(57)【要約】      （修正有）【課題】高品質の再生ポリマー組成物を製造するためのポリマー廃材料を再生利用する方法の提供。【解決手段】少なくとも１種の廃ポリマーを準備する工程と、廃ポリマーを清浄化する工程と、以下の成分ｉ）及びｉｉ）を含む機能性フィラーを準備する工程と、ｉ）無機粒状物；及びｉｉ）１又は２個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基又はエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜と、消費後廃ポリマーと該機能性フィラーとを混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程と、を含む、ポリマー廃材料を再生利用する方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
消費後ポリマー廃材料を再生利用する方法であって：
少なくとも1種の消費後廃ポリマーを準備する工程；
該消費後廃ポリマーを清浄化する工程；
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーを準備する工程：
i. 無機粒状物；および
ii. 1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜；並びに
該消費後廃ポリマーと該機能性フィラーとを混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程、
を含む、前記消費後ポリマー廃材料を再生利用する方法。
【請求項２】
ポリマー廃材料を再生利用する方法であって：
少なくとも1種の廃ポリマーを準備する工程；
第一の処理段階において該廃ポリマーを清浄化する工程；
第二の処理段階において該廃ポリマーを清浄化する工程；
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーを準備する工程：
i. 無機粒状物；および
ii. 1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜；並びに
該廃ポリマーと該機能性フィラーとを混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程、
を含む、前記ポリマー廃材料を再生利用する方法。
【請求項３】
ポリマー廃材料を再生利用する方法であって：
少なくとも1種の廃ポリマーを準備する工程；
該廃ポリマーをドライクリーニング処理する工程；
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーを準備する工程：
i. 無機粒状物；および
ii. 1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜；並びに
該廃ポリマーと該機能性フィラーとを混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程、
を含む、前記ポリマー廃材料を再生利用する方法。
【請求項４】
前記ドライクリーニング工程が、気体中で前記廃ポリマーを遠心処理して、該廃ポリマーから揮発性不純物および固体不純物を除去する工程を含む、請求項3記載の方法。
【請求項５】
前記廃ポリマーが、少なくとも2種の異なるポリマー、例えばポリエチレンおよびポリプロピレンを含む、請求項1〜4の何れか1項に記載の方法。
【請求項６】
前記機能性フィラーが、前記廃ポリマーの、約50質量％〜約70質量％なる範囲の量で存在する、請求項1または請求項2〜5の何れか1項に記載の方法。
【請求項７】
前記機能性フィラーが、前記廃ポリマーの、約5質量％〜約50質量％なる範囲の量で存在する、請求項1〜6の何れか1項に記載の方法。
【請求項８】
前記無機粒状物が約0.5〜約1.0μmなる範囲のd50を有し、任意に、該無機粒状物が粉砕炭酸カルシウムであり、また、任意に、前記第一の化合物が約0.6〜約1.2質量％なる範囲の量で前記機能性フィラー中に存在する、請求項1〜7の何れか1項に記載の方法。
【請求項９】
更に、前記廃ポリマーおよび前記機能性フィラーを、パーオキサイド含有添加剤および/または酸化防止剤と混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程を含む、請求項1、2または3記載の方法。
【請求項１０】
前記被膜が、更に、1種またはそれ以上の脂肪酸、1種またはそれ以上の脂肪酸の塩、およびこれらの組合せから選択される第二の化合物を含む、請求項1〜9の何れか1項に記載の方法。
【請求項１１】
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーであって：
i. 無機粒状物；並びに
ii. 該無機粒状物の表面上の被膜、ここで該被膜は、
1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物；および
1種またはそれ以上の脂肪酸、1種またはそれ以上の脂肪酸の塩、およびこれらの組合せからなる群から選択される第二の化合物、
を含む、前記機能性フィラー。
【請求項１２】
前記被膜が、更に、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を含む、請求項11記載の機能性フィラー。
【請求項１３】
前記無機粒状物が、約0.5〜約1.0μmなる範囲のd50を有し、任意に、該無機粒状物が粉砕炭酸カルシウムであり、また、任意に、前記第一の化合物が約0.6〜約1.2質量％なる範囲の量で前記機能性フィラー中に存在する、請求項11または12記載の機能性フィラー。
【請求項１４】
以下の成分を含むポリマー組成物であって：
少なくとも1種のポリマー；並びに
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラー：
i. 無機粒状物；および
ii. 該無機粒状物の表面上の被膜、ここで該被膜は、
1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含み、
但し、該少なくとも1種のポリマーが、請求項1〜7の何れか1項に従ってポリマー廃棄物から再生されない場合には、該被膜は、更に、1種またはそれ以上の脂肪酸、1種またはそれ以上の脂肪酸の塩、およびこれらの組合せからなる群から選択される第二の化合物を含む、前記ポリマー組成物。
【請求項１５】
請求項1〜8の何れか1項に記載の方法によって得られる、再生ポリマー組成物。
【請求項１６】
前記組成物が、更に、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を含み、任意に、該パーオキサイド含有添加剤が、前記被膜内に存在する、請求項15記載の組成物。
【請求項１７】
前記機能性フィラーが、前記ポリマー組成物または再生ポリマー組成物の、約50〜約70質量％なる範囲の量にて存在する、請求項14〜16の何れか1項に記載の組成物。
【請求項１８】
前記機能性フィラーが、前記ポリマー組成物または再生ポリマー組成物の、約5〜約50質量％なる範囲の量にて存在する、請求項14〜16の何れか1項に記載の組成物。
【請求項１９】
前記無機粒状物が、約0.5〜約1.0μmなる範囲のd50を有し、任意に、該無機粒状物が粉砕炭酸カルシウムであり、また、任意に、前記第一の化合物が約0.6〜約1.2質量％なる範囲の量で前記機能性フィラー中に存在する、請求項18記載の組成物。
【請求項２０】
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーであって：
i. 無機粒状物；および
ii. 1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜、
ここで該無機粒状物は、約0.5〜約1.5μmなる範囲のd50を有し、任意に、該無機粒状物が粉砕炭酸カルシウムであり、また、任意に、前記第一の化合物が約0.6〜約1.2質量％なる範囲の量で該機能性フィラー中に存在することを特徴とする、前記機能性フィラー。
【請求項２１】
前記無機粒状物が約0.5〜約1.0μmなる範囲のd50を有する、請求項20記載の機能性フィラー。
【請求項２２】
少なくとも1種の廃ポリマー由来の再生ポリマー組成物における、請求項1〜3の何れか1項で定義される機能性フィラーの使用であって、請求項1〜4の何れか1項に従って、該少なくとも1種のポリマーが清浄化、例えば溶媒を使用しないドライクリーニングによって清浄化され、任意に、該少なくとも1種の廃ポリマーが、少なくとも2種の異なるポリマーの混合物を含む、前記使用。
【請求項２３】
任意に少なくとも2種のポリマー組成物を含むポリマー組成物、例えば再生ポリマー組成物の、(i) 1またはそれ以上のノッチなしのシャルピー衝撃特性または(ii) 1またはそれ以上の引張特性を、請求項21記載の機能性フィラーの前記第一および第二の化合物両者を含まない同様なポリマー組成物または再生ポリマー組成物と比較して、改善または維持するための、請求項22記載の機能性フィラーの使用。
【請求項２４】
請求項14〜19の何れか1項に記載のポリマー組成物から製造した製品。
【請求項２５】
少なくとも1種のポリマー、請求項11〜13、20または21の何れか1項に記載の機能性フィラー、および任意に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を含むポリマー組成物から製造した製品であり、任意に、該パーオキサイド含有添加剤が被膜内に存在する、前記製品。
【請求項２６】
前記ポリマー組成物が、請求項20または21記載の機能性フィラーを含み、かつ該機能性フィラーが、該ポリマー組成物の約5〜約50質量％なる範囲の量で存在する、請求項25記載の製品。
【請求項２７】
前記機能性フィラーが、前記ポリマー組成物の約5〜約30質量％なる範囲の量で存在する、請求項26記載の製品。
【請求項２８】
該製品が、パイプまたはチューブである、請求項24〜27の何れか1項に記載の製品。
【請求項２９】
任意に少なくとも2種の異なるポリマーの混合物を含有するポリマー組成物であって、該ポリマー組成物が請求項20または21記載の機能性フィラーを含み、該機能性フィラーが、該ポリマー組成物の約5〜約50質量％なる範囲の量で該ポリマー組成物中に存在し、該ポリマー組成物が、該機能性フィラーを含まない該ポリマー組成物の第二のノッチ付きシャルピーピークエネルギーよりも大きな第一のノッチ付きシャルピーピークエネルギーを有する、前記ポリマー組成物。
【請求項３０】
任意に少なくとも2種の異なるポリマーの混合物を含有するポリマー組成物における請求項20または21記載の機能性フィラーの、該ポリマー組成物から作られた成形部材のノッチ付きシャルピー衝撃特性を改善するための使用であって、該機能性フィラーが、該ポリマー組成物の約5〜約50質量％なる範囲の量で該ポリマー組成物中に存在することを特徴とする、前記使用。
【請求項３１】
前記機能性フィラーが、該ポリマー組成物の約5〜約30質量％なる範囲の量で該ポリマー組成物中に存在する、請求項30記載の使用。
【請求項３２】
前記量での前記機能性フィラーの使用が、成形部材の成形後収縮を改善、低下または阻害しない、請求項30または31記載の使用。
【請求項３３】
前記成形部材が、射出成型されたものである、請求項32記載の使用。
【請求項３４】
前記成形部材が、パイプまたはチューブである、請求項32または33記載の使用。
【請求項３５】
前記ポリマー組成物が、少なくとも1種の廃ポリマーを由来とする再生ポリマー組成物であり、請求項1〜4の何れか1項に従って、該少なくとも1種のポリマーが清浄化、例えば溶媒を使用しないドライクリーニング処理によって清浄化され、任意に、該少なくとも1種の廃ポリマーが、少なくとも2種の異なるポリマーの混合物を含む、請求項30〜34の何れか1項に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマー組成物、例えば再生ポリマー組成物、その製法、該組成物中で使用するための機能性フィラーおよび該ポリマー組成物から製造した物品の提供を意図する。
【背景技術】
【０００２】
無機粒状フィラー、例えば粉砕無機鉱物を、様々な目的のためにポリマー組成物中に配合することは公知である。該無機フィラーと該ポリマー組成物との相溶性を改善するために、多くの方法が提案されている。例えば、US-A-7732514は、プラスチック材料、無機粒状固体、例えばアルミナ水和物およびカップリング表面改質剤を含有する組成物を記載している。カップリング表面改質剤において、該改質剤は、該粒状フィラー表面および該ポリマーマトリックス表面両者と相互作用する。
近年において、ポリマー廃材料の再生が注目されつつある。しかし、このポリマー廃材料の再生は、未使用ポリマー由来のポリマー組成物の製造中には必ずしも遭遇することのない多くの問題を呈示する。
これらの問題は、元の使用に起因する、また使用後の捕集の際および初期の加工中の、該廃ポリマーの汚染および汚れの問題を含む。このような汚染は、揮発性不純物および/または固体不純物の形状であり得る。このような汚染物の存在は、該ポリマー廃材料に不快な臭気を与え、またこれらが適切に除去されない場合には、その最終的な再生ポリマーの品質に悪影響を及ぼす恐れがある。典型的に、ポリマー廃棄物を、唯一回の洗浄工程において処理して、汚染物質を除去している。
更に、ポリマー廃棄物の流れは、しばしば異なる型のポリマーの混合物、例えばポリエチレンとポリプロピレンとの混合物を含んでおり、これは、このような混合ポリマー廃棄物流から調製した再生ポリマーにおける相溶性の問題をもたらす恐れがある。従って、従来は、更に加工する前に、ポリマーをその構成型に分離することに大きな目標が置かれている。しかし、このような分離は、技術的に困難であり、その結果比較的高い経費を要する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
即ち、ポリマー廃材料を再生利用する必要性が高まるにつれて、ポリマー廃材料を加工して高品質のポリマー組成物および物品を得るための、経済的に実施し得る新規な方法並びに組成物の開発に対する、次第に増大する要求がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者等は、ポリマー組成物、特に消費後(post-consumer)ポリマー廃棄物由来のポリマー組成物において使用するための新規なフィラー並びにポリマー廃材料を再生利用するための新規な方法を見出した。これらは、前記問題点を処理し、あるいは少なくとも改善し、また更には臭気発生の少ない、高品質の再生ポリマー組成物の製造を可能とする。
【０００５】
本発明の第一の局面によれば、消費後ポリマー廃材料を再生利用する方法が提供され、該方法は、
少なくとも1種の消費後廃ポリマーを準備する工程；
該消費後廃ポリマーを清浄化する工程；
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーを準備する工程：
i. 無機粒状物；および
ii. 1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基(propanoic group)またはエチレン基(ethylenic group)を含む第一の化合物を含有する被膜(coating)；並びに
該消費後廃ポリマーと該機能性フィラーとを混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程を含む。
【０００６】
本発明の第二の局面によれば、ポリマー廃材料を再生利用する方法が提供され、該方法は、
少なくとも1種の廃ポリマーを準備する工程；
第一の処理段階において該廃ポリマーを清浄化する工程；
第二の処理段階において該廃ポリマーを清浄化する工程；
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーを準備する工程：
i. 無機粒状物；および
ii. 1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜；並びに
該廃ポリマーと該機能性フィラーとを混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程を含む。
【０００７】
本発明の第三の局面によれば、ポリマー廃材料を再生利用する方法が提供され、該方法は、
少なくとも1種の廃ポリマーを準備する工程；
該廃ポリマーをドライクリーニング処理する工程；
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーを準備する工程：
i. 無機粒状物；および
ii. 1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜；並びに
該廃ポリマーと該機能性フィラーとを混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程を含む。
【０００８】
本発明の第四の局面によれば、機能性フィラーが提供され、該機能性フィラーは、以下の成分iおよびii：
i. 無機粒状物；並びに
ii. 該無機粒状物の表面上の被膜を含み、ここで該被膜は、
1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物；および
1種またはそれ以上の脂肪酸、1種またはそれ以上の脂肪酸の塩、およびこれらの組合せからなる群から選択される第二の化合物を含む。
【０００９】
本発明の第五の局面によれば、ポリマー組成物が提供され、該ポリマー組成物は、以下の成分：
少なくとも1種のポリマー；並びに
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラー：
i. 無機粒状物；および
ii. 該無機粒状物の表面上の被膜を含み、ここで該被膜は、
1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含むが、但し該少なくとも1種のポリマーが、前記本発明の第一、第二、または第三の局面に係る方法のいずれか一つに従ってポリマー廃棄物から再生されない場合には、該被膜は、更にステアリン酸およびステアレートからなる群から選択される第二の化合物を含む。
【００１０】
本発明の第六の局面によれば、本発明は、本発明の前記第一、第二、または第三の局面に従って定義される機能性フィラーの、少なくとも1種の廃ポリマー由来の再生ポリマーにおける使用を意図しており、該使用において、該少なくとも1種の廃ポリマーは、本発明の該第一、第二、または第三の局面に従って、清浄化、例えば(溶媒を使用しない)ドライクリーニング処理により清浄化される。
【００１１】
本発明の第七の局面によれば、本発明は機能性フィラーの提供を意図しており、該機能性フィラーは無機粒状物、および1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜を含む。該無機粒状物は、約0.5〜約1.5μmなる範囲のd50を持つ。任意に、該無機粒状物は粉砕炭酸カルシウムである。任意に、該第一の化合物は約0.6〜約1.2質量％なる範囲の量で該機能性フィラー中に存在する。該無機粒状物は約0.5〜約1.0μmなる範囲のd50を有し得る。
【００１２】
本発明の第八の局面によれば、本発明の前記第五の局面のポリマー組成物から作成した製品が提供される。
【００１３】
本発明の第九の局面によれば、組成物が提供され、該組成物は、少なくとも1種のポリマー、本発明の前記第四または第七の局面に従う機能性フィラー、および任意に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を含む。
【００１４】
本発明の第十の局面によれば、本発明の前記第七の局面に従う機能性フィラーの、ポリマー組成物(任意に、このポリマー組成物は、少なくとも2種の異なる型のポリマーの混合物を含む)における使用を意図しており、この使用は、該ポリマー組成物から作成した成形部材のノッチ付きシャルピー衝撃特性を改善することを目的とする。該機能性フィラーは、該ポリマー組成物の約5〜約50質量％なる範囲の量で該組成物中に存在する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図1は、実施例1において使用した、乾式粉砕および湿式粉砕した炭酸カルシウムの粒度分布を示す図である。
【図２】図2は、実施例1において調製された如き、図1に示した被覆され湿式粉砕された炭酸塩を含有する配合材料の、様々な引張特性をまとめたグラフである。
【図３】図3は、実施例1において調製された如き、図1に示した被覆され乾式粉砕された炭酸塩を含有する配合ポリマー材料の、様々な引張特性をまとめたグラフである。
【図４】図4は、実施例1において調製された如き、図1に示した被覆され湿式粉砕された炭酸塩を含有する配合ポリマー材料の、様々なノッチなしのシャルピー衝撃特性をまとめたグラフである。
【図５】図5は、実施例1において調製された如き、図1に示した被覆され乾式粉砕された炭酸塩を含有する配合ポリマー材料の、様々なノッチなしのシャルピー衝撃特性をまとめたグラフである。
【図６】図6は、実施例2に従って製造した、射出成型されたテスト片の、曲げ降伏強さをまとめたグラフである。
【図７】図7は、実施例2に従って製造した、射出成型されたテスト片の、曲げ弾性率をまとめたグラフである。
【図８】図8は、実施例2に従って製造した、射出成型されたテスト片の、ノッチ付きシャルピーピークエネルギーをまとめたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の方法
上述の如く、本発明は、ポリマー廃棄物、例えば消費後廃ポリマーを再生利用するための方法を提供することを意図する。
再生利用(再生)とは、材料を、その元々の最終用途において使用する目的でまたはその他の目的で処理(加工)することを意味する。
【００１７】
本発明の前記第一の局面によれば、消費後ポリマー廃材料を再生利用するための方法が提供され、該方法は、
少なくとも1種の消費後廃ポリマーを準備する工程；
該消費後廃ポリマーを清浄化する工程；
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーを準備する工程：
i. 無機粒状物；および
ii. 1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜；並びに
該消費後廃ポリマーと該機能性フィラーとを混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程を含む。
【００１８】
上記消費後廃ポリマーは、典型的に前記清浄化段階に先立って、細断され、フレーク化され、チップ化されまたは粒状化される。ポリマー廃棄物を細断、フレーク化、チップ化または粒状化する方法および装置は、当業者には全く明白である如く、当分野において周知である。
【００１９】
前記清浄化段階は、浮上分離(float-separation)技術を使用しまたは使用せずに、前記ポリマー廃棄物を洗浄して、深く染込んだ汚れおよびその他の揮発性不純物および固体不純物を除去する工程を含むことができる。典型的には、該ポリマー廃棄物を、水および他の清浄化添加剤、例えば界面活性剤、洗浄剤等の存在下で、洗浄タンク内で洗浄する。該ポリマー廃材料は、該不純物の除去を容易にする目的で機械的に攪拌することができる。更に、該ポリマー廃棄物は、該洗浄段階中、例えばブラシ等による磨滅処理に掛けることも可能である。湿式清浄化の一利点は、この方法がポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)および他のポリマー画分を含む混合ポリマー廃棄物流の、密度分離と清浄化との組合せを可能とし、結果として約1 g/cm3未満の密度を持つ分離画分を生成し得ることにあり、該画分は主として(例えば、90質量％を越える)PEおよびPPを含むであろう。
【００２０】
一態様において、前記清浄化は、前記廃ポリマーをドライクリーニング処理に付して、該廃ポリマーから揮発性不純物および固体不純物を除去する工程を含む。適当なドライクリーニングプラントは、円筒形であり得るチャンバーを含み、該チャンバー内で、該ポリマー廃材料は、ガスの存在下で回転状態に置かれ、また浮遊状態に維持される。一態様において、該ドライクリーニングは、該ポリマー廃材料を遠心処理する工程を含む。該ガスは、好ましくは周囲温度以上に加熱される。該ガスの温度は、50℃〜200℃なる範囲、例えば50℃〜150℃なる範囲の値であり得る。一態様において、該ガスは高温空気である。当業者は、適当な周囲温度を越える温度を決定することができよう。上記攪乱は、優れた乾燥作用(例えば、約2％なる一定の平均含水率)を保証する。砂、土、紙および繊維等の不純物は、スクリーンによって分離することができ、またこの清浄化された材料は、更なる加工のために材料放出点に移される。これら不純物は、該スクリーン内に組込まれた1またはそれ以上の溶融濾過器により分離することができる。従って、一態様において、本発明の方法は、更に該廃ポリマーを、場合により真空中で、溶融濾過処理する工程を含む。このドライクリーニング法は、添加溶媒の不在下で行われ、またその結果として溶媒を使用しないドライクリーニングとして記載することもできる。このドライクリーニング法は、添加された水または他の水性液体の存在しない条件下で行われる。
【００２１】
前記揮発性不純物又は固体不純物を除去することによって、このような不純物に関連する不快な臭気が、少なくとも部分的に本発明の方法の前記新規な清浄化段階のために、減じられもしくは根絶される。溶媒を使用しないドライクリーニングは、これが、例えば洗浄剤等を使用する従来の(湿式)洗浄段階と比較して、比較的低コストにて十分に清浄化されたポリマー廃棄物の製造を可能とすることから、特に有利である。更に、洗浄剤および溶媒等の清浄化剤は、このドライクリーニングにおいては使用されないので、更なる処理に先立って、これら清浄化剤を除去する段階を必要としない。その上、該ドライクリーニング処理されたポリマー廃棄物は、乾燥状態にあるので、更なる処理の前に、該清浄化されたポリマー廃棄物を乾燥するための手段は必要とされない。
【００２２】
前記ポリマー廃棄物の前記(溶媒を使用しない)ドライクリーニングは、(従来の湿式清浄化工程に比して)清浄で、乾燥状態にあるかつ比較的穏やかな工程の実現を可能とし、該工程は、比較的短い滞留時間内に、再生されるポリマー廃棄物の品質に悪影響を及ぼすことなしに、該ポリマー廃棄物の製造を可能とする。
【００２３】
もう一つの有利な態様において、前記ポリマー廃棄物は、2またはそれ以上の、一連の上記の如き(溶媒を使用しない)ドライクリーニング段階において清浄化される。このような態様において、第一のドライクリーニング段階から排出される該清浄化された材料は、第二のドライクリーニング段階に掛けられる。この工程は、更に、場合により真空中で行われる、該廃ポリマーの溶融濾過処理を含むことができる。この工程は、更に、第一の配合段階を含むことができ、この段階において、該ドライクリーニング処理されたポリマー廃棄物は、上記機能性フィラーおよび随意のパーオキサイド含有添加剤と混ぜ合わされ、該第一の配合段階は、第二の配合段階を伴い、該第二配合段階において、以下に説明するような追加の成分、例えばスリップ剤および/または加工助剤および/または離型剤および/または酸化防止剤が、該第一の配合段階の組成物と混ぜ合わされる。
【００２４】
もう一つの態様において、本発明の第一の局面による前記清浄化段階は、溶媒の使用に基くドライクリーニング段階を含むことができる。溶媒の使用に基くドライクリーニング技術は、当業者には全く明白であるように、当分野において周知である。典型的な溶媒は、グリコールエーテル、炭化水素を主成分とする溶媒、液状シリコーン、パークロロエチレンおよび超臨界CO2を含む。超臨界二酸化炭素は、炭化水素およびパークロロエチレン等のより伝統的な溶媒と比較してより環境に優しい溶媒として使用することができる。該溶媒は、清浄化能力を高める目的で、少量の洗浄剤(例えば、0.5〜1.5％なる範囲の量)を含むことができる。該洗浄剤は、アニオン性またはカチオン性洗浄剤であり得る。もう一つの態様において、本発明の第一の局面による上記清浄化工程は、溶媒の使用に基くドライクリーニング段階を含まない。
更なる態様において、前記廃ポリマー、例えば消費後廃ポリマーは、該廃ポリマーをドライクリーニング処理に掛ける前に、予備洗浄処理に付される。
【００２５】
本発明の第二の局面によれば、ポリマー廃材料を再生利用する方法が提供され、該再生方法は、
少なくとも1種の廃ポリマーを準備する工程；
第一の処理段階において該廃ポリマーを清浄化する工程；
第二の処理段階において該廃ポリマーを清浄化する工程；
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーを準備する工程：
i. 無機粒状物；および
ii. 1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む化合物を含有する被膜；並びに
該廃ポリマーと該機能性フィラーとを混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程を含む。
【００２６】
前記第一および第二清浄化段階は、本発明による第一の局面との関連で上に記載されている。これら清浄化段階の一方またはその両者は、本発明による第一の局面との関連で上記したような溶媒を使用しないドライクリーニング処理を含むことができる。少なくとも2段階の清浄化段階を用いることによる、従来の清浄化プロトコールのこの手直しは、これが、比較的より清浄なポリマー廃棄物流の製造を可能とすることから有利であり、該ポリマー廃棄物流は、除去しないと不快な臭気発生を引起しおよび/または最終的に再生されるポリマー組成物の品質に悪影響を及ぼす恐れのある、揮発性不純物および固体不純物を実質的に含まないものである。
【００２７】
前記第一および/または第二の清浄化工程は、上記の如き溶媒の使用に基くドライクリーニング処理を含むことができる。典型的な溶媒は、グリコールエーテル、炭化水素を主成分とする溶媒、液状シリコーン、パークロロエチレンおよび超臨界CO2を含む。超臨界二酸化炭素は、炭化水素およびパークロロエチレン等のより伝統的な溶媒と比較してより環境に優しい溶媒として使用することができる。該溶媒は、清浄化能力を高める目的で、少量の洗浄剤(例えば、0.5〜1.5％なる範囲の量)を含むことができる。該洗浄剤は、アニオン性またはカチオン性洗浄剤であり得る。
即ち、様々な態様において、本発明の第二の局面に係る前記第一および第二の処理段階は、(i) 上記の如く、浮上分離技術を用いまたは用いずに、前記ポリマー廃棄物を洗浄して、深く染込んだ汚れおよび他の揮発性不純物および固体不純物を除去するか、(ii) 上記の如き溶媒を使用しないドライクリーニング処理に掛けるか、または(iii) 上記の如き溶媒の使用に基くドライクリーニング処理を施すかの何れかの工程を含むことができる。
【００２８】
本発明の第三の局面によれば、ポリマー廃材料を再生利用する方法が提供され、この再生方法は、
少なくとも1種の廃ポリマーを準備する工程；
該廃ポリマーをドライクリーニング処理する工程；
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーを準備する工程：
i. 無機粒状物；および
ii. 1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む化合物を含有する被膜；並びに
該廃ポリマーと該機能性フィラーとを混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程を含む。
【００２９】
本発明のこの局面に従う前記廃ポリマーのドライクリーニング処理は、本発明の第一および第二の局面との関連で上に説明されている。即ち、一態様において、該廃ポリマーのドライクリーニング処理は、該廃ポリマーを溶媒を使用しないドライクリーニング処理に付す段階を含む。もう一つの態様において、該ドライクリーニング処理は、該廃ポリマーを溶媒の使用に基くドライクリーニング処理に付す段階を含む。更なる態様において、該廃ポリマーをドライクリーニング処理する工程は、一連の2またはそれ以上のドライクリーニング段階において、該廃ポリマーを、溶媒を使用しないおよび溶媒の使用に基くドライクリーニング処理に付す工程を含む。更に別の態様において、該ポリマー廃棄物をドライクリーニング処理する工程は、溶媒の使用に基くドライクリーニング処理を含まない。
【００３０】
本発明の前記第一、第二および第三の局面に係る有利な一態様において、前記廃ポリマーは、少なくとも2種の異なる型のポリマー、例えば少なくとも3種の異なる型のポリマーを含む。例えば、該廃ポリマー流は、ポリエチレン(例えば、HDPE)およびポリプロピレンを含んでいてもよくまたは、例えば該廃ポリマー流は、高密度ポリエチレン(HDPE)および低密度ポリエチレン(LDPE)を含んでいてもよくまたは、例えば該廃ポリマー流は、HDPE、LDPEおよびポリプロピレン(一般的に再生都市(一般)廃棄物流に見られるように)を含んでいてもよい。従って、本発明の方法は、更に処理する前に、必ずしもポリマー廃棄物流を異なる型のポリマーに分離する必要性なしに、該ポリマー廃棄物流を効果的かつ経済的に再生利用することを可能とする。
【００３１】
もう一つの態様において、本発明の前記第二および第三の局面に係る前記少なくとも1種の廃ポリマーは、消費後廃ポリマーであり得る。
本発明に従ってポリマー廃棄物をドライクリーニングするための例示的な装置は、マッキネンウントアンラゲンバウシュルツGmbH(Maschinen und Anlagenbau Schulz GmbH)により与えられる(これについては、http://pdf.directindustry.com/pdf/m-a-s-maschinen-und-anlagenbau-schulz/drying-and-cleaning-plant/64259-147163.htmlを参照のこと。その内容全体を参考としてここに組入れる)。
【００３２】
清浄化に引続き、前記清浄化ポリマー廃棄物は、機能性フィラーと混ぜ合わされて、再生ポリマーを生成する。一態様において、該機能性フィラーは、該廃ポリマーの約3質量％に等しいかまたはそれ以上の量にて存在し、例えば該廃ポリマーの約5質量％に等しいかまたはそれ以上の量、例えば約8質量％に等しいかまたはそれ以上の量にて存在する。一態様において、該機能性フィラーは、該廃ポリマーの約10質量％に等しいかまたはそれ以上の量、例えば約20質量％に等しいかまたはそれ以上の量、例えば約30質量％に等しいかまたはそれ以上の量、例えば約40質量％に等しいかまたはそれ以上の量、例えば約50質量％に等しいかまたはそれ以上の量、例えば約60質量％に等しいかまたはそれ以上の量にて存在する。もう一つの態様において、該機能性フィラーは、該廃ポリマーの約5〜約70質量％なる範囲の量、例えば該廃ポリマーの約10〜約70質量％なる範囲の量、例えば約5〜約60質量％なる範囲の量、例えば約5〜約50質量％なる範囲の量、例えば約5〜約40質量％なる範囲の量、例えば約5〜約35質量％なる範囲の量、例えば約5〜約30質量％なる範囲の量、例えば約5〜約30質量％なる範囲の量、例えば約5〜約25質量％なる範囲の量、例えば約5〜約20質量％なる範囲の量、例えば約5〜約15質量％なる範囲の量、例えば約20〜約70質量％なる範囲の量、例えば約30〜約70質量％なる範囲の量、例えば約40〜約70質量％なる範囲の量、例えば該廃ポリマーの約50〜約20質量％なる範囲の量で存在する。該機能性フィラーは、該廃ポリマーの約80質量％に等しいか、またはそれ以下の量、例えば該廃ポリマーの約70質量％に等しいか、またはそれ以下の量、例えば約60質量％に等しいか、またはそれ以下の量、例えば約50質量％に等しいか、またはそれ以下の量、例えば約40質量％に等しいか、またはそれ以下の量で存在し得る。該機能性フィラーを、以下において詳細に説明する。以下において更に説明するように、種々の態様において、該機能性フィラーの前記被膜は、更に、脂肪酸および脂肪酸塩、例えばステアリン酸および/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第二の化合物を含むことができる。
【００３３】
一態様において、本発明の方法は、更に前記廃ポリマーおよび前記機能性フィラーを、パーオキサイド含有添加剤と混ぜ合わせる工程をも含む。該パーオキサイド含有添加剤を、以下において詳細に説明する。
該混ぜ合わせ段階は、押出機内で配合またはマスターバッチ中に配合することを含み得る。この段階は、前記の清浄化段階および/またはドライクリーニング段階と統合することができる。あるいはまた、この清浄化されたポリマー廃材料を、別の場所に搬送し、次いで前記機能性フィラーおよび随意のパーオキサイド含有添加剤と混ぜ合わせ、また更に本発明の前記第一、第二および第三の局面に従って処理することができる。本発明の方法に係るこの局面の更なる詳細は、以下において「ポリマー組成物」と題する節の下で、詳細に説明される。
本発明の前記方法に係る局面の一態様において、該方法は、再生ポリマー組成物を生成する前に、更に前記清浄化された廃ポリマーおよび前記機能性フィラーを、未使用のポリマー材料(即ち、非-再生ポリマー材料)と混ぜ合わせる段階を含む。
【００３４】
機能性フィラー
少なくとも本発明の前記第四および第七の局面によれば、前記機能性フィラーは、無機粒状物および1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜を含む。該被膜の目的は、該無機粒状物およびこれと混ぜ合わされる該ポリマーマトリックスの相溶性を改善し、および/または前記再生ポリマー組成物中の1種またはそれ以上の異なるポリマー間の相溶性を、これら異なるポリマー同士を架橋しまたはグラフト化処理することにより改善することにある。再生および未使用ポリマーを含む再生ポリマー組成物において、該機能性フィラーの被膜は、該異なるポリマーを架橋しまたはグラフトする機能を果たすことができる。
本発明のその他の局面および態様において、前記被膜は、更に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第二の化合物を含む。
【００３５】
無機粒状材料
例えば無機粒状材料は、アルカリ土類金属の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、含水カンダイト粘度、例えばカオリン、ハロイサイトまたはボールクレイ、無水(焼成された)カンダイト粘度、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、珪藻土、水酸化マグネシウム、またはアルミナ三水和物(アルミニウム三水和物と同義)、またはこれらの組合せであり得る。本発明の前記第一の局面に従う方法において使用するための好ましい無機粒状材料は、炭酸カルシウムである。以下において、本発明は、主として炭酸カルシウムに関連して論じられ、また該炭酸カルシウムが加工および/または処理される諸局面との関連で論じられる。本発明は、このような態様に限定されるものと解釈すべきではない。
【００３６】
本発明において使用する前記粒状炭酸カルシウムは、粉砕することによって、天然源から得ることができる。典型的に、粉砕炭酸カルシウム(GCC)はチョーク、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、これは引続き、所望の粉末度を持つ製品を得るべく、粒度分級段階に付すことができる。漂白、浮選、および磁気分離等の他の技術を利用して、所望の粉末度および/または色彩を持つ製品を得ることも可能である。該粒状固体材料は、自然発生的に粉砕され、即ち該固体材料自体の粒子間の磨砕により粉砕され、あるいは更に該粒状固体材料は、粉砕すべき該炭酸カルシウムとは異なる材料の粒子を含有する粒状物粉砕媒体の存在下で粉砕することも可能である。これらの方法は、その任意の段階にて添加することのできる、分散剤および殺生物剤の存在下で、またはその不在下で行うことができる。
【００３７】
沈降炭酸カルシウム(PCC)は、本発明における粒状炭酸カルシウムの源として使用することができ、また当分野において利用し得る公知法の何れかによって製造することも可能である。TAPPIモノグラフシリーズ(TAPPI Monograph Series) No.30, 「ペーパーコーティングピグメンツ(Paper Coating Pigments)」, pp.34-35は、製紙工業において使用する製品を調製する際に使用するのに適しているが、本発明の実施においても使用し得る沈降炭酸カルシウムを製造するための、3通りの主な工業的方法を記載している。これら3通りの方法全てにおいては、炭酸カルシウム供給材料、例えば石灰石が先ず焼成されて、生石灰とされ、次いで該生石灰が、水中で消和され、水酸化カルシウムまたは石灰乳とされる。その第一の方法において、該石灰乳は、二酸化炭素ガスにより直接炭酸化される。この方法は、副産物を全く生成しないという利点を持ち、また炭酸カルシウム生成物の諸特性および純度を調節することが比較的容易である。その第二の方法においては、石灰乳をソーダ灰と接触させて、複分解により、炭酸カルシウムの沈殿と水酸化ナトリウムの溶液とを生成している。該水酸化ナトリウムは、この方法を工業的に利用する場合には、該炭酸カルシウムから完全に実質的に分離し得る。第三の主要な工業的方法においては、石灰乳を先ず塩化アンモニウムと接触させて、塩化カルシウム溶液とアンモニアガスとを得ている。次いで、該塩化カルシウム溶液をソーダ灰と接触させて、複分解により、沈降炭酸カルシウムおよび塩化ナトリウム溶液とを生成する。かくして得られる結晶は、使用する特定の反応工程に依存して、広範な異なる形状およびサイズを持つものとして製造することができる。PCC結晶の3つの主な形態は、霰石、菱面体および偏三角面体形状であり、これら全ては、これらの混合物を含めて、本発明において使用するのに適したものである。
【００３８】
炭酸カルシウムの湿式粉砕は、炭酸カルシウムの水性懸濁液の生成を含み、該水性懸濁液は、次いで、場合により適当な分散助剤の存在下で粉砕することができる。該炭酸カルシウムの湿式粉砕に関するより一層の情報については、例えばEP-A-614948(この文献の内容全体を、参考としてここに組入れる)を参照することができる。
幾つかの状況においては、他の無機物質の添加を含むこともでき、例えば1種またはそれ以上のカオリン、焼成カオリン、珪灰石、ボーキサイト、タルク、二酸化チタンまたはマイカをまた存在させることが可能である。
本発明の前記無機粒状材料が、天然に産する供給源から得られる場合、幾らかの無機不純物が、そこから得られる粉砕材料を汚染している恐れがある。例えば、天然に産する炭酸カルシウムは、他の鉱物と結合した状態で存在する可能性がある。従って、幾つかの態様において、該無機粒状材料は、ある量の不純物を含む。しかし、一般的に本発明において使用する無機粒状材料は、約5質量％未満、好ましくは約1質量％未満の量で他の無機不純物を含むであろう。
【００３９】
特に述べない限り、ここにおいて前記無機粒状材料について言及する粒度特性は、CILAS 1064計測器を用いるレーザー光散乱の分野において使用されている周知の従来法により(あるいは本質的に同一の結果を与えるその他の方法により)測定されたものである。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状態にある粒子のサイズは、ミー(Mie)理論の応用に基く、レーザービームの回折を利用して測定することができる。このような装置は、「等価粒径(equivalent spherical diameter)」(e.s.d)と呼ばれる、所定のe.s.d値よりも小さな、サイズを持つ粒子の積算体積百分率のプロットおよびその測定をもたらす。この平均粒径d50は、d50値よりも小さな等価粒径を持つ粒子が50体積％の割合で存在する該粒子e.s.dに係る、このようにして測定された値である。用語d90とは、その値に満たない粒径を持つ粒子が、その90体積％なる割合を占めるような粒径の値である。
【００４０】
前記無機粒状物のd50は、約100μm未満、例えば約80μm未満、例えば約60μm未満、例えば約40μm未満、例えば約20μm未満、例えば約15μm未満、例えば約10μm未満、例えば約8μm未満、例えば約6μm未満、例えば約5μm未満、例えば約4μm未満、例えば約3μm未満、例えば約2μm未満、例えば約1.5μm未満、または例えば約1μm未満であり得る。該無機粒状物のd50は、約0.5μmを越え、例えば約0.75μmを越え、例えば約1μmを越え、例えば約1.25μmを越え、あるいは例えば約1.5μmを越える値であり得る。該無機粒状物のd50は、0.5〜20μmなる範囲、例えば0.5〜10μmなる範囲、例えば1〜5μmなる範囲、例えば1〜3μmなる範囲、例えば1〜2μmなる範囲、例えば0.5〜2μmなる範囲、例えば0.5〜1.5μmなる範囲、例えば0.5〜1.4μmなる範囲、例えば0.5〜1.4μmなる範囲、例えば0.5〜1.3μmなる範囲、例えば0.5〜1.2μmなる範囲、例えば0.5〜1.1μmなる範囲、例えば0.5〜1.0μmなる範囲、例えば0.6〜1.0μmなる範囲、例えば0.7〜1.0μmなる範囲、例えば0.6〜0.9μmなる範囲、例えば0.7〜0.9μmなる範囲の値であり得る。
【００４１】
前記前記無機粒状物のd90(トップカット(top cut)とも呼ばれる)は、約150μm未満、例えば約125μm未満、例えば約100μm未満、例えば約75μm未満、例えば約50μm未満、例えば約25μm未満、例えば約20μm未満、例えば約15μm未満、例えば約10μm未満、例えば約8μm未満、例えば約6μm未満、例えば約4μm未満、例えば約3μm未満、または例えば約2μm未満であり得る。有利には、該d90の値は、約25μm未満であり得る。
0.1μmよりも小さな粒子の量は、典型的に約5体積％以下である。
【００４２】
前記無機粒状物は、約10に等しいかまたはこれを越える、粒子勾配性(particle steepness)を持つことができる。粒子勾配性(即ち、該無機粒状物の粒度分布の勾配性)は、以下の式によって決定される：
勾配性(steepness)= 100 x (d30/d70)
ここで、d30は、このd30値よりも小さなe.s.dを持つ粒子が30体積％なる割合で存在する、該粒子e.s.dの値であり、またd70は、このd70値よりも小さなe.s.dを持つ粒子が70体積％なる割合で存在する、該粒子e.s.dの値である。
【００４３】
前記無機粒状物は、約100に等しいかまたはそれ未満なる粒子勾配性を持つことができる。該無機粒状物は、約75に等しいかまたはそれ未満または約50に等しいかまたはそれ未満、または約40に等しいかまたはそれ未満、または約30に等しいかまたはそれ未満なる粒子勾配性を持つことができる。該無機粒状物は、約10〜約50なる範囲、または約10〜約40なる範囲の粒子勾配性を持つことができる。
前記無機粒状物は、カップリング改質剤で被覆されている。
【００４４】
被膜
前記被膜は、1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む化合物(本明細書においては、カップリング改質剤(coupling modifier)とも呼ぶ)を含有する。
一態様において、前記カップリング改質剤は以下の式(1)を持つ：
A-(X-Y-CO)m(O-B-CO)nOH                 (1)
ここで、Aは1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端エチレン系結合を含む部分であり；
XはOでありかつmは1〜4なる範囲の数であり、またはXはNでありかつmは1であり；
YはC1-18-アルキレン基またはC2-18-アルケニレン基であり；
BはC2-6-アルキレン基であり、nは0〜5なる範囲の数であり、
但し、Aが前記エチレン基に隣接する2個のカルボニル基を含む場合、XはNであることを条件とする。
【００４５】
一態様において、A-X-はアクリル酸残基であり、場合によってはここで(O-B-CO)nはδ-バレロラクトンまたはε-カプロラクトンの残基またはこれらの混合物であり、また場合によりここでnは0である。
もう一つの態様において、A-X-はマレイミドの残基であり、場合によってはここで(O-B-CO)nはδ-バレロラクトンまたはε-カプロラクトンの残基またはこれらの混合物であり、また場合によりここでnは0である。
カップリング改質剤の具体的な例は、β-カルボキシエチルアクリレート、β-カルボキシヘキシルマレイミド、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。カップリング改質剤の例およびその製造方法は、US-A-7732514において記載されている。この文献の全内容を、参考としてここに組入れる。
【００４６】
もう一つの態様において、前記カップリング改質剤は、β-アクリロイルオキシプロパン酸または以下の式(2)で表されるオリゴマー型のアクリル酸である：
CH2=CH-COO[CH2-CH2-COO]nH              (2)
ここで、nは1〜6なる範囲の数を表す。
一態様において、nは1または2または3または4または5または6である。
前記式(2)のオリゴマー型のアクリル酸は、0.001〜1質量％なる範囲の量の重合阻害剤の存在下で、場合によっては高圧の下でかつ不活性溶媒の存在下にて、約50℃〜200℃なる範囲の温度まで、アクリル酸を加熱することにより製造し得る。カップリング改質剤の例およびその製造方法は、US-A-4267365において記載されている。この文献の全内容を、参考としてここに組入れる。
もう一つの態様において、前記カップリング改質剤はβ-アクリロイルオキシプロパン酸である。この種およびその製造方法は、US-A-3888912において記載されている。この文献の全内容を、参考としてここに組入れる。
【００４７】
前記カップリング改質剤は、本発明の所望の結果を達成するのに効果的な量にて前記機能性フィラー中に存在する。この量はカップリング改質剤毎に異なり、また前記無機粒状物の正確な組成に依存する可能性がある。例えば、該カップリング改質剤は、該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、該カップリング改質剤は、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％に等しいかまたはそれ未満なる量にて、該機能性フィラー中に存在する。典型的には、該カップリング改質剤は、約0.05質量％を越える量にて該機能性フィラー中に存在する。更なる態様において、該カップリング改質剤は、約0.1〜2質量％なる範囲、例えば約0.2〜1.8質量％なる範囲、または約0.3〜1.6質量％なる範囲、または約0.4〜1.4質量％なる範囲、または約0.5〜1.3質量％なる範囲、または約0.6〜1.2質量％なる範囲、または約0.7〜1.2質量％なる範囲、または約0.8〜1.2質量％なる範囲、または約0.8〜1.1質量％なる範囲の量で、該機能性フィラー中に存在する。
【００４８】
本発明の更なる局面(例えば、本発明の第四の局面)および態様において、前記被膜は、更に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塩およびこれらの組合せからなる群から選択される第二の化合物を含む。
一態様において、前記1種またはそれ以上の脂肪酸は、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、ヘキサコサン酸(セロチン酸)、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、サピエン酸、オレイン酸、エライジン酸、(E)-11-オクタデセン酸、リノール酸、リノエライジン酸、α-リノール酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、エルカ酸、ドコサヘキサエン酸およびこれらの組合せからなる群から選択される。もう一つの態様において、該1種またはそれ以上の脂肪酸は、飽和脂肪酸または不飽和脂肪酸である。もう一つの態様において、該脂肪酸は、C12-C24脂肪酸、例えばC16-C22脂肪酸であり、これらは飽和または不飽和であり得る。一態様において、該1種またはそれ以上の脂肪酸は、場合により他の脂肪酸と組合されたステアリン酸である。
もう一つの態様において、前記1種またはそれ以上の脂肪酸の塩は、上記脂肪酸の金属塩である。該金属は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属または亜鉛であり得る。一態様において、前記第二の化合物はステアリン酸カルシウムである。
【００４９】
前記第二の化合物が存在する場合、該第二の化合物は、本発明の所望の結果を達成するのに効果的な量にて前記機能性フィラー中に存在する。これはカップリング改質剤毎に異なり、また前記無機粒状物の正確な組成に依存する可能性がある。例えば、該第二の化合物は、該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質量％に等しいかまたはそれ未満なる量にて存在し得る。一態様において、該第二の化合物は、該機能性フィラーの全質量を基準として、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％に等しいかまたはそれ未満なる量にて該機能性フィラー中に存在する。典型的に、該第二の化合物が存在する場合、この化合物は、約0.05質量％を越える量にて該機能性フィラー中に存在する。該カップリング改質剤対該第二の化合物の質量比は、約5:1〜約1:5なる範囲、例えば約4:1〜1:4なる範囲、例えば約3:1〜1:3なる範囲、例えば2:1〜1:2なる範囲、または例えば約1:1であり得る。該第一の化合物(即ち、該カップリング改質剤)および該第二の化合物(即ち、前記1種またはそれ以上の脂肪酸またはその塩)を含む被膜の量は、該無機粒状物の表面に単分子層付着量を与えるように計算された量である。様々な態様において、該第一の化合物対該第二の化合物の質量比は、約4:1〜約1:3なる範囲、例えば約4:1〜約1:2なる範囲、例えば約4:1〜約1:1なる範囲、例えば約4:1〜約2:1なる範囲、例えば約3.5:1〜約1:1なる範囲、例えば約3.5:1〜2:1なる範囲、または例えば約3.5:1〜約2.5:1なる範囲にある。
【００５０】
前記第二の化合物の添加は、該第二の化合物に比して比較的高価である前記第一の化合物の量を減らすことができ、その結果前記カップリング改質剤の相溶性-増強効果および/または前記フィラーの充填されたポリマー組成物の機械的諸特性に悪影響を及ぼすことなしに、低コストでのポリマー組成物の製造が可能となることを意味する。ステアリン酸等の該第二の化合物による該第一の化合物の部分的な交換は、有利なことに、該フィラー充填ポリマーの1またはそれ以上の機械的特性の改善へと導き、あるいは他の態様では、配合作業者が、例えば該第一の化合物を部分的に置換えるための、前記フィラー中に含まれる該第二の化合物の量に応じて、該フィラー充填ポリマーの1またはそれ以上の機械的特性を改善することを可能とする。該1またはそれ以上の機械的特性は、以下のような引張特性から選択することができる：降伏点伸び(%)、破断点伸び(%)、降伏応力(MPa)および破断点応力(MPa)。該1またはそれ以上の機械的特性は、以下のようなノッチなしシャルピー衝撃特性から選択することができる:最大応力(peak force)(N)、ピーク撓み(mm)およびピークエネルギー(J)。これら諸特性は、以下に記載する方法に従って測定することができる。
【００５１】
前記被膜は、更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、必ずしも該被膜内に含まれていなくてもよく、それどころか以下において説明されるように、前記機能性フィラーおよび前記ポリマーの配合操作中に添加することができる。例えばHDPE等の幾つかのポリマー系においては、パーオキサイド含有添加剤を含めることにより、該ポリマー鎖の架橋を促進することが可能となる。ポリプロピレン等の他のポリマー系においては、パーオキサイド含有添加剤を含めることにより、ポリマー鎖の分断を促進することが可能となる。該パーオキサイド含有添加剤は、本発明の所定の結果を達成するのに効果的な量で該機能性フィラー中に存在し得る。これは、カップリング改質剤毎に異なり、また前記無機粒状物および前記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、該パーオキサイド含有添加剤を添加すべき前記ポリマー組成物中のポリマー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、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が存在する場合には、これは該ポリマーの質量を基準として、約0.01質量%を越える量にて存在する。
【００５２】
前記機能性フィラーは、前記無機粒状物、塗布配合物および随意のパーオキサイド含有添加剤を混ぜ合わせ、従来の方法を使用し、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て、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。該塗布配合物は、該無機粒状物を粉砕した後であって、しかも該無機粒状物を前記随意の再生ポリマー組成物に添加する前に、適用することができる。例えば、該塗布配合物は、該無機粒状物を機械的に解凝集する段階において該無機粒状物に添加することができる。塗布配合物は、実験室規模のミル等のロール練り機内で行われる解凝集の際に適用することができ、この作業は、適当な期間、例えば約300秒間に渡り実施することができる。
【００５３】
もう一つの局面によれば、本発明は、本発明の前記第一、第二または第三の局面に従って定義された如き機能性フィラーの、少なくとも1種の廃ポリマー由来の再生ポリマーにおける使用を意図しており、ここで該少なくとも1種の廃ポリマーは、本発明の該第一、第二または第三の局面に従って清浄化される。一態様において、該少なくとも1種の廃ポリマーは、消費後ポリマー廃棄物である。例えば、該消費後ポリマー廃棄物は、ポリエチレン(例えば、HDPE)およびポリプロピレン(PP)の混合物、または例えばHDPEとLDPEとの混合物、または例えばHDPE、LDPEおよびPPの混合物であってもよい。一態様において、該消費後ポリマー廃棄物は、多数の源(即ち、供給流)由来のポリマーおよび90%〜100%のポリエチレンおよびポリプロピレンを含むことができる。
【００５４】
本発明のこの局面に係る一態様において、前記少なくとも1種の廃ポリマーは、少なくとも2種の異なる型のポリマーの混合物、または少なくとも3種の異なる型のポリマーの混合物を含むことができ、これらポリマーは、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)およびその中密度グレードのもの、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、ポリプロピレン(PP)およびポリスチレンから選択される。
もう一つの態様において、前記再生ポリマーは、本発明の前記第一、第二または第三の局面に従って、溶媒を使用しないドライクリーニング処理に付される。
【００５５】
任意の追加のフィラー成分
本発明による前記機能性フィラーは、所望により、1種またはそれ以上の第二のフィラー成分を含むことができる。このような追加の成分が存在する場合、該成分はポリマー組成物用の公知のフィラー成分から適切に選択される。例えば、該機能性フィラーにおいて使用される前記無機粒状物は、1種またはそれ以上の他の公知の第二のフィラー成分、例えば二酸化チタン、カーボンブラックおよびタルクと共に使用することができる。追加の第二のフィラーは、有利には、特定の用途において、例えばゴミ袋の製造において使用される。第二のフィラー成分を使用する場合、該無機粒状物は、該混合された無機粒状物および第二のフィラー成分の全乾燥質量を基準として、少なくとも80質量％なる量で該機能性フィラー中に存在することが好ましい。
前記機能性フィラーは、更に酸化防止剤を含むことができる。適当な酸化防止剤は、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低分子量ヒンダードフェノールからなる有機分子、およびチオエーテルを含むがこれらに限定されるものではない。例示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。
【００５６】
ポリマー組成物
上述の如く、本発明は、少なくとも1種のポリマーおよび機能性フィラーを含むポリマー組成物の提供を意図する。該機能性フィラーは、上で説明したように、無機粒状物と、1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含有する化合物を含む被膜とを含む。該機能性フィラーは、例えば相溶性改良剤として含めることができる。少なくとも1種のポリマーが、本発明の前記第一、第二または第三の局面に従ってポリマー廃棄物から再生されたものではない種々の態様において、該被膜は、上記の如く、更に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および/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第二の化合物を含む。その他の種々の態様においては、該少なくとも1種のポリマーの由来とは無関係に、該機能性フィラーは、更に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および/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第二の化合物を含む。
【００５７】
上で説明したように、前記機能性フィラーは、前記ポリマーを基準として、約10質量％に等しいかまたはこれを越える、例えば約20質量％に等しいかまたはこれを越える、例えば約30質量％に等しいかまたはこれを越える、例えば約40質量％に等しいかまたはこれを越える、例えば約50質量％に等しいかまたはこれを越える、または例えば約60質量％に等しいかまたはこれを越える量で存在し得る。もう一つの態様において、該機能性フィラーは、該ポリマーを基準として、約10〜約70質量％なる範囲、例えば該ポリマーの約20〜約70質量％なる範囲、例えば約30〜約70質量％なる範囲、例えば約40〜約70質量％なる範囲、または例えば約50〜約20質量％なる範囲の量で存在する。該機能性フィラーは、該ポリマーを基準として、約80質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば該ポリマーの約70質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば約60質量％に等しいかまたはそれ未満、例えば約50質量％に等しいかまたはそれ未満、または例えば約40質量％に等しいかまたはそれ未満なる量にて存在し得る。
【００５８】
前記機能性フィラーの前記カップリング改質剤、好ましくは上記式(1)の化合物は、本発明のポリマー組成物または再生ポリマー組成物中に、前記ポリマーおよび機能性フィラーの全質量を基準として、約0.01質量％〜約4質量％なる範囲、例えば約0.02質量％〜約3.5質量％なる範囲、例えば約0.05質量％〜約1.4質量％なる範囲、例えば約0.1質量％〜約0.7質量％なる範囲、例えば約0.15質量％〜約0.7質量％なる範囲、例えば約0.3質量％〜約0.7質量％なる範囲、例えば約0.5質量％〜約0.7質量％なる範囲、例えば約0.02質量％〜約0.5質量％なる範囲、例えば約0.05質量％〜約0.5質量％なる範囲、例えば約0.1質量％〜約0.5質量％なる範囲、例えば約0.15質量％〜約0.5質量％なる範囲、例えば約0.2質量％〜約0.5質量％なる範囲、または例えば約0.3質量％〜約0.5質量％なる範囲の量で存在し得る。
【００５９】
本発明に従って使用することのできるポリマーは、熱可塑性ポリマーであることが有利である。熱可塑性ポリマーは、熱の作用下で軟化し、かつ冷却した際にその元の特性にまで再度硬化するポリマーである。即ち、加熱-冷却サイクルは完全に可逆性である。従来の定義によれば、熱可塑性物質は、分子結合を持つ、直鎖および分岐線状鎖有機ポリマーである。本発明に従って使用することのできるポリマー例は、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)およびその中密度グレードのもの、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ビニル/ポリビニルクロリド(PVC)、ポリスチレン、およびこれらの混合物を含むが、これらに限定されるものではない。一態様において、該ポリマーはPETまたはPVC以外のものである。
【００６０】
上記のように、本発明の複数の局面は、再生ポリマー組成物の提供を意図している。即ち、本発明で使用するポリマーは、上記の如き異なる型のポリマー全てを包含する、廃ポリマーである。該廃ポリマーは、種々の型のポリマーの混合物、例えばポリエチレンとポリプロピレンとの混合物を含むことができる。様々な型の廃ポリマーは、消費後廃ポリマー、使用済み工業(post-industrial)廃ポリマーおよび使用済み農業(post-agricultural)廃ポリマーを含む。有利には、本発明で使用する該廃ポリマーは、消費後廃ポリマーであり得る。
【００６１】
消費後廃棄物(または使用済み)は、意図した目的を満たした、または最早使用不可能な、製品の最終的な利用者によって発生する物質、例えば流通系等から戻された物質を含むが、これらに限定されず；使用済み工業廃棄物は、工業的使用または製造上の使用によって発生する物質を含むが、これらに限定されず；農業廃棄物は、植物(例えば、木々、花、ハーブ、低木、牧草、ブドウ、シダ、苔、および緑藻類)を育成するのに使用され、また有機物を含むことのできる物質を含むが、これらに限定されず；混合ポリマー廃棄物(または混和状態にあるプラスチック)は、様々な型のプラスチックまたはポリマーからなる物質を含むが、これらに限定されない。
【００６２】
ポリエチレンテレフタレート(PET)から作成された消費製品は、ソーダ水および水収納用ボトル並びに防水包装を含む。再生PETは、生地において、またはボトルを製造するために使用し得る。
HPDE製の消費製品は、ミルクおよび洗浄剤収納用ボトル、玩具およびプラスチックバッグを含む。再生HDPEの用途は、プラスチックパイプ、プラスチック用材、フラワーポットおよびゴミ箱を含む。
LDPEおよびLLDPE製の消費製品は、プラスチック製(食料雑貨用)バッグ、収縮性ラップおよびフィルムを含む。再生LDPEおよびLLDPEの用途は、プラスチック製ゴミ入れバッグ、食料雑貨用大型袋、プラスチック製チューブ、農業用フィルムおよびプラスチック用材である。
【００６３】
ポリプロピレン製の消費製品は、冷蔵容器、バッグ、ボトルトップ(bottle top)、カーペットおよび幾つかの食品用ラップを含む。
ポリスチレン製の消費製品は、再利用不可能な家庭用品、肉包装材および保護包装材を包含する。
上記の機能性フィラーは、ポリマー製物品を製造することのできる、ポリマー組成物中に配合することができる。一態様において、該ポリマーは、1またはそれ以上の本発明の方法に従って再生された、ポリマー廃棄物由来のものである。パーオキサイド含有添加剤が該機能性フィラーに含まれていない場合には、これを上記配合工程中に添加することができる。幾つかの態様において、該パーオキサイド含有添加剤は、マスターバッチとして与えることができる。更なる態様において、パーオキサイド含有添加剤は存在しない。
【００６４】
本発明のポリマー組成物および再生ポリマー組成物の製造は、当業者には全く明らかであるように、当分野において公知の任意の適当な混合法によって行うことができる。
このような方法は、配合処理および押出し処理を含む。配合処理は、二軸スクリュー配合機、例えばベーカーパーキンス(Baker Perkins) 25mm二軸スクリュー配合機を用いて実施することができる。該ポリマー、機能性フィラーおよび随意のパーオキサイド含有添加剤を予備混合し、また単一のホッパーから供給することができる。この得られるメルトを、例えば水浴内で冷却し、次いでペレット化することができる。シャルピーバーまたは引張試験用ダンベル等のテスト片は、射出成形または注型または吹込み成形して、フィルムとすることができる。
【００６５】
上記配合された組成物は、更に追加の成分、例えばスリップ助剤(例えば、エルカミド(Erucamide))、加工助剤(例えば、ポリバッチ(PolybatchTM) AMF-705)、離型剤および酸化防止剤を含むことができる。適当な離型剤は、当業者には全く明らかであり、また脂肪酸、および脂肪酸の亜鉛、カルシウム、マグネシウムおよびリチウム塩および有機リン酸エステルを包含する。その具体的な例は、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸リチウム、オレイン酸カルシウムおよびパルミチン酸亜鉛である。典型的には、スリップ助剤および加工助剤、並びに離型剤は、上記マスターバッチの質量を基準として、約5質量％未満の量にて添加される。次いで、上記の物品を包含するポリマー製物品を、当業者には全く明らかであるように、当分野において公知の従来技術を利用して、押出し、圧縮成形または射出成型処理に掛けることができる。従って、本発明は、また本発明のポリマー組成物または再生ポリマー組成物から作成した物品の提供をも意図する。
【００６６】
有利な一態様において、本発明のポリマー組成物は、本発明の前記第一、第二および第三の局面に係る方法の一つまたはもう一つの該方法により得ることのできる再生ポリマーである。有利には、該ポリマー組成物は、溶媒を使用しないドライクリーニング段階を含む、本発明の方法の一つまたはもう一つの該方法により得ることのできる再生ポリマーである。一態様において、該再生ポリマー組成物は、少なくとも部分的に本発明の方法の前記新規な清浄化段階に起因する、揮発性不純物または固体不純物を、実質的に含まない。該揮発性不純物または固体不純物の除去により、このような不純物に関連する不快な臭気発生が減じられまたは根絶される。
【００６７】
更に、本発明の前記第一、第二、第三および第五の局面および前記廃ポリマーが少なくとも2種の異なる型のポリマー、例えばポリエチレン(例えば、HDPE)およびポリプロピレン、または例えばHDPEおよびLDPE,または例えばHDPE、LDPEおよびPPを含むような態様によれば、50質量％またはそれ以上というフィラーの配合レベルにおいてさえも、1またはそれ以上の機械的諸特性における利益によって立証されるように、該少なくとも2種の異なるポリマー間の相溶性を改善することができる。その上、理論に拘るつもりはないが、本発明による該ポリマー廃材料のこの清浄化処理、特に該廃ポリマーの溶媒を使用しないドライクリーニング処理は、恐らく不純物を除去するための比較的穏やかなドライクリーニング法を使用した結果と思われるが、改善された相溶性および機械的諸特性を持つ再生ポリマー廃材料の獲得に寄与している。従って、本発明は、混合ポリマー廃棄物流中の該混合ポリマー廃棄物を、例えば公知の浮上分離技術によって異なる型のポリマーに分離する必要性なしに、該混合ポリマー廃棄物流の処理を可能とする。
【００６８】
場合により少なくとも2種の異なる型のポリマーを含有する前記再生ポリマーは、未使用ポリマーとしての同一のポリマーの値と同等またはこれを越える、ノッチ付きシャルピー衝撃ピークエネルギーを持つことができる。ノッチ付きシャルピー衝撃特性は、ローザンドインスツルメンテッドフォーリングウエイトインパクトテスタタイプ5(Rosand Instrumented Falling Weight Impact Tester Type 5)を使用し、ISO 179に類似する方法を用いて、検体タイプ1、沿層(edgewise)衝撃、2mmのv-型ノッチおよび衝撃速度2.9m/秒、およびテスト温度：23℃にて測定することができる。
ノッチなしのシャルピー衝撃特性は、ローザンド(Rosand) IFWタイプ5衝撃テスト装置を用いて、-20℃にて測定した。シャルピー衝撃ジグ(ISO 179)を、該ローザンド計測器に取付け、得られる力/撓みカーブの解釈を、ISO 6603において詳述されているようにして実施する。
【００６９】
場合により少なくとも2種の型の異なるポリマーを含む前記再生ポリマーは、未使用のポリマーとしての同一のポリマーの値に等しいかまたはそれ以上の引張強さを持つことができる。引張強さは、ハウンスフィールド(Hounsfield) HK10S張力計を用いて、ISO 527に従って測定することができる。
本発明の第四の局面およびその態様に従う前記機能性フィラーを含有し、場合により少なくとも2つの型の異なるポリマーを含む前記ポリマー組成物または再生ポリマー組成物は、上記の如く、1またはそれ以上の引張特性または1またはそれ以上のノッチなしのシャルピー衝撃特性を持つことができ、その値は、本発明の第四の局面に係る機能性フィラーの前記第一および第二化合物両者を含まない、被覆フィラーを含有する同一のポリマー組成物または再生ポリマー組成物の値と匹敵するか、あるいはそれよりも改善されている。
【００７０】
従って、更なる態様において、本発明は、本発明の第四の局面に係る機能性フィラーの、場合により少なくとも2つの型のポリマー組成物を含むポリマー組成物、例えば再生ポリマー組成物の1またはそれ以上の引張特性を、本発明の第四の局面に係る機能性フィラーの前記第一および第二化合物両者を含まない同一のポリマー組成物または再生ポリマー組成物の値に対して維持しまたはこれと比較して改善するための使用をも意図する。
従って、更なる態様において、本発明は、本発明の第四の局面に係る機能性フィラーの、場合により少なくとも2つの型のポリマー組成物を含むポリマー組成物、例えば再生ポリマー組成物の1またはそれ以上のノッチなしのシャルピー衝撃特性を、本発明の第四の局面に係る機能性フィラーの前記第一および第二化合物両者を含まない同一のポリマー組成物または再生ポリマー組成物の値に対して維持しまたはこれと比較して改善するための使用を意図している。
【００７１】
本発明の第四の局面に係る機能性フィラーの使用を意図する、直上に記載された態様において、前記第一の化合物(即ち、前記カップリング改質剤)対前記第二の化合物(即ち、1種またはそれ以上の脂肪酸またはその塩)の質量比は、上述の如く、約4:1〜約1:1なる範囲、例えば約4:1〜約2:1なる範囲の値、あるいは任意の他の質量比または任意の他の範囲の質量比であり得る。更なる態様において、該カップリング改質剤は、上記式(1)のカップリング改質剤であり、かつ前記1種またはそれ以上の脂肪酸またはその塩はステアリン酸である。
本発明の第四の局面に係る機能性フィラーの使用を意図する、直上に記載された態様において、前記ポリマー組成物は、場合により少なくとも2つの型の異なるポリマーを含む再生ポリマー組成物であり、これは、本発明の前記第一、第二または第三の局面に従って溶媒を使用しないドライクリーニング処理に付されている。
【００７２】
場合により少なくとも2つの型の異なるポリマーを含む前記再生ポリマーは、未使用ポリマーとしての同一のポリマーの値に等しいかまたはそれを越える曲げ弾性率を持つことができる。曲げ弾性率は、クロス-ヘッド速度2mm/分および64mmなるスパンにて、ティニアスオルセン(Tinius Olsen)万能材料試験機を用いて、ISO 178に従って測定することができる。
前記ポリマー組成物および再生ポリマー組成物から作成し得る物品は、多数ありまた様々である。一態様において、該再生ポリマー組成物は、フィルム作成用途およびパイプ作成用途等の工業的用途にとって適している。
即ち、本発明の第八および第九の局面によれば、本発明の第五の局面およびその態様に係るポリマー組成物から作成された製品が提供される。
【００７３】
本発明の第九の局面によれば、少なくとも1種のポリマー(ここに記載した如きもの)、本発明の第四の局面に従う機能性フィラー(ここに記載した如きもの)または本発明の第七の局面に従う機能性フィラー(ここに記載した如きもの)を含むポリマー組成物から作成された製品が提供される。
前記物品を製造するのに使用される前記ポリマー組成物は、更にパーオキサイド含有添加剤(ここに記載した如きもの)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を含むことができる。該パーオキサイド含有添加剤は、前記機能性フィラーの被膜中に存在する。
有利には、前記機能性フィラーは、本発明の前記第七の局面に従うものである。
【００７４】
更なる態様において、本発明の前記第四または第七の局面による機能性フィラー、特に本発明の該第七の局面による機能性フィラーは、前記ポリマー組成物中に、該ポリマー組成物の約5〜約50質量%なる範囲、例えば該ポリマー組成物の約5〜約30質量%なる範囲、または約5〜約25質量%なる範囲、または約5〜約20質量%なる範囲、または約5〜約15質量%なる範囲の量で存在する。
製品は、射出成形されたまたは押出された部材、例えば工業的、商業的および住宅用パイプおよびチューブを含み、これらは地下水および下水パイプ、地表水パイプ、ケーブル保護パイプ、水道工事用パイプ、および商業用または住宅用建築物等の建築物用の樋、側溝を包含する。
【００７５】
この点に関連して、幾つかの態様において、驚いたことに、本発明の前記第七の局面による機能性フィラーの、ポリマー組成物(ここで、該ポリマー組成物は、場合により少なくとも2種の異なる型のポリマーの混合物を含む)における使用は、該ポリマー組成物から作成した成形部材のノッチ付きシャルピー衝撃特性を改善することを見出した。有利な態様において、該機能性フィラーは、該ポリマー組成物中に、該ポリマー組成物の約5〜約50質量％なる範囲、例えば約5〜約30質量％なる範囲の量で存在する。該ポリマー組成物は、少なくとも2種の異なる型のポリマーの混合物、例えばポリエチレン(例えば、HDPE)およびポリプロピレンの混合物、または例えばHDPEおよびLDPEの混合物、または例えばHDPE、LDPEおよびPPの混合物を含むことができる。
【００７６】
更に、予想外のことに、本発明の様々な態様に従う機能性フィラー組成物、例えば成形部材に成形されることになるポリマー組成物中に配合された、約1.3μmに等しいかまたはこれを越えるd50を持つ無機粒状物を含有するかかる機能性フィラーが、パイプまたはチューブ等の前記成形部材の自然に発生する成形後収縮を防止し、減じまたは改善し得ることを見出した。この成形後収縮は、フィラー充填パイプをフィラー充填のないパイプ部材、例えば接続カラーと共に使用した場合に、難題を引起す恐れがある。即ち、該無機粒状物が約1.3μm未満、例えば約1.0μmに等しいかまたはそれ未満のd50を持つ、本発明の第七の局面に係る幾つかの態様において、該機能性フィラーは、成形部材へと成形されることになるポリマー組成物中に、該成形部材の自然に発生する成形後収縮を調節する量、例えば自然に発生する成形後収縮の遅れをなくす量にて使用することができる。逆に、約1.3μmに等しいかまたはこれを越える、例えば約1.2μmに等しいかまたはこれを越える、または約1.1μm、または約1.0μmなるd50を持つ無機粒状物を含む、本発明の幾つかの態様に従う機能性フィラーは、成形部材に形成すべきポリマー組成物において、該成形部材の自然に発生する成形後収縮を改善、低減または防止するために使用することができる。
【００７７】
幾つかの態様において、前記成形部材は射出成型される。
このような態様において、前記ポリマー組成物は、少なくとも1種の廃ポリマー由来の再生ポリマー組成物であり得る。該少なくとも1種のポリマーは、本発明の前記第一、第二または第三の局面の何れか一つに従って、例えば溶媒を使用しないドライクリーニング処理により清浄化し得る。該少なくとも1種の廃ポリマーは、少なくとも2種の異なる型のポリマーの混合物を含むことができる。
【００７８】
疑問の余地をなくすために、本特許出願は、以下の番号付けされたパラグラフにおいて記載した趣旨を意図するものである：
1. 消費後ポリマー廃材料を再生利用する方法であって：
少なくとも1種の消費後の廃ポリマーを準備する工程；
該消費後の廃ポリマーを清浄化する工程；
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーを準備する工程：
i. 無機粒状物；および
ii. 1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜；並びに
該消費後廃ポリマーと該機能性フィラーとを混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程
を含む、前記消費後ポリマー廃材料を再生利用する方法。
【００７９】
2. ポリマー廃材料を再生利用する方法であって：
少なくとも1種の廃ポリマーを準備する工程；
第一の処理段階において該廃ポリマーを清浄化する工程；
第二の処理段階において該廃ポリマーを清浄化する工程；
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーを準備する工程：
i. 無機粒状物；および
ii. 1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜；並びに
該廃ポリマーと該機能性フィラーとを混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程
を含む、前記ポリマー廃材料を再生利用する方法。
3. 前記清浄化工程が、気体中で前記廃ポリマーを遠心処理して、該廃ポリマーから揮発性不純物および/または固体不純物を除去する工程を含む、ドライクリーニング工程を含む、前記パラグラフ1または2記載の方法。
【００８０】
4. ポリマー廃材料を再生利用する方法であって：
少なくとも1種の廃ポリマーを準備する工程；
該廃ポリマーをドライクリーニング処理する工程；
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーを準備する工程：
i. 無機粒状物；および
ii. 1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜；並びに
該廃ポリマーと該機能性フィラーとを混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程
を含む、前記ポリマー廃材料を再生利用する方法。
5. 前記ドライクリーニング工程が、気体中で前記廃ポリマーを遠心処理して、該廃ポリマーから揮発性不純物および固体不純物を除去する工程を含む、前記パラグラフ4に記載の方法。
6. 更に、前記廃ポリマーを溶融濾過処理する工程をも含む、前記パラグラフ1-5の何れか1つに記載の方法。
【００８１】
7. 更に、前記廃ポリマーをドライクリーニング処理する前に、該廃ポリマーを洗浄する工程をも含む、前記パラグラフ3-6の何れか1つに記載の方法。
8. 前記廃ポリマーが、少なくとも2種の異なるポリマー、例えばポリエチレンおよびポリプロピレンを含む、前記パラグラフ1-7の何れか1つに記載の方法。
9. 前記機能性フィラーが、前記廃ポリマーの、約50質量％〜約70質量％なる範囲の量で存在する、前記パラグラフ1に記載の方法。
10. 前記混ぜ合わせ工程が、押出機内で配合またはマスターバッチ中に配合する工程を含む、前記パラグラフ1、2または4記載の方法。
11. 更に、前記廃ポリマーおよび前記機能性フィラーを、パーオキサイド含有添加剤と混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程をも含む、前記パラグラフ1、2または4記載の方法。
12. 更に、前記再生ポリマーの生成に先立って、前記廃ポリマーおよび前記機能性フィラーを、未使用ポリマーと混ぜ合わせる工程をも含む、前記パラグラフの何れか1つに記載の方法。
13. 前記被膜が、更に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および/またはステアリン酸カルシウムから選択される第二の化合物をも含む、前記パラグラフの何れか1つに記載の方法。
【００８２】
14. 以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラー：
i. 無機粒状物；並びに
ii. 該無機粒状物の表面上の被膜、ここで該被膜は、以下の成分を含む：
1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物；および
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および/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第二の化合物。
15. 前記第一の化合物が、以下の式(1)を持つものである、前記パラグラフ14記載の機能性フィラー：
A-(X-Y-CO)m(O-B-CO)nOH                 (1)
ここで、Aは1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端エチレン系結合を含む部分であり；
XはOでありかつmは1〜4なる範囲の数であり、またはXはNでありかつmは1であり；
YはC1-18-アルキレン基またはC2-18-アルケニレン基であり；
BはC2-6-アルキレン基であり、nは0〜5なる範囲の数であり、
但し、Aが前記エチレン基に隣接する2個のカルボニル基を含む場合、XはNであることを条件とする。
【００８３】
15. 前記第一の化合物が、β-アクリロイルオキシプロパン酸または以下の式(2)で表されるオリゴマー型のアクリル酸である、前記パラグラフ14に記載の機能性フィラー：
CH2=CH-COO[CH2-CH2-COO]nH              (2)
ここで、nは1〜6なる範囲の数を表す。
16. 前記被膜が、更に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をも含む、前記パラグラフ14-16の何れか1つに記載の機能性フィラー。
17. 前記第一および/または第二の化合物が前記無機粒状物の0.6質量％未満の量にて存在する、前記パラグラフ14に記載の機能性フィラー。
【００８４】
18. 以下の成分を含み：
少なくとも1種のポリマー；並びに
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラー：
i. 無機粒状物；および
ii. 該無機粒状物の表面上の被膜、ここで該被膜は、
1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含み、但し該少なくとも1種のポリマーが、前記パラグラフ1〜13の何れか1つに記載のポリマー廃棄物から再生されたものでない場合には、該被膜は、更に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および/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第二の化合物をも含むことを特徴とする、ポリマー組成物。
19. 前記被膜が、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および/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第二の化合物を含む、前記パラグラフ19に記載のポリマー組成物。
【００８５】
20. 前記パラグラフ1〜13の何れか1つに記載の方法によって得ることのできる、再生ポリマー組成物。
21. 前記組成物がマスターバッチである、前記パラグラフ19〜21の何れか1つに記載の組成物。
22. 前記組成物が、更に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をも含み、任意に、該パーオキサイド含有添加剤が前記被膜内に存在する、前記パラグラフ22に記載の組成物。
23. 少なくとも1種の廃ポリマーを含み、任意に、該少なくとも1種のポリマーが、少なくとも2種の異なる型のポリマーまたは少なくとも3種の型のポリマーの混合物を含む、前記パラグラフ19に記載の組成物。
【００８６】
24. 前記機能性フィラーが、前記ポリマーまたは再生ポリマー組成物の、約50〜約70質量％なる範囲の量にて存在する、前記パラグラフ19〜25の何れか1つに記載の組成物。
25. 前記組成物が、フィルム作成用途およびパイプ作成用途等の工業的用途に適したものである、前記パラグラフ19〜25の何れか1つに記載の組成物。
26. 前記組成物が、再生ポリマー組成物であり、かつ未使用ポリマーとしての同一のポリマーの値と同等またはそれを越える、ノッチ付きシャルピーピークエネルギーを持つ、前記パラグラフ19〜25の何れか1つに記載の組成物。
27. 前記パラグラフ1、2または4の何れか1つに定義されたような機能性フィラーの、少なくとも1種の廃ポリマー由来の再生ポリマー組成物における使用であって、該少なくとも1種のポリマーが、前記パラグラフ1〜7の何れか1つに従って、例えば(溶媒を使用しない)ドライクリーニングによって清浄化され、任意に、該少なくとも1種の廃ポリマーが、少なくとも2種の異なる型のポリマーまたは少なくとも3種の異なる型のポリマーの混合物を含む、前記使用。
【実施例】
【００８７】
下記の非-限定的な実施例を参照して、本発明を例証する。
実施例1
2.2μmなるd50を有し、また図1に示された粒度分布を持つ、乾燥粉砕炭酸カルシウム(以下RLO 8154と称する)を、上記式(1)のカップリング改質剤およびステアリン酸により被覆した。
1.6μmなるd50を有し、また図1に示された粒度分布を持つ、湿潤粉砕炭酸カルシウム(以下RLO 8155と称する)を、上記式(1)のカップリング改質剤およびステアリン酸により被覆した。
適用された表面処理物の量は、前記炭酸カルシウム粒子の表面に単分子層付着量を与えるように計算された。
RLO 8154を、0.47質量％なるステアリン酸または0.4質量％なるカップリング改質剤で被覆し、RLO 8155を、0.9質量％なるステアリン酸または0.6質量％なるカップリング改質剤で被覆した。
【００８８】
(質量比)25:75、50:50および75:25のステアリン酸：カップリング改質剤からなる中間被膜をも製造した。
これらの無機物質を、オーブン内で80℃にて一夜乾燥し、次いで80℃に加熱されたスチール＆カウリシャウ(Steele and Cowlishaw)高強度ミキサを用いて被覆した。ステアリン酸を、該無機物質に添加し、また該ミキサを3,000rpmにて5分間に渡り運転した。前記カップリング改質剤を、次に該ミキサに添加し、該ミキサを更に5分間運転した。
上記表面処理された無機物質は、都市(廃棄物)浮上分離生成物(municipal floatation product)(主としてLDPEおよびLLDPEを含み、また少量のPPをも含む)内に配合する前に、一夜乾燥させた。前記被覆工程の後、かつ該配合の直前に、該フィラー上で0.06％となるように、パーオキサイド(ジクミルパーオキサイド)を、タンブルミキサ処理によって、該フィラー中に混入させた。
前記被覆炭酸カルシウムで処理された50質量％の配合物を、ベーカーパーキンス(Baker Perkins) 25mm二軸スクリュー配合機を使用して調製した(以下の表1を参照のこと)。
【００８９】
【表１】
2017226844.tif 000002
【００９０】
シャルピーバーおよび引張試験用ダンベルを、アルバーグオールラウンダ(Arburg Allrounder)射出成型機を用いて射出成形した(以下の表2を参照のこと)。
【００９１】
【表２】
2017226844.tif 000003
【００９２】
前記成形テスト片を23℃にて最低でも5日間に渡り状態調節した後、これらのサンプルを、引張特性およびシャルピー衝撃特性についてテストした。
引張特性は、ISO 527に従って、ハウンスフィールド(Hounsfield) HK10S張力計を用いて測定した。
耐衝撃性は、20℃にて、ローザンド(Rosand) IFWタイプ5テスト装置を使用して測定した。シャルピー衝撃ジグ(ISO 179)を、該ローザンド計測器に取付け、力/撓みカーブの解釈を、ISO 6603に記載のように行った。
フィラー充填された都市廃棄物の機械的特性を、図2〜5にまとめた。各図2〜5に描写されたグラフにおいて、x-軸は特定の表面処理を示す。従って、100％とは、単分子層付着率を意味し、また75:25とは、一方の化学物質に関する該単分子層付着量が75％であり、また第二の化学物質に関する該単分子層付着量が25％であることを意味する。
【００９３】
実施例2
未被覆フィラーのサンプル((i) 0.8μmなるd50を有し、かつ約9m2/gなる表面積を持つ湿式粉砕炭酸カルシウム、および(ii) 1.3μmなるd50を有し、かつ約5m2/gなる表面積を持つ湿式粉砕炭酸カルシウム)を、50℃にて一夜乾燥させた。被覆(上記式(1)のカップリング改質剤による)を、40℃に加熱されたスチール＆カウリシャウ(Steele and Cowlishaw)ミキサを用いて10分間にわたり実施した。各材料に対して、1.5kgの無機物質を該ミキサに入れ、一定量のカップリング改質剤(以下の表5を参照のこと)を、該ミキサのモータを作動させた後、該ミキサに入れた。該被覆処理後、該フィラーを、必要となるまで、30℃にてオーブン内に配置した。
【００９４】
配合物を、75％HDPE：25％PPのブレンドを用いて調製した。10、30および50質量％なるフィラーの配合量を使用した。ジクミルパーオキサイドを該ポリマーに0.06質量％なる割合で添加し、立体障害を持つフェノール系の酸化防止剤を、0.1質量％なる割合で添加した。
配合物を、コペリオン(Coperion) ZSK 18二軸スクリュー配合機を用いて調製し、減圧下で50℃にて一夜乾燥し、次いでアルバーグ(Arburg) 320M射出成型機を使用して射出成形した。運転条件を以下の表3に示す。
【００９５】
【表３】
2017226844.tif 000004
【００９６】
23℃/55％相対湿度(RH)なる条件下での、最低5日間に渡る状態調節後、サンプルを、曲げ特性、-20℃におけるノッチなしのシャルピー衝撃特性、およびノッチ付きシャルピー衝撃特性についてテストした。これらのテスト法を以下の表4に示す。
【００９７】
【表４】
2017226844.tif 000005
【００９８】
得られた結果を、以下の表5および図6〜8にまとめた。
【００９９】
【表５】
2017226844.tif 000006
【０１００】
本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔１〕消費後ポリマー廃材料を再生利用する方法であって：
少なくとも1種の消費後廃ポリマーを準備する工程；
該消費後廃ポリマーを清浄化する工程；
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーを準備する工程：
i. 無機粒状物；および
ii. 1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜；並びに
該消費後廃ポリマーと該機能性フィラーとを混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程、
を含む、前記消費後ポリマー廃材料を再生利用する方法。
〔２〕ポリマー廃材料を再生利用する方法であって：
少なくとも1種の廃ポリマーを準備する工程；
第一の処理段階において該廃ポリマーを清浄化する工程；
第二の処理段階において該廃ポリマーを清浄化する工程；
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーを準備する工程：
i. 無機粒状物；および
ii. 1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜；並びに
該廃ポリマーと該機能性フィラーとを混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程、
を含む、前記ポリマー廃材料を再生利用する方法。
〔３〕ポリマー廃材料を再生利用する方法であって：
少なくとも1種の廃ポリマーを準備する工程；
該廃ポリマーをドライクリーニング処理する工程；
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーを準備する工程：
i. 無機粒状物；および
ii. 1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜；並びに
該廃ポリマーと該機能性フィラーとを混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程、
を含む、前記ポリマー廃材料を再生利用する方法。
〔４〕前記ドライクリーニング工程が、気体中で前記廃ポリマーを遠心処理して、該廃ポリマーから揮発性不純物および固体不純物を除去する工程を含む、前記〔3〕記載の方法。
〔５〕前記廃ポリマーが、少なくとも2種の異なるポリマー、例えばポリエチレンおよびポリプロピレンを含む、前記〔1〕〜〔4〕の何れか1項に記載の方法。
〔６〕前記機能性フィラーが、前記廃ポリマーの、約50質量％〜約70質量％なる範囲の量で存在する、前記〔1〕または前記〔2〕〜〔5〕の何れか1項に記載の方法。
〔７〕前記機能性フィラーが、前記廃ポリマーの、約5質量％〜約50質量％なる範囲の量で存在する、前記〔1〕〜〔6〕の何れか1項に記載の方法。
〔８〕前記無機粒状物が約0.5〜約1.0μmなる範囲のd50を有し、任意に、該無機粒状物が粉砕炭酸カルシウムであり、また、任意に、前記第一の化合物が約0.6〜約1.2質量％なる範囲の量で前記機能性フィラー中に存在する、前記〔1〕〜〔7〕の何れか1項に記載の方法。
〔９〕更に、前記廃ポリマーおよび前記機能性フィラーを、パーオキサイド含有添加剤および/または酸化防止剤と混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程を含む、前記〔1〕、〔2〕または〔3〕記載の方法。
〔１０〕前記被膜が、更に、1種またはそれ以上の脂肪酸、1種またはそれ以上の脂肪酸の塩、およびこれらの組合せから選択される第二の化合物を含む、前記〔1〕〜〔9〕の何れか1項に記載の方法。
〔１１〕以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーであって：
i. 無機粒状物；並びに
ii. 該無機粒状物の表面上の被膜、ここで該被膜は、
1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物；および
1種またはそれ以上の脂肪酸、1種またはそれ以上の脂肪酸の塩、およびこれらの組合せからなる群から選択される第二の化合物、
を含む、前記機能性フィラー。
〔１２〕前記被膜が、更に、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を含む、前記〔11〕記載の機能性フィラー。
〔１３〕前記無機粒状物が、約0.5〜約1.0μmなる範囲のd50を有し、任意に、該無機粒状物が粉砕炭酸カルシウムであり、また、任意に、前記第一の化合物が約0.6〜約1.2質量％なる範囲の量で前記機能性フィラー中に存在する、前記〔11〕または〔12〕記載の機能性フィラー。
〔１４〕以下の成分を含むポリマー組成物であって：
少なくとも1種のポリマー；並びに
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラー：
i. 無機粒状物；および
ii. 該無機粒状物の表面上の被膜、ここで該被膜は、
1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含み、
但し、該少なくとも1種のポリマーが、前記〔1〕〜〔7〕の何れか1項に従ってポリマー廃棄物から再生されない場合には、該被膜は、更に、1種またはそれ以上の脂肪酸、1種またはそれ以上の脂肪酸の塩、およびこれらの組合せからなる群から選択される第二の化合物を含む、前記ポリマー組成物。
〔１５〕前記〔1〕〜〔8〕の何れか1項に記載の方法によって得られる、再生ポリマー組成物。
〔１６〕前記組成物が、更に、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を含み、任意に、該パーオキサイド含有添加剤が、前記被膜内に存在する、前記〔15〕記載の組成物。
〔１７〕前記機能性フィラーが、前記ポリマー組成物または再生ポリマー組成物の、約50〜約70質量％なる範囲の量にて存在する、前記〔14〕〜〔16〕の何れか1項に記載の組成物。
〔１８〕前記機能性フィラーが、前記ポリマー組成物または再生ポリマー組成物の、約5〜約50質量％なる範囲の量にて存在する、前記〔14〕〜〔16〕の何れか1項に記載の組成物。
〔１９〕前記無機粒状物が、約0.5〜約1.0μmなる範囲のd50を有し、任意に、該無機粒状物が粉砕炭酸カルシウムであり、また、任意に、前記第一の化合物が約0.6〜約1.2質量％なる範囲の量で前記機能性フィラー中に存在する、前記〔18〕記載の組成物。
〔２０〕以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーであって：
i. 無機粒状物；および
ii. 1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜、
ここで該無機粒状物は、約0.5〜約1.5μmなる範囲のd50を有し、任意に、該無機粒状物が粉砕炭酸カルシウムであり、また、任意に、前記第一の化合物が約0.6〜約1.2質量％なる範囲の量で該機能性フィラー中に存在することを特徴とする、前記機能性フィラー。
〔２１〕前記無機粒状物が約0.5〜約1.0μmなる範囲のd50を有する、前記〔20〕記載の機能性フィラー。
〔２２〕少なくとも1種の廃ポリマー由来の再生ポリマー組成物における、前記〔1〕〜〔3〕の何れか1項で定義される機能性フィラーの使用であって、前記〔1〕〜〔4〕の何れか1項に従って、該少なくとも1種のポリマーが清浄化、例えば溶媒を使用しないドライクリーニングによって清浄化され、任意に、該少なくとも1種の廃ポリマーが、少なくとも2種の異なるポリマーの混合物を含む、前記使用。
〔２３〕任意に少なくとも2種のポリマー組成物を含むポリマー組成物、例えば再生ポリマー組成物の、(i) 1またはそれ以上のノッチなしのシャルピー衝撃特性または(ii) 1またはそれ以上の引張特性を、前記〔21〕記載の機能性フィラーの前記第一および第二の化合物両者を含まない同様なポリマー組成物または再生ポリマー組成物と比較して、改善または維持するための、前記〔22〕記載の機能性フィラーの使用。
〔２４〕前記〔14〕〜〔19〕の何れか1項に記載のポリマー組成物から製造した製品。
〔２５〕少なくとも1種のポリマー、前記〔11〕〜〔13〕、〔20〕または〔21〕の何れか1項に記載の機能性フィラー、および任意に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を含むポリマー組成物から製造した製品であり、任意に、該パーオキサイド含有添加剤が被膜内に存在する、前記製品。
〔２６〕前記ポリマー組成物が、前記〔20〕または〔21〕記載の機能性フィラーを含み、かつ該機能性フィラーが、該ポリマー組成物の約5〜約50質量％なる範囲の量で存在する、前記〔25〕記載の製品。
〔２７〕前記機能性フィラーが、前記ポリマー組成物の約5〜約30質量％なる範囲の量で存在する、前記〔26〕記載の製品。
〔２８〕該製品が、パイプまたはチューブである、前記〔24〕〜〔27〕の何れか1項に記載の製品。
〔２９〕任意に少なくとも2種の異なるポリマーの混合物を含有するポリマー組成物であって、該ポリマー組成物が前記〔20〕または〔21〕記載の機能性フィラーを含み、該機能性フィラーが、該ポリマー組成物の約5〜約50質量％なる範囲の量で該ポリマー組成物中に存在し、該ポリマー組成物が、該機能性フィラーを含まない該ポリマー組成物の第二のノッチ付きシャルピーピークエネルギーよりも大きな第一のノッチ付きシャルピーピークエネルギーを有する、前記ポリマー組成物。
〔３０〕任意に少なくとも2種の異なるポリマーの混合物を含有するポリマー組成物における前記〔20〕または〔21〕記載の機能性フィラーの、該ポリマー組成物から作られた成形部材のノッチ付きシャルピー衝撃特性を改善するための使用であって、該機能性フィラーが、該ポリマー組成物の約5〜約50質量％なる範囲の量で該ポリマー組成物中に存在することを特徴とする、前記使用。
〔３１〕前記機能性フィラーが、該ポリマー組成物の約5〜約30質量％なる範囲の量で該ポリマー組成物中に存在する、前記〔30〕記載の使用。
〔３２〕前記量での前記機能性フィラーの使用が、成形部材の成形後収縮を改善、低下または阻害しない、前記〔30〕または〔31〕記載の使用。
〔３３〕前記成形部材が、射出成型されたものである、前記〔32〕記載の使用。
〔３４〕前記成形部材が、パイプまたはチューブである、前記〔32〕または〔33〕記載の使用。
〔３５〕前記ポリマー組成物が、少なくとも1種の廃ポリマーを由来とする再生ポリマー組成物であり、前記〔1〕〜〔4〕の何れか1項に従って、該少なくとも1種のポリマーが清浄化、例えば溶媒を使用しないドライクリーニング処理によって清浄化され、任意に、該少なくとも1種の廃ポリマーが、少なくとも2種の異なるポリマーの混合物を含む、前記〔30〕〜〔34〕の何れか1項に記載の使用。
【０１０１】
本発明の更なる別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔１'〕（i）約10μm未満のd50を有する無機粒状物と、（ii）1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜とを含む機能性フィラー。
〔２'〕前記無機粒状物が、約0.5μm〜約10μm未満なる範囲のd50を有する、前記〔1'〕に記載の機能性フィラー。
〔３'〕（i）無機粒状物と、（ii）1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜とを含む機能性フィラーであって、前記無機粒状物が炭酸カルシウムであり、該機能性フィラーは第二のフィラー成分として更にタルクを含む、前記機能性フィラー。
〔４'〕前記無機粒状物が、約0.5〜約1.5μmなる範囲のd50を有する、前記〔1'〕〜〔3'〕の何れか1項に記載の機能性フィラー。
〔５'〕前記第一の化合物が、約0.6〜約1.2質量％の量で該機能性フィラー中に存在する、前記〔1'〕〜〔4'〕の何れか1項に記載の機能性フィラー。
〔６'〕前記第一の化合物が、以下の式（１）を有する：
A-(X-Y-CO)m(O-B-CO)nOH                 (1)
ここで、Aは1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端エチレン系結合を含む部分であり；
XはOでありかつmは1〜4であるか、またはXはNでありかつmは1であり；
YはC1-18-アルキレンまたはC2-18-アルケニレンであり；
BはC2-6-アルキレンであり、
nは0〜5であり、
但し、Aがエチレン基に隣接する2個のカルボニル基を含む場合、XはNである、
前記〔1'〕〜〔5'〕の何れか1項に記載の機能性フィラー。
〔７'〕前記無機粒状物が、アルカリ土類金属の炭酸塩もしくは硫酸塩、含水カンダイト粘土、無水(焼成された)カンダイト粘土、タルク、マイカ、パーライト、珪藻土、水酸化マグネシウム、またはアルミナ3水和物、またはこれらの組合せから選択される、前記〔1'〕〜〔2'〕及び〔4'〕〜〔6'〕の何れか1項に記載の機能性フィラー。
〔８'〕少なくとも１種のポリマーと、前記〔1'〕〜〔7'〕の何れか1項に記載の機能性フィラーとを含むポリマー組成物であって、前記機能性フィラーが、該ポリマー組成物の約5〜約50質量％なる範囲の量で存在する、前記ポリマー組成物。
〔９'〕前記〔8'〕に記載のポリマー組成物から製造された製品。
〔１０'〕該製品が、パイプまたはチューブである、前記〔9'〕に記載の製品。
〔１１'〕ポリマー組成物における、前記〔1'〕〜〔7'〕の何れか1項に記載の機能性フィラーの、該ポリマー組成物から作られた成形部材のノッチ付きシャルピー衝撃特性を改善するための使用であって、該機能性フィラーが、該ポリマー組成物の約5〜約50質量％なる範囲の量で該ポリマー組成物中に存在することを特徴とする、前記使用。
〔１２'〕ポリマーと、少なくとも３質量％の機能性フィラーとを含むポリマー組成物であって、  前記ポリマーが、ポリエチレンおよびポリプロピレンの混合物を90〜100質量%含み、
前記機能性フィラーが、（i）無機粒状物及び（ii）1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜、を含む、前記ポリマー組成物。
〔１３'〕前記無機粒状物が約10μm未満のd50を有する、前記〔12'〕に記載のポリマー組成物。
〔１４'〕前記無機粒状物が、約0.5〜約2μmなる範囲のd50を有する、前記〔13'〕に記載の機能性フィラー。
〔１５'〕前記第一の化合物が、以下の式（１）を有する：
A-(X-Y-CO)m(O-B-CO)nOH                 (1)
ここで、Aは1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端エチレン系結合を含む部分であり；
XはOでありかつmは1〜4であるか、またはXはNでありかつmは1であり；
YはC1-18-アルキレンまたはC2-18-アルケニレンであり；
BはC2-6-アルキレンであり、
nは0〜5であり、
但し、Aがエチレン基に隣接する2個のカルボニル基を含む場合、XはNである、
前記〔１２'〕〜〔１４'〕の何れか1項に記載のポリマー組成物。
〔１６'〕消費後ポリマー廃材料を再生利用する方法であって：
少なくとも1種の消費後廃ポリマーを準備する工程；
該消費後廃ポリマーを清浄化する工程；
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーを準備する工程：
i. 無機粒状物；および
ii. 1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜；並びに
該消費後廃ポリマーと該機能性フィラーとを混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程、
を含む、前記消費後ポリマー廃材料を再生利用する方法。
【０１０２】
本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔１''〕（i）2μm未満のd50を有する無機粒状物と、（ii）第一の化合物を含有する被膜とを含む機能性フィラーであって、
前記第一の化合物が、以下の式（１）を有する：
A-(X-Y-CO)m(O-B-CO)nOH                 (1)
ここで、Aは1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端エチレン系結合を含む部分であり；
XはOでありかつmは1〜4であるか、またはXはNでありかつmは1であり；
YはC1-18-アルキレンまたはC2-18-アルケニレンであり；
BはC2-6-アルキレンであり；
nは0〜5であり；
但し、Aがエチレン基に隣接する2個のカルボニル基を含む場合、XはNである、
前記機能性フィラー。
〔２''〕前記無機粒状物が、0.5μm〜1.5μmなる範囲のd50を有する、前記〔1''〕に記載の機能性フィラー。
〔３''〕（i）2μm未満のd50を有する無機粒状物と、（ii）第一の化合物を含有する被膜とを含む機能性フィラーであって、前記無機粒状物が炭酸カルシウムであり、該機能性フィラーは第二のフィラー成分として更にタルクを含み、
前記第一の化合物が、以下の式（１）を有する：
A-(X-Y-CO)m(O-B-CO)nOH                 (1)
ここで、Aは1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端エチレン系結合を含む部分であり；
XはOでありかつmは1〜4であるか、またはXはNでありかつmは1であり；
YはC1-18-アルキレンまたはC2-18-アルケニレンであり；
BはC2-6-アルキレンであり；
nは0〜5であり；
但し、Aがエチレン基に隣接する2個のカルボニル基を含む場合、XはNである、
前記機能性フィラー。
〔４''〕前記無機粒状物が、0.5〜1.5μmなる範囲のd50を有する、前記〔3''〕に記載の機能性フィラー。
〔５''〕前記第一の化合物が、0.6〜1.2質量％の量で該機能性フィラー中に存在する、前記〔1''〕〜〔4''〕の何れか1項に記載の機能性フィラー。
〔６''〕前記無機粒状物が、アルカリ土類金属の炭酸塩もしくは硫酸塩、含水カンダイト粘土、無水(焼成された)カンダイト粘土、タルク、マイカ、パーライト、珪藻土、水酸化マグネシウム、またはアルミナ3水和物、またはこれらの組合せから選択される、前記〔1''〕〜〔2''〕及び〔4''〕〜〔5''〕の何れか1項に記載の機能性フィラー。
〔７''〕少なくとも２種の異なるポリマーと、前記〔1''〕〜〔6''〕の何れか1項に記載の機能性フィラーとを含むポリマー組成物であって、前記機能性フィラーが、該ポリマー組成物の5〜50質量％なる範囲の量で存在する、前記ポリマー組成物。
〔８''〕前記〔7''〕に記載のポリマー組成物から製造された製品。
〔９''〕該製品が、パイプまたはチューブである、前記〔8''〕に記載の製品。
〔１０''〕少なくとも２種の異なるポリマーを含むポリマー組成物における、前記〔1''〕〜〔6''〕の何れか1項に記載の機能性フィラーの、該ポリマー組成物から作られた成形部材の破断点伸びを改善するための使用であって、該機能性フィラーが、該ポリマー組成物の5〜50質量％なる範囲の量で該ポリマー組成物中に存在することを特徴とする、前記使用。
〔１１''〕ポリマーと、少なくとも３質量％の機能性フィラーとを含むポリマー組成物であって、  前記ポリマーが、ポリエチレンおよびポリプロピレンの混合物を90〜100質量%含み、
前記機能性フィラーが、（i）2μm未満のd50を有する無機粒状物及び（ii）第一の化合物を含有する被膜、を含み、
前記第一の化合物が、以下の式（１）を有する：
A-(X-Y-CO)m(O-B-CO)nOH                 (1)
ここで、Aは1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端エチレン系結合を含む部分であり；
XはOでありかつmは1〜4であるか、またはXはNでありかつmは1であり；
YはC1-18-アルキレンまたはC2-18-アルケニレンであり；
BはC2-6-アルキレンであり；
nは0〜5であり；
但し、Aがエチレン基に隣接する2個のカルボニル基を含む場合、XはNである、
前記ポリマー組成物。
〔１２''〕前記無機粒状物が、0.5〜1.5μmなる範囲のd50を有する、前記〔11''〕に記載の機能性フィラー。
〔１３''〕消費後ポリマー廃材料を再生利用する方法であって：
少なくとも1種の消費後廃ポリマーを準備する工程；
該消費後廃ポリマーを清浄化する工程；
機能性フィラーを準備する工程であって、前記機能性フィラーが以下の成分iおよびii：
i. 2μm未満のd50を有する無機粒状物；および
ii. 第一の化合物を含有する被膜であって、前記第一の化合物が、以下の式（１）を有する：
A-(X-Y-CO)m(O-B-CO)nOH                 (1)
ここで、Aは1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端エチレン系結合を含む部分であり；
XはOでありかつmは1〜4であるか、またはXはNでありかつmは1であり；
YはC1-18-アルキレンまたはC2-18-アルケニレンであり；
BはC2-6-アルキレンであり；
nは0〜5であり；
但し、Aがエチレン基に隣接する2個のカルボニル基を含む場合、XはNである、
該被膜を含む工程；並びに
該消費後廃ポリマーと該機能性フィラーとを混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程、
を含み、該消費後廃ポリマーが少なくとも２種の異なるポリマーを含む、前記消費後ポリマー廃材料を再生利用する方法。
〔１４''〕前記少なくとも２種の異なるポリマーが、ポリエチレンおよびポリプロピレンである、前記〔13''〕に記載の方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年8月9日(2017.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消費後ポリマー廃材料を再生利用する方法であって：
少なくとも1種の消費後廃ポリマーを準備する工程；
該消費後廃ポリマーを清浄化する工程；
以下の成分iおよびiiを含む機能性フィラーを準備する工程：
i. 無機粒状物；および
ii. 1または2個の隣接カルボニル基を有する、末端プロパン酸基またはエチレン基を含む第一の化合物を含有する被膜；並びに
該消費後廃ポリマーと該機能性フィラーとを混ぜ合わせて、再生ポリマーを生成する工程、
を含む、前記消費後ポリマー廃材料を再生利用する方法。