいて、成分Ｂよりも低い費用の物質で選択され得る。低い費用の熱可塑性ポリマーの例としては、以下が挙げられ得るが、これらに限定されない：ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン、および高級なα−オレフィンとのコポリマーを含む）；ポリアミド（ナイロン６−６を含む）；ポリエステル（ＰＥＴを含む）；ＰＢＴ；ＰＶＣ；ポリスチレンおよびポリスチレンのコポリマー（例えば、ＳＭＡ、ＳＡＮ、ＡＢＳ）；ゴム（例えば、オレフィンゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ＳＢＳ、天然ゴム）；アクリル（例えば、ＰＭＭＡ）。低い費用の熱硬化性物質の例としては、フェノール樹脂、エポキシ、ポリウレタン、ビニルエステル樹脂、スチレンエステルが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３１】
なお別の実施形態において、成分Ａは、上記ポリマー物質から構成される粒子であり得る。例えば、成分Ａは、ポリスチレンから構成される粒子であり得る。
【００３２】
別の実施形態において、ポリマーＢは、例えば、以下から選択される：（ａ）価格に基づいて、成分Ａより高い費用の物質（例えば、少量のみが使用に必要であるので、しかし、ＨＩＰＰＥ組成物は、成分Ｂが連続相に存在するので、より高価な成分Ｂのより優れた性質のいくらかを有する）；（ｂ）生分解性；（ｃ）電気伝導性、イオン伝導性および／または熱伝導性；（ｄ）バリア特性；ならびに／あるいは（ｅ）環境および化学耐性。これらの基準の１つに基づいて、成分Ｂの例としては、ＥＶＯＨ；フッ素化ポリマー（例えば、ＴＦＥ、ＰＶＤＦ）；エポキシ；ポリアミド、ポリカーボネート；ポリエステル（ＰＥＴＧを含む）およびポリアリーレート；ポリエーテル（ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンおよびポリプロピレンオキシドを含む）；ポリフェニレンオキシドおよびスルホン；ポリビニリジンクロリド；シリコーン；ポリウレタン；ポリ乳酸；ポリヒドロキシアルコネートおよび共役ポリマー（ポリチオフェン、ポリピロール、およびポリアニリンを含む）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００３３】
（ｃ．相溶化剤）
本発明において、「相溶化剤Ｃ」は、ＨＩＰＰＥ組成物の相溶化剤を示す。相溶化剤の役割は、成分Ａおよび成分Ｂを含む相間の界面張力を下げること、およびそれ以外で、ＨＩＰＰＥ形態学を安定化するために界面特性を改変することである。相溶化剤は、１つの部分が成分Ｂに対してより高い親和性を有し、そして他の部分が成分Ａに対してより高い親和性を有するように選択される。１つの実施形態において、相溶化剤は、１つの部分が、成分Ａに対する他の部分の親和性よりも高い成分Ｂに対する親和性を有するように選択される。このような相溶化剤は、成分Ａ（またはその前駆体）におけるよりも、成分Ｂ（またはその前駆体）においてより高い溶解性を有する。
【００３４】
１つの実施形態において、ブロックコポリマー相溶化剤は、エマルジョンを確立するために本発明において使用される。詳細には、１つの例において、ＡＢジブロックコポリマー相溶化剤が使用され、ここで、２つの非混和性成分（すなわち、ＡおよびＢ）の鎖が一緒に結合されて、界面活性剤様分子（成分Ｃ）を形成する。このように、ＡＢジブロックコポリマーの存在は、乳化剤として作用する。別の実施形態において、ランダムコポリマー相溶化剤は、エマルジョンを確立するために使用される。適切な相溶化剤としては、以下が挙げられる：ジブロックおよびトリブロックコポリマー（例えば、スチレン−ブタジエン、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−イソプレン、スチレン−イソプレン−スチレン、メチルメタクリレート−スチレン、メチルメタクリレート−ブタジエン、スチレン−ブタジエン−メチルメタクリレート、エチレンオキシド−プロピレンオキシドなど）；上記の水素化バージョン（例えば、ＳＥＢＳ、ＳＥＰＳなど）；スチレンランダムコポリマー（例えば、ＳＢＲ、ＳＭＡ、ＳＡＮ、ＳＭＭＡ、およびＡＢＳ）；ならびにポリオレフィンランダムコポリマー（例えば、ＥＰＲ、ＥＶＡ、ＥＶＯＨ、ＥＶＣなど）。１つの実施形態において、成分Ｂ：相溶化剤Ｃの比（容積に基づく）は、約１：１である。成分Ｂ：相溶化剤Ｃの他の比（容積に基づく）は、１０：１と１：１０の間の連続した変化を含む。
【００３５】
（ｄ．ＨＩＰＰＥ組成物を得るための処理条件）
１つの実施形態において、本発明の高内相ポリマー性エマルジョン組成物は、少なくとも３つの成分を含む：ａ）成分Ａは、ポリマーである；ｂ）成分Ｂは、ポリマーである；ｃ）成分Ｃは、相溶化剤である；そしてｄ）ここで、（ｉ）成分Ａの容積画分が、成分Ａ、ＢおよびＣの全容積の少なくとも約８０容積％を示し；（ｉｉ）成分Ｂの容積画分は、成分Ａ、ＢおよびＣの全容積の約２０容積％を示し；（ｉｉｉ）少なくとも２相が形成され、成分Ａの大部分を含む相は、分離しており、そして成分Ｂの大部分を含む相は、連続であり；そして（ｉｖ）組成物の全体の密度が、約１００ｍｇ／ｃｃより高い。
【００３６】
より特定の実施形態において、成分Ｃおよび成分Ａは、互いにおいて非混和性である。そして別のより特定の実施形態において、Ｃは、ＡにおけるよりもＢにおいてより混和性である。なお別の実施形態において、得られる高内相ポリマー性エマルジョン組成物は、大部分の相（すなわち、成分Ａ）よりも高いバリア性、耐熱性、耐電気性、耐化学性、またはより高い電気イオン性、または熱伝導性を有する。
【００３７】
（１）ＨＩＰＰＥの形成
１実施形態において、高い内相ポリマーエマルジョン組成物は、例えば、以下の工程を包含するプロセスによって調製され得る：（ａ）モノマーまたはモノマー混合物（成分Ｂの前駆体）中に適合化剤（ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｚｅｒ）を溶解させることによって連続相を形成する工程；（ｂ）成分Ａを十分にブレンドして、不連続相を形成し、そして適合化剤＋モノマーの連続相を維持する工程；（ｃ）これらの相においてモノマーを重合する工程；ならびに（ｄ）最後に硬化および／または乾燥して、不連続相としての成分Ａおよび連続相としての成分Ｂを有する、得られたＨＩＰＰＥ組成物を形成する工程。
【００３８】
出発成分がポリマーである別の実施形態において、高い内相ポリマーエマルジョン組成物は、例えば、以下の工程を包含するプロセスによって調製され得る：（ａ）成分Ｂを添加して、連続相を形成する工程；（ｂ）適合化剤中にブレンドする工程；および（ｃ）連続相中に成分Ｂを維持するのに十分に低い速度および十分な混合条件で、成分Ａを成分Ｂ＋適合化剤に添加する工程。
【００３９】
成分比率の１つの特定の例は、２体積％の成分Ｂ、２体積％の適合化剤および９６体積％の成分Ａである。他の比率としては、Ｘ体積％の成分Ｂ、Ｙ体積％の成分Ｃおよび（１００−Ｘ−Ｙ）体積％の成分Ａが挙げられ、ここで、ＸおよびＹは、０．０１と２０．０との間で連続的に変動し得る。
【００４０】
なお別の実施形態において、本発明の高い内相ポリマーエマルジョンは、以下を含む工程によって生成され得る：（ａ）成分Ｂと成分Ｃとを混合する工程；（ｂ）相Ａを不連続相中に維持するために、この混合物を十分に攪拌しながら、十分に低い速度でこの混合物に成分Ａを添加する工程；ならびに（ｃ）ガラス化または結晶化プロセスを開始することによって、高い内相ポリマーエマルジョン形態を「ロックイン」するために、この組成物を十分冷却する工程。
【００４１】
モノマーＡおよび成分Ｂのための出発モノマーを有する、本発明の高い内相ポリマーエマルジョンを作製するためのプロセスのさらなる例は、以下の工程を包含する：（ａ）成分Ｂのための出発モノマーと適合化剤Ｃとを混合して、連続相を形成する工程；（ｂ）モノマーＡを不連続相中に維持するために、十分低い速度および十分な混合速度でモノマーＡを供給する工程；（ｃ）モノマーＡおよび／もしくは成分Ｂのための出発モノマーのいずれかまたは両方の重合を熱により開始する工程；ならびに必要に応じてあるいは代替的に、（ｄ）モノマーＡおよび／もしくは成分Ｂのための出発モノマーのいずれかまたは両方をＵＶ重合する工程；そして（ｅ）モノマーの一方または両方のＴｇおよび／またはＴｍより低い温度までこの混合物を冷却する工程。
【００４２】
モノマーＡおよび成分Ｂのための出発モノマーを有する、本発明の高い内相ポリマーエマルジョンを作製するためのプロセスの別の例においては、以下の工程を包含する：（ａ）成分Ｂのための出発モノマーと適合化剤Ｃとを混合する工程；（ｂ）モノマーＡを不連続相中に維持するために、十分低い速度および十分な混合速度でモノマーＡを供給する工程；（ｃ）モノマーＡおよび／もしくは成分Ｂのための出発モノマーのいずれかまたは両方の重合を熱により開始する工程；ならびに必要に応じてあるいは代替的に、（ｄ）モノマーＡおよび／もしくは成分Ｂのための出発モノマーのいずれかまたは両方をＵＶ重合する工程；そして（ｅ）モノマーの一方または両方を架橋する工程。
【００４３】
なおさらなる例において、本発明の高い内相ポリマーエマルジョンは、（例えば、エクストルーダー中での）溶融ブレンドプロセスによって生成され得、ここで、成分Ａは粒子であり、そして成分Ｂおよび適合化剤Ｃに添加され、そしてＢ中で可溶性である。
【００４４】
適合化剤Ｃをインサイチュで形成するための、モノマーＡおよび成分Ｂのための出発モノマーを有する、本発明の高い内相ポリマーエマルジョンのためのプロセスのさらなる例においては、以下による：（ａ）モノマーＡを成分Ｂのための出発モノマーへと供給する工程；および（ｂ）成分Ｂを連続相として維持しながら、モノマーＡを成分Ｂのための出発モノマーと反応させて、適合化剤Ｃを形成するように、工程（ａ）の材料を十分混合する工程。
【００４５】
モノマーＡおよび出発成分として成分Ｂのための出発モノマーを有する、本発明の高い内相ポリマーエマルジョンのためのプロセスの別の例は、以下の工程を包含する：（ａ）適合化剤Ｃを成分Ｂについての出発モノマーと予め混合する工程；（ｂ）モノマーＡを不連続相中に維持するために、十分低い速度および十分な混合速度でモノマーＡを供給する工程；ならびに（ｃ）ＵＶまたは熱により、重合する工程。
【００４６】
モノマーＡおよびポリマーとして成分Ｂを有する、本発明の高い内相ポリマーエマルジョンのためのプロセスのなお別の例においては、以下の工程を包含する：（ａ）成分Ｂのポリマーと適合化剤Ｃとを混合する工程；（ｂ）モノマーＡを不連続相中に維持するために、十分低い速度および十分な混合速度でモノマーＡを供給する工程；（ｃ）モノマーＡの重合を熱またはＵＶにより開始する工程；ならびに（ｅ）得られた成分Ａを架橋する工程。
【００４７】
上記の別のバリエーションにおいて、成分Ａは、任意の溶媒、発泡剤および／または開始剤を有する、１種以上のモノマーであり得る。適切な溶媒としては、水、臨界超過ＣＯ２、フッ化界面活性剤、トルエン、シクロヘキサン、アセトンおよびＴＨＦが挙げられる。さらなる実施形態において、ＨＩＰＰＥ組成物は、無溶媒プロセスで生成され得る。例えば、成分Ａおよび成分Ｂは、ブロックコポリマー適合化剤と共にそのＴｇおよび／またはＴｍより高い温度に加熱されている成分Ｂと共に熱可塑性であり得、そして連続相を維持するために十分な攪拌を伴う。
【００４８】
高い内相ポリマーエマルジョンを作製するためのプロセスのなお別の例において、成分Ａは、１種以上の反応性モノマーからなり得るが、一方で成分Ｂは、ポリマーＢとポリマーＢについての選択的溶媒との混合物であり得る。ＨＩＰＰＥ組成物は、以下の工程によって生成される：（ａ）ポリマーおよび成分Ｂの溶媒を適合化剤Ｃと混合する工程；（ｂ）成分Ａを不連続相中に維持するために、十分低い速度および十分な混合速度で成分Ａを混合物中に供給する工程；（ｃ）成分Ａ中の反応性モノマーの熱重合またはＵＶ重合を開始する工程；ならびに（ｄ）圧力低下および／または温度上昇によって、成分Ｂ内の選択的溶媒を除去する工程。さらなる実施形態において、工程（ｃ）および（ｄ）は、逆順または同時に実施される。
【００４９】
ポリマーとしての成分Ａおよび成分Ｂを有する、本発明の高い内相ポリマーエマルジョンのためのプロセスのさらなる例は、以下の工程を包含する：（ａ）成分Ｂと適合化剤Ｃとを混合する工程；（ｂ）成分Ａを不連続相中に維持するために、十分低い速度および十分な混合速度で成分Ａを供給する工程；ならびに（ｃ）工程ｂ）の混合物を冷却して、その形態をロックする工程。
【００５０】
１実施形態において、プロセスは、副次的相（成分Ｂ）で開始し、そして主要相（成分Ａ）は、副次的相を連続相として維持するのに十分な速度で添加される。
【００５１】
本発明の高い内相ポリマーエマルジョンのためのプロセスの別の実施形態において、これらの工程は、以下を包含する：１）安定な高い内相ポリマーエマルジョン組成物を形成する工程；および２）固体ポリマー構造を形成するために適切な条件下で、この安定なエマルジョンを重合／硬化する工程。
【００５２】
１実施形態において、本発明のＨＩＰＰＥ組成物は、従来のポリマー処理装置を使用する、低コストの複合方法によって調製され得る。さらに、なお別の実施形態において、本発明のＨＩＰＰＥ組成物は、アニーリングの時間および温度に対して、そして引き続く処理に対して十分な安定性を有する。
【００５３】
さらなる実施形態において、本発明のＨＩＰＰＥ組成物は、合わせた相を剪断攪拌に供することによって形成され得る。剪断攪拌は、一般的に、安定なエマルジョンを形成するために必要な程度および期間にわたって適用される。このようなプロセスは、バッチ様式または連続様式のいずれかで実施され得、そして一般に、得られたポリマー構造が必要な機械的特徴を有するような程度まで、連続相および不連続相が分散されたエマルジョンを形成するのに適切な条件下で実施される。相の組み合わせの乳化は、混合デバイスまたは攪拌デバイス（例えば、ピンインペラー、エクストルーダーまたは複合器）の使用を含むが、これに限定されない。
【００５４】
（２）ＨＩＰＰＥの重合／硬化
１実施形態において、形成された本発明のＨＩＰＰＥ組成物は、適切な反応容器に収集され得る。例えば、ＨＩＰＰＥが容器に入り得る温度は、重合／硬化温度と同じであり得る。適切な重合／硬化条件は、モノマーおよび／またはポリマー、ならびにエマルジョンの相の他の構成（特に、使用される適合化剤系）、そして使用される重合開始剤の型および量に依存して変動する。しかし、しばしば、適切な重合／硬化条件は、１分未満〜数時間の範囲の期間にわたって約１６０℃よりも高い温度にＨＩＰＰＥ組成物を維持することを含む。
【００５５】
１実施形態において、一旦ＨＩＰＰＥ組成物が重合／硬化されると、このＨＩＰＰＥ組成物は、シート様の形態に切断もしくはスライスされ得るか、または所望の形状に加工され得る。
【００５６】
本発明のＨＩＰＰＥ組成物を形成するために使用されるポリマーＢ相に対するポリマー／モノマーＡ相の相対的な量は、得られたポリマー組成物の構造的特性、機械的特性および／または性能特性をもたらし得る。例えば、エマルジョン中のモノマー／ポリマーＢに対するポリマー／モノマーＡの比率は、密度、モジュラス、耐熱性、透明度、バリア特性、靱性、張力および曲げ強さなどに影響を与え得る。ＨＩＰＰＥ組成物を調製するために使用されるエマルジョンは、体積基準で約４：１〜約９８：１の範囲の、ポリマーＢ相に対するポリマー／モノマーＡ相の比率を有し得る。
【００５７】
（ｅ．ＨＩＰＰＥ組成物の特徴：）
本発明のＨＩＰＰＥ組成物は、実質的に間隙がない。１実施形態において、このＨＩＰＰＥ組成物は、約５％未満の間隙容積を有する。別の実施形態において、この間隙容積は、組成物の密度に相関し得る。例えば、本発明の１実施形態において、ＨＩＰＰＥ組成物の密度は、約１００ｍｇ／ｃｃよりも大きい。
【００５８】
処方に依存して、本発明のＨＩＰＰＥ組成物は、以下の特性のうち１つ以上を示し得る：
（ａ）低コストバリア−より高いコストのバリアポリマーは、より低いコストの消耗品プラスチック（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン）中に１％ほどにまで希釈され得るが、酸素、水およびＣＯ２のような種に対する所望のバリア特性のかなりの部分をなお保存し得る。例えば、ＨＩＰＰＥ組成物は、バリア適用において使用される、より高いコストのフッ化ポリマーを置換し得る。
【００５９】
（ｂ）独自の機械的特性および流体力学的特性−副次的な連続相および主要な不連続相によって、ＨＩＰＰＥ構造を合わせることは、独自の機械的特性および／または流体力学的特性のセットを生じ得る。１例において、ＨＩＰＰＥ組成物は、主要相または副次相のいずれかについての熱硬化性ポリマーの使用によって、さらに増強され得る。例えば、エポキシまたは他の熱硬化性物質は、ＨＩＰＰＥ構造のセルの内側（不連続相）で硬化され得、一方セル壁（連続相）は、熱可塑性である。全体的構造は、高度に充填され得、従って、高いモジュラスを有し得るが、熱可塑性物質としてなお処理可能であり得る。別の実施形態において、副次的な連続相は、攻撃的な化学物質に耐えるポリマーを使用し、従って、低コストの化学的に耐性なポリマーブレンドが生成される。さらなる例において、以下のうち２つ以上の組み合わせた特性を有するＨＩＰＰＥ組成物は、自動車産業のような適用のために生成され得る：剛性；靱性；耐油性；耐熱性；処理可能性；および／または値段。
【００６０】
（ｃ）低コストの高熱プラスチック−ＨＩＰＰＥ構造は、より高いコストの高熱プラスチック（例えば、ポリスルホン）が、非常に小さい割合で使用され、高い温度でなお構造的完全性を提供することを可能にし得る。
【００６１】
（ｄ）低コストの導電体またはイオン導電体−ＨＩＰＰＥプラスチック構造の副次相の連続性は、より高いコストであるがなお高性能の、導電体またはイオン導電体であるポリマーと共に、利用され得る。このＨＩＰＰＥ構造は、このようなポリマーが、全体的コストを低下させるために、より低コストの操作または消耗品プラスチックで、非常に低レベルまで希釈されることを可能にする。
【実施例】
【００６２】
（実施例１）
この実施例は、特許請求されたＨＩＰＰＥ重合プロセスによるＨＩＰＰＥ組成物の調製を例示する。フッ化ポリビニルピロリドン（ポリフッ化ビニリデン、ＰＶＤＦ）を含む２部の成分Ｂに、１００回転／分（ｒｐｍ）で高剪断混合ブレードを用いて混合しながら、ポリスチレンとポリ（メチルメタクリレート）とのジブロックコポリマーを含む２部の成分Ｃを添加する。ポリ−（２，６−ジメチル−ｐ−フェニレンオキシド）（ＰＰＯ）を含む９６部の成分Ａを、高剪断混合ブレードを用いて１００ｒｐｍで攪拌しながら、５ｇ／分の速度で、Ｂ／Ｃ混合物に添加する。添加速度および混合速度は、連続相で成分Ｂを維持するために使用する。
【００６３】
別の例において、成分Ａは、ＰＰＯとポリスチレンとのアロイによって置換される。
【００６４】
なお別の例において、本発明に従うエマルジョンは、重合可能モノマーおよび適合化剤の混合物を含む成分Ｂ中に成分Ａ（すなわち、モノマー／ポリマー）を添加および混合することによって第一の硬化可能な高い内相エマルジョンを形成して、生成される。重合開始剤が、所望の処理条件に依存して、エマルジョンの混合前またはエマルジョンの形成後に、成分Ａまたは溶液Ｂ中のいずれかに添加される。次いで、硬化可能な高い内相エマルジョンが、モノマーを硬化するのに十分な時間にわたって、少なくとも約１００℃の温度でエマルジョンを加熱することによって、硬化（重合および架橋）される。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本願発明の好ましい実施形態によれば、以下の組成物などが提供される。
（項１）
高い内相エマルジョン組成物であって、以下を含む：
ａ）少なくとも３種の成分；
ｂ）成分Ａは、ポリマー、モノマーもしくはそれらの混合物である；
ｃ）成分Ｂは、ポリマーである；
ｄ）成分Ｃは、適合化剤である；
ｅ）実質的に間隙がない；そして
ここで、成分Ａの体積比は、成分Ａ、成分Ｂおよび成分Ｃの総体積の少なくとも約８０体積％を占め；そして成分Ｂの体積比は、成分Ａ、成分Ｂおよび成分Ｃの総体積の少なくとも約２０体積％を占め；そして少なくとも２つの相が形成され；成分Ａの大部分を含む相は不連続であり、そして成分Ｂの大部分を含む相は連続である、組成物。
（項２）
上記項１に記載の組成物であって、前記成分Ｃおよび成分Ａが互いの中で不混和性である、組成物。
（項３）
上記項１に記載の組成物であって、Ａがポリスチレンであり、Ｂがポリ２ビニルピロリジンであり、そしてＣがブロックコポリマーである、組成物。