(57)【要約】熱可塑性ポリオレフィンバインダー、セルロース、固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤、およびステアレート潤滑剤を含む、成形物品の形成に適した複合組成物。押出工程に対して過度の悪影響がなく、すなわち製造出力に悪影響を与えることなく、押出しによってこれらの組成物から成形物品が形成され得る。該複合組成物のための添加剤パッケージは、固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤およびステアレート潤滑剤を含む。【選択図】図１
2008517095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形複合物品を形成するための組成物であって、
セルロース繊維と、
熱可塑性ポリオレフィンバインダーと、
固相マレイン化ポリプロピレンを含むカップリング剤と、
ステアレート潤滑剤と、
を含む組成物。
【請求項２】
前記固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤が、ポリマー鎖あたり約１〜約２％の無水マレイン酸官能性を有する請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤が、ポリマー鎖あたり約１．３〜約１．６％の無水マレイン酸官能性を有する請求項２に記載の組成物。
【請求項４】
前記潤滑剤が、ステアリン酸亜鉛を含む請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記潤滑剤がさらに、エチレンビスステアルアミドを含む請求項４に記載の組成物。
【請求項６】
前記ポリオレフィンバインダーが、ポリエチレンおよびポリプロピレンからなる群から選択される請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記ポリオレフィンバインダーがポリエチレンである請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
前記セルロース繊維が前記組成物の約５０〜約８４重量部を構成し、前記熱可塑性ポリオレフィンバインダーが前記組成物の約１０〜約５０重量部を構成し、前記固相マレイン化カップリング剤が前記組成物の約１〜約５重量％を構成し、そして前記潤滑剤が前記組成物の約１〜約１０重量パーセントを構成する請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
前記セルロース繊維が前記組成物の約５０〜約８４重量部を構成し、前記ポリエチレンバインダーが前記組成物の約１０〜約５０重量部を構成し、前記固相マレイン化カップリング剤が前記組成物の約１〜約５重量％を構成し、そして前記潤滑剤が前記組成物の約１〜約１０重量パーセントを構成する請求項７に記載の組成物。
【請求項１０】
セルロース繊維と、熱可塑性ポリオレフィンバインダーと、固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤と、ステアレート潤滑剤とを含む、成形物品を形成するための組成物を提供することと、
前記組成物を成形物品に形成することと、
を含む物品の製造方法。
【請求項１１】
前記物品の形成が押出しによるものである請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ポリオレフィンバインダーが、ポリエチレンおよびポリプロピレンからなる群から選択される請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ポリオレフィンバインダー樹脂がポリエチレンである請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
形成される物品が構造物品である請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１０に記載の方法に従って製造された物品。
【請求項１６】
請求項１１に記載の方法に従って製造された物品。
【請求項１７】
請求項１３に記載の方法に従って製造された物品。
【請求項１８】
複合組成物から物品を形成するために前記複合組成物を形成する際に使用するための添加剤パッケージであって、
固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤を含むカップリング剤と、
ステアレート潤滑剤を含む潤滑剤と、
を含み、
前記潤滑剤対前記カップリング剤の比率が約１：１〜約４：１である添加剤パッケージ。
【請求項１９】
前記潤滑剤対カップリング剤の比率が約３：１である請求項１７に記載の添加剤パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性ポリマー、セルロース繊維、カップリング剤、および潤滑剤を含む複合組成物と、該複合組成物のための潤滑剤／カップリング剤パッケージと、該組成物から形成される構造部材および構造体の製造方法とに関する。本発明の複合体は、構造部材に形成されると木材代替品として使用するのに適切である。
【背景技術】
【０００２】
有機樹脂および充填剤を含む複合材料は既知であり、長年にわたって使用されている。天然木材を採取する必要性を低減するために、天然木材の外観および感触を示す材料を見出すことが必要とされている。この必要性の１つの理由は、世界の森林からの建築用天然木材の限られた供給を節約するための努力に関する。もう１つの理由は、特定の複合材料が、ある点では天然木材よりも優れた特性を示し得ることである。例えば、複合材料を、強化された耐湿性および改善された物理特性を有する合成木材に作製することが可能である。
【０００３】
建築における木材製品の大規模な使用に関連する全般的費用および困難に加えて、一般的なボードの製造における木材の多くは無駄な材料である。製材業者は、構造体の製造に使用するために、採取した木を長尺ボードおよび厚板の束にするよう努力をするので、枝などのパルプ材料と一緒にかなりの量のおがくずが生じる。従って、木材繊維または粒子を様々なバインダー材料と一緒に用いて、原木の代替品としての製品を製造する試みがなされている。このような製品は利用可能になっており、「繊維ボード」または「粒子ボード」として一般に知られている。さらに、木材粒子または繊維をプラスチックバインダーと一緒に使用して、いわゆるプラスチック木材が形成されている。結果として、セルロースおよび関連材料は、一般に複合体に使用するため、特に木材代替品としての使用を目的とする複合体に使用するために、非常に望ましい材料である。
【０００４】
このような複合材料の製造および有効性に関連する１つの問題は、セルロース繊維と熱可塑性バインダーとを強力に結合する能力である。充填剤と樹脂混合物との間の接着安定性は、このような材料が知られてからほとんどの間、これらの材料の劣化および破損の原因であると認識されている。米国特許第５，９８１，０６７号明細書において報告されるように、この問題に対する１つの解決法は、ポリマー−繊維の適合性、すなわちポリマーおよび繊維が互いに混合および／または接着する傾向を高めることを含む。参照によって本明細書中に援用される米国特許第５，１２０，７７６号明細書は、ポリマーマトリックス中の繊維の結合および分散性を改善するために無水マレイン酸または無水フタル酸で前処理されたセルロース繊維を教示する。マルダス（Ｍａｌｄａｓ）およびコクタ（Ｋｏｋｔａ）、「コーティング成分として無水マレイン酸およびイソシアナートを用いる木材繊維の表面改質、ならびにポリスチレン複合体中でのその性能（Ｓｕｒｆａｃｅ  ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｗｏｏｄ  ｆｉｂｅｒｓ  ｕｓｉｎｇ  ｍａｌｅｉｃ  ａｎｈｙｄｒｉｄｅ  ａｎｄ  ｉｓｏｃｙａｎａｔｅ  ａｓ  ｃｏａｔｉｎｇ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ａｎｄ  ｔｈｅｉｒ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｉｎ  ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）」、Ｊｏｕｒｎａｌ  Ａｄｈｅｓｉｏｎ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、１９９１年、１−１４頁も、この点において関連がある。
【０００５】
複合材料の製造に使用するために無水マレイン酸ベースのカップリング剤が提唱されているが、商業的な用途でのこのような材料の使用に成功が収められていないことは明白である。複合組成物の商業的用途は、多くの場合、このような組成物をモールディングや押出しなどによって成形することを含む。このような操作が商業的に競合する環境に事実上有効であるために、このような工程は、比較的高速で、そして操作上の問題が最小限で実行されることが必要である。この目的に向かって、その加工に役立つための複合組成物における添加剤の使用は事実上必須である。一般に使用される１つの加工助剤は、このような複合体を商業的に許容できる速度で有効に加工できるようにする潤滑剤または離型剤である。ステアレート、一般にはステアリン酸金属塩、特にステアリン酸カルシウムまたはステアリン酸亜鉛は、熱可塑性ポリマーおよびセルロース充填剤を含む複合体用潤滑剤パッケージに使用されることが多い。例えば、米国特許第６，１８０，２５７号明細書（第２欄、２６−２８行）を参照されたい。
【０００６】
しかしながら、マレイン化ポリプロピレンカップリング剤を用いるセルロース充填剤および熱可塑性ポリオレフィンバインダーの押出複合体を形成するためのステアレート潤滑剤の使用は、該マレイン化ポリプロピレンカップリング剤を含有する複合体から製造される構造物品のひび割れおよび亀裂を生じると共に、押出トルクおよび押出圧力に悪影響を与え得ることが分かっている。この問題に対処するための試みにおいて、物品の加工業者または製造業者は、押出速度を低下させ、使用される潤滑剤の量を増大させることが必要である。これらの調整はいずれも望ましくなく、一般には許容できない。より遅い押出速度は、時間当たりの製造（出力速度）を低下させ、最終製品の製造コストを上昇させる。増大したレベルの潤滑剤の使用は製造コストを増大させ、物品の所望の特性の低下をもたらし得る。
【０００７】
従って、マレイン化ポリプロピレンカップリング剤を用いるセルロース充填剤および熱可塑性ポリオレフィンバインダーの複合体が、それから形成される構造物品のひび割れおよび亀裂を生じることなく、そして押出速度の低下も使用される潤滑剤量の増大も必要とせずに達成されるように提供されれば、非常に望ましいであろう。上記の目的を達成する改善された複合体を提供し、従来技術の複合体からの構造物品と同等またはそれより優れた物理特性の構造物品をそれから提供することは特に望ましいであろう。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明には、新規の潤滑剤／カップリング剤の添加剤パッケージ組成物、新規の複合組成物、新規の構造部材、および複合構造体の新規の製造方法を含むいくつかの態様がある。これらの態様のそれぞれは、セルロース充填剤、熱可塑性ポリオレフィンバインダーおよびステアレート潤滑剤の複合体に使用されるカップリング剤として固相製造マレイン化ポリプロピレンカップリング剤を使用することによって、対処される問題を解決できるという本発明者らの認識に少なくとも部分的に由来する。以前は、米国特許第３，８８２，１９４５号明細書、米国特許第４，４０４，３１２号明細書および米国特許第５，００１，１９７号明細書に開示されるような溶融工程で製造されるものなどの溶融形成マレイン化ポリプロピレンカップリング剤だけが、セルロース充填剤、熱可塑性ポリオレフィンおよびステアレート潤滑剤の複合体に用いられていた。本発明者らは、セルロース充填剤、熱可塑性ポリオレフィンおよびステアレート潤滑剤の複合体に固相製造マレイン化ポリプロピレンカップリング剤を使用することによって、それから形成される構造物品のひび割れおよび亀裂の問題を本質的に排除することができ、押出機の速度の低下も潤滑剤レベルの増大も必要ではないことを発見した。
【０００９】
出願人は、成形物品および構造物品を形成するために適切な複合組成物を発見した。該複合組成物は、熱可塑性ポリオレフィンポリマー、セルロース充填剤、固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤およびステアレート潤滑剤を含む。固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤は、ステアレート潤滑剤、そして任意で他の潤滑剤と組み合わされて、複合組成物の製造に使用するための予備形成された新規の添加剤パッケージを形成してもよい。
【００１０】
本発明の方法は、好ましくは、熱可塑性ポリオレフィンポリマー、セルロース充填剤、固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤およびステアレート潤滑剤の複合体を押出すことによって、本発明の複合体を成形物品または構造物品に形成することを含む。
【００１１】
本発明の成形物品または構造物品は、熱可塑性ポリオレフィンポリマー、セルロース充填剤、固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤およびステアレート潤滑剤を含むこのような複合体から形成される成形物品または構造物品を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、成形物品または構造物品、そして特に望ましい強度特性を示す構造部材に、高速で製造され得る複合組成物に関する。一般に、組成物は好ましくは、本発明に従って、約１０〜約５０重量部の熱可塑性ポリマー、約５０〜約８５重量部のセルロース繊維、有効量のカップリング剤および有効量の潤滑剤を含む。本明細書中で使用される場合、有効量という用語は、組成物の対応する性能において目立った改善、好ましくは大幅な改善を生じる量を指す。従ってカップリング剤に関しては、有効量の固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤は、熱可塑性樹脂とセルロース繊維との間の適合性および／または接着性の目立った改善を生じ、これは通常、排他的ではないが、成形物品の引張強さの改善において明らかにされ得る。このような有効量のマレイン化ポリプロピレンカップリング剤は、好ましくは、約１〜約５重量部の量であろう。ステアレート潤滑剤に関しては、有効量は組成物の加工性の目立った改善を生じ、これは通常、排他的ではないが、組成物を成形物品に有効に形成する、好ましくは押出すことができる速度および／または効率の改善において明らかにされ得る。このような有効量のステアレート潤滑剤は、単独または他の潤滑剤と組み合わされて、好ましくは約１〜約１０重量部の量、より好ましくは約１〜約５重量部の量であろう。
【００１３】
特定の好ましい実施形態によると、複合組成物は、好ましくは、約３０〜約４７重量部、さらにより好ましくは約２０〜約４０重量部、またさらにより好ましくは約２５〜約３５重量部の熱可塑性ポリオレフィンポリマーと、好ましくは約５０〜約８０重量部、さらにより好ましくは約５０〜約７０重量部のセルロース繊維と、好ましくは約１〜約５重量部、さらにより好ましくは約１〜３重量部の固相製造マレイン化ポリプロピレンカップリング剤と、好ましくは約１〜約８重量部、より好ましくは約２〜約６重量部の潤滑剤とを含む。
【００１４】
本発明に従って固相マレイン化ポリプロピレンベースのカップリング剤およびステアレート潤滑剤を含む本発明の組成物の好ましい実施形態は、改善された性能特性の成形物品を生じ、製造した物品の顕著または多大なひび割れまたは亀裂を起こさずに成形物品を生じ、そして製造出力の減少を必要とすることなく、あるいは使用される潤滑剤レベルの増大を必要とせずに成形物品を生じる。好ましくは、本発明の好ましい複合組成物から製造される物品は、好ましくは少なくとも約２５０，０００、より好ましくは少なくとも約３００，０００の弾性率（ＭＯＥ）と、好ましくは少なくとも約１５００、より好ましくは少なくとも約２０００の破裂係数（ｍｏｄｕｌｕｓ  ｏｆ  ｒｕｐｔｕｒｅ（ＭＯＲ））とを示す。
【００１５】
本発明のもう１つの実質的かつ予想外の利点、特に本発明の固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤／ステアレート潤滑剤の組み合わせの利点は、本発明の組成物の改善された加工性能に由来するコストの利点である。さらに特別には、本発明の固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤／ステアレート潤滑剤の組み合わせは、複合組成物の成形性、特に押出性を強化する際により有効である。
【００１６】
実質的に熱可塑性のポリオレフィンポリマーはどれも本発明による使用に適応することができると考えられる。実質的に熱可塑性のポリオレフィン高分子材料に対する主な要件は、セルロース繊維との溶融混合を可能にし、熱可塑性工程における押出しまたはモールディングによる成形物品への有効な形成を可能にするのに十分な熱可塑性特性を保持することである。従って、本発明の組成物中には、これらの本質的な特性を犠牲にすることなく少量の熱硬化性樹脂が含まれてもよいと考えられる。未使用ポリマーおよび再生（廃棄）ポリマーの両方を使用することができる。本明細書中で使用される場合、ポリオレフィンという用語は、不飽和脂肪族炭化水素のホモポリマー、コポリマーおよび変性ポリマーを指す。好ましいポリオレフィンの１つはＣ２〜Ｃ４ポリオレフィンであり、ポリエチレンおよびポリプロピレンが最も好ましい。特に好ましいのは、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）および高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）である。
【００１７】
本発明の組成物は、セルロースを含む充填剤を含む。充填剤成分は、補強（高アスペクト比）充填剤、非補強（低アスペクト比）充填剤、ならびに補強および非補強充填剤の両方の組み合わせで構成され得る。アスペクト比は、充填剤粒子の長さ対有効直径の比であると定義される。高アスペクト比は利点を提供する、すなわち同レベルの充填剤含量ではより高い強度およびモジュラスを提供する。セルロースへの任意的な補助剤として、ガラス繊維、炭素繊維、タルク、マイカ、カオリン、炭酸カルシウムなどの無機充填剤が含まれてもよい。さらに、適切な高分子繊維を含む他の有機充填剤が使用されてもよい。
【００１８】
本発明によるセルロース充填剤は、その低コストのため、そして軽量、高強度の熱動力学的ミキサーにおける加工後に高アスペクト比を保持する能力、および低研磨特性（従って、機械寿命の延長）などの他の理由により特に重要であり好ましい。セルロースは、木材／森林および農業副産物を含むどのソースからも誘導することができる。セルロース繊維は、硬材繊維、軟材繊維、麻、ジュート、もみ殻、麦わら、およびこれらのうちの２つ以上の組み合わせを含むことができる。特定の実施形態では、セルロースは、好ましくは、硬材中に存在するような高アスペクト比の繊維をかなりの割合で含む。しかしながら、このような高アスペクト比の繊維は通常、加工するのがより困難であり、従って、加工速度および効率が特に重要な考慮事項である実施形態ではあまり望ましくないこともある。
【００１９】
本明細書で使用される場合、固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤という用語は、セルロース粒子および熱可塑性ポリマーの分散および／または適合化を促進する傾向のある固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤を指す。本発明者らは、驚くことに、固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤が、様々なポリオレフィンポリマー、より好ましくはＣ２〜Ｃ４ポリオレフィン、さらにより好ましくはポリエチレンおよびポリプロピレン、ならびにステアレート潤滑剤と関連して使用して、複合組成物および構造物品をそれから製造するために非常に有効であることを発見した。様々な種類の複合組成物中で高度の有効性と共に使用することができるカップリング剤を有することが望ましい本発明の実施形態では、本発明者らは、マレイン化ポリプロピレンポリマー、特に、好ましくは約１０，０００〜約２５，０００であり、さらにより好ましくは約１０，０００〜約２０，０００の分子量と、ポリマー鎖あたり平均して約０．６〜約５％の無水マレイン酸官能性、さらにより好ましくは約１．０〜約２％の無水マレイン酸官能性、さらにより好ましくは約１．３〜約１．６％の無水マレイン酸官能性とを有するポリプロピレンを用いるのが好ましいことを発見した。このような固相マレイン化ポリプロピレンは、例えば独国シュコーパウのコメトラ・クンストストッフ・モディフィカカトレン・ウント・アディティフ社（Ｋｏｍｅｔｒａ  Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆ  Ｍｏｄｉｆｉｃａｋａｔｏｒｅｎ  ｕｎｄ  Ａｄｉｔｉｖ  ＡＧ）から入手可能である。このような固相マレイン化ポリプロピレンは、国際公開第０２／０９３１５７号パンフレット（その開示は参照によって本明細書中に援用される）に開示される固相製造方法により製造される。コメトラ・クンストストッフ・モディフィカカトレン・ウント・アディティフ社から入手可能な典型的な固相マレイン化ポリプロピレンの例としては、商品名コメトラ（Ｋｏｍｅｔｒａ）２１１０ＦＡ、コメトラ２１１２ＦＡ、コメトラ８０１２ＦＡおよびコメトラ８１１２ＦＡで入手可能な固相マレイン化ポリプロピレンが挙げられる。本発明のポリオレフィン熱可塑性ポリマー／セルロース充填剤／ステアレート潤滑剤の複合組成物においてカップリング剤として有用である特に好ましい固相マレイン化ポリプロピレンは、コメトラ８１１２である。
【００２０】
特定の実施形態では、固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤に加えて、さらに好ましくは単独または他の好ましいカップリング剤と組み合わせてシランカップリング剤を用いるのが望ましいこともあると考えられる。当然ながら、本明細書において記載される固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤に加えて、本明細書では特に記載しないが当業者にはもう知られているか知られることになる他の有効なカップリング化合物が使用されてもよい。
【００２１】
本発明の複合組成物は、有効量のステアレート潤滑剤または潤滑剤パッケージを含む。適切なステアレート潤滑剤はどれも本発明の複合組成物に使用することができるが、１つの好ましい実施形態では、潤滑剤は、ステアリン酸カルシウムまたはステアリン酸亜鉛潤滑剤を含む。本発明による潤滑剤パッケージは好ましくは、米国特許第３，５７８，６２１号明細書（参照によって本明細書中に援用される）において開示されるように、カルボキシアミドワックス、さらにより好ましくはステアルアミドワックスも含む。特に好ましいのは、エチレンビスステアルアミド（「ＥＢＳ」）である。ステアレートおよびアミドワックスは、潤滑剤パッケージ中で広範な相対濃度にわたって一緒に使用され得ると考えられるが、アルキルエステル対アミドワックスの重量比は、約３０：１〜約１：１であるのが好ましく、２０：１〜約２：１がより好ましい。
【００２２】
本発明の一態様は、有利な加工特性および最終用途特性を有する複合組成物の形成に関連して有用である添加剤組成物を含む。より詳細には、添加剤パッケージは、複合物品の製造出力を減少せずに完成品の強度特性を損なうことなく、そして許容できないひび割れおよび亀裂のあるそのような物品を生じることなく複合体の加工特性を改善するという点で有効な、ステアレート潤滑剤および固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤の独特の組み合わせを含む。
【００２３】
本発明のステアレート潤滑剤パッケージは、特定の実施形態では単独で有益に使用することができると考えられるが、一般に、本発明によるステアレート潤滑剤／パッケージを固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤／パッケージと組み合わせて含む添加剤パッケージを提供することが好ましい。さらに、これらのパッケージは、本発明に従って広範な相対的比率で組み合わせることができると考えられるが、一般に、約１：１〜約４：１のステアレート含有潤滑剤：カップリング剤の重量比、さらにより好ましくは、特定の実施形態では約３：２または３：１または２：１の重量比を有する添加剤パッケージを提供することが好ましい。
【００２４】
本発明の複合組成物は、約０〜約１０重量％の量の鉱物充填剤などの他の充填剤、約０〜約４重量％の量の顔料および着色剤、約０〜約２重量％の量の光安定剤、約０〜約２重量％の量の殺生物剤などを含むがこれらに限定されない他の成分を任意で含有してもよい。ここで重量パーセントは、組成物の総重量を基準とする。
【００２５】
既に示したように、本発明の複合組成物を使用して、様々な種類の構造部材を形成することができ、このような構造部材は全て本発明の広義の範囲内に入る。しかしながら本発明者らは、本発明の方法および組成物を用いて、他の方法では形成するのが非常に困難である構造部材、および／または加工コストが高いために経済的な観点から実際には実現不可能な構造部材、特に押出構造部材を形成できることを発見した。図１〜図３に関連してより具体的には、本発明は、強力であると同時に軽量でもある構造部材を含むことが分かる。このような軽量構造部材が、構造体の断面積が大きいために従来の複合組成物から押出しによって製造するのが実際には不可能であったであろうということは、当業者によって認識されるであろう。より詳細には、本発明の複合組成物は、高強度および高潤滑性の独特の組み合わせを有し、比較的高速の経済的な押出条件下でこのような高表面積形状の押出しを可能にする。本発明者らは、このような構造部材が、セルロース充填剤、熱可塑性ポリオレフィン、溶融形成マレイン化ポリプロピレンカップリング剤およびステアレート潤滑剤の複合体を用いる従来技術の技法に従って、商業的に効率的かつ費用効果的な方法で製造されていないであろうと確信する。
【００２６】
複合物品の形成方法は成形物品を形成することを含み、本明細書中に記載されるように本発明による複合組成物を提供するステップと、前記組成物を所望の成形物品に形成するステップとを含む。米国特許第３，９４３，０７９号明細書、米国特許第４，３３８，２２８号明細書、米国特許第５，８８６，０６６号明細書、および米国特許第５，９９７，７８４号明細書（それぞれ、参照によって本明細書中に援用される）において開示されるように、成分を結合して均質な複合組成物を形成するために当該技術分野においてよく知られている技法のいずれかに従って成分を結合することによって、組成物を提供することができる。
【００２７】
形成ステップは、均質な複合体を成形物品に形成するために当該技術分野においてよく知られている、上述の特許で開示されるような射出成形および押出しを含む技法のいずれかを含むこともできる。押出しによる形成が好ましい。
【００２８】
本発明は、本発明の複合組成物から調製することができる改善された複合物品を実証する以下の実施例によって説明されるが限定はされない。
【００２９】
本発明の以下の複合組成物および比較複合組成物を調製し、これらから複合ボードを押出した。調製および試験した複合組成物は、以下の表１に示される通りであった。
【００３０】
【表１】
2008517095.tif 000003
ＨＤＰＥ＝高密度ポリエチレン
ＴＬＰＸ１２２９＝ステアリン酸亜鉛／エチレンビスステアルアミド（２：１）の潤滑剤パッケージ
コメトラ（Ｋｏｍｅｔｒａ）２１１０ＦＡ、コメトラ２１１２ＦＡ、コメトラ８０１２ＦＡおよびコメトラ８１１２ＦＡ＝固相製造マレイン化ポリプロピレン
ＰＨ０２０−１９０１７ＲＲＲ、１１７２−１８９−１６ＲＲＲおよびＶｉｓ４６５−１８７−１４＝溶融製造マレイン化ポリプロピレン
【００３１】
組成物２、３、４および５は、本発明の複合組成物、すなわちステアリン酸亜鉛潤滑剤および固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤を含有する複合組成物である。組成物６、７および８は、ステアリン酸亜鉛潤滑剤および従来技術の溶融製造マレイン化ポリプロピレンカップリング剤を含有する、類似しているが比較複合組成物である。組成物１は、ステアリン酸亜鉛潤滑剤を含有するがカップリング剤を含有しない基準の比較複合組成物である。
【００３２】
複合組成物は全て、以下の押出条件下で既知の方法により約１インチ×０．３インチ（２．５ｃｍ×０．７５ｃｍ）のボードに形成した。使用した押出機は、ブラベンダー（Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ）３２ｍｍパラレルツインスクリュー押出機であった。室内条件は、６７％湿度および６９°Ｆ（２０．６℃）であった。押出機条件は、次のとおり：バレルゾーン＃１−１９０℃、バレルゾーン＃２−１９０℃、バレルゾーン＃３−１８０℃、ダイゾーン＃１−１７０℃、ダイゾーン＃２−１７０℃、押出機速度４０ｒｐｍであった。木材の含水率は、０．３０％であった。
【００３３】
８つの複合組成物について、加工中の複合組成物に少なくとも部分的に依存する押出機条件は表２に示される通りであった。
【００３４】
【表２】
2008517095.tif 000004
【００３５】
８つの複合組成物から製造したボードには、以下の物理的な特徴および特性があった。溶融製造マレイン化ポリプロピレンカップリング剤を含有する複合組成物、すなわち組成物６、７および８から製造したボードには全て、ひび割れおよび著しい亀裂があり、組成物７からのボードには深刻な亀裂があり、そして組成物８からのボードには、以下に記載される物理特性の測定を不可能にする非常に深刻な亀裂があった。対照的に、固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤を含有する本発明の複合組成物で製造されたボードは全て、著しいひび割れまたは亀裂のない良好な品質のボードであった。複合組成物１〜８から押出されたボードの弾性率（ＭＯＥ）および破裂係数（ＭＯＲ）は、表３に示される通りであった。
【００３６】
【表３】
2008517095.tif 000005
【００３７】
潤滑剤のみを含有し、カップリング剤を含有しない複合組成物の物理特性は、全体的に最も低かった。溶融製造マレイン化ポリプロピレンカップリング剤および固相製造マレイン化ポリプロピレンカップリング剤はいずれも、これらの物理特性に対してよい影響を与えたが、溶融製造マレイン化ポリプロピレンカップリング剤は押出機性能に対して著しい悪影響を与え、固相製造マレイン化ポリプロピレンカップリング剤は悪影響を与えなかった。
【００３８】
本発明はさらに、以下の本発明の複合組成物番号９〜１２およびそれから押出されるボードによって説明される。比較の目的で、カップリング剤を含有しない基準の組成物（番号１３）も提供した。組成物は、表４に示される通りである。
【００３９】
【表４】
2008517095.tif 000006
【００４０】
複合組成物は全て、以下の押出条件下で既知の方法により約１インチ×０．３インチ（２．５ｃｍ×０．７５ｃｍ）のボードに形成した。使用した押出機は、ブラベンダー３２ｍｍパラレルツインスクリュー押出機であった。室内条件は、６６％湿度および６８°Ｆ（２０℃）であった。押出機条件は、次のとおり：バレルゾーン＃１−１９０℃、バレルゾーン＃２−１９０℃、バレルゾーン＃３−１８０℃、ダイゾーン＃１−１７０℃、ダイゾーン＃２−１７０℃、押出機速度４０ｒｐｍであった。木材の含水率は、１．１０％であった。
【００４１】
４つの複合組成物について、加工中の複合組成物に少なくとも部分的に依存する押出機条件は表５に示される通りであった。
【００４２】
【表５】
2008517095.tif 000007
【００４３】
複合組成物から製造したボードには、以下の物理的な特徴および特性がある。固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤を含有する複合組成物から製造したボードは全て、著しいひび割れまたは亀裂のない良好な品質のボードであった。複合組成物９、１０、１１、１２および１３から押出されたボードの弾性率（ＭＯＥ）および破裂係数（ＭＯＲ）は、表６に示される通りであった。
【００４４】
【表６】
2008517095.tif 000008
【００４５】
結果は、この場合も、固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤が、製造出力または押出機性能に悪影響を与えることなく、得られた複合物品の物理特性を著しく改善する能力を実証する。
【００４６】
本発明の以下の複合組成物および比較複合組成物を調製し、これらから複合ボードを押出した。調製および試験した複合組成物は、以下の表７に示される通りであった。
【００４７】
【表７】
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ＨＤＰＥ＝高密度ポリエチレン
ＴＬＰＸ１２２９＝ステアリン酸亜鉛／エチレンビスステアルアミド（２：１）の潤滑剤パッケージ
コメトラ（Ｋｏｍｅｔｒａ）８０１２ＦＡおよびコメトラ８１１２ＦＡ＝固相製造マレイン化ポリプロピレン
ＭＤ−３５３Ｄ、ポリボンド（Ｐｏｌｙｂｏｎｄ）２１５０、ポリボンド３２００、ＭＰ８８０、Ｇ−３００３およびＧ−３０１５＝溶融製造マレイン化ポリプロピレン
【００４８】
組成物１５および１６は、本発明の複合組成物、すなわちステアリン酸亜鉛潤滑剤および固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤を含有する複合組成物である。組成物１７〜２２は、ステアリン酸亜鉛潤滑剤および従来技術の溶融製造マレイン化ポリプロピレンカップリング剤を含有する、類似しているが比較複合組成物である。組成物１４は、ステアリン酸亜鉛潤滑剤を含有するがカップリング剤を含有しない基準の比較複合組成物である。
【００４９】
複合組成物は全て、以下の押出条件下で既知の方法により約１インチ×０．３インチ（２．５ｃｍ×０．７５ｃｍ）のボードに形成した。使用した押出機は、ブラベンダー３２ｍｍパラレルツインスクリュー押出機であった。室内条件は、６７％湿度および６７°Ｆ（１９．５℃）であった。押出機条件は、次のとおり：バレルゾーン＃１−１９０℃、バレルゾーン＃２−１９０℃、バレルゾーン＃３−１８０℃、ダイゾーン＃１−１７０℃、ダイゾーン＃２−１７０℃、押出機速度４０ｒｐｍであった。木材の含水率は、１％であった。
【００５０】
９つの複合組成物について、加工中の複合組成物に少なくとも部分的に依存する押出機条件は表８に示される通りであった。
【００５１】
【表８】
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【００５２】
９つの複合組成物から製造したボードは、以下の物理的な特徴および特性を有した。溶融製造マレイン化ポリプロピレンカップリング剤を含有する複合組成物、すなわち組成物１７〜２２から製造したボードは全て、ひび割れおよび著しい亀裂を有し、組成物１９および２２からのボードは深刻な亀裂を有した。対照的に、固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤を含有する本発明の複合組成物（組成物１５および１６）で製造されたボードは全て、著しいひび割れまたは亀裂のない良好な品質のボードであった。複合組成物１４〜２２から押出されたボードの弾性率（ＭＯＥ）および破裂係数（ＭＯＲ）は、表９Ａおよび９Ｂに示される通りであった。
【００５３】
【表９】
2008517095.tif 000011
【００５４】
【表１０】
2008517095.tif 000012
【００５５】
潤滑剤のみを含有し、カップリング剤を含有しない複合組成物の物理特性は、全体的に最も低かった。溶融製造マレイン化ポリプロピレンカップリング剤および固相製造マレイン化ポリプロピレンカップリング剤はいずれも、これらの物理特性に対してよい影響を与えたが、溶融製造マレイン化ポリプロピレンカップリング剤は押出機性能に対して著しい悪影響を与え、固相製造マレイン化ポリプロピレンカップリング剤は悪影響を与えなかった。
【００５６】
結果は、この場合も、固相マレイン化ポリプロピレンカップリング剤が、製造出力または押出機性能に悪影響を与えることなく、得られた複合物品の物理特性を著しく改善する能力を実証する。
【００５７】
本発明は、その特定の実施形態を参照して本明細書において記載されたが、本明細書中に開示される本発明の概念の精神および範囲から逸脱することなく変化、変更および変形が成され得ることは認識されるであろう。従って、特許請求の範囲の精神および範囲に入るこのような全ての変化、変更および変形を包含することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施形態による１つの構造部材の半概略断面図である。
【図２】本発明のもう１つの実施形態による１つの構造部材の半概略断面図である。
【図３】本発明のもう１つの実施形態による１つの構造部材の半概略断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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