説明

安定化された耐光性プラスチックを製造するためのメタロセン−ポリオレフィンワックスベースの活性物質組成物

高い割合の一種又は二種以上の光保護剤、例えば、多機能安定剤、UV吸収剤、ニッカー消光剤(Nicker−Quencher)、及び立体障害性アミン(HALS)をベースとする安定剤、及び複数種のポリオレフィンワックスを含み、その際、一種又は二種以上のメタロセン−ポリオレフィンワックスが使用され、場合により更なるワックス、例えば極性もしくは非極性の非メタロセン−ポリオレフィンワックスを含む、活性物質組成物。全てのポリオレフィンワックスは一緒に、調合物の少なくとも10重量%を構成し、50〜170℃で溶融する。本発明による活性物質組成物はダストが低減されており、特に、安定で耐光性のプラスチックを製造するためのマスターバッチ製造に使用される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光保護剤(Lichtschutzmitteln)、特にUV安定剤と、ワックスとからなる活性物質組成物、並びにその製造方法及び使用に関する。
【0002】
UV安定剤とは、非常に様々な製品群、例えばUV吸収剤、HALS製品(Hindered amine light stabilizers:立体障害性アミン系光安定剤)、あるいは消光剤(Quencher)が包含される。
【0003】
本発明による活性物質組成物は、メタロセン−触媒を使って製造された、低い滴点、高い透明性及び低い粘度を有するワックスを含む。これらのワックスを用いることにより、UV安定剤の配合が容易になり、製造温度を著しく低く抑えることができ、その結果、従来の場合よりも明らかに高い充填量が可能となり、かつ、ポリマーキャリアーの必要性をなくすことができる。
【背景技術】
【0004】
特許文献1は、UV吸収剤とHALSとを15部までの割合で、並びに酸化防止剤を5部まで含む自動車の外装部品の製造を記載している。
【0005】
特許文献2は、感光剤(Lichtsensibilisatoren)、光保護剤、酸化防止剤、及びスターチを含んだポリオレフィンマスターバッチの製造を開示している。
【0006】
特許文献3には、ポリオレフィンベースからなる老化防止剤マスターバッチの製造が記載されており、加工助剤を2.5重量%までと、セバケートを5〜20重量%までと、トリス−ホスファイトを1〜10重量%添加されている。
【0007】
上記引用の特許文献において、添加剤、UV吸収剤及びHALS製品は約25重量%までだけしか添加されておらず、該文献においてそれより高い添加量は見出されない。
【0008】
添加量を増量する可能な方法があるとすれば、煩雑な方法で製造された高多孔性原料を用いて、液状もしくは低融点の光保護剤を混ぜ入れ、そして減圧の適用下にこの光保護剤をこの材料中に引き入れることであろう。しかし、この非常に特殊な方法は、著しくコストを高くし、その適用性は制限される。
【0009】
従来の方法で製造されたUVマスターバッチは、通常、UVもしくはHALS製品類を最大で10重量%含む。それより高い添加量の場合、粘度の差が原因で、配合上の問題、成分の不均一な分散、機械特性の低下、例えば、製造されたマスターバッチの低いストランド強度をまねく結果となり得る。
【0010】
マスターバッチ中の活性物質量を増量する一つの可能性は、特殊な低粘性ポリマーの使用であろう。それによって、より低い温度での良好な加工性と、より高い添加量の仕込みを可能にする。この性質プロフィルを示す工業的なポリマーは、通常、高価格帯に分類される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】特開2005−054019号公報
【特許文献2】中国特許出願公開第1174855号公報
【特許文献3】中国特許出願公開第1109479号公報
【特許文献4】欧州特許第981530号B公報
【特許文献5】欧州特許第981530号A公報
【特許文献6】欧州特許第0384264号公報
【非特許文献】
【0012】
【非特許文献1】“プラスチック添加剤ハンドブック”(2000年第5版、ハンザー−フェアラーク)(“Plastics Additives Handbook”, 5.Ausgabe (2000),Hanser−Verlag)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明の課題は、高い熱安定性、低い変色傾向並びに良好な長時間作用性(Langzeitverhalten)を有するプラスチック構成部材の製造を、技術的、経済的、かつ生態学的に有利に達成し、高い価値の品質の製品を製造するために、できる限り高い割合でUV安定剤を有する活性物質組成物を製造するということである。
【0014】
その上にさらに、キャリアー材料(ワックス)がより少量であることにより、相溶性問題がより少ないため、そのような組成物は、様々な化学組成を有するより非常に多様なポリマー中に配合することができる。ワックス成分は、それに加えて、ポリマー中への活性物質組成物のより容易な配合と分散を可能にする。
【0015】
ワックスは本質的に2つのグループに区別される。すなわち、メタロセン触媒の使用下で製造されたワックス(メタロセンワックス)と、別の方法で製造されたワックス、例えば他の触媒を用いた合成反応によるワックスもしくは例えばポリマーの分解反応により製造されたワックスである。
【0016】
驚くことに、メタロセン触媒を用いて製造されたポリオレフィンワックス、特にポリプロピレンワックスが、UV安定剤のキャリアーとしてとりわけ有利に適しており、それにより、従来の場合と比較して明らかに高い充填量が可能であることが見出された。
【0017】
この課題は、本発明に従って、メタロセンワックス中にまたは異なるメタロセンワックスの混合物中にUV安定剤を加えることよって解決される。なお、前記メタロセンワックスまたは異なるメタロセンワックスの混合物は、オプションとして、一種またはそれ以上の非メタロセンワックス及び/またはポリマーを含み得るが、但し、その大部分はメタロセンワックスが占める。本発明に従って使用されるこれらのワックスタイプは、メタロセン触媒の存在下で製造されたことを特徴とする。
【0018】
本発明の対象は、それゆえ、
i) 一種又は二種以上のUV安定剤、
ii) 一種又は二種以上のメタロセン−ポリオレフィンワックス、
iii) 任意付加成分としての、極性及び非極性の非メタロセン−ポリオレフィンワックスから選択された一種又は二種以上のワックス、及び
iv) 場合によっては、一種又は二種以上のエチレン及び/又はプロピレンのホモ−及び/又はコポリマー、
を含む耐光性の活性物質組成物であって、それぞれ該組成物の全重量に基づいて、少なくとも10〜90重量%の量のUV安定剤と、少なくとも10重量%のワックスとを含む前記組成物である。特に好ましい実施態様では、ワックスは全ワックス部分の重量に基づいてポリプロピレン−メタロセンワックスを少なくとも50重量%含む。
【0019】
メタロセンポリオレフィンワックスの他に、本発明による組成物は、プロピレンと、エチレン0.1〜50%及び/又は4〜20個のC原子を有する分岐状もしくは非分岐状の少なくとも一種の1−アルケン0.1〜50%とからなり、80〜170℃の滴点(環球式)を有する一種又は二種以上のメタロセン−コポリマーワックスを含むのが好ましい。
【0020】
本発明に従って使用されるメタロセンワックスは、170℃の温度で測定した際に、40〜80000mPa・s、好ましくは45〜35000mPa・s、特に好ましくは50〜10000mPa・sの範囲の溶融粘度を示す。
【0021】
成分ii)、iii)及びiv)のワックス並びにエチレン及び/又はプロピレンのホモ−及び/又はコポリマーは、80〜170℃の範囲の温度で溶融する。
【0022】
触媒としてのメタロセンの存在下で製造されたワックスは、大部分がもしくは完全にアモルファスであり、そして必要に応じて極性に変性されていてもよい。
【0023】
非メタロセンポリオレフィンワックスとしては、90〜130℃の範囲の滴点を有し、かつ、140℃の温度において30000mPa・sより小さい、好ましくは15000mPa・sより小さい粘度を有する、酸化ワックス及び非酸化ワックスから選択される非極性もしくは極性の非メタロセンワックスが適している。
【0024】
非メタロセンポリオレフィンワックスとしては、エチレン、又は3〜10個のC原子を有するより高級の1−オレフィンのホモポリマーか、あるいはそれら同士のコポリマーが挙げられる。好ましくは、ポリオレフィンワックスは1000〜20000g/molの重量平均分子量Mwと、500〜15000g/molの数平均分子量Mnを有する。
【0025】
更に、エチレン及び/又はプロピレンのコポリマー及び/又はホモポリマーは、本発明の組成物中に相溶化剤(Vertraelichkeitsvermittler)として有利に用いることができる。エチレンのコポリマーとしては、例えば、エチレン−メチルアクリレートコポリマー、エチレンエチルアクリレートコポリマー、エチレン−ブチルアクリレートコポリマー、もしくはエチレン−酢酸ビニルコポリマーが挙げられる。
【0026】
プロピレンのコポリマーとしては、特にエチレン−メチルアクリレートコポリマーが適している。
【0027】
これらの製品は、通常、60℃未満の軟化点と、100℃未満の融点と、10から20%のコモノマー割合と、190℃、2.16kgで1〜10g/10分のメルトインデックスとを有する。以下の本明細書においてこれらを“エチレンもしくはプロピレンのコポリマー”と呼ぶ。
【0028】
本発明に従って、好ましい混合物は、光保護剤を10〜90重量%、好ましくは15〜85重量%、特に25〜85重量%、及びメタロセン−ポリオレフィンワックスを10〜90重量%、好ましくは15〜85重量%含む。追加的に、更なる安定剤、有機及び/又は無機顔料、補助剤(Zusaetzstoff)、充填材料、例えばシリケート、ナノクレイ、シリカ、ゼオライトを0〜30重量%含むことができる。適した補助剤のリストは例えば非特許文献1に見られる。
【0029】
好ましい一実施態様において、本発明による組成物は、メタロセン−ポリオレフィンワックスを10〜90重量%、好ましくは15〜85重量%と、一種又は二種以上の非メタロセンワックス及び/又はエチレン及び/又はプロピレンのホモ−及び/又はコポリマーを0〜30重量%、好ましくは0.1〜25重量%と、一種又は二種以上のUV安定剤を10〜90重量%、好ましくは15〜85重量%と、更なる充填材料、顔料もしくは添加剤を0〜30重量%含む。
【0030】
本発明に従って使用されるメタロセン−ポリオレフィンワックスの製造のために、式Iのメタロセン化合物が使用される。
【0031】
【化1】

【0032】
上記式は式Iaの化合物、
【0033】
【化2】

【0034】
式Ibの化合物、及び
【0035】
【化3】

【0036】
式Icの化合物も包含する。
【0037】
【化4】

【0038】
上記式I、Ia及びIb中、Mは、周期律表IVb、VbもしくはVIb族の金属、例えば、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、及びタングステンであり、好ましくはチタン、ジルコニウム、及びハフニウムである。
【0039】
とRは、同一又は異なって、水素原子、C−C10、好ましくはC−Cアルキル基、特にメチル、C−C10アルコキシ基、好ましくは、C−Cアルコキシ基、C−C10アリール基、好ましくは、C−Cアリール基、C−C10アリールオキシ基、好ましくはC−Cアリールオキシ基、C−C10アルケニル基、好ましくはC−Cアルケニル基、C−C40アリールアルキル基、好ましくはC−C10アリールアルキル基、C−C40アルキルアリール基、好ましくはC−C12アルキルアリール基、C−C40アリールアルケニル基、好ましくはC−C12アリールアルケニル基、もしくはハロゲン原子、好ましくは塩素原子を意味する。
【0040】
とRは、同一又は異なって、中心原子Mでサンドイッチ構造を形成可能な、単−または多核炭化水素基を意味する。好ましくは、RとRは、シクロペンタジエニル、インデニル、テトラヒドロインデニル、ベンゾインデニル、またはフルオレニルであり、ここで、それらの基本骨格はまた、追加の置換基を有するか、あるいは相互に架橋されていてもよい。さらに、基RとRの一方は、置換された窒素原子であってもよく、この際、R24はR17の意味を有し、好ましくはメチル、tert−ブチルもしくはシクロヘキシルである。
【0041】
、R、R、R、RとR10は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、好ましくはフッ素原子、塩素原子または臭素原子、C−C10−アルキル基、好ましくはC−C−アルキル基、C−C10−アリール基、好ましくはC−C−アリール基、C−C10−アルコキシ基、好ましくはC−C−アルコキシ基、−NR16−、−SR16−、−OSiR16−、−SiR16−、もしくは−PR16−基(式中、R16は、C−C10−アルキル基、好ましくはC−C−アルキル基、又はC−C10−アリール基、好ましくはC−C−アリール基であり、又、SiもしくはP含有基の場合、ハロゲン原子、好ましくは塩素原子)であるか、あるいは、いずれか2つの隣接する基R、R、R、R、R又はR10が、それらを結合するC原子と一緒に環を形成する。特に好ましい配位子は、基本骨格であるシクロペンタジエニル、インデニル、テトラヒドロインデニル、ベンゾインデニルもしくはフルオレニルの置換された化合物である。
【0042】
13は、
【0043】
【化5】

=BR17、=AlR17、−Ge−、−Sn−、−O−、−S−、=SO、=SO、=NR17、=CO、=PR17又は=P(O)R17(式中、R17、R18とR19は、同一又は異なって、水素原子、ハロゲン原子、好ましくはフッ素原子、塩素原子もしくは臭素原子、C−C30−アルキル基、好ましくはC−C−アルキル基、特に好ましくはメチル基、C−C10−フルオロアルキル基、好ましくはCF基、C−C10−フルオロアリール基、好ましくはペンタフルオロフェニル基、C−C10−アリール基、好ましくはC−C−アリール基、C−C10アルコキシル基、好ましくはC−Cアルコキシル基、特に、メトキシ基、C−C10−アルケニル基、好ましくはC−C−アルケニル基、C−C40−アラルキル基、好ましくはC−C10−アラルキル基、C−C40−アリールアルケニル基、好ましくはC−C12−アリールアルケニル基、又はC−C40−アルキルアリール基、好ましくはC−C12−アルキルアリール基を意味するか、あるいはR17とR18、またはR17とR19が、それぞれの場合で、それらを結合している原子と一緒に環を形成する。
【0044】
は、ケイ素、ゲルマニウムもしくはスズ、好ましくはケイ素及びゲルマニウムである。R13は、好ましくは、=CR1718、=SiR1718、=GeR1718、−O−、−S−、=SO、=PR17又は=P(O)R17である。
【0045】
11とR12は、同一又は異なって、R17について記載の意味を有する。mとnは、同一又は異なって、ゼロ、1又は2、好ましくはゼロ又は1を意味し、ここで、m+nはゼロ、1又は2、好ましくはゼロ又は1である。
【0046】
14とR15は、R17とR18の定義と同じである。
【0047】
適当なメタロセンの例は以下の通りである。
ビス(1,2,3−トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(1,2,4−トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(1,2−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(1,3−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(1−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(1−n−ブチル−3−メチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(2−メチル−4,6−ジイソプロピル−インデニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(4−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(5−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(アルキルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(アルキルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(オクタデシルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
ビスシクロペンタジエニルジルコニウムジベンジル、
ビスシクロペンタジエニルジルコニウムジメチル、
ビステトラヒドロインデニルジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリル−9−フルオレニルシクロペンタジエニルジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリル−ビス−1−(2,3,5−トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリル−ビス−1−(2,4−ジメチル−シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリル−ビス−1−(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリル−ビス−1−(2−メチル−4−エチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリル−ビス−1−(2−メチル−4−イソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリル−ビス−1−(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリル−ビス−1−(2−メチル−インデニル)ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリル−ビス−1−(2−メチルテトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリル−ビス−1−インデニルジルコニウムジクロリド、
ジメチルシリル−ビス−1−インデニルジルコニウムジメチル、
ジメチルシリル−ビス−1−テトラヒドロインデニルジルコニウムジクロリド、
ジフェニルメチレン−9−フルオレニルシクロペンタジエニルジルコニウムジクロリド、
ジフェニルシリル−ビス−1−インデニルジルコニウムジクロリド、
エチレン−ビス−1−(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)ジルコニウムジクロリド、
エチレン−ビス−1−(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
エチレン−ビス−1−(2−メチル−テトラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、
エチレン−ビス−1−(4,7−ジメチル−インデニル)ジルコニウムジクロリド、
エチレン−ビス−1−インデニルジルコニウムジクロリド、
エチレン−ビス−1−テトラヒドロインデニルジルコニウムジクロリド、
インデニル−シクロペンタジエニル−ジルコニウムジクロリド、
イソプロピリデン(1−インデニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
イソプロピリデン(9−フルオレニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
フェニルメチルシリル−ビス−1−(2−メチル−インデニル)ジルコニウムジクロリド、
並びに、これらメタロセンジクロリドのそれぞれのアルキル又はアリール誘導体。
【0048】
適当な助触媒が、シングルセンター触媒系を活性化するのに用いられる。式Iのメタロセンのための適当な助触媒は、有機アルミニウム化合物、特に、アルミノキサンであるか、又は、アルミニウム非含有系、例えば、R20NH4−xBR21、R20PH4−xBR21、R20CBR21またはBR21である。これら式中、xは1〜4の数であり、基R20は、同一又は異なって、好ましくは同一で、C−C10−アルキルもしくはC−C18−アリールを意味するか、あるいは、2つの基R20がそれらを結合する原子と一緒に環を形成し、そして、基R21は、同一又は異なって、好ましくは同一で、C−C18−アリールを表し、これは、アルキル、ハロアルキル、またはフッ素によって置換することができる。特に、R20は、エチル、プロピル、ブチルもしくはフェニルを表し、R21は、フェニル、ペンタフルオロフェニル、3,5−ビス−トリフルオロメチルフェニル、メシチル、キシリルもしくはトリルを表す。
【0049】
追加の第3の構成成分もまた、触媒毒からの保護を確保するために、しばしば必要とされる。有機アルミニウム化合物、例えば、トリエチルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、及びその他、更には混合物が適している。
【0050】
方法に応じて、担持されたシングルセンター触媒を使用することも可能である。好ましくは、担持材料と助触媒の残存含有量が、製品中で100ppmの濃度を超えない触媒系である。
【0051】
この際、溶融粘度は、回転粘度計を用いてDIN53019に従って、滴点はDIN51801/2に従って、環球式軟化点はDINEN1427に従って測定した。滴点の測定は、DIN51801/2に従って、ウベローデ式(Ubbelohde)の滴点装置を用いて行い、環球式軟化点はDINEN1427に従って測定する。
【0052】
UV安定剤としては、主として3つの異なる製品群、すなわち立体障害性アミン(HALS)、ニッケル消光剤(Nickel Quencher)、及び/又はUV吸収剤を使用することができる。種々のHALS、ニッケル消光剤、又はUV吸収剤の組み合わせ、並びにそれぞれ同士の製品の混合物もまた可能である。これらは、とりわけ非特許文献1(第114−136頁)で挙げられている製品に該当する。
【0053】
本発明に従って使用可能なUV安定剤は、特許文献4(第5頁第7行目〜第28頁第30行目)に挙げられている。特許文献5の内容は、本明細書に掲載されたものとする。好ましいのは、特許文献4の第13頁第22〜26行及び第28頁第28〜30行に開示されるような化合物である。
【0054】
本発明に従って使用可能な消光剤は、特許文献4の第42第50〜55行に挙げられている。特に好ましいのは、CAS番号14516−71−3を有する化合物(商品名Cyasorb UV−1084)である。
【0055】
UV安定剤のワックスへの配合は、従来技術に従い、全ての成分を高められた温度で均一な材料になるまで混合し、続いて適当な最終形態に変えることによって行われる。このような混合物のの製造は大抵押出機又は混練機で行われる。また、使用頻度はそれほど高くないが、その他の装置も可能である。最終形態は大抵ペレット状であり、ストランドペレット化法、ホットカッティング法(Heissabschlag)もしくは水中ペレット化法(Unterwassergranulierung)によって製造される。既知の方法のうち、押出機と水中ペレット化法が特に好ましい。
【0056】
メタロセンワックスの必要な割合は、加工特性、並びに中間製品のペレット強度、完成した材料の特性の仕様、その表面状態、及びその要求される光学的性質に依存する。
【0057】
本発明による組成物は、当然のことながら、ワックスと光保護剤以外に別の材料、ほんの数例を挙げれば、例えば、別の加工安定剤及びフェノール系酸化防止剤も含むことができる。好ましくは、フェノール系、ホスファイト系、及びホスホナイト系酸化防止剤、加えて当然に二次酸化防止剤を挙げることができる。
【0058】
フェノール系酸化防止剤の場合、これらは、特に、テトラキス[メチレン(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナマート)]メタン、1,2,3−トリス(3,5−ジtert−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンジル)イソシアヌレート、オクタデシル−3−5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナマート、ビス[3,3−ビス−(4’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−フェニル)ブタン酸)グリコールエステル、テトラキス[メチレン(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナマート)]メタンとビス[3,3−ビス−(4’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−フェニル)ブタン酸)グリコールエステルとの混合物、又はエチレンビス(オキシエチレン)ビス−(3−(5−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−m−トリル)−プロピオナートに該当する。
【0059】
ホスファイト系及びホスホナイト系酸化防止剤の場合、特に、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4−ジtert−ブチルフェニル)ペンタエリトリトールジホスフィット、及びCAS登録番号119345−01−6/38613−77−3のものが挙げられる。
【0060】
補助安定剤の場合、特に、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオナートとジステアリルジスルフィドが挙げられる。
【0061】
その他に、本発明に従って使用可能な酸化防止剤と加工安定剤は、特許文献4(第40頁第10行〜第42頁第17行並びに第44頁第45〜55行)に開示されている。
【0062】
本発明はまた、個々の構成成分を一緒に供給し、続いて押出機もしくは混練機中で均質化にすることによる、本発明の活性物質組成物の製造方法にも関連する。組成物の製造時には個々の成分の予混合を行うことが好ましく、これは適当な混合装置中で行うことができる。しかし、場合によっては、更なる添加剤をもっと後で固体もしくは液体の形態で側部供給口から加えることもできる。
【0063】
使用される原料は様々な形態で存在することができる。ワックス、並びに更なる補助剤及び添加剤もまた、例えば、ペレット、フレーク、粉末、もしくは超微粉末として混合物中に含有させることができ、一方、光保護剤も、追加的に、液体の形態で存在させることもできる。
【0064】
ダストフリーの、ペレット形態及び粉末形態である高い充填量の活性物質組成物の製造のために、以下の一段階又は多段階方法が現在知られている。
【0065】
全ての成分を低温混合し、そして添加を押出機の主供給口を介して行うことができるか、あるいはワックス状/ポリマー状の処方成分を押出機の主供給口から供給し、粉末形態又は液状のUV安定剤を、適した側部供給口から装置中に導入することができる。それに引き続いて、適当な押出機もしくは混練機中で溶融混合を実行することができる。それから、ペレット化、粉砕、もしくは噴霧が続く。
【0066】
低温混合物は、適当なポリマーキャリアー、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン又はエチレン酢酸ビニルからなる。そのようなポリマー混合物の不利点とは、個々の成分の相溶性がしばしば限られており、それによりポリマーと、光保護剤などの添加材料とが分離する可能性がある。
【0067】
高められた温度下での混合の際は、摩擦、混合容器の個別加熱、もしくは両方により熱エネルギーがもたらされ得る。
【0068】
押出機で組成物を製造する際は、好ましくは、高い活性物質含有量に適合させたスクリュー構造で作業する。温度プロフィル(Temperaturbild)は、従来技術において示されていたものよりも低いことが好ましい。本発明による組成物を製造するために、ストランドペレット化法を採用することが有利であるが、水中ペレット化法やホットカッティング法もまた使用することができる。
【0069】
本発明による組成物は、半合成ポリマー又は合成ポリマーを、光やUVなどの高エネルギー放射線の有害な影響に対抗できるようにする一方で、熱、酸素による分解やその他の分解現象にも対抗できるようにして安定化し、それにより、特に、UV安定プラスチックもしくはプラスチック品の製造に使用される。
【0070】
従来技術で開示のUV安定化組成物とは対照的に、本発明による製品により、幅広い種類のポリマーを安定させることができる。例としては、ポリオレフィン、エチレン酢酸ビニル−コポリマー(EVA)、スチレン−アクリロニトリル−コポリマー(SAN)、ポリビニルクロリド(PVC)、ポリアミド(PA)、ポリエチレングリコール−テレフタレート(PET)、ポリブチレングリコールテレフタレート(PBT)、及びそれらのコポリエステル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン−コポリマー(ABS)、ポリカーボネート(PC)、並びに種々の特殊ポリマーが挙げられる。それ以外に、天然ポリマー、半合成ポリマー、あるいは合成ポリマーの全てもまた適しており、コーティング材料も包含されると解される。
【0071】
ポリマーとの混合と、必要な目標濃度の達成後、次いでプラスチック混合物を所望の最終製品に更に加工することができる。
【実施例】
【0072】

表1に挙げた本発明に従って使用されるメタロセンワックスa〜dは、特許文献6に開示の方法(一般的な説明、及び実施例1〜16)に従って、メタロセン触媒としてジメチルシリルビスインデニルジルコニウムジクロリドを用いたプロピレンとエチレンとの共重合により製造した。種々の軟化点と粘度を、エチレンの供給と重合温度の変化によって調整した。
【0073】
製品の特性値を以下の方法に従って測定する。
【0074】
滴点:ISO 2176//ASTM D 3954 (℃)
粘度:DIN 53018 (mPa・s)
密度:ISO 1183 (g/cccm)
分子量(Molmasse):ゲル浸透クロマトグラフ(GPC)で測定する。
【0075】
【表1】

【0076】
【表2】

【0077】
【表3】

【0078】
【表4】

【0079】
本発明によるUV安定剤組成物は、以下に記載するように製造した。
【0080】
押出用混合:
混合機:ヘンシェルミキサー(Hentschelmischer)、容積5リットル、
バッチ:以下に挙げる例に応じる、
予混合:約2〜4分、600/分の回転速度でバッチングする、
予混合物はワックス又はワックス−ポリマー混合物であり、HALS又はUV安定剤の添加は、適当な側部原料供給装置(Seitenbeschickungsequipments)を介して行った。
【0081】
同方向回転式二軸スクリューで押出しを続いて行い、その下流でストランドペレット化又は水中ペレット化を行った。
粒径は0.8〜3mm。
【0082】
製造例
以下の例において、下記の組成物を上述の方法によって製造した。メタロセンワックスとして、上述のワックスをそれぞれ使用した。
【0083】
1)2,2,6,6−テトラメチルピペリジノール−4−ピペリジノールと脂肪酸のエステルの混合物を50%、
メタロセンワックスc)を25%、
メタロセンワックスd)を25%
【0084】
2)2,2,6,6−テトラメチルピペリジノール−4−ピペリジノールと脂肪酸のエステルの混合物を50%、
メタロセンワックスb)を25%、
メタロセンワックスd)を25%
【0085】
3)2,2,6,6−テトラメチルピペリジノール−4−ピペリジノールと脂肪酸のエステルの混合物を50%、
メタロセンワックスc)を33%、
メタロセンワックスd)を17%
【0086】
4)2,2,4,4−テトラメチル−7−オキサ−3,20−ジアザ−ジスピロ[5.1.1.12]−ヘンエイコサン−21−オンとエピクロロヒドリンのポリマーを60%、
メタロセンワックスc)を40%
【0087】
5)2,2,4,4−テトラメチル−7−オキサ−3,20−ジアザ−ジスピロ[5.1.1.12]−ヘンエイコサン−21−オンとエピクロロヒドリンのポリマーを60%、
メタロセンワックスc)を32%、
LDPE(MFI2g/10分)を8%
【0088】
6)2,2,4,4−テトラメチル−7−オキサ−3,20−ジアザ−ジスピロ[5.1.1.12]−ヘンエイコサン−21−オンとエピクロロヒドリンのポリマーを50%、
メタロセンワックスc)を40%、
LDPE(MFI2g/10分)を10%
【0089】
7)2,2,4,4−テトラメチル−7−オキサ−3,20−ジアザ−ジスピロ[5.1.1.12]−ヘンエイコサン−21−オンとエピクロロヒドリンのポリマーを25%、
メタロセンワックスc)を50%、
メタロセンワックスd)を25%
【0090】
8)2,2,4,4−テトラメチル−7−オキサ−3,20−ジアザ−ジスピロ[5.1.1.12]−ヘンエイコサン−21−オンとエピクロロヒドリンのポリマーを46.6%、
2−ヒドロキシ−4−n−オクチルオキシベンゾフェノンを23.3%、
メタロセンワックスb)を30.0%
【0091】
9)2,2,4,4,−テトラメチル−20−(β−ミリスチル/ラウリル−オキシカルボニル)−エチル−7−オキサ−3,20−ジアザ−ジスピロ[5.1.1.12]−ヘンエイコサン−21−オンの混合物30%、
メタロセンワックスc)を70%
【0092】
使用例
製造例1〜19に従って、添加剤の組み合わせを部分的に予混合し、特別なスクリュー構造を備え、低い温度プロフィルを有する同方向回転式二軸スクリューで押出した。これは、種々のポリマーにおいて、低減された変色、より高い熱安定性、並びにUV光に対する向上した安定性をもたらし、更には品質の向上をもたらした。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
i) 一種又は二種以上のUV安定剤、
ii) 一種又は二種以上のメタロセン−ポリオレフィンワックス、
iii) 任意付加成分としての、極性及び非極性の非メタロセン−ポリオレフィンワックスから選択された一種又は二種以上のワックス、及び
iv) 場合によっては、一種又は二種以上のエチレン及び/又はプロピレンのホモ−及び/又はコポリマー、
を含む活性物質組成物であって、それぞれ該組成物の全重量に基づいて、少なくとも10〜90重量%の量のUV安定剤と、少なくとも10重量%のワックスとを含むことを特徴とする、上記組成物。
【請求項2】
前記ワックスが、ワックス部分の重量に基づいて、少なくとも50重量%のポリプロピレン−メタロセンワックスを含むことを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
前記成分ii)、iii)及びiv)のワックス並びにエチレン及び/又はプロピレンのホモ−及び/又はコポリマーが、80〜170℃の範囲内の温度で溶融することを特徴とする、請求項1及び/または2に記載の上記組成物。
【請求項4】
前記メタロセン−ポリオレフィンワックスが、80〜170℃の温度範囲における滴点を有し、かつ、170℃の温度で測定した際に、40〜80000mPa・s、好ましくは45〜35000mPa・s、特に好ましくは50〜10000mPa・sの範囲内の溶融粘度を有することを特徴とする、請求項1〜3の少なくとも一項に記載の上記組成物。
【請求項5】
前記メタロセン−ポリオレフィンワックスを10〜90重量%、好ましくは15〜85重量%と、一種又は二種以上の非メタロセンワックス及び/又はエチレンのコポリマーを0.1〜30重量%、好ましくは0〜25重量%と、一種又は二種以上のUV安定剤を10〜90重量%、好ましくは15〜85重量%と、通常の充填材料もしくは添加剤を0〜30重量%含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項以上に記載の上記組成物。
【請求項6】
90〜130℃の範囲の滴点を有し、かつ、140℃で測定した30000mPa・s未満の粘度を有する酸化ワックス及び非酸化ワックスから選択される一種又は二種以上の非メタロセン−ポリオレフィンワックスを含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項以上に記載の組成物。
【請求項7】
前記組成物が、前記メタロセン−ポリオレフィンワックスの他に、プロピレン及び/又はエチレンと0.1〜50重量%の一種又は二種以上の更に別のモノマーとからなる一種または二種以上のメタロセン−コポリマーワックスを含み、但し、前記更に別のモノマーは、エチレン、及び炭素原子数が4〜20の分岐状もしくは非分岐状1−アルケンから選択されるものであることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項8】
請求項1〜7にいずれか一項以上に記載の組成物の製造方法であって、前記個々の成分を低温混合し、続いて押出機もしくは混練機中で個々の構成成分の均質化を行うことを特徴とする、上記方法。
【請求項9】
原料をペレット、フレーク、粉末として、又は微粒子混合物として使用することを特徴とする、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
前記UV安定剤も液体形態で使用することができることを特徴とする、請求項8及び/または9に記載の方法。
【請求項11】
前記均質化に引き続いて、ストランドペレット化法及びダイフェースペレット化法により、又はホットカッティング法もしくは水中ペレット化法によるペレット化を行うことを特徴とする、請求項8〜10のいずれか一項以上に記載の方法。
【請求項12】
耐光性のプラスチックもしくはプラスチック部品を製造するための請求項1〜7のいずれか一項以上に記載の組成物の使用。
【請求項13】
天然ポリマー、半合成ポリマーもしくは合成ポリマーを、光やUVなどの高エネルギー放射線の有害な影響に対抗し、かつ、熱、酸素による分解やその他の分解現象にも対抗して安定化させるための請求項1〜7のいずれか一項以上に記載の上記組成物の使用。
【請求項14】
前記組成物が、以下の群の一種又は二種以上のポリマー、すなわちポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル−コポリマー(EVA)、スチレン−アクリロニトリル−コポリマー(SAN)、ポリビニルクロリド(PVC)、ポリアミド(PA)、ポリエチレングリコール−テレフタレート(PET)、ポリブチレングリコールテレフタレート(PBT)、及びそれらのコポリエステル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン−コポリマー(ABS)、ポリカーボネート(PC)、と混合され、その後最終品に更に加工されることを特徴とする、請求項13に記載の使用。

【公表番号】特表2010−506015(P2010−506015A)
【公表日】平成22年2月25日(2010.2.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−531745(P2009−531745)
【出願日】平成19年10月4日(2007.10.4)
【国際出願番号】PCT/EP2007/008591
【国際公開番号】WO2008/043468
【国際公開日】平成20年4月17日(2008.4.17)
【出願人】(398056207)クラリアント・ファイナンス・(ビーブイアイ)・リミテッド (182)
【Fターム(参考)】