(57)【要約】ポリマー及びセラミックのミクロスフェアを含む抗切断熱可塑性組成物。セラミックのミクロスフェアは、Ｄ９０粒子径が約２０〜約８０μｍ、Ｄ５０粒子径が約１〜約１５μｍ、及び／又はＤ１０粒子径が約１μｍである。セラミックのミクロスフェアは抗切断熱可塑性組成物中に、上記抗切断熱可塑性組成物を１００質量部として、約５〜約５０質量パーセント存在する。
2020516714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
抗切断熱可塑性組成物であって、
（Ａ）ポリマー；及び
（Ｂ）セラミックのミクロスフェア；
を含み、前記セラミックのミクロスフェアは、約２０〜約８０μｍの範囲のＤ９０、約１〜約１５μｍの範囲のＤ５０、及び／又は約１μｍのＤ１０を有し、及び前記熱可塑性組成物の１００質量部に基づいて、約５〜約５０質量パーセントの範囲の量で存在し、及び
前記熱可塑性組成物は、抗切断度合が約１５％を超えることを特徴とする抗切断熱可塑性組成物。
【請求項２】
前記セラミックのミクロスフェアが、約５〜約３５μｍの範囲のＤ９０を有することを特徴とする請求項１に記載の抗切断熱可塑性組成物。
【請求項３】
前記セラミックのミクロスフェアが、前記熱可塑性組成物の１００質量部に基づいて、約１５〜約３５質量パーセントの範囲の量で存在することを特徴とする請求項１又は２に記載の抗切断熱可塑性組成物。
【請求項４】
前記セラミックのミクロスフェアが、約２．２〜約２．６ｇ／ｃｍ３の範囲の比重を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の抗切断熱可塑性組成物。
【請求項５】
前記セラミックのミクロスフェアが、約４２００ｋｇ／ｃｍ２を超える粉砕力を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の抗切断熱可塑性組成物。
【請求項６】
前記ポリマーが、熱可塑性ポリウレタン、ポリオキシメチレン、ポリアルキレンテレフタレート、及びこれらの組合せから選ばれることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の抗切断熱可塑性組成物。
【請求項７】
ポリエーテルに基づく熱可塑性ポリウレタン、ポリエステルに基づく熱可塑性ポリウレタン、及びこれらの組合せの群から選ばれる前記熱可塑性ポリウレタンを含む請求項６に記載の抗切断熱可塑性組成物。
【請求項８】
前記熱可塑性ポリウレタンが、ポリエーテルに基づく熱可塑性ポリウレタンであることを特徴とする請求項７に記載の抗切断熱可塑性組成物。
【請求項９】
前記熱可塑性ポリウレタンが、約５００００ｇ／モルを超える質量平均分子量を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の抗切断熱可塑性組成物。
【請求項１０】
前記熱可塑性ポリウレタンが、ＡＳＴＭＤ４１２によって測定して、２３℃で約２０００〜約８００００ｐｓｉの引張強度を有することを特徴とする請求項７から９の何れか１項に記載の抗切断熱可塑性組成物。
【請求項１１】
請求項６に記載の抗切断熱可塑性組成物であって、前記ポリオキシメチレンを含むことを特徴とする抗切断熱可塑性組成物。
【請求項１２】
請求項１１に記載の抗切断熱可塑性組成物であって、前記ポリオキシメチレンが、約２５０００ｇ／ｍｏｌを超える質量平均分子量を有することを特徴とする抗切断熱可塑性組成物。
【請求項１３】
請求項６に記載の抗切断熱可塑性組成物であって、前記ポリアルキレンテレフタレートを含み、該ポリアルキレンテレフタレーが、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、及びこれらの組合せから選ばれることを特徴とする抗切断熱可塑性組成物。
【請求項１４】
ポリブチレンテレフタレートを含むことを特徴とする請求項１３に記載の抗切断熱可塑性組成物。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の抗切断熱可塑性組成物であって、前記ポリアルキレンテレフタレートが、約２５０００ｇ／モルを超える質量平均分子量を有することを特徴とする抗切断熱可塑性組成物。
【請求項１６】
ＡＳＴＭＤ７９０によって測定して、２３℃で約４０００００ｐｓｉ未満の曲げ弾性率を有することを特徴とする請求項１〜１５の何れか１項に記載の抗切断熱可塑性組成物。
【請求項１７】
約１５％を超えるドラッグフォース度合を有することを特徴とする請求項１〜１６の何れか１項に記載の抗切断熱可塑性組成物。
【請求項１８】
約１．０５〜約１．９５ｇ／ｃｍ３の比重を有することを特徴とする請求項１〜１７の何れか１項に記載の抗切断熱可塑性組成物。
【請求項１９】
請求項１〜１８の何れか１項に記載の抗切断熱可塑性組成物を含むことを特徴とするコンベヤーベルト。
【請求項２０】
請求項１〜１９の何れか１項に記載の抗切断熱可塑性組成物から形成された物品上で目標物をカットする方法であって、
（１）熱可塑性組成物を含む物品を提供する工程：及び
（２）目標物を、ブレードを使用して前記物品上でカットする工程、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、抗切断熱可塑性組成物、これから形成された物品、及び該物品を使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
抗切断熱可塑性材料は、種々の工業の様々な用途に使用されている。例えば、抗切断熱可塑性材料は、保護服、抗切断グローブ、及び安全ガラス等の安全製品に使用されている。他の例として、抗切断熱可塑性材料は、種々の商業的及び工業的製品、例えばカッティングボード及びコンベヤーベルトに使用されている。
食品産業では、肉包装プラント、及び食品製造加工業がコンベヤーベルトを使用して、肉をアッセンブリラインに運び、ここで食肉処理者が、カット、分離、及び肉の所定のカットの除去を行う。肉処理及び包装工程の間、コンベヤーベルトは、ナイフ、裁断機、食料品、洗浄品、及び洗浄工程からの、反復される衝撃及び物理的ストレス、及び製造ラインの操作に関する固有の物理的ストレスに晒される。ナイフ及び他の鋭い物体は、コンベヤーベルト上に加えられる他の物理的ストレスと組合されて、コンベヤーベルトの小さな片(piece)を、コンベヤーベルトから除去するか、又はちぎってしまい、これは、汚染及び製品のリコールの可能性を引き起こし、そして遂にはコンベヤーベルトの不具合、例えばコンベヤーベルトの断裂、又は破損を引き起こす。更に、コンベヤーベルトとカッティング設備、例えばナイフ、裁断機、及びダイの間の繰り返し行われる接触は、カッティング器具の刃の切れ味を鈍くし、これは必要とされる切断力を増加させ、これにより、オペレーター及び／又はカッティング設備に追加的な物理的ストレスを付加することになる。
健康及び清潔性の観点から見て、コンベヤーベルトの断片は包装された肉内に入るルートを有しており、これは商業的及び規制問題を引き起こす。実際にＦＤＡ監査人は、食品処理者における監査の間、食品汚染の考えられる汚染源（例えばコンベヤーベルトの断片）を探している。追加的に、コンベヤーベルトとカッティング設備との間の繰繰り返し行われる接触に起因する、コンベヤーベルト上でのカットと切りつけは、清掃することが困難であり、及び従って追加的な清掃時間及び／又は化学処理が必要になり得る。製造的観点からは、コンベヤーベルトの断片は、製造設備の中に、ローラー、モーター等の製造ライン上に移動し、これは設備上の問題や動作不能時間をもたらし得る。ある場合では、失われた断片は、コンベヤーベルトを機能不能にし得るもので、これは作動不能時間、及び高価な取換えコストをもたらす。
【０００３】
更に、公知の、抗切断熱可塑性組成物は典型的には硬質である。この理由は、硬質ポリマー（例えば、高分子量ポリオキシメチレン）が、十分な抗切断性を得るために要求されるからである。公知の抗切断熱可塑性組成物が硬質であるという理由で、コンベヤーベルトには、モジュール設計（標準寸法設計）が要求される。モジュール設計は、歯を有する個別のベルト区分を含んでいる。ベルト区分の歯は、互いに噛み合って、ベルト区分を相互に連結しており、及び連続的なコンベヤーベルトを形成している。ベルト区分は撓むというよりも、コンベヤーベルトラインの最初と最後でヒンジ動作するので、モジュール設計は必要である。しかしながら、ベルト区分の相互に噛み合う歯の間のスペースには、廃棄物がたまり、バクテリアが成長する箇所を提供し、そして清浄にすることが困難である。
【０００４】
従って、改良された抗切断熱可塑性材料のための機会が残っている。
【発明の概要】
【０００５】
抗切断熱可塑性組成物は、ポリマー及びセラミックのミクロスフェアを含む。セラミックのミクロスフェアは、約２０〜約８０μｍの範囲のＤ９０、約１〜約１５μｍの範囲のＤ５０、及び／又は約１μｍのＤ１０を有する。セラミックのミクロスフェアは、上記熱可塑性組成物の１００質量部に基づいて、約５〜約５０質量パーセントの範囲の量で抗切断熱可塑性組成物中に存在する。
【０００６】
抗切断熱可塑性組成物から形成された物品上で、物（目標物）をカットする方法も開示されている。この方法は、熱可塑性組成物を含む物品を提供する工程、及び目標物を、ブレードを使用してカットする工程を含む。
【０００７】
本発明の抗切断熱可塑性組成物は、卓越した物理的特性、例えば（広い温度範囲にわたる）引張強度、引裂強度、破断点伸び、弾性係数、曲げ弾性係数、及び抗切断性を有する。ある実施の形態では、抗切断性熱可塑性組成物は、卓越した柔軟性を広い温度範囲にわたり有し、及び従って、コンバヤーラインの始まりと終わりで湾曲できる連続的なシートに押し出し成形することが可能であり、従って、モジュール型コンバヤーベルトの必要性、及びモジュール型コンバヤーベルトに関する問題を取り除く。
【０００８】
抗切断性を与えることに加え、抗切断熱可塑性組成物中に含まれるセラミックのミクロスフェアは、ブレード（例えば、ナイフや裁断機等のカッティング設備からのもの）及び熱可塑性組成物を含む物品の間の接触によってブレードが鈍化する速度を低減させ、これによりオペレーター及び／又はカッティング設備上の物理的ストレスを低減し、及び更に抗切断熱可塑性組成物を使用して形成された物品の寿命を長くする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
添付した図面と関連して考慮し、及び以下の詳細な記載を参照することによって、本願開示の他の有利な構成も、より良好に、容易に理解される。
【図１】図１は、従来技術による熱可塑性組成物から形成された物品の表面と接触したブレードの横断面の説明図である。
【図２】図２は、本願開示に従う熱可塑性組成物から形成された物品の表面と接触したブレードの横断面の説明図である。
【図３】図３は、抗切断性試験方法を図解した概略図である。
【図４】図４は、けん引力試験方法を図解した概略図である。
【００１０】
図１〜４は、単なる例示であり、尺度は考慮されておらず、及び従って、本願開示の種々の要素の相対寸法を示すことは意図されていない。
【００１１】
発明の詳細な説明
図面を参照した場合、幾つかの図を通して、同様な数字は同様の又は対応する部位を表しており、抗切断熱可塑性組成物（「熱可塑性組成物」）は通常、１０で示されている。熱可塑性組成物１０及びこれから形成された物品は、種々の工業で、様々な用途に使用することができる。例えば、熱可塑性組成物１０、及びこれから形成された物品は、安全製品、例えば保護服、抗切断グローブ、及び安全メガネ（安全ガラス）を形成するのに使用することができる。他の実施例として、熱可塑性組成物１０、及びこれから形成された物品は、種々の商業的、及び工業的製品、例えばカッティングボード、及びコンベヤーベルトに使用することができる。
【００１２】
多くの実施の形態で、熱可塑性組成物１０は、商業的及び工業的な製品、例えばカッティングボード、及びコンバヤーベルトを形成するために使用される。このような用途では、製品は卓越した抗切断性を示し、及びブレード１６と製品、例えばコンベヤーベルトの間の接触に関するブレード１６の鈍化速度を最小限にする。
【００１３】
抗切断熱可塑性組成物：
ポリマー
熱可塑性組成物１０は、１種以上のポリマーを含む。ポリマーは、エラストマー、熱可塑性プラスチック、熱可塑性エラストマー、及びこれらの組合せから選ばれる。
【００１４】
ポリマーは、熱可塑性ポリマー又は熱硬化性ポリマーであることができる。熱可塑性プラスチックは、比較的高い分子量、及び分子間力に関連する分子鎖を有し、該分子間力は温度上昇に従い急速に弱まり、及び従って溶解する。従って、熱可塑性プラスチックは、加熱によって再形成されても良く、及び熱可塑性プラスチックは、典型的には、射出成形、圧縮成形、カレンダーリング、及び押出成形等の種々のポリマー加工技術によって部品（パーツ）を製造するために使用される。熱可塑性プラスチックとは対照的に、熱硬化性樹脂は硬化すると、不可逆の化学結合を形成し、及び従って溶融せず、しかし分解する。
【００１５】
多くの実施の形態では、ポリマーは、熱可塑性ポリマー（熱可塑性プラスチック）である。
【００１６】
熱可塑性プラスチック(thermoplastic)は、非結晶質、結晶性、又は半結晶性ポリマーであることができる。通常、結晶性ポリマーは、非結晶質のポリマーと比較した場合、比較的シャープな融点を有し、分子鎖のより整列された配置構成を有し、及び良好に流れるためにはより高い温度を必要とする。通常、非結晶性ポリマーは、正確な融点を有しておらず、及び徐々に軟化し、分子鎖のよりランダムな配向性を有し、及び非結晶性ポリマーのようには容易に流動しない。幾つかの実施の形態では、熱可塑性組成物１０は、熱可塑性エラストマー、又は結晶性及び非結晶性の熱可塑性ポリマーの組合せ、及び従って、半結晶性のものを含む。
【００１７】
適切なエラストマーの種々の非限定的な例は、天然ゴム（天然ポリイソプレン）、合成ポリイソプレン、ポリブタジエン、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ポリアクリルゴム、シリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、フルオロエラストマー、ペルフルオロエラストマー、ポリエーテルブロックアミド、クロロスルフォン化ポリエチレン及びエチレン−ビニルアセテートを含む。
【００１８】
適切な熱可塑性プラスチック及び熱可塑性エラストマーの種々の非限定的な例は、ポリオレフィン、ポリオレフィンエラストマー、ポリビニルクロリド（ＰＶＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、スチレンエラストマー、熱可塑性ブルカネートエラストマー（ＴＰＶ）、フルオロポリマー、シリコーン、ポリエステル、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、及びこれらの組合せを含む。幾つかの好ましい実施の形態では、ポリマーは、熱可塑性ポリウレタン、ポリオキシメチレン、ポリアルキレンテレフタレート、及びこれらの組合せから選ばれる。
【００１９】
ポリオレフィンの適切な、非限定的な例は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、及びポリブテン−１（ＰＢ−１）を含む。ポリオレフィンエラストマーの更なる適切な、非限定的な例は、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）を含む。
【００２０】
ポリアミドの適切な、非限定的な例は、ＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ６１０、ＰＡ６１２、ＰＡ１０１０、ＰＡ６、ＰＡ６６、ＰＡ１１１０Ｔ、ＰＡ１２１２Ｔ及びこれらの組合せを含む。
【００２１】
熱可塑性スチレンエラストマーの適切な、非限定的な例は、エチレン、プロピレン、ブタジオエン、イソプレン単位を有するスチレンブロックコポリマー、又はＴＰＳ（例えば、ＳＢＳ、ＳＥＢＳ及びＳＥＰＳ）を含む。熱可塑性スチレンエラストマーは、典型的にはＡ−Ｂ−Ａタイプブロック構造に基づくもので、ここでＡは硬質相、Ｂはエラストマーである。
【００２２】
特定のフルオロポリマーの適切な、非限定的な例は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、及びエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）を含む。
【００２３】
ポリエステルの適切な、非限定的な例は、ポリグリコリド又はポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）、コポリマーポリエチレンアジパート（ＰＥＡ）、ポリブチレンコハク酸エステル（ＰＢＳ）、ポリ（３−ヒドロキシブチラート−コ−３−ヒドロキシバーレート）（ＰＨＢＶ）、半−芳香族コポリマーポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、コポリエステル化合物（ＴＰＥ−Ｅ）、及びベクトランを含む。ポリエステルは、ポリアルキレンテレフタレート、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンアジパート、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリヒドロキシブチレート、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシバーレート）、ポリグリコリド、ポリ乳酸、４−ヒドロキシ安息香酸及び６−ヒドロキシナフタレン−２−カルボン酸の重縮合生成物、及びポリカプロラクトンを含む。ある特定の実施の形態では、ポリマーは更に、これらに限定されるものではないが、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート−コ−イソフタレート、及びこれらの組合せを含む、半結晶性熱可塑性ポリエステルとして定義される。他の特定の実施態様においては、ポリマーは、ポリブチレンテレフタレートである。
【００２４】
種々の実施の形態では、ポリエステルは、質量平均分子量が約１００００を超え、又は約２５０００を超え、又は約１００００〜約１００００００、又は約５００００〜約７５００００、又は約７５０００〜約５０００００ｇ／ｍｏｌであり、引張係数が，ＩＳＯ５２７−１／−２によって決定して、２３℃で、約３５０〜約１４０００、又は約７００〜約７０００、又は約１５００〜約３５００ＭＰａであり、引張強度（降伏応力）が、ＩＳＯ５２７−１／−２によって決定して、２３℃で、約１５〜約１５０、又は約３５〜約７５ＭＰａであり、及び／又は伸び（降伏ひずみ）が、ＩＳＯ５２７−１／−２によって決定して、２３℃で、約１〜約２０、又は約２〜約１０、又は約３〜約５％である。使用しても良い適切なポリエステルの例は、これらに限定されるものではないが、ＢＡＳＦコーポレーションから入手可能なＵＬＴＲＡＤＵＲ（登録商標）ポリブチレンテレフタレートを含む。ＢＡＳＦからのＵＬＴＲＡＤＵＲ（登録商標）熱可塑性ポリエステルは、ポリブチレンテレフタレートに基づく半結晶性熱可塑性ポリエステルで、これは補強しない（充填されない）こと、又は補強する（充填される、例えばガラス充填される）ことが可能である。
【００２５】
アセタールポリマーの適切な、非限定的な例は、ポリオキシメチレンである。アセタールポリマーは更に、ホモポリマー、コポリマー、又はホモポリマーとコポリマーの混合物として定義されても良い。典型的には、アセタールポリマーは更にポリオキシメチレンとして定義される。ポリオキシメチレンは更に、ホモポリマー、コポリマー、又はホモポリマーとコポリマーの混合物として定義されても良い。ポリオキシメチレンは更に、ポリオキシメチレンホモポリマー（−（−Ｏ−ＣＨ２−）ｎ−）として定義されても良く、ここでｎは、１を超える任意の数であって良い。この技術分野では公知のように、ポリオキシメチレンのホモポリマーは典型的には、無水ホルムアルデヒドをアニオン性触媒作用によって重合し、そして次に無水酢酸との反応によって安定化させることによって合成される。他の例として、ポリオキシメチレンは、ポリオキシメチレンコポリマーであっても良い。この技術分野では公知のように、ポリオキシメチレンのコポリマーは、ホルムアルデヒドを、酸触媒作用を介してトリオキサンに変換し、そして次にトリオキサンをジオキソラン又はエチレンオキシドと反応させて、コポリマーを形成することによって合成されても良い（酸触媒を使用）。
【００２６】
種々の実施の形態では、ポリオキシメチレンは、約１００００ｇ／モルを超える質量平均分子量を有し、又は約２５０００ｇ／モルを超える、又は約１００００〜約１００００００ｇ／モル、又は約５００００〜約７５００００ｇ／モル、又は約７５０００〜約５０００００ｇ／モルの質量平均分子量を有し；ＩＳＯ５２７−１／−２で測定して、２３℃で、約２０〜約２００、又は約４０〜約１００ＭＰａの引張強度（降伏応力）を有し；ＩＳＯ５２７−１／−２で測定して、２３℃で、約１〜約４０％、又は約２〜約２０、又は約４〜約１０％の伸び（降伏ひずみ）を有し；及び／又はＩＳＯ５２７−１／−２で測定して、２３℃で、約５００〜約１６０００、又は約１０００〜約８０００、又は約２０００〜約４０００ＭＰａの引張係数を有する。使用して良い適切なポリオキシメチレンの非限定的な例は、ＢＡＳＦコーポレーションから市販されているＵＬＴＲＡＦＯＲＭ（登録商標）ポリオキシメチレンを含む。
【００２７】
好ましい実施の形態では、熱可塑性組成物１０は、この技術分野の当業者にとってＴＰＵとも記載されて良い熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）、熱可塑性ポリウレタン、又はＴＰＥ−Ｕ‘ｓを含む。当然、熱可塑性ポリウレタン１０は、１種以上のＴＰＵ’ｓを含んでも良い。通常、ＴＰＵ’ｓは、１種以上のポリオール、１種以上の鎖延長剤（例えばジオール）、及びイソシアネート化合物の反応生成物を含む。ＴＰＵ’ｓは典型的には、硬質及び軟質セグメントを含む。直鎖状セグメント化ポリマーブロックを含む。特定の理論に束縛されることを意図することなく、軟質セグメントは、極性が低く、そして熱可塑性ポリウレタンに弾性特性を与えるエラストマーマトリックスを形成すると信じられている。硬質セグメントは、軟質セグメントよりも短い極性がより高く、そして物理的架橋及び補強充填剤として機能する多機能性連携点として作用すると信じられている。物理的架橋は、熱が加えられた場合には消失し、従って熱可塑性ポリウレタンが、種々の加工方法に使用可能になると信じられている。
ＴＰＵ’ｓは、強靭性、低温弾性、強度、耐摩耗性、透明性、及び耐化学性で知られている。
【００２８】
これらの物理的特性は、異なる最終用途に向けて調整することができ、これはイソシアネート、直鎖状ポリマーグリコール、及び／又は低分子量ジオールの性質及び量を調節することによって行われ得る。
【００２９】
ＴＰＵは、ポリエーテル熱可塑性ポリウレタン（すなわちポリエーテルベースのＴＰＵ）、ポリエステル熱可塑性ポリウレタン（すなわちポリエステルベースのＴＰＵ）、又はポリエーテル熱可塑性ポリウレタン及びポリエステル熱可塑性ポリウレタンの組合せとして定義されても良い。すなわち、ＴＰＵは更に、イソシアネート及びポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、脂肪族又はオレフィンポリオール又はこれらのポリオールの組合せの反応生成物を含むか、または該反応生成物であると定義されても良い。この替わりに、ＴＰＵは更に、イソシアネート及び直鎖状ポリマーグリコール（例えば、質量平均分子量が約５００〜約８０００ｇ／モルのもの）、低分子量ジオール（例えば、質量平均分子量が約５０〜約６００ｇ／モルのもの）、及び／又はポリオールの重付加反応から製造されたマルチブロックコポリマーとして定義されても良い。典型的には、ＴＰＵ（ＴＰＵ’ｓ）は、上述のように硬質セグメント及び軟質セグメントの割合を変化させることによって得ることができる。物理的特性、例えばショア硬度、係数(molulus) と共に、荷重負担能力（圧縮応力）、引裂強度、及び比重は、典型的には、硬質セグメントの軟質セグメントに対する割合が増加するに従い増加する。
【００３０】
本開示の目的のために、「ポリエステルベースの」ＴＰＵは、その中に少なくとも２個のエステル基を含むＴＰＵ、及び／又はポリエステル結合を含む反応物から形成されるＴＰＵである。同様に、本願の目的のために、「ポリエステルベースの」ＴＰＵは、その中に少なくとも２個のエーテル基を含むＴＰＵ、及び／又はポリエーテル結合を含む反応物から形成されるＴＰＵである。ポリエステルベース、及びポリエーテルベースのＴＰＵの両方のために、反応物を使用して、その中にポリエステル又はポリエーテル基を含まないＴＰＵを形成することができることが理解されるべきである。更に、本開示の目的のために適切なＴＰＵは、ポリエステルベース又はポリエーテルベースのＴＰＵには限定されず、及びエーテル又はエステルをその中に含まない他のＴＰＵも適切であって良いことが理解されるべきである。熱可塑性組成物中に１種以上のＴＰＵが含まれる場合、１種を超えるＴＰＵは、本開示に説明されたＴＰＵの記載に合致し、そして追加的なＴＰＵは、何ら特定のＴＰＵに限定されず、しかし典型的には、ポリエーテルベースのＴＰＵ及び／又はポリエステルベースのＴＰＵを含む。
【００３１】
多くの実施の形態では、ＴＰＵは更に、ポリエステルポリオール、又はポリエーテルポリオールに加え、鎖延長剤の反応生成物を、ポリエステルベース又はポリエーテルベースのＴＰＵ中に含む。他の実施の形態では、ＴＰＵは、ポリエステルポリオール及び／又はポリエーテルポリオールを含むことなく、鎖延長剤とイソシアネートの反応生成物を含んでも良い。適切な鎖延長剤は、以下のもんを含むジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、１,４−ブタンジオール、ブテンジオール、ブチンジオール、キシレングリコール、アミレングリコール、１,４−フェニレン−ビス−ベータ−ヒドロキシエチルエーテル、１,３−フェニレン−ビス−ベータ−ヒドロキシエチルエーテル、ビス−（ヒドロキシ−メチル−シクロヘキサン）、ヘキサンジオール、及びチオジグリコール；以下のものを含むジアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、シクロヘキサンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン、３,３’−ジクロロベンジジン、及び３,３’−ジニトロベンジジン；以下のものを含むアルカノールアミン、エタノールアミン、アミノプロピルアルコール、２，２−ジメチルプロパノールアミン、３−アミノシクロヘキシルアルコール、及びｐ−アミノベンジルアルコール；及び上述した鎖延長剤の任意の組合せの群から選ばれても良く、しかしこれらに限定されるものではない。
【００３２】
一実施の形態では、ＴＰＵは、ポリエステル熱可塑性ポリウレタンであり、及びポリエステルポリオール、イソシアネート成分、及び鎖延長剤の反応生成物を含む。適切なポリエステルポリオールは典型的には、ジカルボン酸、及び少なくとも１種の１級のヒドロキシル基を有するグリコールの反応から製造される。適切なジカルボン酸は、アジピン酸、メチルアジピン酸、琥珀酸、スベリン酸、セバシン酸、シュウ酸、グルタル酸、ピメリン酸、アゼライン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、及びこれらの組合せをふくむが、これらに限定されるものではない。ポリエステルポリオールの製造に使用するために適切なグリコールは、エチレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサングリコール、ビス（ヒドロキシメチルシクロヘキサン）、１,４−ブタンジオール、ジエチレングリコール、２−メチル−プロパンジオール、３−メチル−ペンタンジオール、２,２−ジメチルプロピレングリコール、１,３−プロピレングリコール、及びこれらの組合せを含むが、これらに限定されるものではない。本発明に使用することが可能な、適切なポリエステル熱可塑性ポリウレタンの特定の例は、ＢＡＳＦコーポレーションから市販されているＥＬＡＳＴＯＬＬＡＮ（登録商標）ポリエステル熱可塑性ポリウレタンを含むが、これらに限定されるものではない。
【００３３】
替わりの実施の形態では、ＴＰＵは、ポリエステル熱可塑性ポリウレタンであり、及び適切な鎖延長剤、イソシアネート成分及びポリマーポリオールの反応生成物を含む。適切な鎖延長剤は、上記に開示したものである。本発明に使用することが可能な、適切なポリエステル熱可塑性ポリエステルの特定の例は、ＢＡＳＦコーポレーションから市販されているＥＬＡＳＴＯＬＬＡＮ（登録商標）ポリエステル熱可塑性ポリウレタンを含むが、これらに限定されるものではない。
【００３４】
更なる実施の形態では、ＴＰＵはポリエーテル熱可塑性ポリウレタンであり、及びポリエーテルポリオール、イソシアネート成分、及び鎖延長剤の反応生成物を含む。適切なポリエーテルポリオールはポリテトラメチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、及びこれらの組合せを含むが、これらに限定されるものではない。更なる他の実施の形態では、ＴＰＵはポリエーテル熱可塑性ポリウレタンであり、及び鎖延長剤とイソシアネート成分の反応生成物を含む。この技術分野で公知の如何なる鎖延長剤も、熱可塑性ポリウレタンの所望の特性に依存して、この技術分野の当業者によって使用することが可能であると理解される。本発明で使用しても良い適切なポリエーテル熱可塑性ポリウレタンの特定の例は、ＢＡＳＦコーポレーションから市販されているＥＬＡＳＴＯＬＬＡＮ（登録商標）ポリエーテル熱可塑性ポリウレタンを含むが、これらに限定されるものではない。
【００３５】
更なる実施の形態では、ＴＰＵは、脂肪族又はオレフィン熱可塑性ポリウレタンであり、及び脂肪族、又はオレフィン熱可塑性ポリオール、イソシアネート成分、及び鎖延長剤の反応生成物を含む。適切なポリエーテルポリオールは、水素化ポリブタジエン又は非水素化ポリブタジエン、及びこれらの組合せ、又はポリエステル及び／又はポリエーテルポリオールとの組合せを含むが、これらに限定されるものではない。この技術分野では公知の如何なる鎖延長剤も、熱可塑性ポリウレタンの所望の特性に依存して、この技術分野の当業者によって使用されることが可能であると理解される。
【００３６】
典型的には、ＴＰＵを形成するために使用されるポリエーテル、ポリエステル、脂肪族又はオレフィンポリオールは、約６００〜約３０００ｇ／モルの質量平均分子量を有する。しかしながら、ポリオールはこの分子量範囲には限定されない。一実施の形態では、ＴＰＵを形成するために使用される出発材料（例えば、直鎖状ポリマーグリコール、低分子量ジオール、及び／又はポリオール）は、約２の平均官能性を有する。例えば、ＴＰＵ内に分岐点を有していないか、又は殆ど有していない高分子量直鎖の形成を促進するために、如何なるプレポリマー又はモノマーも、２つの末端反応性基を有することができる。
【００３７】
ＴＰＵを形成するために使用されるイソシアネート成分は典型的には、イソシアネート、ジイソシアネート、ポリイソシアネート、及びこれらの組合せを含むが、これらに限定されるものではない。イソシアネート成分は、１種以上の異なるイソシアネートを含むことができる。一実施の形態では、イソシアネート成分は、ｎ−官能性イソシアネートを含むことができる。この実施の形態では、ｎは典型的には約２〜約５、より典型的には約２〜約４、更に典型的には約２〜約３の範囲であり、及び最も典型的には約２である。ｎは、整数であっても良く、又は約２〜約５の中間値であっても良い。イソシアネート成分は、典型的には、芳香族イソシアネート、脂肪族イソシアネート、及びこれらの組合せの群から選ばれるイソシアネートを含む。他の実施の形態では、イソシアネート成分は、脂肪族イソシアネート、例えばヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ジシクロヘキシル−メチル−ジイソシアネート（Ｈ１２ＭＤＩ）、イソホロン−ジイソシアネート、及びこれらの組合せを含む。イソシアネート成分が脂肪族イソシアネートを含む場合、イソシアネート成分は変性多価脂肪族イソシアネート、すなわち脂肪族ジイソシアネート及び／又は脂肪族ポリイソシアネートの化学反応を通して得られる生成物を含んでも良い。例は、ウレア、ビウレア、アロファネート、カルボイミド、ウレトイミン、イソシアヌレート、ウレタン基、二量体、三量体、及びこれらの組合せを含む。イソシアネート成分はまた、変性ジイソシアネートを単独で含んでも良く、又は変性ジイソシアネートを、ポリオキシアルキレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシプロピレンポリオキシエチレングリコール、ポリエステルオール、及びこれらの組合せとの反応生成物中に含んでも良いが、これらに限定されるものではない。
【００３８】
この替わりに、イソシアネート成分は、芳香族イソシアネートを含むこともできる。イソシアネート成分が芳香族イソシアネートを含む場合、芳香族イソシアネートは典型的には、式Ｒ’（ＣＯ）ｚに対応し、ここでＲ’は、芳香族化合物であり、そしてｚは、Ｒ’の価数に対応する整数である。典型的には、ｚは少なくとも２である。芳香族イソシアネートの適切な例は、テトラメチルキシレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、１、４−ジイソシアナートベンゼン、１,３−ジイソシアナート−ｏ−キシレン、１,３−ジイソシアナート−ｐ−キシレン、１,３−ジイソシアナート−ｍ−キシレン、２,４−ジイソシアナート−１−クロロベンゼン、２,４−ジイソシアナート−１−ニトロ−ベンゼン、２,５−ジイソシアナート−１−ニトロベンゼン、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、２,４−トルエンジイソシアネート、２,６−トルエンジイソシアネート、１,５−ナフタレンジイソシアネート、１−メトキシ−２,４−フェニレンジイソシアネート、４,４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２,４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４,４’−ビフェニレンジイソシアネート、３,３’−ジメチル−４,４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、３,３’−ジメチルジフェニルメタン−４,４’−ジイソシアネート、トリイソシアネート、例えば４,４’,４”−トリフェニルメタントリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、及び２,４,６−トルエントリイソシアネート、テトライソシアネート、例えば４,４’−ジメチル−２,２’−５,５’−ジフェニルメタンテトライソシアネート、トルエンジイソシアネート、２,２’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２,４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４,４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、これらの対応する異性体混合物、及びこれらの組合せを含むが、これらに限定されない。これらの替わりに、芳香族イソシアネートは、ｍ−ＴＭＸＤＩ及び１,１,１−トリメチロールプロパンのトリイソシアネート生成物、トルエンジイソシアネート及び１,１,１−トリメチロールプロパンの反応生成物、及びこれらの組合せを含んでも良い。一実施の形態では、イソシアネート化合物は、メチレンジフェニルジイソシアネート、トルエンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、Ｈ１２ＭＤＩｓ、及びこれらの組合せの群から選ばれるジイソシアネートを含む。イソシアネート成分は、この技術分野の当業者によって決定して、任意の量のポリオール及び／又は鎖延長剤と反応することもできる。
【００３９】
イソシアネート化合物は、この技術分野の当業者によって決定されるような如何なる量のポリオール及び／又は鎖延長剤とでも反応して良い。典型的には、イソシアネート及びポリオール及び／又は鎖延長剤は、約８０〜約１３０のイソシアネート指数で、この替わりに、約９０〜約１２０のイソシアネート指数で、より典型的には、約９５〜約１０５のイソシアネート指数で、及び最も典型的には、約１０５〜約１１０のイソシアネート指数で反応される。
【００４０】
ポリマー、例えばポリウレタンを形成するために、種々の添加剤を使用することが可能である。適切な添加剤は、消泡剤、加工添加剤、可塑剤、連鎖停止剤、表面活性化剤、接着促進剤、難燃剤、抗酸化剤、脱水剤（water scavenger）、ヒュームドシリカ、染料、紫外線安定剤、充填剤、酸化剤(acidifier)、チキソトロピー剤、遷移金属、触媒、発泡剤、活性剤、架橋剤、不活性希釈剤、及びこれらの組合せを含むが、これらに限定されるものではない。幾つかの特に適切な添加剤は、加水分解を低減するカルボジイミド、酸化と黄色化を低減するヒンダードフェノール及びヒンダードアミン光安定剤、ＵＶ光安定化を増すベンゾトリアゾール、ガラスフィラー、及びＴＰＵ組成物の静電防止特性を増すスルホン酸の塩を含むが、これらに限定されるものではない。添加剤は、この技術分野の当業者が所望する如何なる量ででも含められて良い。種々の実施の形態では、ＴＰＵは、質量平均分子量が約２５０００ｇ／モルを超え、又は約２００００００ｇ／モルを超え、又は約５００００〜約１００００００ｇ／モルの範囲、又は約１０００００〜約５０００００ｇ／モルの範囲であり、引張強度（降伏応力）が、ＡＳＴＭＤ４１２によって決定して、２３℃で、約１０〜約３００ＭＰａ、又は約２０〜約１５０ＭＰａであり、又は約４０〜約７５ＭＰａであり、伸び（降伏ひずみ）が、ＡＳＴＭＤ４１２によって決定して、２３℃で、約１２５〜約６００％、又は約２５０〜約５００％であり、及び／又は引張係数が、ＡＳＴＭＤ４１２によって決定して、２３℃で、約５０〜約３５０ＭＰａ、又は約１００〜約７００ＭＰａである。使用して良い適切なＴＰＵの例は、ＢＡＳＦコーポレーションから市販されているＥＬＡＳＴＯＬＬＡＮ（登録商標）ＴＰＵを含むが、これらに限定されるものではない。
【００４１】
ポリマーは、熱可塑性組成物１０を１００質量部として、典型的には、約５〜約９５質量部、又は約４０〜約９０質量部、又は約６０〜約８５質量部、熱可塑性組成物１０中に存在する。熱可塑性組成物１０中に含まれるポリマーの量は、上述した範囲の外側に変動しても良いが、しかし、全体的及び部分的な値がこれらの範囲内にあるのが典型的である。換言すれば、ポリマーは典型的には、熱可塑性組成物１０を１００質量部として、約５〜約９５の範囲内の如何なる値、又は上記範囲内の数値範囲を有することが可能である。更に、１種を超える種類のポリマーが熱可塑性組成物１０内に含まれても良く、この場合、全てのポリマーの合計量が上記範囲内に位置する。
【００４２】
セラミックのミクロスフェア
熱可塑性組成物１０は、セラミックのミクロスフェア１２を含む。セラミックのミクロスフェア１２は、ソリッド（中身が詰まった固体）であっても良く、又は中空であっても良い。典型的には、ミクロスフェア１２はソリッドであり、そして球状（又は丸状）の形状を有する。幾つかの実施の形態では、ミクロスフェア１２は丸状以外の形状を有し、例えば異方性の、不規則な、ファセットを有する（面を有する）形状を有する。すなわち、幾つかの実施の形態では、ミクロスフェア１２は必ずしも球状又は丸状ではないと理解される。幾つかの実施の形態では、ミクロスフェア１２のサイズは、ナノメートルからミクロンメートルの範囲に位置する。他の実施の形態では、ミクロスフェア１２のサイズは、ミクロメートルからセンチメートルの範囲に位置する。ミクロスフェア１２は、金属、ポリマー、セラミック、及び／又はガラスを含み、本質的にこれらから構成され、又はこれらから成る。
【００４３】
幾つかの実施の形態では、ミクロスフェア１２は、ブレード１６のカッティング材料（例えば金属）に等しい硬度、又はこれを超える硬度を有する。このような実施の形態の中で、ミクロスフェア１２は金属又はセラミックを含むことができる。他の実施の形態では、ミクロスフェア１２は、カッティング材料の硬度未満の硬度を有するが、なお卓越した抗切断性(cut-resistance)を示す。幾つかのこのような実施の形態では、ミクロスフェア１２は、アラミド（例えば、ポリ−パラフェニレンテレフタルアミド）又はファイバーガラスを含むことができる。このような実施の形態では、アラミドは、この技術分野では公知の如何なるものであっても良いが、典型的には更に、ＡＡＢＢポリマー（ＮＯＭＥＸ（登録商標）、ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）、ＴＷＡＲＯＮ（登録商標）、及び／又はＮＥＷ  ＳＴＡＲＴＭ等）として定義されても良い。
【００４４】
多くの実施の形態では、セラミックのミクロスフェア１２は、硬質の、高密度で球状のミクロンスケールの粒子であって、アルカリアルミノシリケートセラミックを含む粒子である。ミクロスフェア１２は、ソリッド（中身が詰まった固体）であっても良く、又は中空であっても良い。典型的には、ミクロスフェア１２はソリッドであり、そして球状（又は丸状）の形状を有し、そして外見は白色である。多くの実施の形態では、セラミックのミクロスフェア１２は、比重が約２．０〜約２．８ｇ／ｃｍ３の範囲、又は約２．４〜約２．６ｇ／ｃｍ３の範囲である。
【００４５】
幾つかの実施の形態では、セラミックのミクロスフェア１２は、硫酸バリウム（これには限られない）を含む放射線不透過性の材料でできていても良い。このような実施の形態で、コンベヤーベルトは熱可塑性組成物１０を使用して、又はこれから製造することが可能であり、及びコンベヤーベルトの如何なる排除された断片も、Ｘ線設備によって容易に検知することが可能であり、このようなコンベヤーベルト上で運ばれる製品、例えば食品の汚染を防止する。
【００４６】
セラミックのミクロスフェア１２の球状（丸状）形状は、（１）成形の間、流動誘起配向性（すなわち、熱可塑性組成物１０を使用して形成された物品の収縮）を最小限にし、及び（２）カッティングエッジが熱可塑性組成物１０から形成された物品（例えば、コンベヤーベルト）に接触した時に、ブレード１６（例えば、カッティング設備の金属ブレード１６、例えばナイフ、又は裁断機）のカッティングエッジを、個々のセラミックのミクロスフェア１２の周りにスライドさせるか、又は個々のセラミックのミクロスフェア１２をわきへと押しやることを補助する。ポイント（２）に関し、セラミックのミクロスフェア１２の形状と硬度は、熱可塑性組成物１０から形成された物品との接触において、ブレード１６のエッジとの鈍化促進接触を最小限にし、カッティングの間のけん引力を低減し、及びカッティングエッジを鋭利化するようにさえ作用する。セラミックのミクロスフェア１２の粒子径（粒子サイズ）は、熱可塑性組成物１０が加工可能（例えば、押出成形可能、射出成形可能等）となるように、及び滑らかな表面１４を形成するように、十分に小サイズであるべきであり、しかしながら、ブレード１６のエッジの幅よりも、大きいサイズである（大きい直径を有する）べきである。粒子が小さすぎる場合、粒子はブレード１６のエッジからそれることがなく、鈍化促進接触をもたらし、これによりブレード１６のエッジは鈍くなると信じられている。ブレード１６のエッジは、幅が０．１μｍのオーダーであることが可能である。
【００４７】
ここに記載した粒子サイズは、Ｄ値（Ｄ１０、Ｄ５０及びＤ９０）を使用したものである。Ｄ値は、球状体の直径で、粒子を上昇する質量ベース上に配置した場合に、試料の質量を特定の百分率に分けたものである。例えば、Ｄ１０は、試料の１０％の質量が、この値（Ｄ１０の値）未満の直径を有する粒子から構成されることになる直径である。Ｄ５０は、試料の５０％の質量が、この値（Ｄ５０の値）未満の直径を有し、及び試料の５０％の質量が、この値を超えるの直径を有することになる粒子の直径である。Ｄ９０は、試料の９０％の質量が、この値（Ｄ９０の値）未満の直径を有し、及び試料の１０％の質量が、この値を超えるの直径を有することになる粒子の直径である。通常、ミクロスフェア１２の適切な粒子径は、約０．１〜約２００μｍである。より特定的には、多くの実施例において、セラミックのミクロスフェア１２は、粒子径分布をＤ値（Ｄ１０、Ｄ５０及びＤ９０）で以下のように有する；Ｄ９０粒子径が、約２０〜約８０、又は約５〜約３５、又は約２４〜３２、又は約１３〜約３０、μｍ；Ｄ５０粒子径が、約１〜約１５、又は約２〜約１１、又は約１〜５、又は約２〜約１２、又は約２〜約６、又は約８〜約１２、μｍ；及び／又はＤ１０粒子径が、約１。
【００４８】
更に、多くの実施の形態では、セラミックのミクロスフェア１２は、モース硬度で、約１〜約１５、又は約１〜約１０、又は約２〜約８を有する。セラミックのミクロスフェア１２は、ブレード１６よりも固く、及び強くあるべきである。より硬いセラミックのミクロスフェア１２は、ブレード１６のエッジの側面から材料をスクラッチング、又は侵食することに起因する尖鋭化効果を有する。この尖鋭化効果は、セラミックのミクロスフェア１２とブレード１６の間の鈍化接触が回避された場合にのみ生じることができる。多くの実施の形態では、セラミックのミクロスフェア１２は、約４２００ｋｇ／ｃｍ２を超える粉砕力、及びモース硬度で約６の硬度を有する。
【００４９】
セラミックのミクロスフェア１２の粒子形状、サイズ、及び硬度の組合せは、本発明の好ましい実施の形態に、特性のユニークな組合せを与える：すなわち、改良された抗切断性、低減されたカッティングドラッグ（抵抗）、及び低減されたブレード１６の鈍化である。
【００５０】
以下の表１には、種々の材料の結合タイプと結合エネルギーの概算が示されている。
【００５１】
【表１】
2020516714.tif 000003
【００５２】
ブレード１６の実施の形態は、強度が２００ｋｃｌａ／ｍｏｌ以下の、金属結合で結合した高強度（ナイフ、裁断機等の成分）が、強度が３７０ｋｃｌａ／ｍｏｌ以下の、イオン結合によって結合したセラミック材料（例えばセラミックのミクロスフェア１２）でスクラッチされる構成を含む。理論に結びつくことなく、セラミックのミクロスフェア１２は、カット、粉砕、又は破壊することなく、その替わりにブレード１６の力をポリマーのより大きな領域に分散させ、これにより、力が十分に低減され、そして熱可塑性組成物１０の表面１４がブレード１６によってカットされることが防止されると信じられている。
【００５３】
図１には、従来技術の（板条フィラー２０を含み、及びセラミックのミクロスフェア１２を含まない）比較熱可塑性組成物１８から形成された物品の従来技術の比較表面２２と接触するブレード１６の概略図が示されている。図１では、ブレード１６に力が加えられた時に、比較熱可塑性組成物１８の比較表面２２がカットされ、及びブレード１６が比較表面２２と接触している。比較熱可塑性組成物１８は、プレート助フィラー２０を含んでいる。そして、ブレード１６とプレート状フィラー２０（又はこのための何れかの柔軟な、及び／又は何れかの非球状のフィラー）の間の鈍化接触が、比較表面２２及び比較熱可塑性組成物内で生じており、比較熱可塑性組成物に著しいカット／ギャップ、及びブレード１６の著しい鈍化を引き起こし、及び比較熱可塑性組成物１８の部分を離脱させてさえいる。
【００５４】
図２には、本願の（好ましい実施の形態としてのセラミックのミクロスフェア１２を含む）熱可塑性組成物１０から形成された物品の表面１４と接触するブレード１６の概略図が示されている。幾つかの実施の形態では、ブレード１６に力が加えられ、そしてブレード１６が表面１４と接触した時に、熱可塑性組成物１０の表面１４はカットされていない。この理由は、セラミックのミクロスフェア１２が、ブレード１６によって加えられた力の分散を補助し、これにより、生じる応圧が、熱可塑性組成物１０に含まれている熱可塑性樹脂の結合エネルギー未満に維持されるからである。すなわち、セラミックのミクロスフェア１２は、熱可塑性組成物１０に改良された抗切断性を与える。図２に示した実施の形態では、ブレード１６に十分な量の力が加えられ、これによりブレード１６に力が加えられた時に、熱可塑性組成物１０の表面１４がカット（切断）される。図２では、ブレード１６とセラミックのミクロスフェア１２の間の鈍化接触は回避され、及び従って、ブレード１６が熱可塑性組成物１０に入り込んだ時にブレード１６の側面が接触し、そしてセラミックのミクロスフェア１２によって鋭く研がれる。この目的のために、セラミックのミクロスフェア１２が、熱可塑性組成物１０内の切断（カット）のサイズを最小限にし、ブレード１６にかかるドラッグフォース（牽引力）を最小限にし、そして少なくともブレード１６の鈍化を最小限にし、又はある場合では、ブレード１６を研いで鋭くする。
更に、上述した結合力という観点で、セラミックのミクロスフェア１２は、ブレード１６からそれて、そしてカットすることがなく、これによりブレード１６の側面（例えばナイフの側面）と接触するようになり、これにより柔らかい金属ブレード１６が研がれて鋭くなると信じられている。すなわち、ブレード１６と熱可塑性組成物１０の間のカッティング動作／接触の間の、より硬いセラミックのミクロスフェアのより柔らかい金属ブレード１６の壁との接触／摩擦は、通常のナイフ研ぎ道具に類似してナイフを鋭く研ぐ。
【００５５】
セラミックのミクロスフェア１２は、典型的には熱可塑性組成物１０中に、熱可塑性組成物１０を１００質量部として、約５〜９５質量部、又は約１０〜約６０質量部、又は約１５〜約４０質量部存在する。熱可塑性組成物１０中に含まれるセラミックのミクロスフェア１２の量は、上述した範囲の外側に変化しても良いが、しかし典型的には、全部の及び部分的な値は、これらの範囲内である。換言すれば、セラミックのミクロスフェア１２は典型的には、熱可塑性組成物１０を１００質量部として、約５〜５０質量部の範囲内で、如何なる値、又は数値範囲を有することができる。更に、１種を超えるセラミックのミクロスフェア１２が、熱可塑性組成物１０内に含められても良く、この場合、セラミックのミクロスフェア１２の合計量は、上述した範囲内である。
【００５６】
添加剤
熱可塑性組成物１０は、消泡剤、加工添加剤、ワックス、可塑剤、連鎖停止剤、表面活性化剤、接着促進剤、難燃剤、抗酸化剤、脱水剤、ヒュームドシリカ、染料、紫外線安定剤、充填剤（フィラー）、チキソトロピー剤、遷移金属、触媒、発泡剤、界面活性剤、架橋剤、不活性希釈剤、及びこれらの組合せの群から選ばれる１種以上の添加剤を含んでも良いが、添加剤はこれらに限定されるものではない。幾つかの特に適切な添加剤は、加水分解を低減するカルボジイミド、酸化と黄色化を低減するヒンダードフェノール及びヒンダードアミン光安定剤、ＵＶ光安定化を増すベンゾトリアゾール、ガラスフィラー、及び熱可塑性組成物１０の静電防止特性を増すスルホン酸の塩を含むが、これらに限定されるものではない添加剤は、この技術分野の当業者にとって所望の如何なる量ででも含まれて良い。
【００５７】
幾つかの実施の形態では、熱可塑性組成物１０は、硫酸バリウム等の放射線不透過性のフィラーを含む。幾つかの実施の形態では、コンバヤーベルトは、熱可塑性組成物１０で作られているか、これから形成されていて良く、及びコンバヤーベルトの如何なる離脱した断片もｘ線設備によって容易に検知することが可能であり、これにより、このようなコンベヤーベルト上を運ばれる製品、例えば食品の汚染が防止される。
【００５８】
熱可塑性組成物の特性
図３及び４に、本願の熱可塑性組成物１０の抗切断性及びドラッグフォース（牽引力）を評価するための好ましい試験方法を概略的に示した。しかしながら、好ましい試験方法の範囲を限定したり、設計上独占する意図はなく、及びこの技術分野の当業者は、好ましい試験方法の変化形態が、基本概念から逸脱することなく可能であり、及び好ましい試験方法のこのような変化形態は、同じ条件下で試験された２個の材料を比較するのに使用されるデータを提供すると理解する。他の試験パラメーター、及び設備設計も使用可能であり、これには加えられる負荷の大きさ、片持ち梁の長さ、心棒径、及び剃刀刃の選択及び他の構造が含まれ、これらは好ましい試験方法に容易に導入可能であると考えられ、そして好ましい試験方法の特定の構成のみが、限定することを意図することなく明確性と開示の目的で示されている。
【００５９】
熱可塑性組成物１０の抗切断性能が、コンベヤーベルトに使用される通常の熱可塑性プラスチック、特定的にはＵＬＴＲＡＦＯＲＭ（登録商標）Ｎ２３２０との直接的な比較として評価された。図３に概略的に描かれている第１の試験方法（「抗切断試験」）は、材料の抗切断性、及びこれらが切断器具、例えばブレード１６に及ぼす鈍化効果を評価するために設計されたものである。図４に概略的に描かれている第２の試験方法（「ドラッグフォース試験」）は、材料の表面１４を横切って移動する切断工具、例えばブレード１６のドラッグフォースを評価するために設計されたものである。
【００６０】
図３において、抗切断性試験では最初に、単一スクリュー押出機を使用して、熱可塑性組成物１０を厚さ２ｍｍ、幅６インチの試験シートに加工した。試験シートを、直径が２．５インチのマンドレルの周りに巻き付けるのに十分な長さに切断した。試験ストリップを押出方向に対して４５°の角度で試験シート中でカットし、マンドレル２４の周りに巻き付けた時に、試験ストリップの端部がオーバーラップ、又はギャップの無い、均一な閉じ目を形成するようにした。典型的には、試験ストリップは対流式オーブン中に、１２１℃で２０分間配置され、試験ストリップを軟化させて、これらをマンドレル２４の周りに巻き付けることを容易化した。一旦巻くと、熱可塑性組成物１０を含んでいる試験ストリップは、試験ストリップの端部をタッピングすることによってマンドレル２４の周囲に固定された。ＵＬＩＮＥ（登録商標）（モデル＃Ｈ−５９５−Ｂ）からの多目的レーザーリプレースメント等の未使用の多目的レーザーブレード１６を、片持ち梁２６の自由橋に付け、ブレード１６の中央部がマンドレル２４及び試験ストリップ上の中央部に置かれるようにした。マンドレル２４の中心軸及び片持ち梁ヒンジ（Ｈ）の間の距離（Ｄ１）は、６インチであった。ヒンジが持ち上げられて、ブレード１６が試験ストリップの表面１４に対して垂直になるようにした。２ポンドの力２８が（図３の矢印に示されているように）、片持ち梁２７に、ブレード１６の直上で加えられた。装置が先ほど記載したようにセットされると、マンドレル２４を１分間に付き約１５回転の速度（ｒｐｍ）で、１０００回転させた。試験後、試験ストリップを除去し、そして走査電子顕微鏡を使用して分析した。試験ストリップ中のカット（切断）の深さ、及びブレード１６の鈍化を測定した。カット深さをＵＬＴＲＡＦＯＲＭ（登録商標）Ｎ２３２０を使用して形成し、及び上述した抗切断試験で試験した試験ストリップのものと比較し、そして百分率としての抗切断度合を記載した。ブレード１６上の試験の影響、例えばブレードの鈍化も、試験後に分析され、これはＵＬＴＲＡＦＯＲＭ（登録商標）Ｎ２３２０を使用して形成された試験ストリップを使用して試験を行った場合のブレード１６と比較して行われた。
【００６１】
典型的な実施の形態では、熱可塑性組成物１０は、約１５％超、約２０％超、約３０％超、約４０％超、約５０％超、約６０％超、約７０％超、約８０％超、又は約９０％の抗切断度合を有する。すなわち、熱可塑性組成物１０を含む３個の試験ストリップについての平均カット深さは、ＵＬＴＲＡＦＯＲＭ（登録商標）Ｎ２３２０を含む３個の試験ストリップの平均カット深さに対して、約１５％未満、約２０％未満、約３０％未満、約４０％未満、約５０％未満、約６０％未満、約７０％未満、約８０％未満、又は約９０％未満であり、全ての試験は、上述した抗切断試験に従って行われている。
【００６２】
図４には、ドラッグフォース試験が示されており、これは材料、例えば熱可塑性組成物１０の表面１４を横切って移動するカッティング工具、例えばブレード１６のドラッグフォースを測定するために使用されたものである。試験プラークは、熱可塑性組成物１０を厚さ２ｍｍ、４×４インチプラークに射出成形することによって形成した。プラークは、テープを使用して、水平面３０に接着された。ＵＬＩＮＥ（登録商標）（モデル＃Ｈ−５９５−Ｂ）からの多目的レーザーリプレースメント等の、未使用の新しい多目的レーザーブレード１６を、移動スレッド３２に取り付けた。ブレード１６を水平面から１５°回転させ、ブレード１６の前端部がプラークの表面１４に引っかかることから防止した。組立後、ブレード１６をその上に有する移動スレッド３２が（図４の矢印で示されているように）試験プラークの表面１４を横切って１分間に付き２インチの速度で引かれ、この間、トランスデューサー３４がドラッグフォースを測定した。試験された熱可塑性組成物１０の３つのドラッグフォース値の平均を、ＵＬＴＲＡＦＯＲＭ（登録商標）Ｎ２３２０を使用して形成された試験プラークの３つのドラッグフォース値の平均のものと比較したが、全てのドラッグフォース試験は上述したように正確に行われ、そしてドラッグフォース度合を百分率として記載した。
【００６３】
典型的な実施の形態では、熱可塑性組成物１０は、約１５％超、約２０％超、約３０％超、約４０％超、約５０％超、約６０％超、約７０％超、約８０％超、又は約９０％超のドラッグフォース度合を有する。すなわち、熱可塑性組成物１０を含む３つの試験プラークの平均ドラッグフォースは、ＵＬＴＲＡＦＯＲＭ（登録商標）Ｎ２３２０を使用して形成された試験プラークの３つのドラッグフォース値の平均の、約１５％未満、約２０％未満、約３０％未満、約４０％未満、約５０％未満、約６０％未満、約７０％未満、約８０％未満、又は約９０％未満であり、全ての試験は、上述したドラッグフォース試験に従って行われている。
【００６４】
典型的には、熱可塑性組成物１０は、ＡＳＴＭＤ７９２によって測定して、比重が約１．０５〜約１．９５、約１．１〜約１．８５、約１．１５〜約１．４５、約１．１〜約１．２５、約１．１２〜約１．２、又は約１．３〜約１．５ｇ／ｃｍ３である。
【００６５】
典型的には、熱可塑性組成物１０は、ＡＳＴＭＤ−７９０に従って測定して約４０００００ｐｓｉ未満、約３６００００未満、約３２００００未満、約２８００００未満、約２４００００未満、約２０００００未満、約１６００００未満、約１２００００未満、約８００００未満、約７００００未満、約６００００未満、約５００００未満、約４００００未満、約３００００未満、約２００００未満、約１００００ｐｓｉ未満の曲げ弾性率を有する。
【００６６】
ここで使用される「から本質的に成る」は、熱可塑性組成物１０の基本的及び新規な性質を変える如何なる要素（例えばフィラー、可塑剤、及びポリアミド）又は要素の組合せ、及び如何なる要素又は要素の組合せの量も除外することを意味する。一実施の形態では、熱可塑性組成物１０は本質的に、ＴＰＵ及びセラミックのミクロスフェアから成る。
【００６７】
熱可塑性組成物１０は実質的に、この技術分野では公知の他のポリマー（ＰＯＭを含む）、この技術分野では公知の他のフィラー（補強フィラーを含む）、及びこの技術分野では公知の可塑剤を有していなくても良い。先ほど使用された専門用語「実質的に有しない」は、熱可塑性組成物１０を１００質量部として、０．１質量未満、典型的には０．０１質量部未満、及び最も典型的には０．００１質量部未満を意味する。
【００６８】
物品と方法
上述したように、本願開示は、熱可塑性組成物１０から形成された物品をも含む。この物品は、種々の工業に亘る様々な用途に使用可能である。例えば、熱可塑性組成物１０及びこれから形成された物品は、安全製品例えば、保護服、抗切断グローブ、及び安全ガラスを形成するのに使用可能である。他の例として、熱可塑性組成物１０及びこれから形成された物品は、種々の商用及び工業製品、例えばカッティングボード、及びコンベヤーベルトに使用可能である。
【００６９】
多くの実施の形態では、熱可塑性組成物１０は、種々の商用及び工業製品、例えばカッティングボード、及びコンベヤーベルトを形成するのに使用される。このような用途では、製品は優れた抗切断性、低減されたドラッグフォースを有し、及びブレード１６及び製品、例えばコンベヤーベルトの間の接触に関してブレード１６の鈍化速度を最小限にする。
【００７０】
一実施の形態では、物品はコンベヤーベルトである。他の実施の形態では、物品はカッティングボードである。本願開示の抗切断熱可塑性組成物１０は、卓越した物理的特性、例えば引張強度、引裂強度、破断点伸び、弾性係数、曲げ弾性係数、及び抗切断性、及び低減されたドラッグフォースを広い温度範囲に亘って有し、及びブレード１６（例えばナイフ、切断機等の切断設備、又はダイ）、及び物品（例えばコンベヤーベルト）の間の接触におけるブレード１６の鈍化速度を低減するように機能するので、この物品は耐久性を有し、長寿命であり、及びオペレーター及び／又は切断設備にかかるストレスを低減可能である。
【００７１】
熱可塑性組成物１０及びこれから形成された物品に加え、本願開示は、抗切断熱可塑性組成物１０から形成された物品上で対象物をカット（切断）する方法をも提供する。この方法は、（１）  熱可塑性組成物１０を含む物品を提供する工程、及び（２）ブレード１６を使用して、物品上で対象物をカットする工程を含む。
【００７２】
典型的な実施の形態では、物品はカッティングボード又はコンベヤーベルトである。ブレード１６は典型的には金属であり、及びナイフ、裁断機（ギロチン）、又はダイ（例えばダイカッティングボード）等のカッティング工具の一部である。一実施の形態では、物品は厚さが約０．１〜約２０ｍｍ、又は約０．５〜約８ｍｍのコンベヤーベルトである。
【００７３】
典型的な一実施の形態では、対象物は、食料品、例えば肉、ガム等である。他の典型的な実施の形態では、物品はゴム、又は熱可塑性プラスチック、例えばゴムキッチンマット等のポリマー材料を含む製品である。
【００７４】
本方法は任意に、熱可塑性補正物１０を使用して物品を形成する工程を含む。物品は種々の技術を使用して形成可能であり、これには押出成形、真空成型、ダイカッティング、及び射出成形が含まれる。物品は、熱可塑性組成物１０を含む、及び／又はこれから形成されたコンベヤーベルト、又は他のカッティング表面を含む。
【００７５】
本発明を実例的に記載したが、使用した専門用語は記載の言語の性質中のものであって、限定することは意図されていない。上記教示について、本発明の多くの変更とバリエーションが可能であることは明確である。従って、特に記載がなければ、本発明は添付した請求項の範囲において実施されて良いものであると理解される。
【００７６】
実施例
本開示の熱可塑性組成物を使用して、一連の物品を形成した。より特定的には、熱可塑性組成物を含む実施例１〜１２を形成した。これは、最初にセラミックの粒子を、２軸スクリュー混合を介して熱可塑性組成物に導入し、次に熱可塑性組成物を、カット深さ試験のために、１軸スクリュー押出機を介して厚さ２ｍｍ、幅６インチの試験シートに押出成形するか、又はドラッグフォース試験のために、４”×４”×２ｍｍのプラークに射出成形することによって行われた。実施例１〜１２及び比較例１〜３の調合（処方）を以下の表２に示したが、成分の量は、熱可塑性組成物１００質量部に基づく質量部である。
【００７７】
【表２】
2020516714.tif 000004
【００７８】
＊  ２ｌｂ−ｆの施された負荷で、１０００回転で試験
＊＊／＊＊＊  本開示の熱可塑性組成物の抗切断性＊＊及びドラッグフォース＊＊＊を評価するための試験方法が上記に記載され、そして図３及び４に概略的に示されている。
【００７９】
ポリマーＡは、ＡＳＴＭ２２４０に従い試験した場合に７４ショアＤのデュロメータ；ＡＳＴＭＤ−７９２に従い試験した場合に１．１９ｇ／ｃｍ３の密度、ＡＳＴＭＤ−１５２５に従い試験した場合に１６０℃のビカット軟化点、ＡＳＴＭＤ−４１２に従い試験した場合に７１００ｐｓｉの引張係数、及びＡＳＴＭＤ−４１２に従い試験した場合に７３０００ｐｓｉの曲げ弾性率を有するポリエーテルベースの熱可塑性組成物である。
【００８０】
ポリマーＢは、ＡＳＴＭ２２４０に従い試験した場合に８５ショアＡのデュロメータ；ＡＳＴＭＤ−７９２に従い試験した場合に１．１２ｇ／ｃｍ３の密度、ＡＳＴＭＤ−１５２５に従い試験した場合に１００℃のビカット軟化点、ＡＳＴＭＤ−４１２に従い試験した場合に５２００ｐｓｉの引張係数、及びＡＳＴＭＤ−４１２に従い試験した場合に４２００ｐｓｉの曲げ弾性率を有するポリエーテルベースの熱可塑性組成物である。
【００８１】
ポリマーＣは、ＡＳＴＭ２２４０に従い試験した場合に５４ショアＤのデュロメータ；ＡＳＴＭＤ−７９２に従い試験した場合に１．１６ｇ／ｃｍ３の密度、ＡＳＴＭＤ−１５２５に従い試験した場合に１３８℃のビカット軟化点、ＡＳＴＭＤ−４１２に従い試験した場合に７０００ｐｓｉの引張係数、及びＡＳＴＭＤ−４１２に従い試験した場合に２４０００ｐｓｉの曲げ弾性率を有するポリエーテルベースの熱可塑性組成物である。
【００８２】
ポリマーＤは、ＡＳＴＭＤ−７９２に従い試験した場合に１．４ｇ／ｃｍ３の密度、ＩＳＯ３０６に従い試験した場合に１５０℃のビカット軟化点、ＤＩＮ５３７６５に従い試験した場合に１６５℃の融点、ＩＳＯ５２７−２に従い試験した場合に６４ＭＰａの引張強度、及びＡＳＴＭＤ−７９０に従い試験した場合に３５８０００ｐｓｉの曲げ弾性率を有する高分子量ポリオキシメチレンである。実施例１１は、同じ材料の射出成形グレードである。
【００８３】
ポリマーＥは、ＡＳＴＭＤ−７９２に従い試験した場合に１．４ｇ／ｃｍ３の密度、ＩＳＯ３０６に従い試験した場合に１５０℃のビカット軟化点、ＤＩＮ５３７６５に従い試験した場合に１６７℃の融点、ＩＳＯ５２７−２に従い試験した場合に６５ＭＰａの引張強度、及びＡＳＴＭＤ−７９０に従い試験した場合に３５８０００ｐｓｉの曲げ弾性率を有するポリブチレンテレフタレートである。
【００８４】
セラミックＡは、固体のセラミックのミクロスフェアで、Ｄ９０−２８μｍ、Ｄ５０−１０μｍ、及びＤ１０−１μｍの粒子サイズ、モース硬度で６の硬度、及び４２００ｋｇ／ｍ２を超える粉砕力を有している。
【００８５】
セラミックＢは、固体のセラミックのミクロスフェアで、Ｄ９０−１５μｍ、Ｄ５０−４μｍ、及びＤ１０−１μｍの粒子サイズ、モース硬度で６の硬度、及び４２００ｋｇ／ｍ２を超える粉砕力を有している。
【００８６】
表２を参照すると、ポリマーＡ（ＴＰＵ）及び（充填量が２０質量％の）セラミックのミクロスフェアＡを含む実施例４及び９は、比較例２及び３（セラミックのミクロスフェアを有しないＴＰＵ）及び比較例１（セラミックのミクロスフェアを有しないＰＯＭ−コンベヤベルトのための工業基準）に対して、抗切断性という観点で優れている。実施例４の、粒子径がより大きいセラミックのミクロスフェアの約２０質量％を超える充填量は、比較例１よりも良好な性能を示し、及び試験された全ての実施例の最良の抗切断性を示している。
【００８７】
添付した請求項は、発明の詳細な説明に記載された、如何なる特定の化合物、組成物、又は方法を意味するようには限定されないと理解され、これらは添付した請求項の範囲内に該当する特定の実施の形態の間で変化しても良い。ここで、種々の実施の形態の特定の構成、又は局面を記載するためのマカーッシュグループについて、異なる、特定の、及び／又は予期できなかった結果が、他の全てのマカーッシュメンバーとは独立して、それぞれのマカーッシュグループの各メンバーから得られても良い。マカーッシュグループの各メンバーは、個々に拠り所にされても良く、及び／又は組合されて拠り所にされても良く、及び添付した請求項の範囲内で、特定の実施の形態のために適切なサポートを提供する。
【００８８】
如何なる範囲、及び副範囲も、本願の種々の実施の形態を独立して記載するのに拠り所とされ、及び添付した請求項の範囲内のものであると理解され、その中の全体的、及び／又は部分的な値を含む全ての範囲を記載し及び検討していると（たとえそのような値がここに明確に記載されていなくても）理解されるべきである。この技術分野の当業者は、列挙した範囲及び副範囲(部分的な範囲;subrange)が、本開示の種々の実施の形態を記載し、及び可能にすることを容易に理解し、そしてこのような範囲及び副範囲が半分、三分の一、四分の一、五分の一等に更に描かれる（区分化される）ことを容易に理解する。その一例として、「０．１〜０．９」は更に、低い側の三分の一、すなわち０．１〜０．３、中央の三分の一、すなわち０．４〜０．６、及び高い側の三分の一、すなわち０．７〜０．９に区分化されても良く、これらは個々に、及び集合的に、添付した請求項の範囲内のものであり、及び個々に、及び／又は集合的に拠り所にされても良く、及び添付した請求項の範囲内で、特定の実施の形態のために適切なサポートを提供して良い。更に、範囲を定義、又は修正する用語、例えば「少なくとも」、「を超える」、「より未満の」、「以下」等に関し、このような用語は、副範囲、及び／又は上限値、又は下限値を含むと理解される。他の例として、「少なくとも１０」という範囲は本質的に、「少なくとも１０から３５まで」という副範囲、「少なくとも１０から２５まで」という副範囲、「２５から３５まで」という副範囲等を含み、及び個々の副範囲は、個々に、及び／又は集合的に拠り所とされ、及び添付した請求項の範囲内で特定の実施の形態のための適切なサポートを提供する。最後に、開示した範囲内の個々の数字は拠り所に(rely upon)されて良く、及び添付した請求項の範囲内で、特定の実施の形態のために適切なサポートを提供する。例えば、「１〜９の」範囲は、種々の個々の整数、例えば３、及び小数点を含む個々の数宇（又は分数）、例えば４．１を含み、これらは拠り所にされて良く、及び添付した請求項の範囲内で、特定の実施の形態のために適切なサポートを提供して良い。
【００８９】
本発明を実施の形態を使用して説明したが、使用した技術用語は、用語の本来有する意味を示すことが意図されており、これによる限定は意図されていない。当然ながら、上述した教示の観点から、本発明の多くの修正及び変形が可能である。従って特に記載がなければ、本発明は添付した請求項の範囲内で実施されて良いものである。
【図１】
2020516714.tif 000005
【図２】
2020516714.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2020516714.tif 000010
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