(57)【要約】  充填剤入りポリマー樹脂の、射出成型による該樹脂由来の物品の製造における使用；充填剤入りポリマー樹脂を射出成型することによる物品の製造方法；リサイクルポリマーを含むポリマー樹脂に係る射出成型性を与えまたはこれを改善するための方法、そこにおいて該ポリマー樹脂は、リサイクルポリマーおよび機能性フィラーを含む；リサイクルポリマーを含むポリマー樹脂における、機能性フィラーの、該ポリマー樹脂の射出成型性を改善するための使用；充填剤入りポリマー樹脂を射出成型することにより得られる製造品；および充填剤入りポリマー樹脂。【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填剤入りポリマー樹脂の、射出成型による前記樹脂からの物品の製造における使用であって、前記ポリマー樹脂が、リサイクルポリマー及び機能性フィラーを含み、前記機能性フィラーが、無機微粒子を含み、前記無機微粒子が、（ｉ）表面処理されており、及び／又は（ｉｉ）約２．５μｍ未満のｄ50を有し、かつ前記充填剤入りポリマー樹脂が、
（１）射出成型中の前記充填剤入りポリマー樹脂のＭＦＩよりも低い、２．１６ｋｇ／１９０℃におけるＭＦＩ、及び／又は
（２）射出成型中の前記充填剤入りポリマー樹脂の見掛けのＭＦＩよりも少なくとも３ｇ／１０分低い、２．１６ｋｇ／１９０℃におけるＭＦＩ、及び／又は
（３）約２．５ｇ／１０分未満の２．１６ｋｇ／１９０℃におけるＭＦＩ、
を有し、
（ａ）少なくとも約５．０ｇ／１０分の２．１６ｋｇ／１９０℃におけるＭＦＩを有する未充填バージンＨＤＰＥ樹脂に匹敵するスパイラルフローナンバー（ＳＦＮ）、及び／又は
（ｂ）２．１６ｋｇ／１９０℃において８．０ｇ／１０分のＭＦＩを有する未充填バージンＨＤＰＥポリマー樹脂のＳＦＮの少なくとも８０％であるＳＦＮ、
を有してもよい、前記使用。
【請求項２】
射出成型により物品を製造する方法であって、前記方法が、充填剤入りポリマー樹脂から物品を射出成型する工程を含み、前記充填剤入りポリマー樹脂が、リサイクルポリマー及び機能性フィラーを含み、前記機能性フィラーが、無機微粒子を含み、前記無機微粒子が、（ｉ）表面処理されており、及び／又は（ｉｉ）約２．５μｍ未満のｄ50を有し、かつ前記充填剤入りポリマー樹脂が、
（１）射出成型中の前記充填剤入りポリマー樹脂のＭＦＩよりも低い、２．１６ｋｇ／１９０℃におけるＭＦＩ、及び／又は
（２）射出成型中の前記充填剤入りポリマー樹脂の見掛けのＭＦＩよりも少なくとも３ｇ／１０分低い、２．１６ｋｇ／１９０℃におけるＭＦＩ、及び／又は
（３）約２．５ｇ／１０分未満の２．１６ｋｇ／１９０℃におけるＭＦＩ、
を有し、
（ａ）少なくとも約５．０ｇ／１０分の２．１６ｋｇ／１９０℃におけるＭＦＩを有する未充填バージンＨＤＰＥ樹脂に匹敵するスパイラルフローナンバー（ＳＦＮ）、及び／又は
（ｂ）２．１６ｋｇ／１９０℃において８ｇ／１０分のＭＦＩを有する未充填バージンＨＤＰＥポリマー樹脂のＳＦＮの少なくとも８０％であるＳＦＮ、
を有してもよい、前記方法。
【請求項３】
機能性フィラーの、リサイクルポリマーを含有するポリマー樹脂における、前記ポリマー樹脂の射出成型性を改善するための使用であって、前記機能性フィラーが、無機微粒子を含み、前記無機微粒子が、（ｉ）表面処理されており、及び／又は（ｉｉ）約２．５μｍ未満のｄ50を有する、前記使用。
【請求項４】
リサイクルポリマーを含有するポリマー樹脂の射出成型性を与える又は改善するための方法であって、前記方法が、前記ポリマー樹脂を機能性フィラーで満たす工程、充填剤入りポリマー樹脂を形成する工程、及び射出成型によって前記充填剤入りポリマー樹脂から製造品を製造する工程を含み、前記機能性フィラーが、無機微粒子を含み、前記無機微粒子が、（ｉ）表面処理されており、及び／又は（ｉｉ）約２．５μｍ未満のｄ50を有し、かつ前記充填剤入りポリマー樹脂が、
（１）射出成型中の前記充填剤入りポリマー樹脂のＭＦＩよりも低い、２．１６ｋｇ／１９０℃におけるＭＦＩ、及び／又は
（２）射出成型中の前記充填剤入りポリマー樹脂の見掛けのＭＦＩよりも少なくとも３ｇ／１０分低い、２．１６ｋｇ／１９０℃におけるＭＦＩ、及び／又は
（３）約２．５ｇ／１０分未満の２．１６ｋｇ／１９０℃におけるＭＦＩ、
を有し、
（ａ）少なくとも約５．０ｇ／１０分の２．１６ｋｇ／１９０℃におけるＭＦＩを有する未充填バージンＨＤＰＥ樹脂に匹敵するスパイラルフローナンバー（ＳＦＮ）、及び／又は
（ｂ）２．１６ｋｇ／１９０℃において８ｇ／１０分のＭＦＩを有する未充填バージンＨＤＰＥポリマー樹脂のＳＦＮの少なくとも８０％のＳＦＮ、
を有する、前記方法。
【請求項５】
製造品又は前記製造品が、約２００℃〜約２４０℃の溶融温度にて、前記充填剤入りポリマー樹脂から加工処理される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の使用又は方法。
【請求項６】
製造品又は前記の製造品を製造するためのサイクル時間が、未充填のＨＤＰＥバージンポリマー樹脂から類似する製造品を製造するためのサイクル時間よりも少なくとも約１０％短く、例えば未充填のＨＤＰＥバージンポリマー樹脂から類似する製造品を製造するためのサイクル時間よりも少なくとも約２０％短く、又は少なくとも約３０％短い、請求項１〜５のいずれか１項に記載の使用又は方法。
【請求項７】
（ｉ）射出成型中のピーク圧の平均値が、約１００〜２００ＭＰａ(約１，０００〜２，０００ｂａｒ)であり、及び／又は（ｉｉ）前記ピーク射出成型圧の範囲が、約０．５０ＭＰａ（約５．０ｂａｒ）以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の使用又は方法。
【請求項８】
３２ショットにわたる質量範囲が、３．２５ｇ〜４．０ｇの間の平均ショット質量に対して０．００８ｇ未満である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の使用又は方法。
【請求項９】
充填剤入りポリマー樹脂が、２．１６ｋｇ／１９０℃において２．５ｇ／１０分未満、例えば２．１６ｋｇ／１９０℃において約２．０ｇ／１０分以下、又は２．１６ｋｇ／１９０℃において約１．５ｇ／１０分以下、又は２．１６ｋｇ／１９０℃において約１．０ｇ／１０分以下、又は２．１６ｋｇ／１９０℃において約０．５ｇ／１０分以下のＭＦＩを有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の使用又は方法。
【請求項１０】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、約２．５ｇ／１０分未満の２．１６ｋｇ／１９０℃におけるＭＦＩ、及び（ａ）少なくとも約５．０ｇ／１０分の２．１６ｋｇ／１９０℃におけるＭＦＩを有する未充填バージンＨＤＰＥ樹脂に匹敵するＳＦＮ、及び／又は（ｂ）２．１６ｋｇ／１９０℃において８ｇ／１０分のＭＦＩを有する未充填バージンＨＤＰＥポリマー樹脂のＳＦＮの少なくとも８０％、例えば２．１６ｋｇ／１９０℃において８ｇ／１０分のＭＦＩを有する未充填バージンＨＤＰＥポリマー樹脂のＳＦＮの少なくとも約９０％であるＳＦＮを有する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の使用又は方法。
【請求項１１】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、２．１６ｋｇ／１９０℃において約２．０ｇ／１０分以下、例えば２．１６ｋｇ／１９０℃において約１．５ｇ／１０分以下、又は２．１６ｋｇ／１９０℃において約１．０ｇ／１０分以下、又は２．１６ｋｇ／１９０℃において約０．５ｇ／１０分以下のＭＦＩを有する、請求項１０に記載の使用又は方法。
【請求項１２】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、少なくとも約１００のＲ−ＭＦＩを有し、
Ｒ−ＭＦＩ＝（２１．６ｋｇにおけるＭＦＩ）／（２．１６ｋｇにおけるＭＦＩ)であり、
（２１．６ｋｇにおけるＭＦＩ）−（２．１６ｋｇにおけるＭＦＩ）が、少なくとも約４０であってもよい、
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の使用又は方法。
【請求項１３】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、少なくとも約３５０ｍｍ、例えば少なくとも約４００ｍｍ、又は少なくとも約４５０ｍｍのＳＦＮを有する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の使用又は方法。
【請求項１４】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、少なくとも約５０質量％のリサイクルポリマー（前記充填剤入りポリマー樹脂内のポリマーの全質量を基準として）を含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の使用又は方法。
【請求項１５】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、複数のポリマー型の混合物、例えばポリエチレンとポリプロピレンとの混合物、又は異なる型のポリエチレン、例えばＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ及び／又はＬＬＤＰＥの混合物、又は異なる型のポリエチレン（例えば、ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ及び／又はＬＬＤＰＥ）とポリプロピレンとの混合物を含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の使用又は方法。
【請求項１６】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、バージンポリマーを含まない、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の使用又は方法。
【請求項１７】
前記機能性フィラーが、約１．０μｍ以下、例えば約０．７５μｍ以下のｄ50を有する未被覆の無機微粒子である、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の使用又は方法。
【請求項１８】
前記機能性フィラーが、表面処理された無機微粒子を含むか、又は表面処理された無機微粒子であり、前記無機微粒子が、約０．１〜２．５μｍ、例えば約０．１〜約１．０μｍのｄ50を有してもよい、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の使用又は方法。
【請求項１９】
前記無機微粒子が、表面処理剤で表面処理されており、前記表面処理剤が、ヒドロカルビル不飽和及びＯ−又はＮ−含有酸官能性を含む化合物、及び／又は飽和ヒドロカルビル基及びＯ−又はＮ−含有酸官能性を有する化合物である、請求項１８に記載の使用又は方法。
【請求項２０】
前記無機微粒子が、炭酸カルシウム、例えば重質炭酸カルシウムである、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の使用又は方法。
【請求項２１】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、耐衝撃性改良剤及び／又はパーオキサイド含有添加剤を含む、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の使用又は方法。
【請求項２２】
請求項１〜２１のいずれか１項において定義される充填剤入りポリマー樹脂を射出成型することによって得られる、製造品。
【請求項２３】
前記物品が、約３ｍｍ以下、例えば約１ｍｍ〜約３ｍｍの厚みを有する壁を有する、請求項２２に記載の製造品。
【請求項２４】
（ａ）少なくとも約３００％の破断点伸び、（ｂ）少なくとも約２０ＭＰａ、例えば約２０〜２２ＭＰａのＵＴＳ、（ｃ）少なくとも約９００ＭＰａの曲げ弾性率、及び（ｄ）少なくとも約４０ｋＪ／ｍ2（２０℃±２℃）、例えば少なくとも約８０ｋＪ／ｍ2（−２０℃±２℃）のシャルピー衝撃強さのうちの１つ以上を有する、請求項２２又は２３に記載の物品。
【請求項２５】
充填剤入りポリマー樹脂であって、射出成型による前記樹脂からの物品の製造において使用するのに適しており、前記ポリマー樹脂が、リサイクルポリマー及び機能性フィラーを含み、前記機能性フィラーが、無機微粒子を含み、前記無機微粒子が、（ｉ）表面処理されており、及び／又は（ｉｉ）約２．５μｍ未満のｄ50を有し、かつ前記充填剤入りポリマー樹脂が、
（１）射出成型中の前記充填剤入りポリマー樹脂のＭＦＩよりも低い、２．１６ｋｇ／１９０℃におけるＭＦＩ、及び／又は
（２）射出成型中の前記充填剤入りポリマー樹脂のＭＦＩよりも少なくとも３ｇ／１０分低い、２．１６ｋｇ／１９０℃におけるＭＦＩ、及び／又は
（３）約２．５ｇ／１０分未満の２．１６ｋｇ／１９０℃におけるＭＦＩ、
を有し、
（ａ）少なくとも約５．０ｇ／１０分の２．１６ｋｇ/１９０℃におけるＭＦＩを有する未充填バージンＨＤＰＥ樹脂に匹敵するスパイラルフローナンバー（ＳＦＮ）、及び／又は
（ｂ）２．１６ｋｇ／１９０℃において８ｇ／１０分のＭＦＩを有する未充填バージンＨＤＰＥポリマー樹脂のＳＦＮの少なくとも８０％であるＳＦＮ、
を有してもよい、前記充填剤入りポリマー樹脂。
【請求項２６】
充填剤入りポリマー樹脂が、２．１６ｋｇ／１９０℃において２．５ｇ／１０分未満、例えば２．１６ｋｇ／１９０℃において約２．０ｇ／１０分以下、又は２．１６ｋｇ／１９０℃において約１．５ｇ／１０分以下、又は２．１６ｋｇ／１９０℃において約１．０ｇ／１０分以下、又は２．１６ｋｇ／１９０℃において約０．５ｇ／１０分以下のＭＦＩを有する、請求項２５に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
【請求項２７】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、約２．５ｇ／１０分未満の２．１６ｋｇ／１９０℃におけるＭＦＩ、例えば２．１６ｋｇ／１９０℃において約２．０ｇ／１０分以下のＭＦＩ、及び（ａ）少なくとも約５．０ｇ／１０分の２．１６ｋｇ／１９０℃におけるＭＦＩを有する未充填バージンＨＤＰＥ樹脂に匹敵するＳＦＮ、及び/又は（ｂ）２．１６ｋｇ／１９０℃において８ｇ／１０分のＭＦＩを有する未充填バージンＨＤＰＥポリマー樹脂のＳＦＮの少なくとも８０％、例えば２．１６ｋｇ／１９０℃において８ｇ／１０分のＭＦＩを有する未充填バージンＨＤＰＥポリマー樹脂のＳＦＮの少なくとも約９０％であるＳＦＮを有する、請求項２５又は２６に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
【請求項２８】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、２．１６ｋｇ／１９０℃において約１．０ｇ／１０分以下、又は２．１６ｋｇ／１９０℃において約０．５ｇ／１０分以下のＭＦＩを有する、請求項２７記載の充填剤入りポリマー樹脂。
【請求項２９】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、少なくとも約１００のＲ−ＭＦＩを有し、
Ｒ−ＭＦＩ＝（２１．６ｋｇにおけるＭＦＩ）／（２．１６ｋｇにおけるＭＦＩ）であり、
（２１．６ｋｇにおけるＭＦＩ）−（２．１６ｋｇにおけるＭＦＩ）が、少なくとも約４０であってもよい、
請求項２５〜２８のいずれか１項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
【請求項３０】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、少なくとも約３５０ｍｍ、例えば少なくとも約４００ｍｍ、又は少なくとも約４５０ｍｍのＳＦＮを有する、請求項２５〜２９のいずれか１項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
【請求項３１】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、少なくとも約５０質量％のリサイクルポリマー（前記充填剤入りポリマー樹脂中のポリマーの全質量を基準として）を含む、請求項２５〜３０のいずれか１項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
【請求項３２】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、複数のポリマー型の混合物、例えばポリエチレンとポリプロピレンとの混合物、又は異なる型のポリエチレン、例えばＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ及び／又はＬＬＤＰＥの混合物、又は異なる型のポリエチレン（例えば、ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ及び／又はＬＬＤＰＥ）とポリプロピレンとの混合物を含む、請求項２５〜３１のいずれか１項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
【請求項３３】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、バージンポリマーを含まない、請求項２５〜３２のいずれか１項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
【請求項３４】
前記機能性フィラーが、約１．０μｍ以下、例えば約０．７５μｍ以下のｄ50を有する未被覆の無機微粒子である、請求項２５〜３３のいずれか１項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
【請求項３５】
前記機能性フィラーが、表面処理された無機微粒子を含むか、又は表面処理された無機微粒子であり、前記無機微粒子が、約０．１〜２．５μｍ、例えば約０．１〜約１．０μｍのｄ50を有してもよい、請求項２５〜３３のいずれか１項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
【請求項３６】
前記無機微粒子が、ヒドロカルビル不飽和及びＯ−及び／又はＮ−含有酸官能性を含む化合物、及び／又は飽和ヒドロカルビル基及びＯ−又はＮ−含有酸官能性を有する化合物から選択される表面処理剤で表面処理されている、請求項２５〜３５のいずれか１項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
【請求項３７】
前記無機微粒子が、炭酸カルシウム、例えば重質炭酸カルシウムである、請求項２５〜３６５のいずれか１項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
【請求項３８】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、耐衝撃性改良剤を含む、請求項２５〜３７のいずれか１項に記載の充填剤入りポリマー樹脂。
【請求項３９】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、前記充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として、約０．０１質量％〜約０．０５質量％のパーオキサイド含有添加剤、例えばジクミルパーオキサイド又は１，１−ジ−（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−３,３,５−トリメチルシクロヘキサンを含む、請求項１〜３８のいずれか1項に記載の使用、方法、物品又は充填剤入りポリマー樹脂。
【請求項４０】
前記充填剤入りポリマー樹脂が、約０．０１５質量％〜約０．０２５質量％の前記パーオキサイド含有添加剤を含む、請求項３９に記載の使用、方法、物品又は充填剤入りポリマー樹脂。
【請求項４１】
前記充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として、約３質量％までのカーボンブラック及び約０．５質量％までの酸化防止剤を更に含む、請求項１〜４０のいずれか１項に記載の使用、方法、物品又は充填剤入りポリマー樹脂。
【請求項４２】
耐衝撃性改良剤が存在する場合にはそれ以外の、前記充填剤入りポリマー樹脂のポリマー成分が、リサイクルされた混合ポリオレフィン供給材料由来のポリエチレン（例えば、ＨＤＰＥ）及びポリプロピレンからなる、請求項１〜４１のいずれか１項に記載の使用、方法、物品又は充填剤入りポリマー樹脂。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充填剤入りポリマー樹脂(filled polymer resin)の、射出成型による該樹脂からの物品の製造における使用；充填剤入りポリマー樹脂を射出成型することによる物品の製造方法；リサイクルポリマー(recycled polymer)を含むポリマー樹脂の射出成型性を与えまたはこれを改良するための方法、そこで該ポリマー樹脂は、リサイクルポリマーおよび機能性フィラーを含む；機能性フィラーの、リサイクルポリマーを含むポリマー樹脂における、該ポリマー樹脂の射出成型性を改善するための使用；充填剤入りポリマー樹脂を射出成型することにより得られる製造品；および充填剤入りポリマー樹脂を対象としている。
【背景技術】
【０００２】
ポリマー材料をリサイクルし、かつ再利用することに対する絶えず増大し続ける需要がある。というのは、これがコストおよび環境上の利益をもたらすからである。しかし、リサイクルされるポリマー廃棄物の再処理は、バージンポリマー由来のポリマー組成物の処理中には必ずしも遭遇することのない、種々の課題をもたらす。例えば、リサイクルポリマーは、射出成型に対して不適当である可能性がある。
ポリマー廃棄物のリサイクルに対する必要性が高まるにつれて、経済的に採算良くポリマー廃棄物材料を処理して、高品質の製造品とするための新たな組成物の開発に対する絶えることのない需要がある。
【発明の概要】
【０００３】
第一の局面に従えば、本発明は、射出成型による充填剤入りポリマー樹脂からの物品の製造における該充填剤入りポリマー樹脂の使用を対象としており、そこで該ポリマー樹脂はリサイクルポリマーおよび機能性フィラーを含み、そこで該機能性フィラーは無機微粒子状物質を含み、該微粒子状物質は(i) 表面処理されており、および/または(ii) 約2.5μmに満たないd50を有し、かつ該充填剤入りポリマー樹脂は以下の特性を持つ：
(1) 2.16kg/190℃における特定のMFI、これは射出成型中の該充填剤入りポリマー樹脂に係るMFIよりも低く；および/または
(2) 2.16kg/190℃における特定のMFI、これは射出成型中の該充填剤入りポリマー樹脂に係る見掛けのMFIよりも少なくとも3g/10分低く；および/または
(3) 約2.5g/10分未満、例えば約2.0g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFI；および随意に
(a) 少なくとも約5.0g/10分という2.16kg/190℃におけるMFIを持つ未充填バージンHDPE樹脂に匹敵する、スパイラルフローナンバー(Spiral Flow Number：SFN)、および/または
(b) 2.16kg/190℃において8.0g/10分というMFIを持つ未充填バージンHDPEポリマー樹脂のSFNの少なくとも80％であるSFN。
【０００４】
第二の局面に従えば、本発明は射出成型により物品を製造する方法を対象としており、該方法は、充填剤入りポリマー樹脂から物品を射出成型する工程を含み、そこで該充填剤入りポリマー樹脂は、リサイクルポリマーおよび機能性フィラーを含み、そこで該機能性フィラーは無機微粒子状物質を含み、該微粒子状物質は(i) 表面処理されており、および/または(ii) 約2.5μmに満たないd50を有し、かつそこで該充填剤入りポリマー樹脂は、以下の特性を持つ：
(1) 2.16kg/190℃における特定のMFI、これは射出成型中の該充填剤入りポリマー樹脂に係るMFIよりも低く；および/または
(2) 2.16kg/190℃における特定のMFI、これは射出成型中の該充填剤入りポリマー樹脂に係る見掛けのMFIよりも少なくとも3g/10分低く；および/または
(3) 約2.5g/10分未満、例えば約2.0g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFI；および随意に
(a) 少なくとも約5.0g/10分という2.16kg/190℃におけるMFIを持つ未充填バージンHDPE樹脂に匹敵する、スパイラルフローナンバー(SFN)、および/または
(b) 2.16kg/190℃において8.0g/10分というMFIを持つ未充填バージンHDPEポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも80％であるSFN。
第三の局面によれば、本発明は、機能性フィラーの、リサイクルポリマーを含むポリマー樹脂における、該ポリマー樹脂の射出成型性を改善するための使用を対象としており、そこで該機能性フィラーは無機微粒子状物質を含み、該微粒子状物質は(i) 表面処理されており、および/または(ii) 約2.5μmに満たないd50を持つ。
【０００５】
第四の局面に従えば、本発明は、リサイクルポリマーを含有するポリマー樹脂の射出成型性を与えまたはこれを改善するための方法を対象としており、該方法は、該ポリマー樹脂を機能性フィラーで満たす工程、充填剤入りポリマー樹脂を形成する工程、および射出成型によって該充填剤入りポリマー樹脂から製造品を製造する工程を含み、そこで該機能性フィラーは無機微粒子状物質を含み、該微粒子状物質は(i) 表面処理されており、および/または(ii) 約2.5μmに満たないd50を有し、および該充填剤入りポリマー樹脂は、以下の特性を持つ：
(1) 2.16kg/190℃における特定のMFI、これは射出成型中の該充填剤入りポリマーに係るMFIよりも低く；および/または
(2) 2.16kg/190℃における特定のMFI、これは射出成型中の該充填剤入りポリマー樹脂に係る見掛けのMFIよりも少なくとも3g/10分低く；および/または
(3) 約2.5g/10分未満、例えば約2.0g/10分未満の、2.16kg/190℃における特定のMFI、および
(a) 少なくとも約5.0g/10分という2.16kg/190℃におけるMFIを持つ未充填バージンHDPE樹脂に匹敵するスパイラルフローナンバー(SFN)、および/または
(b) 2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填バージンHDPEポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも80％であるSFN。
第五の局面に従えば、本発明は、上記第一、第二、第三または第四の局面の何れかにおいて定義された如き充填剤入りポリマー樹脂を射出成型することにより得られる製造品を対象としている。
【０００６】
第六の局面に従えば、本発明は充填剤入りポリマー樹脂であって、射出成型による該ポリマー樹脂からの特定の物品の製造において使用するのに適しており、そこで該ポリマー樹脂は、リサイクルポリマーおよび機能性フィラーを含み、そこで該機能性フィラーは無機微粒子状物質を含み、該微粒子状物質は(i) 表面処理されており、および/または(ii) 約2.5μmに満たないd50を有し、かつ該充填剤入りポリマー樹脂は以下の特性を持つ：
(1) 2.16kg/190℃における特定のMFI、これは射出成型中の該充填剤入りポリマー樹脂のMFIよりも低く；および/または
(2) 2.16kg/190℃における特定のMFI、これは射出成型中の該充填剤入りポリマー樹脂のMFIよりも少なくとも3g/10分低く；および/または
(3) 約2.5g/10分未満、例えば約2.0g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFI；および随意に
(a) 少なくとも約5.0g/10分という2.16kg/190℃におけるMFIを持つ未充填バージンHDPE樹脂に匹敵する、スパイラルフローナンバー(SFN)；および/または
(b) 2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填バージンHDPEポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも80％であるSFN。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
従来の常識は、ポリマー樹脂が射出成型に適したものであるためには、該ポリマー樹脂が特定の最小メルトフローインデックス(Melt Flow Index：MFI)を持たなければならないというものである。しかし、意外なことに、リサイクルポリマーを含み、かつ比較的低いMFI(即ち、射出成型において使用される従来のバージンポリマー樹脂のMFIに比して)を持つポリマー樹脂が、該ポリマー樹脂を機能性フィラーで満たすことによって、射出成形することが可能となり、機能的かつ審美的に許容される製造品を与えることが分かった。リサイクルポリマー由来の該充填剤入りポリマー樹脂は、バージンポリマー樹脂よりも一層良好に機能し得る。理論に拘泥するつもりはないが、テストの下で比較的低いMFIを持つ該ポリマー樹脂は、射出成型中に予想されるものと異なる挙動をし、即ちテストの下で測定されたMFIよりも一層高いMFIを持つかの如く射出成型されるものと考えられる。一般的に、剪断減粘性効果が生じるものと考えられている。この予想外の発見は、以前射出成型にはそぐわないものと考えられていたリサイクルポリマーの有用性をより一層高めることを可能とし、またコストおよび環境上の利益を得ること可能とするものと考えられ、というのは射出成型された物品、特に薄い壁を持つ製造品が、より多種類のリサイクルポリマー(混合ポリマーを含む)から製造でき、該リサイクルポリマーは、通常バージンポリマーよりも安価であり、またバージンポリマーに依存する手段を減じることを可能とし、またリサイクルポリマーの実用性が高められ、このことは経済的に望ましいからである。更に、フィラーを含めることは、より少量のポリマーが使用されることから、追加のコスト上および環境上の利益を与える。該フィラーは、表面処理の組込みを通して、および/または粒度を調節することにより官能化される。
【０００８】
それ故に、「機能性フィラー(functional filler)」により、リサイクルポリマーを含むポリマー樹脂の射出成型による加工性を高めるフィラー物質が意味される。該機能性フィラーは(i) 表面処理されており、および/または(ii) 約2.5μm以下のd50を持つ無機微粒子状物質を含む。特定の態様において、機能性フィラーは、表面処理されている、約2.5μm以下のd50を持つ無機微粒子状物質を含む。特定の態様において、この加工性における改良は、以下のものとの比較により評価することができる：
(i) 上記機能性フィラーを欠く上記ポリマー樹脂；および/または
(ii) 表面処理されておらず、および/または2.5μmを超えるd50を持つフィラーで満たされた上記ポリマー樹脂；および/または
(iii) 2.16kg/190℃において少なくとも2.0g/10分、または2.16kg/190℃において少なくとも2.5g/10分、または2.16kg/190℃において2.0g/10分〜約30g/10分または2.16kg/190℃において2.5g/10分〜約30g/10分というMFIを持つバージンポリマー樹脂；および/または
(iv) 2.16kg/190℃において少なくとも2.0g/10分、または2.16kg/190℃において少なくとも2.5g/10分、または2.16kg/190℃において2.0〜約30g/10分、または2.16kg/190℃において2.5g/10分〜約30g/10分というMFIを持ち、および上記機能性フィラーで満たされているバージンポリマー樹脂；および/または
(v) 2.16kg/190℃において少なくとも2.0g/10分、または2.16kg/190℃において少なくとも2.5g/10分、または2.16kg/190℃において2.0g/10分〜約30g/10分、または2.16kg/190℃において2.5g/10分〜約30g/10分というMFIを持ち、表面処理されておらず、および/または2.5μmを超えるd50を持つフィラーで満たされているバージンポリマー樹脂；および/または
(vi) 同等のMFIを持つバージンポリマー樹脂；および/または
(vii) 同等なMFIを有し、かつ上記機能性フィラーで満たされているバージンポリマー樹脂；および/または
(viii) 同等なMFIを有し、かつ表面処理されておらず、および/または2.5μmを超えるd50を持つフィラーで満たされているバージンポリマー樹脂；および/または
(ix) 2.16kg/190℃において8.0g/10分というMFIを有する未充填バージンHDPEポリマー樹脂。
【０００９】
加工性の測定基準は、以下に挙げるものを含む：
(1) 上記充填剤入りポリマー樹脂のスパイラルフローナンバー(SFN)(SFNは、以下において更に詳しく論じられる)；
(2) 射出成型により形成された物品の表面仕上げ；および/または
(3) 射出成型により形成された物品の色彩；および/または
(4) サイクル時間；および/または
(5) ピーク射出成形圧力(等価なMFIにおける平均および/または範囲)；および/または
(6) 金型充填(即ち、該金型へのおよびその中での流動性)；および/または
(7) 32ショットに渡る質量範囲；および/または
(8) 脱型能力。
上記フィラーポリマー樹脂は、射出成型による該樹脂からの物品の製造において、または射出成型による物品の製法において使用することができる。特定の態様において、上記機能性フィラーは、リサイクルポリマーを含むポリマー樹脂の射出成型性を与え、またはこれを改善するために使用され、あるいはリサイクルポリマーを含むポリマー樹脂の射出成型性を与えまたはこれを改善する方法において使用される。該使用または方法は、該ポリマー樹脂を機能性フィラーで満たす工程、およびこれから射出成型によって製造品を製造する工程を含む。
【００１０】
特定の態様において、上記製造品は、上記充填剤入りポリマー樹脂から、約190℃〜約250℃、例えば約200℃〜約240℃、または約205℃〜約235℃、または約210℃〜約230℃、または約215℃〜約230℃、または約220℃〜約230℃という溶融温度にて加工処理される。適切なバレルおよび供給口温度の設定は、該溶融温度に応じて選択されるであろう。
特定の態様において、射出成型中の上記ピーク圧力の平均値は、約50〜約200MPa(約500〜2,000bar)、例えば約75〜200MPa(約750〜2,000bar)、または約75〜約150MPa(約750〜約1,500bar)、または約75〜約90〜約140MPa(約750〜約900〜約1,400bar)、または約90〜約130MPa(約900〜約1,300bar)、または約90〜約110MPa(約900〜約1,100bar)、または約110〜約130MPa(約1,100〜約1,300bar)である。付随的にまたは代替的に、該ピーク射出成形圧力範囲は、約0.70MPa(約7.0bar)に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.65MPa(約6.5bar)に等しいかまたはそれ未満、または約0.60MPa(約6.0bar)に等しいかまたはそれ未満、または約0.55MPa(約5.5bar)に等しいかまたはそれ未満、または約0.50MPa(約5.0bar)に等しいかまたはそれ未満、または約0.45MPa(約4.5bar)に等しいかまたはそれ未満、または約0.40MPa(約4.0bar)に等しいかまたはそれ未満、または約0.35MPa(約3.5bar)に等しいかまたはそれ未満、または約0.30MPa(約3.0bar)に等しいかまたはそれ未満、または約0.25MPa(約2.5bar)に等しいかまたはそれ未満であり得る。
特定の態様において、製造品を製造するためのサイクル時間(射出成型中の)は、同種の製造品を、未充填HDPEバージンポリマー樹脂から、同様な加工条件の下で製造するためのサイクル時間よりも少なくとも約10％短く、例えば同様な加工条件の下で未充填HDPEバージンポリマー樹脂から同種の製造品を製造するためのサイクル時間よりも少なくとも約20％短く、または少なくとも約30％短い。特定の態様において、該サイクル時間は、同様な加工条件下で未充填HDPEバージンポリマー樹脂から同種の製造品を製造するためのサイクル時間よりも少なくとも約10％短く乃至約40％以下短く、または少なくとも約15％短く乃至約35％以下短い。
【００１１】
特定の態様において、製造品を製造するためのサイクル時間は、約30秒に等しいかまたはそれ未満、例えば約25秒に等しいかまたはそれ未満、または約20秒に等しいかまたはそれ未満、または約15秒に等しいかまたはそれ未満、または約14秒に等しいかまたはそれ未満、または約13秒に等しいかまたはそれ未満、または約12秒に等しいかまたはそれ未満、または約11秒に等しいかまたはそれ未満または約10秒に等しいかまたはそれ未満である。このような態様において、当該サイクル時間は、同様な加工条件下で未充填HDPEバージンポリマー樹脂から同種の製造品を製造するためのサイクル時間よりも少なくとも約10％短く、例えば同様な加工条件下で未充填HDPEバージンポリマー樹脂から同種の製造品を製造するためのサイクル時間よりも少なくとも約20％短く、または少なくとも約30％短いものであり得る。特定の態様において、該サイクル時間は、少なくとも約10％短く、乃至約40％以下短く、あるいは少なくとも約15％短く、乃至約35％以下短い。
特定の態様において、32ショットに渡る質量範囲(射出成型中)は、3.25g〜4.0gの間の平均ショット質量に対して0.008g未満、例えば3.25〜4.0gの間の平均ショット質量に対して0.007gに等しいかまたはそれ未満、または0.006gに等しいかまたはそれ未満、または約0.005gに等しいかまたはそれ未満である。
【００１２】
特定の態様において、
上記溶融温度は約190℃〜約250℃、例えば約200℃〜約240℃、またはここにおいて記載された任意の他の溶融温度または溶融温度の範囲であり；
上記サイクル時間は、(i) 同様な加工条件下で未充填HDPEバージンポリマー樹脂から同種の製造品を製造するためのサイクル時間よりも少なくとも約10％短く、例えば少なくとも約20％短く、または少なくとも約30％短く、および/または(ii) 約30秒に等しいかまたはそれ未満、例えば約15秒に等しいかまたはそれ未満、またはここに記載された任意の他のサイクル時間またはサイクル時間の範囲であり；
射出成型中の上記ピーク圧力の平均値は、約50〜約200MPa(約500〜2,000bar)、例えば約75〜約200MPa(約750〜2,000bar)、またはここに記載された任意の他のピーク圧力の平均値またはピーク圧力平均値の範囲である。
上記充填剤入りポリマー樹脂は、比較的低い、また本発明以前には、射出成型に適しているものと予想されていなかったであろう、2.16kg/190℃における特定のMFIを持つ。MFRは、ISO 1133、例えばISO 1133-1:2011(例えば、質量-測定法)に従って測定し得る。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は2.16kg/190℃において約2.5g/10分未満、例えば2.16kg/190℃において約2.0g/10分未満というMFIを持つ。特定の態様において、該充填剤入りポリマー樹脂は、2.16kg/190℃において約2.4g/10分に等しいかまたはそれ未満、または2.16kg/190℃において約2.25g/10分に等しいかまたはそれ未満、または2.16kg/190℃において約2.0g/10分に等しいかまたはそれ未満、または2.16kg/190℃において約1.75g/10分に等しいかまたはそれ未満、または約1.5g/10分に等しいかまたはそれ未満、または約1.0g/10分に等しいかまたはそれ未満、または約0.75g/10分に等しいかまたはそれ未満、または約0.50g/10分に等しいかまたはそれ未満、または約0.35g/10分に等しいかまたはそれ未満、または約0.20g/10分に等しいかまたはそれ未満のMFIを持つ。特定の態様において、該充填剤入りポリマー樹脂は、2.16kg/190℃において少なくとも約0.05g/10分、例えば2.16kg/190℃において少なくとも約0.10g/10分、または2.16kg/190℃において少なくとも約0.15g/10分、または2.16kg/190℃において少なくとも約0.20g/10分というMFIを持つ。
【００１３】
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、2.16kg/190℃における約1.0g/10分から2.16kg/190℃における2.5g/10分未満まで、例えば2.16kg/190℃における約1.25g/10分から2.16kg/190℃における2.5g/10分未満まで、または2.16kg/190℃における約1.5g/10分から2.16kg/190℃における2.5g/10分未満まで、または2.16kg/190℃における約1.75g/10分から2.16kg/190℃における2.5g/10分未満まで、または2.16kg/190℃における約2.0g/10分から2.16kg/190℃におけるg/10分未満までのMFIを持つ。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、射出成型中の該充填剤入りポリマー樹脂に係るMFIよりも低い、2.16kg/190℃における特定のMFIを持つ。特定の態様において、射出成型中の該MFIは、以下の条件の下で測定される(プラークモールド＆デマーグエルゴテックインジェクションモールディングマシーン(Plaque Mould & Demag Ergotec Injection Moulding Machine)、例えばデマーグエルゴテック150tシステムセルボハイドローリックインジェクションモールディングマシーン(Demag Ergotech 150t System Servo Hydraulic Injection Moulding Machine)を使用)：
溶融温度：220℃；
背圧：約9.0MPa(90bar)；
圧力解除距離(Decompression Distance)：30mm/秒にて8mm；
スクリュー径：25mm；
スクリュー表面速度：700mm/秒；
射出速度：70mm/秒；
ドージングストローク(Dosing stroke)：保持ステージなしに100％目視充填量を実現するのに必要とされるようなストローク；
保持圧力：平坦な連続的表面仕上げを達成するのに必要とされるような圧力；
保持時間：2.0秒；
冷却時間：6.0秒；
型締め力：70t；
金型温度：25℃；
ホットチップ(Hot Tip)温度：溶融温度より10℃高い温度。
【００１４】
典型的な射出成型装置は、デマーグエルゴテックインジェクションモールディングマシーン、E-モーションエンゲル(E-motion Engel)射出成型装置、例えばエンゲル55tセルボエレクトリック(Engel 55t Servo Electric)/射出成型装置、またはスミトモSE180DUシステム180tセルボエレクトリック(Sumitomo SE180DU System 180t Servo Electric)射出成型装置を含む。
特定の態様において、上記射出成型工程は
約15℃〜約40℃、例えば約20℃〜約30℃、または約23℃〜約27℃、または約25℃という金型温度；および/または
約5〜約15MPa(約50bar〜約150bar)という背圧；および/または
約20mm〜約40mmというスクリュー径；および/または
約500mm/秒〜約1,000mm/秒というスクリュー表面速度；および/または
約50mm/秒〜約100mm/秒という射出速度；および/または
約1.0秒〜約5.0秒という保持時間；および/または
サイクル時間の約30-70％、例えば約2.0秒〜約20秒という冷却時間；および/または
約50t〜約150tという型締め力；および/または
溶融温度±20℃、例えば溶融温度を約20℃超えるまで、または溶融温度を約15℃超えるまでのホット温度(hot temperature)。
【００１５】
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、射出成型中の該充填剤入りポリマー樹脂に係る見掛けのMFIよりも少なくとも3.0g/10分低く、例えば射出成型中の該充填剤入りポリマー樹脂に係る見掛けのMFIよりも少なくとも約3.5g/10分低く、または少なくとも約4.0g/10分低く、または少なくとも約4.5g/10分低く、または少なくとも約5.0g/10分低く、または少なくとも約5.5g/10分低く、または少なくとも約6.0g/10分低い、2.16kg/190℃におけるMFIを持つ。例えば、特定の態様において、該充填剤入りポリマーは、約1.0g/10分に等しいかまたはそれ未満という2.16kg/190℃におけるMFIおよび2.16kg/190℃における少なくとも約4g/10分という射出成型中の見かけのMFI、例えば2.16kg/190℃において少なくとも約5g/10分という射出成型中の見かけのMFIを持つ。特定の態様において、該充填剤入りポリマーは、約0.5g/10分に等しいかまたはそれ未満という2.16kg/190℃におけるMFI、および2.16kg/190℃において少なくとも約4g/10分という射出成型中の見掛けのMFI、例えば2.16kg/190℃における少なくとも約5g/10分という射出成型中の見掛けのMFIを持つ。「見掛けのMFI」により、該充填剤入りポリマー樹脂が、特定の射出成型による加工性を持つことが意味され、該加工性は特定のMFIにより表され、これはISO 1133(例えば、ISO 1133-1:2011)に従って2.16kg/190℃において測定されるMFIよりも大きく、例えば2.16kg/190℃において0.5g/10分というMFIを持つ充填剤入りポリマー樹脂は、あたかもそのMFIが、2.16kg/190℃において少なくとも約3.5g/10分、または2.16kg/190℃において少なくとも約4.0g/10分、または2.16kg/190℃において少なくとも約4.5g/10分、または2.16kg/190℃において少なくとも約5.0g/10分、または2.16kg/190℃において少なくとも約5.0g/10分であるかの如く加工処理される。特定の態様において、該見掛けのMFIは、2.16kg/190℃において約8.0g/10分以下より高く、例えば2.16kg/190℃において約7.5g/10分以下より高く、または2.16kg/190℃において約7.0g/10分以下より高い。
【００１６】
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂、例えば2.16kg/190℃において約0.5g/10分未満のMFIを持つ充填剤入りポリマー樹脂は、2.16kg/190℃において約5-6g/10分というMFIを持つ未充填HDPEバージン樹脂と同様に、(射出成型により)加工処理される。
付随的にまたは代替的に、上記充填剤入りポリマー樹脂は、スパイラルフローナンバー(SFN)の見地から特徴付けることもできる。このスパイラルフローテストは、上記射出成型工程において見られる、一層「現実的な」剪断速度下でのポリマー樹脂の加工性に係る尺度を与える。このSFNは、該テストされた樹脂の流動長さ(length of flow)に係る尺度である。SFNは、以下の条件下での該ポリマー樹脂の射出成型によって(スパイラルフローモールド(Spiral Flow Mould)およびエンゲル55tセルボエレクトリック/E-モーション(Engel 55t Servo Electric/E-motion)射出成型装置を使用して)測定される：
溶融温度：220℃；
背圧：約9MPa(90bar)；
スクリュー表面速度：550mm/秒；
射出時間：1秒または2秒；
射出速度：30mm/秒または15mm/秒；
金型温度：25℃。
上記スパイラルフローテストは、適切な寸法を持つスパイラル金型を用いて行われる。該スパイラルフロー金型の呼称寸法は、しばしばスパイラルキャビティーチャンネル(spiral cavity channel)と呼ばれ、これは、長さ500mm〜1,500mm(例えば、700-1,000mm)、幅4〜8mm(例えば、約6.35mm)および深さ約0.8〜約3mm(例えば、約1.57mm)であり得る。
【００１７】
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂に係るSFNは少なくとも約350mm、例えば少なくとも約375mm、または少なくとも約400mm、または少なくとも約410mm、または少なくとも約420mm、または少なくとも約430mm、または少なくとも約440mm、または少なくとも約450mmである。特定の態様において、該SFNは、約350mm〜約500mm、例えば約375mm〜約475mm、または約400〜約475mm、または約425mm〜約475mm、または約440mm〜約460mmである。このような態様において、上記射出時間は2秒であり得、また上記射出速度は15mm/秒であり得る。このような態様において、射出成型中の上記ピーク圧力の平均値は、約150〜200MPa(約1,500〜2,000bar)、例えば約175〜200MPa(約1,750〜2,000bar)、または約180〜約195MPa(約1,800〜約1,950bar)、または約185〜約195MPa(約1,850〜約1,950bar)、またはここに記載された任意の他のピーク圧力平均値またはピーク圧力平均値の範囲であり得る。このような態様において、上記溶融温度は、約190℃〜250℃、例えば約200℃〜約240℃、またはここにおいて記載された任意の他の溶融温度または溶融温度の範囲であり得る。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、2.16kg/190℃において等価なMFIを持つ同等な未充填バージンHDPEポリマー樹脂に係るスパイラルフローナンバー(SFN)よりも大きなSNFを持つ。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填HDPEバージンポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも80％、例えば2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填HDPEバージンポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも約85％、または2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填HDPEバージンポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも約90％であるSFNを持つ。
【００１８】
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、2.16kg/190℃において約2.5g/10分未満、例えば約2.0g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFIおよび(a) 少なくとも約5.0g/10分という2.16kg/190℃におけるMFIを持つ未充填バージンHDPE樹脂に相当するSFN、および/または(b) 2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填バージンHDPEポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも80％、例えば2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填HDPEバージンポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも約85％、または2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填HDPEバージンポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも約90％であるSFNを持つ。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、2.16kg/190℃において約2.5g/10分未満、例えば約2.0g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFIおよび少なくとも約5.0g/10分という2.16kg/190℃におけるMFIを持つ未充填バージンHDPE樹脂に匹敵するSFNを持つ。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、2.16kg/190℃において約2.5g/10分未満、例えば約2.0g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFI、および2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填バージンHDPEポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも80％、例えば2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填HDPEバージンポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも約85％、または2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填HDPEバージンポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも約90％であるSFNを持つ。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、2.16kg/190℃において約2.5g/10分未満、例えば約2.0g/10分未満の2.16kg/190℃におけるMFI、少なくとも約5.0g/10分という2.16kg/190℃におけるMFIを持つ未充填バージンHDPE樹脂に匹敵するSFN、および2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填バージンHDPEポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも80％、例えば2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填HDPEバージンポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも約85％、または2.16kg/190℃において8g/10分というMFIを持つ未充填HDPEバージンポリマー樹脂に係るSFNの少なくとも約90％であるSFNを有する。
【００１９】
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、ここでは以降においてR-MFIと呼ぶ、21.6kg/190℃における該樹脂のMFI対2.16kg/190℃におけるそのMFIの比の見地から特徴付けられる。これは、与えられたポリマーサンプルにおけるモル質量(molar mass)の分布を示している。該R-MFIが大きい程、該分子量分布は広い。例えば、全ての鎖長が等しい単分散ポリマーは、1というR-MFIを持つ。述べたように、該R-MFIは、21.6kg/190℃におけるMFI対2.16kg/190℃におけるMFIの比、即ち
R-MFI = (21.6kgにおけるMFI)/(2.16kgにおけるMFI)          (1)
として計算される。
付随的にまたは代替的に、上記充填剤入りポリマー樹脂は、21.6kg/190℃におけるMFIと2.16kg/190℃におけるMFIとの間の差、即ち
ΔMFI = (21.6kg/190℃におけるMFI) - (2.16/190℃におけるMFI)        (2)
の見地から特徴付けることも可能である。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、少なくとも約100というR-MFIおよび/または少なくとも約40.0というΔMFIを有する。このような態様において、該充填剤入りポリマー樹脂は、約1.5g/10分未満、または約1.0g/10分未満、または約0.75g/10分未満、または約0.50g/10分未満、または約0.35g/10分未満または約0.20g/10分未満という、2.16kg/190℃におけるMFIを持つことができる。
【００２０】
特定の態様において、上記R-MFIは少なくとも約125、例えば約150〜約500、または約150〜約450、または約150〜約400、または約150〜約350、または約200〜約350、または約250〜約350、または約300〜約350である。付随的にまたは代替的に、ΔMFIは、少なくとも約41.0、または少なくとも約42.0、または少なくとも約43.0、または少なくとも約44.0、または少なくとも約45.0、または少なくとも約46.0、または少なくとも約47.0、または少なくとも約48.0、または少なくとも約49.0、または少なくとも約50.0、または少なくとも約51.0、または少なくとも約52.0、または少なくとも約53.0、または少なくとも約54.0、または少なくとも約55.0、または少なくとも約56.0、または少なくとも約57.0である。特定の態様において、ΔMFIは約70以下、例えば約65.0以下、または約60.0以下である。このような態様において、該充填剤入りポリマー樹脂は約1.5g/10分未満、または約1.0g/10分未満、または約0.75g/10分未満、または約0.50g/10分未満、または約0.35g/10分未満、または約0.20g/10分未満という2.16kg/190℃におけるMFIを持つことができる。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、未充填バージンHDPEポリマー樹脂よりも広い分子量分布を有している。それ故に、与えられた2.16kg/190℃におけるMFIにおいて、該充填剤入りポリマー樹脂は、未充填バージンHDPEポリマー樹脂よりも高いR-MFIを持つことができる。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂の粘度は、未充填バージンHDPEポリマー樹脂と比較して、より高い剪断速度においてより一層迅速に減少する。それ故に、与えられた2.16kg/190℃におけるMFIにおいて、該充填剤入りポリマー樹脂の粘度は、絶えず増大する剪断速度に曝された場合に、同一の増大する剪断速度に曝された未充填バージンHDPE樹脂に係る粘度低下に比して、より迅速に低下するであろう。
【００２１】
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、少なくとも約50質量％のリサイクルポリマー(該充填剤入りポリマー樹脂中のポリマーの全質量を基準として)、例えば少なくとも約60質量％、または少なくとも約70質量％、または少なくとも約80質量％、または少なくとも約95質量％、または少なくとも約99質量％のリサイクルポリマーを含む。特定の態様において、リサイクルポリマーは、該充填剤入りポリマー樹脂の該ポリマーの実質上全て、即ち約100質量％を構成する。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、約20質量％以下のバージンポリマー(該充填剤入りポリマー樹脂中のポリマーの全質量を基準として)、例えば約15質量％以下のバージンポリマー、または約10質量％以下のバージンポリマー、または5質量％以下のバージンポリマー、または約2質量％以下のバージンポリマー、または約1質量％以下のバージンポリマー、または約0.5質量％以下のバージンポリマー、または約0.1質量％以下のバージンポリマーを含む。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、バージンポリマーを含まない。
【００２２】
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、複数のポリマー型の混合物、例えばポリエチレンとポリプロピレンとの混合物、または異なる型のポリエチレン、例えばHDPE、LDPEおよび/またはLLDPEの混合物、または異なる型のポリエチレンとポリプロピレンとの混合物を含む。特定の態様において、該充填剤入りポリマー樹脂は、個々に2.16kg/190℃において約2.0g/10分を超えあるいはそれ未満のMFIを持つ、複数のポリマー型の混合物を含むが、全体として該充填剤入りポリマー樹脂は、2.16kg/190℃において2.5g/10分未満、例えば2.16kg/190℃において2.0g/10分未満、または2.16kg/190℃において約1.5g/10分未満、または2.16kg/190℃において約1.0g/10分未満、または2.16kg/190℃において約0.5g/10分未満のMFIを持つことを条件とする。特定の態様において、該充填剤入りポリマー樹脂の少なくとも75質量％は、ポリエチレンとポリプロピレンとの混合物、例えばHDPEとポリプロピレンとの混合物(該充填剤入りポリマー樹脂中のポリマーの全質量を基準として)、例えば75％〜約99％のポリエチレンとポリプロピレンとの混合物、例えばHDPEとポリプロピレンとの混合物である。このような態様において、HDPEは、該充填剤入りポリマー樹脂の約50％〜約95質量％(該充填剤入りポリマー樹脂の内のポリマーの全質量を基準として)、例えば該充填剤入りポリマー樹脂の約60％〜約90質量％、または約70％〜約90質量％、または約70％〜約85質量％、または約70％〜約80質量％、または約75％〜約80質量％(該充填剤入りポリマー樹脂の内のポリマーの全質量を基準として)を構成することができる。
特定の態様において、上記HDPEは、異なる源、例えば異なる型の使用済みポリマー廃棄物、例えばリサイクルされたブロー成型HDPEおよび/またはリサイクルされた射出成型HDPE由来のHDPEの混合物である。
【００２３】
一般的に、HDPEは、主として線状の、即ち分岐のない鎖からなる、比較的高い結晶性および融点、および約0.96g/cm3またはこれを超える密度を持つポリエチレンポリマーであるものと考えられる。一般的に、LDPE(低密度ポリエチレン)は、比較的低い結晶性および融点、および約0.91g/cm3〜約0.94g/cmという密度を持つ、高度に分岐したポリエチレンであるものと考えられている。一般的に、LLDPE(線状低密度ポリエチレン)は、かなりの数の短い分岐を持ち、通常エチレンとより長鎖のオレフィンとの重合により製造されるポリエチレンであるものと考えられている。LLDPEは、長鎖分岐を欠いていることから、伝統的なLDPEとは構造的に異なる。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、HDPE以外のポリマー、例えばLDPE、LLDPEおよびポリプロピレンを約20質量％まで含み、その何れかまたは全ては、ポリマー廃棄物、例えば使用済みポリマー廃棄物から再利用することができる。特定の態様において、該リサイクルポリマーは、該リサイクルポリマーの全質量を基準として、約20質量％までのポリプロピレン、例えば約1％〜約20質量％、または約5％〜約18質量％、または約10％〜約15質量％、または約12〜約14質量％のポリプロピレンを含む。
【００２４】
特定の態様において、存在する可能性のあるあらゆる耐衝撃性改良剤以外の上記充填剤入りポリマー樹脂のポリマー成分は、ポリエチレンとポリプロピレンとの混合物、例えばリサイクルポリエチレンおよびポリプロピレン、例えばポリエチレンおよびポリプロピレンからなるリサイクルされた混合ポリオレフィン供給原料由来のポリエチレンおよびポリプロピレンの混合物である。このような態様において、該充填剤入りポリマー樹脂は、該充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として約30質量％までのリサイクルポリプロピレン、例えば約25質量％までのポリプロピレン、または約20質量％までのポリプロピレン、または約15質量％までのポリプロピレン、または約12.5質量％までのポリプロピレン、または約10質量％までのポリプロピレン、または約7.5質量％までのポリプロピレン、または約5質量％までのポリプロピレンを含むことができる。特定の態様において、該充填剤入りポリマー樹脂は、該充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として、少なくとも約4質量％のポリプロピレン、例えば少なくとも約6質量％のポリプロピレン、または少なくとも約8質量％のポリプロピレン、または少なくとも約10質量％のポリプロピレン、または少なくとも約12質量％のポリプロピレンを含む。このような態様において、該ポリエチレンはHDPEであり得る。
特定の態様において、充填剤入りポリマー樹脂は、約1.00を超え、約1.05g/cm3に等しいかまたはそれ未満までの密度を持つ。密度は、ISO 1183に従って測定し得る。
特定の態様において、上記機能性フィラーは、約2.5μm以下のd50を持つ無機微粒子状物質および/または該無機微粒子状物質の表面上の表面処理剤を含む。特定の態様において、該無機微粒子状物質は、約0.1μm〜約2.0μm、例えば約0.1μm〜約1.5μm、または約0.1μm〜約1.0μm、または約0.2〜約0.9μm、または約0.2μm〜約0.7μm、または約0.3μm〜約0.7μm、または約0.4〜約0.6μm、または約0.5〜約0.6μmのd50を持つ。ここにおいて記載される粒度は、如何なる表面処理剤をも欠く該無機微粒子状物質に直接関連する。
【００２５】
特に述べない限り、上記無機微粒子状物質についてここで言及される粒度特性は、シラス(CILAS) 1064計測器を用いて(または本質的に同一の結果を与える他の方法により)、レーザー光散乱技術において使用されている周知の従来法によって測定される如きものである。該レーザー光散乱技術において、粉末、懸濁液およびエマルション中の粒子の大きさは、ミー(Mie)理論の適用に基いて、レーザービームの回折を利用して測定し得る。このような試験機は、当技術において「等価球径(equivalent spherical diameter)」(e.s.d)と呼ばれる大きさで、与えられたe.s.d値に満たない大きさを持つ粒子の累積体積百分率の測定値およびプロットを与える。その平均粒度d50は、該粒子e.s.dのこのようにして測定された値であり、該値においてそのd50値に満たない等価球径を持つ粒子が50質量％存在する。
特定の態様において、上記無機微粒子状物質は、その表面上に表面処理を持たない。
特定の態様において、上記無機微粒子状物質は、表面処理剤、即ちカップリング調節剤(coupling modifier)で、該無機微粒子状物質が、その表面上に表面処理を含むように処理される。特定の態様において、該無機微粒子状物質は、該表面処理剤で被覆される。
上記表面処理剤の効果は、上記無機微粒子状物質および該微粒子状物質が混ぜ合わされることになるポリマーマトリックスの相溶性を改善し、および/または上記リサイクルポリマー中の異なるポリマーの相溶性を改善することである。リサイクルポリマー樹脂において、該表面処理は、該異なるポリマーを架橋しまたはグラフトするのに役立つ可能性がある。特定の態様において、該表面処理剤は、カップリング調節剤として役立ち、そこでカップリングは、該ポリマー間および/または該ポリマーと該表面処理剤との間の物理的(例えば、立体的)および/または化学的(例えば、共有またはファンデルワールス等の化学結合)相互作用に関連する。
【００２６】
本発明のその他の局面および態様において、上記被膜は、付随的にまたは代替的に、1種またはそれ以上の脂肪酸および1種またはそれ以上の脂肪酸の塩、例えばステアリン酸またはステアリン酸カルシウムからなる群から選択される化合物を含む。
上記無機粒状物質は、例えばアルカリ土類金属炭酸塩または硫酸塩、例えば炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、石膏、含水カンダイトクレー、例えばカオリン、ハロイサイトまたはボールクレー、無水(焼成)カンダイトクレー、例えばメタカオリンまたは完全に焼成されたカオリン、タルク、マイカ、パーライトまたは珪藻土、または水酸化マグネシウム、またはアルミニウムトリハイドレート(aluminium trihydrate)、またはこれらの組合せであり得る。
好ましい無機粒状物質は、炭酸カルシウムである。以降において、本発明は、炭酸カルシウムに関連して、また該炭酸カルシウムが加工されおよび/または処理される局面との関連で論じられるかもしれない。本発明は、このような態様に限定されるものと解釈されるべきではない。
本発明において使用される上記粒状炭酸カルシウムは、粉砕によって天然源から得ることができる。重質炭酸カルシウム(GCC)は、典型的にチョーク、大理石または石灰石等の鉱物源を破砕し、次いで粉砕することにより得られ、該操作は、所望の粉末度を持つ生成物を得るために、粒度選別段階を伴っていてもよい。その他の技術、例えば漂白、浮選および磁力選鉱も、所望の粉末度および/または色彩を持つ製品を得る目的で使用することができる。該粒状固体物質は、自己的に、即ち該固体物質自体の粒子間の磨砕によって、あるいはまた該粉砕すべき炭酸カルシウムとは異なる物質の粒子を含む粒状粉砕媒体の存在下で、粉砕することができる。これらの工程は、該工程の任意の段階において添加することのできる、分散剤および殺生物剤の存在の下であるいはその存在なしに実施することができる。
【００２７】
沈降炭酸カルシウム(PCC)は、本発明において粒状炭酸カルシウムの源として使用することができ、また当技術において利用可能な公知の方法の何れかにより製造し得る。
上記表面処理剤は、これが存在する場合には、O-またはN-含有酸官能性、例えばヒドロカルビル不飽和およびO-および/またはN-含有酸官能性を含む化合物を含有し得る。特定の態様において、該ヒドロカルビル不飽和は、1または2以上のエチレン系の基であり、その少なくとも一つは末端基であり得る。該酸官能性は、カルボン酸、カルボキシ、カルボニルおよび/またはエステル官能性を含むことができる。
特定の態様において、上記表面処理剤は、飽和ヒドロカルビル基およびO-またはN-含有酸官能性、例えばカルボン酸、カルボキシ、カルボニルおよび/またはエステル官能性を持つ化合物を含む。
特定の態様において、上記表面処理は、ヒドロカルビル不飽和およびO-および/またはN-含有酸官能性を含む化合物および飽和ヒドロカルビル基およびO-またはN-含有酸官能性を持つ化合物両者を含む。
特定の態様において、上記機能性フィラーおよびそれ故に上記充填剤入りポリマー樹脂は、ヒドロカルビル不飽和およびO-および/またはN-含有酸官能性を含む化合物および飽和ヒドロカルビル基およびO-またはN-含有酸官能性を持つ化合物両者を含むことはない。
特定の態様において、上記表面処理剤は、1種または2種以上の脂肪酸および1種または2種以上の脂肪酸の塩からなる群から選択される化合物を含むことはない。
特定の態様において、飽和ヒドロカルビル基およびO-またはN-含有酸官能性を持つ上記化合物は、飽和脂肪酸、またはその金属塩、またはこのような脂肪酸および/または塩の混合物である。特定の態様において、表面処理剤はステアリン酸を、随意に他の脂肪酸との組合せで含む。
【００２８】
特定の態様において、ヒドロカルビル不飽和およびO-および/またはN-含有酸官能性を含む上記化合物は、カルボン酸またはカルボキシレート、例えばプロパン酸基、またはアクリル酸またはアクリレート、またはイミドである。カップリング調節剤の具体例は、β-カルボキシエチルアクリレート、β-カルボキシへキシルマレイミド、10-カルボキシデシルマレイミドおよび5-カルボキシペンチルマレイミドである。
特定の態様において、ヒドロカルビル不飽和およびO-および/またはN-含有酸官能性を含む上記化合物は、不飽和脂肪酸、またはその金属塩、またはこのような脂肪酸および/または塩の混合物である。
特定の態様において、上記表面処理剤は、1種または2種以上のC1-C18、C2-C18およびC2-5アルキレン基を含む。特定の態様において、該1または複数の基は、ヒドロカルビル不飽和、例えば末端エチレン性の基と、O-および/またはN-含有酸官能性との間で架橋を形成する。このような態様において、該O-および/またはN-含有酸官能性は、カルボン酸またはカルボキシレート、例えばプロパン酸基、またはアクリル酸またはアクリレート、またはイミドであり得る。
上記機能性フィラーは、上記充填剤入りポリマー樹脂内に、該充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として約1％から約70質量％までに及ぶ量で存在し得る。例えば、該充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として、約2％〜約60質量％、または約3％〜約50質量％、または約4％〜約40質量％、または約5％〜約30質量％、または約6％〜約25質量％、または約7％〜約20質量％、または約8％〜約15質量％、または約8％〜約12質量％。該機能性フィラーは、該充填剤入りポリマー樹脂の約80質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば該充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として、約70質量％に等しいかまたはそれ未満、または約60質量％に等しいかまたはそれ未満、または約50質量％に等しいかまたはそれ未満、または約40質量％に等しいかまたはそれ未満、または約30質量％に等しいかまたはそれ未満、または約20質量％に等しいかまたはそれ未満、または約50質量％に等しいかまたはそれ未満の量で存在し得る。
【００２９】
上記機能性フィラーの表面処理剤(即ち、カップリング調節剤)は、上記充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として約0.01質量％〜約4質量％、例えば該充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として、約0.02質量％〜約3.5質量％、または約0.05質量％〜約1.4質量％、または約0.1質量％〜約0.7質量％、または約0.15質量％〜約0.7質量％、または約0.3質量％〜約0.7質量％、または約0.5質量％〜約0.7質量％、または約0.02質量％〜約0.5％、または約0.05質量％〜約0.5質量％、または約0.1質量％〜約0.5質量％、または約0.15質量％〜約0.5質量％、または約0.2質量％〜約0.5質量％、または約0.3質量％〜約0.5質量％という量で存在し得る。
付随的にあるいはまた、上記表面処理剤は、上記機能性フィラーの全質量を基準として約5質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば約2質量％に等しいかまたはそれ未満、または例えば約1.5質量％に等しいかまたはそれ未満の量で存在し得る。一態様において、該表面処理剤は、該機能性フィラー中に、該機能性フィラーの全質量を基準として、約1.2質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば約1.1質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば約1.0質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.9質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.8質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.7質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.6質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.5質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.4質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.3質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.2質量％に等しいかまたはそれ未満、または例えば約0.1質量％未満の量で存在する。典型的に、該表面処理剤は、該機能性フィラー中に、約0.05質量％を超える量で存在する。更なる態様において、該表面処理剤は、該機能性フィラー中に、約0.1〜2質量％、または例えば約0.2〜約1.8質量％、または約0.3〜約1.6質量％、または約0.4〜約1.4質量％、または約0.5〜約1.3質量％、または約0.6〜約1.2質量％、または約0.7〜約1.2質量％、または約0.8〜約1.2質量％、または約0.8〜約1.1質量％の範囲の量で存在する。
【００３０】
上記充填剤入りポリマー樹脂は、付随的にパーオキサイド-含有添加剤を含むことができる。一態様において、該パーオキサイド-含有添加剤は、ジクミルパーオキサイドまたは1,1-ジ-(tert-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサンを含む。該パーオキサイド-含有添加剤は、必ずしも上記表面処理剤と共に含まれていなくてもよく、またその代わりに、以下において記載されるように、上記機能性フィラーおよび上記リサイクルポリマーの配合中に添加することができる。幾つかのポリマー系、例えばHDPEを含む系において、パーオキサイド-含有添加剤を含めることは、該ポリマー鎖の架橋を促進する可能性がある。他のポリマー系、例えばポリプロピレンにおいて、パーオキサイド-含有添加剤を含めることは、ポリマー鎖の分断を促進する可能性がある。該パーオキサイド-含有添加剤は、この所望の結果を達成するのに効果的な量で存在し得る。これは、カップリング調節剤同士の間で変動するであろうし、また上記無機微粒子状物質および該ポリマーの正確な組成に依存する可能性がある。例えば、該パーオキサイド-含有添加剤は、この添加剤が添加されることになる該充填剤入りポリマー樹脂の質量を基準として約1質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.5質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば0.1質量％、例えば約0.09質量％に等しいかまたはそれ未満、または例えば約0.08質量％に等しいかまたはそれ未満、または例えば約0.06質量％に等しいかまたはそれ未満の量で存在し得る。典型的には、該パーオキサイド-含有添加剤は、存在する場合、該充填剤入りポリマー樹脂の質量基準で、約0.01質量％を超える量で存在する。特定の態様において、該充填剤入りポリマー樹脂は、約0.01質量％〜約0.05質量％のパーオキサイド-含有添加剤、例えばジクミルパーオキサイドまたは1,1-ジ-(tert-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、例えば約0.01質量％〜約0.05質量％、または約0.01質量％〜約0.03質量％、または約0.0125質量％〜約0.0275質量％、または約0.015質量％〜約0.025質量％、または約0.0175質量％〜約0.0225質量％、または約0.018質量％〜約0.022質量％、または約0.019質量％〜約0.021質量％、または約0.02質量％含む。このような態様において、該充填剤入りポリマー樹脂は、2.16kg/190℃にて約2.5g/10分未満、例えば2.16kg/190℃にて約1.0g/10分乃至2.16kg/190℃にて2.5g/10分、例えば2.16kg/190℃にて約1.5g/10分に等しいかまたはそれ未満、または2.16kg/190℃にて約1.0g/10分に等しいかまたはそれ未満、または2.16kg/190℃にて約0.5g/10分に等しいかまたはそれ未満のMFIを持つことができる。
【００３１】
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は、約0.015質量％〜約0.025質量％の上記パーオキサイド-含有添加剤、例えばジクミルパーオキサイドを含む。
このような態様において、比較的少量のパーオキサイド-含有添加剤を含めることは、該充填剤入りポリマー樹脂、例えばリサイクルされたポリエチレンおよび該充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として約20質量％までの随意にリサイクルされたポリプロピレン、例えば約2-15質量％の随意にリサイクルされたポリプロピレン、または約3-15質量％、または4-14質量％、または2-10質量％、または3-9質量％、または4-8質量％、または7-15質量％、または8-15質量％の随意にリサイクルされたポリプロピレンを含有する充填剤入りポリマー樹脂から形成される、射出成形された部材の1または2以上の機械的特性を変えるのに、例えば高めるのに役立つ可能性がある。特定の態様において、該ポリプロピレンの全ては、リサイクルポリプロピレンであり、これはポリエチレンおよびポリプロピレンを含むリサイクルされた混合ポリオレフィン供給原料由来のものであり得る。理論に拘泥するつもりはないが、高められた機械的特性の釣合いは、ポリエチレン、ポリプロピレンおよび機能性フィラーに係る相対的な量との関連で、パーオキサイド-含有添加剤のレベルを最適化することにより達成可能であると考えられる。このことは、同様に、通常不混和性である複数のポリマー型、例えばポリエチレンおよびポリプロピレン間の界面張力を減じかつ機械的特性を高める、該機能性フィラーの能力をも明らかにしている。
機械的特性は、破断点伸び、曲げ弾性率、極限引張応力(UTS)およびシャルピー(ノッチ無し)衝撃強さの1種または2種以上を含む。引張特性、例えば破断点伸びおよびUTSは、ISO 527-2に従って、室温にて、ティニアスオルセンベンチトップ(Tinius Olsen Benchtop)引張試験機を用い、各テスト片に対する8回の測定の平均値に基いて決定し得る。シャルピー衝撃強さは、ISO 179-2に従って、インストロンチアスト(Instron Ceast) 9340落錘衝撃試験機を用いて-20℃±2℃において測定し得る。曲げ弾性率は、ISO 178に従って測定し得る。
【００３２】
特定の態様において、上記射出成型された部品は、少なくとも約15％、例えば少なくとも約25％、または少なくとも約50％、または少なくとも約75％、または少なくとも約100％、または少なくとも約150％、または少なくとも約200％、または少なくとも約250％、または少なくとも約300％、または少なくとも約325％、または少なくとも約340％という破断点伸びを持つ。特定の態様において、該破断点伸びは、約500％以下、または約450％以下、または約400％以下である。
特定の態様において、上記射出成型された部品は、約15-30MPa、例えば約20-30MPa、または約20-25MPa、または約20-23MPa、または約20-22MPa、または約20-21MPaというUTSを持つ。
特定の態様において、上記射出成型された部品は、少なくとも約750MPa、例えば少なくとも約800MPa、または少なくとも約850MPa、または少なくとも約900MPa、または約900-1,250MPa、または約900-1,200MPa、または約900-1,150MPa、または約900-1,100MPa、または約900-1,050MPa、または約900-1,000MPa、または約925-975MPaという曲げ弾性率を持つ。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂から形成される射出成型された部品は、以下の特性の内の1または2以上を持つ：
(a) 例えば、該射出成型された部品が、少なくとも8質量％のポリプロピレンおよび随意に約12質量%以下の機能性フィラーを含有する充填剤入りポリマー樹脂から形成される場合には、少なくとも約300％という破断点伸び；
(b) 少なくとも約20MPa、例えば約20-22MPaというUTS；
(c) 少なくとも約900MPaという曲げ弾性率；および
(d) 少なくとも約40kJ/m2(20℃±2℃)、例えば少なくとも約80kJ/m2(-20℃±2℃)というシャルピー衝撃強さ。
【００３３】
特定の態様、例えば上述の(a)、(b)、(c)および(d)の内の1または2以上を持つ態様において、上記の射出成型された部品は、充填剤入りポリマー樹脂から形成され、該ポリマー樹脂は、
約0.015質量％〜約0.025質量％の上記パーオキサイド-含有添加剤、例えばジクミルパーオキサイド；
少なくとも約8質量％、例えば約8-15質量％のポリプロピレン含有率；
該ポリマー成分の残部はポリエチレンであり、随意にそこで該ポリプロピレンおよびポリエチレンは、同一のリサイクルされた混合ポリオレフィン源を由来とする；
約8-12質量％の機能性フィラー；
2.16kg/190℃において2.5g/10分未満、例えば2.16kg/190℃において約2.0-2.45g/10分というMFI；および随意に
約2質量％までのカーボンブラックおよび約0.5質量％までの酸化防止剤；
を含み、かつ以下の特性：
少なくとも約300％の破断点伸び；および随意に
約20-25MPaというUTS；および/または
少なくとも約900MPa、例えば約920-1,250MPa、または約920-980MPaという曲げ弾性率；および/または
少なくとも約80kJ/m2(-20℃±2℃)、例えば約80-90kJ/m2(-20℃±2℃)というシャルピー衝撃強さ、
を持つ充填剤入りポリマー樹脂から形成される。
このような態様において、上記機能性フィラーは、約0.5〜1.5μm、例えば約0.5〜1.0μm、または約0.6〜1.0μm、または約0.7〜0.9μm、または約0.8μmのd50を持ち、式(1)に従う化合物で表面処理されている、重質炭酸カルシウムであり得る。
【００３４】
上記機能性フィラーは、上記無機微粒子状物質、表面処理剤および随意のパーオキサイド-含有添加剤を混ぜ合わせ、また従来の方法を利用し、例えばスチール＆カウリシャウ(Steele and Cowlishaw)高強度ミキサを使用し、好ましくは80℃に等しいかまたはそれ未満の温度にて混合することにより製造し得る。該表面処理剤の配合物(1または複数)を、該無機微粒子状物質を粉砕した後で、かつ該無機微粒子状物質を上記随意にリサイクルされたポリマー組成物に添加する前に適用できる。例えば、該表面処理剤は、該無機微粒子状物質が機械的に解凝集される段階において、該無機微粒子状物質に添加することができる。該表面処理剤は、磨砕装置内で行われる解凝集中に添加し得る。
上記機能性フィラーは、更に酸化防止剤を含むこともできる。適切な酸化防止剤は、ヒンダードフェノールおよびアミン誘導体からなる有機分子、ホスフェートおよびより低分子量のヒンダードフェノールからなる有機分子およびチオエステルを含むが、これらに限定されない。具体的な酸化防止剤は、イルガノックス(Irganox) 1010およびイルガノックス215、およびイルガノックス1010とイルガノックス215とのブレンドを含む。酸化防止剤の量は、ポリマー含有率を基準として約0.01質量％〜約5質量％、例えばポリマーの含有率に基いて約0.05質量％〜約2.5質量％、または約0.05質量％〜約1.5質量％、または約0.05質量％〜約1.0質量％、または約0.05質量％〜約0.5質量％、または約0.05質量％〜約0.25質量％、または0.05質量％〜約0.15質量％の範囲で変動し得る。
【００３５】
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂組成物は、(例えば、該充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として約5質量％までの)上記機能性フィラー以外の第二のフィラー成分を含む。該第二のフィラーは、特定の態様においては、未被覆の無機微粒子状物質、例えばここに記載された無機微粒子状物質等であり得る。特定の態様において、該第二のフィラーはカーボンブラック、例えば該充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として、約0.1〜5.0質量％のカーボンブラック、または約0.5〜4.0質量％、または約0.5〜1.5質量％、または約1.0〜3.0質量％、または約1.5〜2.5質量％、または約2.0質量％、または約1.0質量％である。上述の量は、同様にカーボンブラック以外の第二のフィラーについても適用し得る。
特定の態様において、上記充填剤入りポリマー樹脂は耐衝撃性改良剤、例えば該充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として約20質量％までの耐衝撃性改良剤、例えば該充填剤入りポリマー樹脂の全質量を基準として約0.1質量％〜約20質量％、または約0.5質量％〜約15質量％、または約1質量％〜約12.5質量％、または約2質量％〜約12質量％、または約1質量％〜約10質量％、または約1質量％〜約8質量％、または約1質量％〜約6質量％、または約1質量％〜約4質量％の耐衝撃性改良剤を含む。
特定の態様において、上記耐衝撃性改良剤はエスラトマー、例えばポリオレフィンエスラトマーである。特定の態様において、該ポリオレフィンエスラトマーは、エチレンおよびもう一つのオレフィン(例えば、α-オレフィン)、例えばオクタン、および/またはブテンおよび/またはスチレンとのコポリマーである。特定の態様において、該耐衝撃性改良剤はエチレンとオクテンとのコポリマーである。特定の態様において、該耐衝撃性改良剤はエチレンとブテンとのコポリマーである。
【００３６】
特定の態様において、上記耐衝撃性改良剤、例えば上述のようなポリオレフィンコポリマー、例えばエチレン-オクテンコポリマーは、約0.80〜約0.95g/cm3という密度および/または約0.2g/10分(190℃にて2.16kg)〜約30g/10分(190℃にて2.16kg)、例えば約0.5g/10分(190℃にて2.16kg)〜約20g/10分(190℃にて2.16kg)、または約0.5g/10分(190℃にて2.16kg)〜約15g/10分(190℃にて2.16kg)、または約0.5g/10分(190℃にて2.16kg)〜約10g/10分(190℃にて2.16kg)、または約0.5g/10分(190℃にて2.16kg)〜約7.5g/10分(190℃にて2.16kg)、または約0.5g/10分(190℃にて2.16kg)〜約5g/10分(190℃にて2.16kg)、または約0.5g/10分(190℃にて2.16kg)〜約4g/10分(190℃にて2.16kg)、または約0.5g/10分(190℃にて2.16kg)〜約3g/10分(190℃にて2.16kg)、または約0.5g/10分(190℃にて2.16kg)〜約2.5g/10分(190℃にて2.16kg)、または約0.5g/10分(190℃にて2.16kg)〜約2g/10分(190℃にて2.16kg)、または約0.5g/10分(190℃にて2.16kg)〜約1.5g/10分(190℃にて2.16kg)というMFIを持つ。このようなまたは特定の態様において、該耐衝撃性改良剤は、約0.85〜約0.86g/cm3という密度を持つエチレン-オクテンコポリマーである。典型的耐衝撃性改良剤は、エンゲージ(Engage)(RTM)、例えばエンゲージ(Engage)(RTM) 8842というブランドの下にダウ(DOW)により製造されているポリオレフィンエラストマーである。このような態様において、該配合ポリマー樹脂は、その上にここにおいて記載された如き酸化防止剤を含むことができる。
特定の態様において、上記耐衝撃性改良剤は、スチレンおよびブタジエンをベースとするコポリマー、例えばスチレンおよびブタジエンをベースとする線状ブロックコポリマーである。このような態様において、該耐衝撃性改良剤は、約1〜約5g/10分(5.0kgにて200℃)、例えば約2g/10分(5.0kgにて200℃)〜約4g/10分(5.0kgにて200℃)、または約3g/10分(5.0kgにて200℃)〜約4g/10分(5.0kgにて200℃)というMFIを持つことができる。
【００３７】
特定の態様において、上記耐衝撃性改良剤はスチレンおよびエチレン/ブテンをベースとするトリブロックコポリマーである。このような態様において、該耐衝撃性改良剤は、約15g/10分(5.0kgにて200℃)〜約25g/10分(5.0kgにて200℃)、例えば約20g/10分(5.0kgにて200℃)〜約25g/10分(5.0kgにて200℃)というMFIを持つことができる。
ここに記載された如き充填剤入りポリマー樹脂を射出成型することにより得られる製造品は、種々様々である。
特定の態様において、上記製造品は、以下に列挙するものの内の一形態である：パネル(例えば、自動車パネル)、パレット、パイプ、ドア、シャッター、オーニング、ブラインド、標識、フレーム、ウインドウケーシング、携帯電話ケーシング、バケット、背板、壁板、フローリング、タイル、枕木、型枠、トレー、工具用ハンドル、陳列台、寝具類、分配装置、側板、トート(totes)、樽、箱、パッキング材、籠、ラック、ケーシング、バインダ、ディバイダー、壁、マット、フレーム、ブックケース、彫像、椅子、テーブル、デスク、美術品、玩具、ゲーム用品、埠頭、橋脚、ボート、マスト、浄化槽、基板、コンピュータハウジング、地上および地下電気ケーシング、PCBカバー、家具、ピクニックテーブル、テント、遊び場、ベンチ、シェルタ、スポーツ用具、便器、額、トレー、ハンガー、給仕道具、プール、絶縁材、棺、ブックカバー、杖、松葉杖、旅行鞄バックルおよびクリップ、ポンプ部品等。
特定の態様において、上記製造品またはその部品は約5.0mm以下、例えば約4.0mm以下、または約3.0mm以下、または約2.0mm以下、または約1.5mm以下、または約1mm以下の厚みを持つ壁を含む。特定の態様において、該製造品またはその部品は約1.0mm〜約3.0mm、例えば約1.5mm〜約3.0mmという壁厚を有する。このような比較的薄い壁を持つ部品が、リサイクルポリマー樹脂から射出成型し得ることは予想外のことである。
【実施例】
【００３８】
実施例1：ポリマー樹脂の製造
充填剤入りポリマー樹脂を、配合によって製造した。これらは以下の通りであった：
サンプルA：リサイクルされたHDPE + 15質量％の0.54μmというd50を持つ未被覆重質炭酸カルシウム；
サンプルB：リサイクルされたHDPEとPPとの混合物 + 10質量％の表面処理された重質炭酸カルシウム(d50=0.8μm)、2.16kg/190℃において0.29g/10分というMFIを持つ；
サンプルC：リサイクルされたHDPEとPPとの混合物 + 10質量％の表面処理された重質炭酸カルシウム(d50=0.8μm) + 耐衝撃性改良剤としての2.5質量％のエチレン-オクテンコポリマー、2.16kg/190℃において0.15g/10分というMFIを持つ；
サンプルD：2.16kg/190℃において8.0g/10分というMFIを持つ、未充填バージンHDPEポリマー樹脂。これは比較の目的で含められる。
【００３９】
実施例2：射出成型工程
携帯電話用サラウンド(surround)を、各サンプルから、スミトモSE180DUシステム180tセルボエレクトリックインジェクションモールディングマシーン(Sumitomo SE180DU System 180t Servo Electric Injection Moulding Machine)(32mmの標準的工業用スクリュー設計のスミトモ(Sumitomo) SE180DU C360)を用いた射出成型により製造した。
諸条件：
溶融温度：220℃；
バレル温度プロファイル：220-225-225-220-215℃；
供給口温度：70℃；
背圧：約9.0MPa(90bar)；
減圧距離(decompression distance)：30mm/秒において8mm；
スクリュー表面速度：700mm/秒；
射出速度：70mm/秒；
ドージングストローク：保持段階(Holding Stage)無しに100％目視充填量(visual fill)を達成するのに要する如きもの；
保持圧力：平坦な連続的表面仕上げを達成するに要する如きもの；
保持時間：2.0秒；
冷却時間：6.0秒；
型締力：100t；
金型温度：25℃
各サンプルブレンドテスト間で、その射出装置およびホットランナーシステムを、HDPEでパージして清浄化した。
結果を、以下の表1および2にまとめた：
【００４０】
【表１】
2018519410.tif 000002
記録された全ての時間は、秒単位であり、全ての圧力はMPa(bar)明示である。
【００４１】
【表２】
2018519410.tif 000003
【００４２】
実施例3：スパイラルフローナンバー(SFN)の分析
サンプルB、CおよびDのSFNを、以下の条件下で(スパイラルフロー金型(Spiral Flow Mould)およびエンゲル55tセルボエレクトリック/E-モーション(Engel 55t Servo Electric/E-motion)射出成型装置を使用して)、上記ポリマー樹脂を射出成型することにより決定した：
溶融温度：220℃；
背圧：約9.0MPa(90bar)；
スクリュー表面速度：550mm/秒；
射出時間：1秒または2秒；
射出速度：30mm/秒または15mm/秒；
金型温度：25℃
結果を以下の表3Aおよび3Bにまとめた：
【００４３】
【表３】
2018519410.tif 000004
【００４４】
【表４】
2018519410.tif 000005
【００４５】
実施例4：
一連の充填剤入りポリマー樹脂を、以下の表4に記載のように製造した。リサイクルされた混合ポリオレフィン源Aは、2.16kg/190℃において4.01g/10分というMFIを有し、またリサイクルされたポリオレフィン源Bは、2.16kg/190℃において3.71g/10分というMFIを有していた。即ち、それは、表面処理された重質炭酸カルシウム(d50=0.8μm)の機能性フィラーおよび上記その他の成分と配合する前である。
全てのサンプルは、コぺリオン(Coperion) ZSK二軸スクリュー押出機を用いた溶融混合を通して製造された。そのバレルを、ホッパーからダイに至るまで200，205，210，215，225，235および240℃に維持した。そのスクリュー速度を800rpmに設定し、かつその送り速度を8.0kg/時に設定した。その熱押出物(hot extrudes)は、水中で直ちに急冷され、またペレット化された。次いで、機械的テスト用の試験片を射出成型により製造した。試験片は、アルバーグオールラウンダー(Arburg Allrounder) 320Mを用いて製造され、また成型品は、ASTM D618 (20/23/50)の手順A(Procedure A)に従って、該テストに先立って、23℃および相対湿度50％にて、最低でも40時間に渡り状態調節された。
【００４６】
【表５】
2018519410.tif 000006
CB=カーボンブラック；A/O=酸化防止剤；DCP=ジクミルパーオキサイド；PP=ポリプロピレン
【００４７】
各試験片に係る機械的テストおよび射出成型前の上記配合された樹脂のMFIを、以下の表5にまとめた。
破断点伸びおよびUTSは、ティニアスオルセンベンチトップ(Tinius Olsen Benchtop)引張試験機を用い、ISO 572-2に従って室温にて行われた。結果は、各サンプルに対して8回の測定の平均に相当する。
曲げ弾性率は、ISO 178に従ってテストされた。
シャルピーノッチ無し衝撃テストは、-20℃±2℃にて、イントロンチアスト(Intron Ceast) 9340落錘衝撃試験機を用いて、ISO 179-2に従って行われた。与えられた結果は、各サンプルについて、完全破壊(complete break)測定値の平均に相当する。
【００４８】
【表６】
2018519410.tif 000007
【国際調査報告】
2018519410.tif 000008
2018519410.tif 000009