JP7748206B2 - 天然ゴムを含むプラスチック改質剤、プラスチック成形品及びその使用 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、オレフィンを用いて調製された天然ゴムを含むポリマー組成物から一般的に形成されたプラスチック改質剤と、上記改質剤を含む再生プラスチックとに関し、この改質剤は、生プラスチック及び再生プラスチックの物理的及び機械的特性を回復及び改善することができる。

発明の基本
一般に、プラスチック及びポリマー組成物の様々な添加剤及び改質剤が当該技術分野において知られている。これらの改質剤及び添加剤は、様々な機能を有し、その機能及び特性に従ってカテゴリー別に細分化されている。したがって、以下のものが添加剤及び改質剤である：安定化剤、可塑剤、潤滑剤、衝撃改質剤、難燃化剤、核化剤等。

このようにして、添加剤及び改質剤は、同一のポリマーを異なる目的に適用することができ、改質剤を含む最終組成物への異なる用途を提供することができる。

一般に、改質剤は、技術的に実現可能ないくつかの特性：例えば、発揮すべき機能の効率性、加工及び操業条件の安定性、ポリマー表面への移動を伴わない容易な分散、非毒性、低コスト、ポリマーの性質及び特性を損なわないこと、等を示さなければならない。

一般に、添加剤添加は、２つの主な理由で与えられる：材料の物理的及び機械的性質を変更する必要性、又は加工中又は操業中であるかに拘わらず、ポリマーにより高い安定性を与える必要性。

この分野でより一般的に使用されている改質剤には、ニトリルゴム（ＮＢＲ）とＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）がある。これに関して、ニトリルゴム（ＮＢＲ）は耐油性と耐摩耗性に優れている。
エチレン－プロピレン－ジエン４元重合体（ＥＰＤＭ）やブチルゴム（ＩＩＲ）のような低不飽和度のゴムとの混合は、熱、酸素及びオゾンの作用に対してより耐性のある新しい材料を開発するための魅力的な方法である。しかしながら、そのような混合物の物理的性質は、主として構成成分の極性及び不飽和含量の差のために、一般に各エラストマーの性質から予測されるものよりも低い。

そのような改質剤のオプションは、材料から構成され、及び、例えば、その製造及び生成における溶媒の使用を必要とする、合成手段によりもっぱら構成され、したがって環境的な観点から不利である。

発明の目標
本発明の目的の一つは、天然ゴム（ＮＲ）を含むポリマー組成物から形成されたプラスチック改質剤を提供することである。

本発明の別の目的は、適切に添加された場合に、異なる種類及び起源のプラスチックをリサイクルすることを可能にし、改善された物理的及び機械的特性を回復又は提供することができるプラスチック改質剤を提供することである。

また、本発明の目的は、天然ゴムを組成物中に含む持続可能なプラスチック改質剤を提供することでもある。

本発明のさらに別の目的は、任意のプラスチックに添加することにより、従来の熱可塑性射出成形機における射出成形プロセス、又は従来の熱可塑性押出機における押出成形プロセスを可能にするプラスチック改質剤を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、高い弾性、曲げ強度及び伸び強度、耐摩耗性、耐薬品性、低温耐性、改善されたゴム化された外観を付加したプラスチックを提供するプラスチック改質剤を提供することである。

本発明の他の目的は、リサイクルされたプラスチックに生プラスチックと同様の特性を与え、記憶容量及び高い弾力性を有するプラスチック改質剤を提供することである。

発明の簡単な説明
本発明は、未加硫天然ゴム（ＮＲ）１０～３５重量％、エチレン－アルファ－オレフィン共重合体５～３５重量％、エチレン－酢酸ビニル共重合体１０～７０重量％（ＶＡ１９％）、エチレン－酢酸ビニル共重合体１０～７０重量％（ＶＡ２８％）を含むポリマー組成物から形成された、天然ゴムを含むプラスチック改質剤に関する。改質剤は、均質化剤１～５重量％、流動補助剤１～５重量％、二酸化ケイ素強化剤１～１５重量％、タルク鉱物充填剤１５重量％まで、炭酸カルシウム鉱物充填剤１５重量％まで、パラフィン系可塑剤１～２５重量％を含む組成物である。

上記改質剤は、好ましくは、上記改質剤の組成に対して未加硫の天然ゴム（ＮＲ）の１／３重量を含む。
修飾子。

均質化剤に関しては、好ましくはＨＯＭＯＧＥＴＥＣが使用される。次いで、好ましい流動補助剤はＦＬＵＸＴＥＣ３２である。

上記改質剤は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ＡＢＳ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリスチレン（ＰＳ）から好ましく選択されるプラスチックに、改質剤を含む最終プラスチック組成物の３～５０体積％の割合で添加される。

また、本発明の目的は、本発明のプラスチック改質剤を含有する最終プラスチック組成物の３～５０体積％の割合で含むプラスチック成形品である。

さらに、本発明の目的は、改質剤を含む最終プラスチック組成物の３～５０体積％の割合でプラスチックに添加される改質剤を使用することである。

発明の詳細な説明
本発明は、高分子組成物から形成されたプラスチック改質剤であって、耐衝撃性、柔軟性、伸び及び低温耐性を著しく向上させるとともに、記憶容量及び高強度を向上させることを、それが添加されたプラスチックにもたらすことができるプラスチック改質剤に関する。

この意味で、本プラスチック改質剤は、一般的にプラスチックの変性を可能にし、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ＡＢＳ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、その他のプラスチックのようなプラスチック又は生プラスチックの添加剤として使用することができる。

当然のことながら、使用される改質剤の量に応じて、プラスチックは差別化された性質及び特徴を有し、その改質は、任意のプラスチックに組み込まれた改質剤のパーセンテージに本質的に関連している。

本発明に係るプラスチック改質剤に関しては、とりわけ、オレフィンを含有する天然ゴムを含むポリマー組成物から形成されたものである。改質剤の調製は、本発明に係るプラスチック改質剤のベースとなる組成物を形成するために、更に、天然ゴム及びオレフィンに、樹脂系相溶化剤及び流動補助剤を含有させることにより、オレフィンを含むゴムを調製する工程による。

工業で一般的に使用されているニトリリックゴム（ＮＢＲ）及びＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）のようなプラスチック改質剤とは異なり、本発明のプラスチック改質剤は、その組成物註に天然ゴムが含まれるため、これまでのやり方とは異なり、再生可能かつ持続可能な改質剤であり、グリーンかつ生態学における魅力を有している。

このようにして、生原料の使用の必要性を減少させることにより、生プラスチック樹脂の製造に関与する汚染連鎖全体が結果的に減少する。

上記の検討に鑑み、プラスチック改質剤は、未加硫天然ゴム１０～３５重量％、エチレン－アルファ－オレフィン共重合体５～３５重量％、エチレン－酢酸ビニル共重合体１０～７０重量％（ＶＡ含有量１９％）、エチレン－酢酸ビニル共重合体１０～７０重量％（ＶＡ含有量２８％）、更に、均質化剤１～５重量％、流動補助剤１～５重量％、二酸化ケイ素強化充填剤１～１５重量％、タルク鉱物充填剤１５重量％まで、炭酸カルシウム鉱物充填剤１５重量％まで、パラフィン可塑剤１５重量％までを含むポリマー組成物から形成される。

種々の流動補助剤及び均質化剤を使用することができるが、Ｐｒｏｑｕｉｔｅｃ工業、流通及び代理店によって製造及び販売される流動補助剤として成分ＦＬＵＸＴＥＣ３２を使用することが好ましく、同様に、Ｐｒｏｑｕｉｔｅｃによって製造及び販売される均質化剤として成分ＨＯＭＯＧＥＴＥＣ ＭＴＣを使用することも好ましい。

エチレン－オレフィン－オレフィン共重合体に関して、好ましくは、上記共重合体はＴＡＦＭＥＲ及びＥＮＧＡＧＥ（商業的に知られている）のいずれかから選択される。

１０重量％から３５重量％の範囲で使用される未加硫天然ゴムは、例えばタイプ３Ｌ、ＧＥＢ、Ｐａｌｅ Ｃｒｅｐｅ、ＳＭＲ等の様々なグレードの天然ゴムであってもよい。天然ゴムを組成物に添加することにより、ゴム弾性、弾性、弾力性、グリップ性（基材への接着性）及び摩耗特性を付与する。

好ましくは、天然ゴムは、本発明によるプラスチック改質剤を形成する全成分の重量のうち１／３に相当する。

本発明に係るプラスチック改質剤の組成について説明したが、以下に当該改質剤の物理的及び機械的性質を示す。

このように、本発明のプラスチック改質剤は、プラスチックに付加することが望まれる性質に応じ、また改質剤が添加されるプラスチックの種類に応じて、プラスチック及び改質剤の全組成の３～５０重量％を構成するようにプラスチックに添加される。

そのようなプラスチック改質剤の高い百分率（５０重量％を超える）での添加は、例えば、伸縮性のようなプラスチックの性質がリサイクルプロセスで失われることなく、プラスチックをより多くの回数リサイクルすることを可能にする。

本発明に係るプラスチック改質剤をプラスチックに添加することにより、物理的及び機械的性質が変化したプラスチックのリサイクルが可能となる。これに関して、既に説明した性質の変化に加えて、本発明に係る改質剤を含有するプラスチックは、上記の改質剤を添加されていない、通常のプラスチックよりも低い射出温度で射出されるため、プラスチック中に改質剤が存在することによりエネルギー経済性につながる。

さらに、本発明の改質剤の添加は、当該改質剤を含む一般的なプラスチック組成物から製造されたプラスチック成形品に、ゴム様の外観及びより良好な仕上げを付与する。

さらに、天然ゴムが長い炭素鎖を有し、それが材料の性質及び特性を変化させるため、添加剤の使用は、硬質プラスチックや破断しやすいものを非常に柔軟性が高いものとし、ゴム様のものとすることを可能にする。

また、天然ゴムの存在は－４０℃までの使用条件下でプラスチックに優れた柔軟性を与えるので、本発明の改質剤と組み合わせると、プラスチックの低温耐性が著しく改善される。

本発明に係るプラスチック改質剤の使用及び用途の例示的な実施例のうち、以下に詳述する実施例を考慮することができる。

例１
ポリプロピレン（ＰＰ）５０重量％に、本発明の改質剤５０重量％を加えた。この組成物から、従来の熱可塑性樹脂の射出成形法により、ポリアミド（ＰＡ）６６／ナイロン６６を多くの用途（１３０℃までの加工用途）で置き換える、高剛性・高柔軟性のプラスチック成形品を得ることができる。コスト低減に加え、ポリアミド６６は２６０°Ｃより高い温度で射出され、柔軟性を高めるために水添を必要とするため、この組成物は射出温度を大幅に低下させることができる。ポリプロピレン５０重量％／改質剤５０重量％の組合せにより、水添工程が不要となり、射出温度を１９０℃まで低下させることができる。

この最終組成物の射出物から、以下のものが得られる：ブッシング、接続部、シール類、工業プラスチック、コネクタ類、回路ブレーカー。

例２
本発明の改質剤は、ポリプロピレンに３０体積％まで添加される。この組成物は、一般的な熱可塑性樹脂射出成形プロセスを使用して、以下のようなプラスチック成形品に成形することができる：椅子、バンパー、箱、ケース、包装、蓋、テーブル、パレット、フレーム、床、工業プラスチック、コネクタ類、チューブ類、一般的なプラスチック。

例３
ポリプロピレンに５体積％まで添加された改質剤は、この報告に記載された通常の基準に従って実施された試験において、５０％～１００％の伸縮性の増加を示した。

その量を５体積％から１０体積％に増量することにより，５０％から１２５％までの伸びの変化が測定され，５％以上の改質剤範囲で硬度の低下も示した。

例４
ポリエチレンプラスチックに添加された３０体積％までの改質剤は、パレット、トイレットシート、ヘルメット、包装、蓋、保護具、玩具、工業用ボックス、一般的なプラスチックの原料となる。

例５
ポリスチレン（ＰＳ）プラスチックに添加された３０体積％までの改質剤は、コーティング、くし、ハンガー、回路遮断器、トレイ、一般的なプラスチックの原料となる。

例６
ＡＢＳ樹脂に添加された最大３０体積％の改質剤は、家具、家庭用電化製品、手すり、パネル、ヘルメット、電子機器、オートバイのフェアリング、及び一般的なプラスチックを生じる可能性がある。

本発明の好ましい実施例を説明してきたが、本発明の範囲は、記載された発明概念の他の可能なバリエーションを包含するものであり、特許請求の範囲の内容のみによって限定されており、その中に可能な均等物が含まれていることが理解されるべきである。

Claims (10)

1. 以下を含むポリマー組成物から形成されることを特徴とする、天然ゴムを含むプラスチック改質剤であって、
   １０～３５重量％の未加硫天然ゴム；
   ５～２５重量％のアルファ－オレフィンエチレン共重合体；
   １９％のＶＡ含有量を有する、１０～７０重量％のエチレン酢酸ビニル共重合体；
   ２８％のＶＡ含有量を有する、１０～７０重量％のエチレン酢酸ビニル共重合体；
   ここで、前記プラスチック改質剤は、前記プラスチック改質剤を含む最終プラスチック組成物の３～５０体積％となる比率でプラスチックに添加される、プラスチック改質剤。
2. 前記改質剤に対して、未加硫天然ゴムを、重量比で３分の１含むことを特徴とする請求項１に記載の改質剤。
3. さらに、均質化剤を１～５重量％含むことを特徴とする、請求項１に記載の改質剤。
4. さらに、流動補助剤を１～５重量％含むことを特徴とする、請求項１に記載の改質剤。
5. さらに、二酸化ケイ素の強化充填剤を１～１５重量％含むことを特徴とする、請求項１に記載の改質剤。
6. さらに、タルクの鉱物充填剤を１５重量％まで含むことを特徴とする、請求項１に記載の改質剤。
7. さらに、炭酸カルシウムの鉱物充填剤を１５重量％まで含むことを特徴とする、請求項１に記載の改質剤。
8. さらに、パラフィン系可塑剤を１～２５重量％含有することを特徴とする、請求項１に記載の改質剤。
9. 前記プラスチックが、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ＡＢＳ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリスチレン（ＰＳ）のうちの１つであることを特徴とする、請求項１に記載の改質剤。
10. 請求項１から９のいずれかに記載のプラスチック改質剤の使用であって、前記改質剤を含む最終プラスチック組成物に対して、３～５０体積％の割合でプラスチックに添加されることを特徴とする使用。