説明

艶消し及び構造化した表面特性を有する成形体

ポリマーマトリックス及び架橋したポリマー粒子を含有する、艶消し及び構造化した表面特性を有する成形体の製造のための組成物であって、このポリマーマトリックスが少なくとも1のアクリルポリマーを含有し、その際この組成物が、(i)30μm〜1500μmの範囲内の粒径の体積平均を有する第1の架橋したポリマー粒子、及び(ii)30μm未満の粒径の体積平均を有する第2の架橋したポリマー粒子を含有し、その際、この第1のポリマー粒子の屈折率−ポリマーマトリックスの屈折率の差分は、それぞれ25℃で測定して、絶対値で0.015未満であり、第2のポリマー粒子の屈折率−ポリマーマトリックスの屈折率の差分は、25℃で測定して、絶対値で0.015以上である組成物。本発明の成形体は、特に、照明、標識及びシンボル、売場、化粧品販売スタンド、容器、家の又は仕事場の装飾、家具適用、シャワードア及び仕事場ドアのための部材としての使用に適している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、艶消し及び構造化した表面特性を有する成形体の製造のための組成物、その組成物から得られる成形体並びにその使用に関する。
【0002】
ライト及び照明適用、売場及び化粧品販売スタンドのためには、光学的に可能な限り魅力があり、同時に可能な限り安価に製造できる新規かつ革新的な製品について恒久的な需要が存在する。所望されるのは、特にサンドブラストガラスの特性及び外観を可能な限り良好に模倣するプラスチック製品である。
【0003】
慣用の様式での、例えば表面処理、例えばサンドブラスト及び表面パターンの製造による、及び、無機充填剤及び添加剤、例えば硫酸バリウム、炭酸カルシウム、二酸化チタン、二酸化ケイ素その他の添加によるこの種のプラスチックの製造はこの目的のためには限定的にしか適さない。一方でこの実施様式は極めて手間がかかり、かつコスト集約的である。さらに無機充填剤は、大抵ポリマーマトリックス内で劣悪にしか均一に分散されることができない。加えて、無機充填剤はこのポリマーの光透過性を大規模に減少し、かつ、所望される表面テキスチャー又は表面性質を生じない。その上、この種の充填剤はポリマーの物理的特性を劣悪化する。
【0004】
背景技術
US特許公報4876311は、架橋したパール1〜30質量%を含有する不透明な合成樹脂組成物の使用を提案する。この場合にこのパールは以下のものからなるポリマーからなるものである:
(i)芳香族残基を含有する少なくとも1のラジカル重合可能なモノマー又はハロゲンを含有する非芳香族モノマー9.9〜59.9質量%、
(ii)これらと共重合可能であるが、これらとは異なるビニル性モノマー90〜40質量%、
(iii)少なくとも1の架橋性モノマー0.1〜20質量%、及び
(iv)強力に極性のあるモノマー0〜10質量%。
【0005】
さらに、このポリマーの屈折率がこのポリマーマトリックスのものよりも大きいこと、及び、このパールの平均粒径が20〜50μmの範囲内にあることが望ましい。
【0006】
この樹脂組成物は所望の成形体へと押出される。
【0007】
特許公報EP1022115は、艶消し及び構造化した表面を有する押出された物品を記載する。この効果を達成するためにはマトリックスに対する屈折率偏差>0.02を有する光散乱性パールが使用される。このパールの粒径の質量平均は25〜55μmの範囲内にあることが望ましく、かつ、この粒子は10〜110μmの範囲内の粒径分布を有することが望ましい。この特別な表面効果は名目上まず、正確にこの粒径分布を有するパールの使用により生じる。
【0008】
課題
本発明は、改善された特性プロフィールを有する、艶消し及び構造化した表面特性を有する成形体の製造のための手段を提供するという課題に基づく。したがって、可能な限り高い均質性が達成されることが望ましい。不均質性及び光学的欠陥、例えば斑点は可能な限り回避されることが望ましい。さらに、可能な限り良好な機械的特性が達成されることが試みられた。この成形体の粗度は可能な限り改善されることが望ましい。加えて、この耐候性の本質的な改善も所望された。更に、比較的単純な様式で大工業的にかつコスト安価に実現される解決策を達成することが試みられた。
【0009】
解決策
上述の並びに更に具体的には挙げられないが、導入部で論じられた関連から近接していることが明らかな課題は、本願の特許請求の範囲の請求項1の全ての特性を有する組成物により解決される。この請求項1を引用する下位請求項は、特に目的に応じたこの組成物の変形を記載する。更に、この組成物から得られる成形体並びにこの成形体の特別有利な適用領域が保護される。
【0010】
ポリマーマトリックス及び架橋したポリマー粒子を含有する、艶消し及び構造化した表面特性を有する成形体の製造のための組成物であって、
(i)30μm〜1500μmの範囲内に粒径の体積平均を有する第1の架橋したポリマー粒子、及び
(ii)30μm未満の粒径の体積平均を有する第2の架橋したポリマー粒子を含有し、
その際、この第1のポリマー粒子の屈折率−ポリマーマトリックスの屈折率の差分は、それぞれ25℃で測定して絶対値で(im Betrag)0.015未満であり、かつ、第2のポリマー粒子の屈折率−ポリマーマトリックスの屈折率の差分は、それぞれ25℃で測定して絶対値で0.015以上であることを特徴とする組成物が提供されることにより、容易に予期できない様式で、改善された特性プロフィールを有する、艶消し及び構造化した表面特性を有する成形体の製造のための組成物が入手できるようになる。したがって、本発明により得られる成形体は、極めて高い均質性、特に機械的及び光学的特性に関する均質性により優れている。不均質性及び光学的欠陥、例えば斑点は、観察されない。更に、本発明により得られる成形体は、極めて良好な機械的特性、極めて高い粗度及び顕著に改善された耐候性を有する。艶消し及び構造化した表面特性を有する本発明による成形体の製造は、本発明による組成物の成形により比較的容易な様式で行われることができる。
【0011】
本発明による組成物は、連続相としてポリマーマトリックスを含有する。マトリックスポリマーとして、この目的のために公知である熱可塑性に加工可能なポリマーのための全てのものが適する。これには、特にポリアルキル(メタ)アクリラート、例えばポリメチルメタクリラート(PMMA)、ポリアクリルニトリル、ポリスチレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボナート、ポリビニルクロリドが属する。ここでは、ポリアルキル(メタ)アクリラートが有利である。このポリマーは、単独で並びに混合物として使用できる。更に、このポリマーがコポリマーの形でも存在できる。
【0012】
本発明の範囲内では、C1〜C18−アルキル(メタ)アクリラートの、適切にはC1〜C10−アルキル(メタ)アクリラートの、特にC1〜C4−アルキル(メタ)アクリラートポリマーのホモ−及びコポリマーであって、場合により更にこれとは異なるモノマー単位を含有できるものが特に有利である。
【0013】
(メタ)アクリラートとの書き方は、ここでは、メタクリラート、例えばメチルメタクリラート、エチルメタクリラートその他、また同様にアクリラート、例えばメチルアクリラート、エチルアクリラートその他、並びにこの両者のモノマーからの混合物を意味する。
【0014】
1〜C10−アルキル(メタ)アクリラート70質量%〜99質量%、特に70質量%〜90質量%を含有するコポリマーの使用は特に有利であることが証明された。有利なC1〜C10−アルキルメタクリラートは、メチルメタクリラート、エチルメタクリラート、プロピルメタクリラート、イソプロピルメタクリラート、n−ブチルメタクリラート、イソブチルメタクリラート、tert−ブチルメタクリラート、ペンチルメタクリラート、ヘキシルメタクリラート、ヘプチルメタクリラート、オクチルメタクリラート、イソオクチルメタクリラート及びエチルヘキシルメタクリラート、ノニルメタクリラート、デシルメタクリラート並びにシクロアルキルメタクリラート、例えばシクロヘキシルメタクリラート、イソボルニルメタクリラート又はエチルシクロヘキシルメタクリラートを含む。有利なC1〜C10−アルキルアクリラートは、メチルアクリラート、エチルアクリラート、プロピルアクリラート、イソプロピルアクリラート、n−ブチルアクリラート、イソブチルアクリラート、tert−ブチルアクリラート、ペンチルアクリラート、ヘキシルアクリラート、ヘプチルアクリラート、オクチルアクリラート、イソオクチルアクリラート、ノニルアクリラート、デシルアクリラート、エチルヘキシルアクリラート並びにシクロアルキルアクリラート、例えばシクロヘキシルアクリラート、イソボルニルアクリラート又はエチルシクロヘキシルアクリラートを含む。
【0015】
特にとりわけ有利なコポリマーは、MMA単位80質量%〜99質量%、及び、C1〜C10アルキルアクリラート単位、特にメチルアクリラート及び/又はエチルアクリラート単位1質量%〜20質量%、有利には1質量%〜5質量%を含有する。Evonik Roehm GmbH社で得られるポリメチルメタクリラートPLEXIGLAS(R)の使用が、この関連においてとりわけ特に適していることが実証された。
【0016】
マトリックスポリマーは、自体公知の重合方法により製造でき、その際ラジカル重合方法、特に塊状重合、溶液重合、懸濁重合及びエマルション重合方法が特に有利である。この目的のためには特に適している開始剤は、特にアゾ化合物、例えば2,2′−アゾビス(イソブチルニトリル)又は2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、レドックス系、例えば第三級アミンと過酸化物又は二亜硫酸ナトリウムとカリウム、ナトリウム又はアンモニウムのペルスルファート又は有利には過酸化物の組み合わせである(このために例えばH. Rauch-Puntigam, Th. Voelker, "Acryl- und Methacrylverbindungen", Springer, Heidelberg, 1967又はKirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 1 ,386頁〜, J. Wiley, New York, 1978を参照のこと)。適した過酸化物重合開始剤の例は、過酸化ジラウロイル、tert−ブチルペルオクトアート、tert−ブチルペルイソノナノアート、ジシクロヘキシルペルオキシジカーボナート、過酸化ジベンゾイル又は2,2−ビス−(tert−ブチルペルオキシ)ブタンである。有利には、ラジカル流を重合の経過において並びに様々な重合温度で一定に維持するために、様々な半減期の様々な重合開始剤の混合物、例えば過酸化次ラウロイル及び2,2−ビス−(tert−ブチルペルオキシ)ブチンの混合物を用いて重合を実施することができる。重合開始剤の使用される量は一般的にモノマー混合物に対して0.01質量%〜2質量%である。
【0017】
重合は連続的にもまた同様にバッチ式にも実施できる。重合後にポリマーを慣用の単離工程及び分離工程、例えば濾過、コアギュレーション及び噴霧乾燥を介して獲得し、かつ通常は粒子の形態で使用される。
【0018】
ポリマー又はコポリマーの鎖長の調整は、モノマー又はモノマー混合物の分子量調節剤の存在下での重合により行われることができ、例えば特に、このために公知のメルカプタンのうち、例えばn−ブチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、2−メルカプトエタノール、メチル−3−メルカプトプロピオナート又は2−エチルヘキシルチオグリコラート、ペンタエリトリトールテトラチオグリコラートの存在下で行われることができる;その際、この分子量調節剤は、一般的にはこのモノマー又はモノマー混合物に対して0.05質量%〜5質量%の量で、有利にはこのモノマー又はモノマー混合物に対して0.1質量%〜2質量%の量で、特に有利には0.2質量%〜1質量%の量で使用される(このために、例えば、H. Rauch-Puntigam, Th. Voelker, "Acryl- und Methacrylverbindungen", Springer, Heidelberg, 1967; Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, XIV/1巻. 66頁, Georg Thieme, Heidelberg, 1961又はKirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 第1巻, 296頁〜, J. Wiley, New York, 1978を参照のこと)。有利には、分子量調節剤としてn−ドデシルメルカプタンが使用される。
【0019】
マトリックスは同様に更なる、当業者に良く知られた添加剤を含有できる。有利には、衝撃強さ調節物質、外部潤滑剤、酸化防止剤、難燃剤、UV安定剤、流動助剤、電磁線の遮蔽のための金属添加剤、帯電防止剤、離型剤、着色剤、顔料、付着促進剤、耐候剤、可塑剤、充填剤及び類似物である。
【0020】
衝撃強さ調節物質の製造は、有利にはエマルション重合方法により行われる。このようにして、0.05μm〜5μmの範囲内の粒径の算術質量平均を有する安定なラテックスが得られ、これは通常はポリマーを単離するために噴霧乾燥又はコアギュレーション/乾燥洗浄される。
【0021】
この目的のために適した乳化剤は当業者に公知であり、特に慣用の石鹸、アルキルベンゼンスルホナート、例えばナトリウムドデシルベンゼンスルホナート、アルキルフェノキシポリエチレンスルホナート、ナトリウムラウリルスルファート、長鎖アミンの塩、長鎖カルボン酸及びスルホン酸の塩その他を含む。特に有利な乳化剤は、8〜22個の炭素原子を有する炭化水素基を含み、これは高極性の可溶化する基と連結しており、例えばアルキル金属−及びアンモニウムカルボキシラート基、スルファート半エステル基、スルホナート基、ホスファート部分エステル基その他である。
【0022】
衝撃強さ調節物質の混和は後からの混合により行うことができる。衝撃強さ調節物質をマトリックスポリマーの製造の既に前に又は製造の時に添加することが特に有利であることが実証され、これは例えば、マトリックスポリマーの製造に使用されるモノマー混合物中又は所望されるマトリックスポリマーを一緒になって生じるモノマー/ポリマー−シロップ中での衝撃強さ調節物質の分散により行われる。同様に、衝撃強さ調節物質はキャスティング混合物へ水中の又は有機キャリア中のエマルション、懸濁液又は分散液の形で添加される。この水又は有機キャリアはこの最終的なポリマー型中へのキャスティングの前又は後に除去されることができる。衝撃強さ調節物質は押出機を用いてポリマーとコンパウンド化されることもできる。マトリックスポリマーへの衝撃強さ調節物質の添加に関する更なる詳細についてはUS特許公報3793402を参照されたい。
【0023】
特に有利な衝撃強さ調節するマトリックスポリマーは、商品名Plexiglas(R) zk6BRでEvonik Roehm GmbH社から市販されているポリメチルメタクリラートである。
【0024】
ポリマーマトリックスは有利には40〜93%の、より有利には75%を超える、特に85%を超える範囲内にDIN5033/7による光透過度TD65を有する。
【0025】
組成物の全質量に対するポリマーマトリックスの含量は、有利には20.0質量%〜95.0質量%、有利には30質量%〜90質量%、適切には50質量%〜89質量%、とりわけ70質量%〜88質量%である。
【0026】
本発明の範囲内においては、この組成物はポリマーマトリックスの他に、更に、
(i)30μm〜1500μmの範囲内、有利には35μmより大きく500μmの範囲内、特に40μm〜150μmの範囲内の粒径の質量平均を有する第1のポリマー粒子、及び
(ii)30μ未満の、有利には1μm〜30μm未満の範囲内、特に5μm〜25μmの範囲内の粒径の質量平均を有する第2のポリマー粒子を含有する。
【0027】
このポリマー粒子は、有利には可能な限り均質にポリマーマトリックス中に分散されている。
【0028】
粒径について挙げた値はそれぞれ粒径分布の体積平均に対する。この粒径分布は例えば、Malvern Instruments Ltd.社のMastersizer 2000により算出されることができ、その際粒径の測定のための正確な測定方法は利用ハンドブック中に含まれている。ここで、規定ISO13320−1が当てはまり、この算出はフラウンホーファーモデル理論及びミー理論により行われる。パラメーターとしては屈折率n201.489(PMMA)及びABS係数0が設定される。この方法は有利である。更に、粒径は相応する走査電子顕微鏡画像に基づく粒子の測定及びカウントにより算出されることができる。
【0029】
目的に応じて、狭い粒径分布を第1のポリマー粒子は有する。特に有利には、この平均化した粒子直径の標準偏差は最高で50μm、特に有利には最高で40μm、とりわけ最高で35μmである。この第2の粒子の平均化した粒子直径の標準偏差は、有利には最高で30μm、更に有利には最高で25μm、特に最高で20μm、更に一層より有利には最高で15μm、最も有利には最高で12.5μmである。
【0030】
本発明の特に有利な実施態様においては、コアギュレーション、アグレゲーション又は凝塊(zusammenlagern)をしないか又はわずかにしかしない第1の及び第2のポリマー粒子が使用される。「コアギュレーションをわずかにしかしない」という表現は本発明との関連において、ポリマーマトリックス中への粒子の混和及び押出による引き続く加工の際にこのようにして製造された成形体の表面に不均質性又は斑点(点状の散発的な突起)が生じないことが理解される。
【0031】
ポリマー粒子の屈折率は、本発明の目的の達成のためにはとりわけ特別な興味がもたれることができる。第1のポリマー粒子の屈折率−ポリマーマトリックスの屈折率の差分は、有利には絶対値で0.015未満、より有利には0.013未満、更に有利には0.01未満、特に0.007未満、更に一層より有利には0.005又は0.0035又は0.002であることが望ましい。第2のポリマー粒子の屈折率−ポリマーマトリックスの屈折率の差分は可能な限り、絶対値で0.015以上、有利には0.016より大きく、より有利には0.018より大きく、特に0.02より大きく、特にとりわけ有利には0.025より大きく、更に一層より有利には0.03より大きく、0.033より大きく又は0.035より大きいことが望ましい。
【0032】
この場合にISO489による屈折率についての値はλ=589.3nmで測定される。その他の点ではこの記載は25℃に対する。これは他の全ての測定値にも当てはまり、その他の参照温度が明示的に特定されていない限りはこのことが引用される。
【0033】
第1のまた同様に第2のポリマー粒子は本発明の範囲内において架橋されている。「架橋」とはこの関連において、この粒子が少量でのみ強力に有機性の溶媒、例えばテトラヒドロフラン(THF)中に溶解されることができることを意味する。ここで「少量」とは、このポリマー溶解性の割合がこの測定方法において使用される粒子の全質量に対して最大7質量%であることを意味する。このポリマー溶解性の割合は以下のように決定される:ポリマー粒子をTHF中に溶解し、3時間21000rpmで遠心分離する。上清からそれぞれ15mlを取り出し、再度約15mlのTHFで充填する。これを3回繰り返す。取り出された上清を0.45μmのメンブランフィルターを通じて濾過し、引き続き60mlに減少させ、新たに3時間遠心分離する。遠心分離後にこの上清を蒸発させ、NMR及びGC−MSを用いて分析する。
【0034】
ポリマー粒子の架橋は有利には適した架橋性モノマーとの共重合を通じて達成され、これは通常は1より多い、有利にはラジカル性に重合可能な単位を分子中に有する。有利には、少なくとも2のビニル性基を有するもの、特にジビニルベンゼン、更にポリオールのアクリル−及びメタクリル酸エステル及び−アミド、特にグリコールジ(メタ)アクリラート、1,3−及び1,4−ブタンジオール(メタ)アクリラート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリラート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリラート、更なるモノマーであってビニリデン基、(キャップされた)アミドメチロール基、カルバミドメチロールエーテル基、アズラクトン基及びエポキシ基を有するもの、特にN−メチロール(メタ)アクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド及びメタクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリラート、並びに、段階付けされた反応性の不飽和基を分子中に有する架橋性モノマー、特にアクリル−及び/又はメタクリル酸のビニル、アリル及びクロチルエステルでもある。特に有利には、アリルメタクリラート、ジビニルベンゼン及び/又はエチレングリコールジメタクリラートが使用される。この種のモノマーについての更なる詳細は、H. Rauch-Puntigam, Th. Voelker, Acrylund Methacrylverbindungen, Springer-Verlag Berlin, 1967から取り出すことができる。
【0035】
架橋性モノマーの割合はそのつどのモノマー混合物の全質量に対して、有利には0.1質量%〜5.0質量%の範囲内、特に0.5質量%〜1.5質量%の範囲内にある。
【0036】
この架橋はとりわけ、粒子が加工の際に高められた温度(約300℃まで)で溶融しないことを引き起こす。
【0037】
その組成に関して、架橋した粒子は特別な制限を受けない。
【0038】
第1のポリマー粒子としてポリアルキル(メタ)アクリラートが特に有利である。このポリマーは単独で並びに混合物として使用できる。更に、このポリマーはコポリマーの形でも存在できる。
【0039】
本発明の範囲内では、C1〜C18−アルキル(メタ)アクリラートの、適切にはC1〜C10−アルキル(メタ)アクリラートの、特にC1〜C4−アルキル(メタ)アクリラートポリマーのホモ−及びコポリマーであって、場合により更にこれとは異なるモノマー単位を含有できるものが特に有利である。
【0040】
1〜C10−アルキル(メタ)アクリラート70質量%〜99質量%、特に70質量%〜90質量%を含有するコポリマーの使用は特に有利であることが証明された。有利なC1〜C10−アルキルメタクリラートは、メチルメタクリラート、エチルメタクリラート、プロピルメタクリラート、イソプロピルメタアクリラート、n−ブチルメタクリラート、イソブチルメタクリラート、tert−ブチルメタクリラート、ペンチルメタクリラート、ヘキシルメタクリラート、ヘプチルメタクリラート、オクチルメタクリラート、イソオクチルメタクリラート及びエチルヘキシルメタクリラート、ノニルメタクリラート、デシルメタクリラート並びにシクロアルキルメタクリラート、例えばシクロヘキシルメタクリラート、イソボルニルメタクリラート又はエチルシクロヘキシルメタクリラートを含む。有利なC1〜C10−アルキルアクリラートは、メチルアクリラート、エチルアクリラート、プロピルアクリラート、イソプロピルアクリラート、n−ブチルアクリラート、イソブチルアクリラート、tert−ブチルアクリラート、ペンチルアクリラート、ヘキシルアクリラート、ヘプチルアクリラート、オクチルアクリラート、イソオクチルアクリラート、ノニルアクリラート、デシルアクリラート、エチルヘキシルアクリラート並びにシクロアルキルアクリラート、例えばシクロヘキシルアクリラート、イソボルニルアクリラート又はエチルシクロヘキシルアクリラートを含む。
【0041】
特にとりわけ有利なコポリマーは、MMA単位80質量%〜99質量%及びC1〜C10アルキルアクリラート単位、特にメチルアクリラート単位及び/又はエチルアクリラート単位1質量%〜20質量%、有利には1質量%〜5質量%を含有する。
【0042】
特に有利には、更に少なくとも1の芳香族残基を含有するラジカル重合可能なモノマーを少なくとも1種含む第2のポリマー粒子の使用である。有利にはこの場合に、これは、スチレン及びそのメチル置換した誘導体、例えばα−メチル−及びp−メチルスチレン、p−エチルスチレン、並びにハロゲン化したスチレン誘導体、例えばp−クロロスチレンである。更に式(I)のモノマーAとして、フェニルアクリラート及び−メタクリラート、キシリレンメタクリラート及び−アクリラート、特にこのm型、4−メチルフェニルアクリラート及び−メタクリラート、2−フェニルエチルアクリラート及び−メタクリラート、3−フェニル−1−プロピルメタクリラート及び−アクリラート、2−フェニル−オキシエチルアクリラート及び−メタクリラート、並びに、ベンジルメタクリラートが有利である。芳香族モノマーの割合は有利には第1のポリマー粒子の全質量に対して50質量%より大きい。
【0043】
このような粒子の製造のための詳細な記載は例えばEP1219641、実施例2に見出すことができる。この刊行物をこれにより開示の目的で取り込む。
【0044】
更に第2のポリマー粒子として特に適切なものとして、製造者Sekisui Chemical Co. Ltd.(日本国)により名称「Techpolymer(R) SBX8」で入手可能なものが使用される。この場合にこれは架橋したポリスチレンからなり、粒径6〜10μmの体積平均を有するポリマー粒子である。
【0045】
ポリマー粒子の組成は、熱分解GC/MS分光計を用いて測定でき、その際ポリマー粒子は高められた温度で熱分解し、この分解した成分は定量測定のために更に分析される。
【0046】
ポリマー粒子の製造のためには懸濁重合方法(パール重合)が特にとりわけ適することが実証された。この方法では、モノマーが分散相として機械的な力(撹拌)の作用により、非溶媒(連続相)中で分割され、この形で重合される。この形成されたポリマー粒子は主としてモノマー中に溶解性である。表面張力の影響下でモノマーは球状滴を形成する。この液滴形態を重合の間に得、かつ液滴が混じり合うのを妨げるために、この重合バッチにいわゆる「分散剤」又は分割剤(Verteiler)(保護コロイド)を添加し、有利には重合終了後にパール形状に生じるポリマーが完全に分離される物質を添加する。
【0047】
「分割剤」は、一度形成されたモノマー滴が液滴の合一が実質的に起こらないままであるように安定化することをもたらす。
【0048】
連続相として通常水を使用する。重合に適したモノマーとして、したがって、まず難溶性から水溶性までのラジカル重合可能なモノマーが考慮される。(Houben-Weyl, 第4版., 第XIV/1巻 "Makromolekulare Stoffe", 406〜433頁, G. Thieme-Verlag 1961)。
【0049】
分割剤として有利には無機酸の(水溶性)塩、例えば硫酸バリウム又は炭酸バリウム又は高分子量天然物質又は合成ポリマーが使用される。高分子量分割剤の群には、水溶性コロイド、例えばポリビニルアルコール、部分ケン化したポリビニルアセタート、メチルセルロース、デンプン、ゼラチン、ペクチン、ポリアクリル酸のアルカリ金属塩又はスチレン−又はビニルアセタート−マレイン酸無水物−コポリマーのアルカリ金属塩その他が属する(HoubenWeyl, loc.cit. 第411〜430頁参照のこと)。この水性の、モノマー相への比は有利には2:1〜4:1である。
【0050】
パール重合では公知のように、第1の近似においてモノマー中に溶解性であるが水中に不溶性の開始剤が使用される。適用される開始剤量は大抵、モノマーに対して0.1質量%〜1質量%、有利には0.5質量%である。開始剤として有利には、モノマー中に溶解性の有機過酸化物又は相応する慣用のアゾ化合物が使用され、これは例えば過酸化ジベンゾイル、過酸化ラウロイル、アゾイソブチロニトリルである。反応終了時に可能な限り完全な重合のために温度が高められる場合に、より高い分解温度を有するラジカル形成剤が付加的に使用できる。このパール大きさは請求された範囲内で調整される。
【0051】
更に、通常使用される滑剤、例えば脂肪アルコール、ステアリン酸エステル、パルミチン酸エステル又は天然ロウが−有利には重合前に−添加されることができる。
【0052】
この重合の実際の実施は、水、モノマー、開始剤、分散剤及び場合により滑剤を一緒に装入し、次いで加熱し、例えば約90℃へ加熱することにより行うことができる。場合により、この過剰な重合熱、特に95℃より高い熱は、外側冷却により取り出される。115℃を上回る温度は可能な限り回避されることが望ましい。この重合期間は通常は1〜5時間の範囲内にある。重合バッチの粘度(重合温度でブルックフィールド粘度計を用いて測定)は一般的に800mPas〜8000mPasの範囲内にある。
【0053】
一部反応性の滑剤は有利には約20%の変換率から添加される。調節剤の添加も重合の経過の間に行うことができる。
【0054】
反応終了後にこのパールは一般的に濾過又は遠心分離により分離される。付着性の添加剤は適した様式で、例えば希釈した酸及び水での洗浄により除去されることができる。パールはしばしば加熱下で、有利には空気循環を用いて乾燥され、例えば棚キャビネット中で乾燥される。
【0055】
架橋した粒子を懸濁方法の間に染色又は着色させることは本発明の範囲内である。着色されたマトリックス材料に対する染色又は着色された粒子の使用の利点は、製造における柔軟性、コストの減少、より良好な色分布、減少した表面光沢、深く(teif)かつ自然な色分布並びに様々な製品の製造の際の減少した精製の手間にある。
【0056】
架橋したポリマー粒子の本発明による組成物中への導入はこの成分の混合により行われることができ、その際この成分は有利には均質に組成物中に分割される。
【0057】
組成物の全質量に対する第1のポリマー粒子の含量は、有利には0.1質量%〜20.0質量%、より有利には1.0質量%〜18.0質量%、適切には3.0質量%〜15.0質量%、とりわけ4.0質量%〜12.0質量%である。
【0058】
組成物の全質量に対する第2のポリマー粒子の含量は、有利には0.1質量%〜20.0質量%、有利には0.2質量%〜18.0質量%、適切には0.3質量%〜14.0質量%、とりわけ0.4質量%〜10.0質量%である。
【0059】
この組成物は慣用の熱可塑性樹脂と同様に様々な最終生成物へと更に加工され、特に成形されることができる。有利な成形方法は、異形押出、プレート及びシート押出、射出成形及びトランスファー成形を含む。このプレート−、シート又は異形押出から生じる生成物は構造化された表面及び艶消しの外観を有し、この場合に特別なパターン化されたロール、ローラー、研磨−又は表面加工装置は必要とされない。射出成形により得られる生成物は艶消しの外観を有する。
【0060】
「構造化された表面」という表現は、ここで使用されるとおり、以下の粗さを有する表面を説明する:
○平均粗度Raは、少なくとも1.0μm、有利には少なくとも2.7μm、特に少なくとも4.55μmである。
○平均化した粗さ深さRzは、少なくとも10μm、有利には少なくとも22μm、特に少なくとも31μmである。
○粗さ深さRtは、少なくとも20μm、有利には少なくとも28μm、特に少なくとも38μmである。
【0061】
この場合に、表面粗度は、DIN EN ISO4287及びDIN EN ISO4288により算出される。
【0062】
本発明の利点の1つは、この全白色光透過度(Total White Light Transmission (TWLT))が無機充填剤、例えば硫酸バリウム又は着色濃縮物を艶消しの外観の達成のために備えている類似の市販製品に比較してはるかにより大きいことにある。例えば、硫酸バリウム顔料で着色したPMMAはTWLT値47%を有し、その一方で本発明により80%を超えるTWLT値を達成することができる。このTWLT値はASTM:E1331及びE1164により、有利にはHunterlab-Coloimeter-D25モデルの使用下で測定される。
【0063】
この艶消しされた外観は不透明性又は光透過度測定(濁り測定)を用いて測定されることができる。この不透明値が高いほどこのカバー力又は非識別能力(Unkenntlichkeitsvermoegen)がより一層良好である。艶消しされた外観を達成するために、この不透明度は少なくとも10%であることが望ましい。ポリマー粒子の負荷及び屈折率における相違は不透明数により表現される、試料のカバー力に影響を及ぼす。不透明値の測定は、有利には規定ASTM D2805−80、ASTM D589−65、TAPPI T−425及びTAPPI T−519により行われる。
【0064】
本発明による組成物及びここから更に得られる成形体は、有利にはDIN5033/7による光透過度TD65少なくとも50%、有利には少なくとも55%、特に有利には少なくとも70%、特に80%〜90%未満の範囲内の値を有する。
【0065】
本発明の組成物から得られる成形体は有利には、DIN5036によりLMT社のLMT-Goniometer-測定装置GO-T-1500を用いて測定した強度半値角(IHW)を5°より大きく60°より小さい範囲内に有する。特に適切であるのは10°より大きく50°より小さい範囲内にあるIHW値である。特に適切であるのは15°より大きく45°より小さい範囲内の値であり、更に一層有利には20°より大きく40°より小さい範囲内のIHWのための値である。
【0066】
この組成物から得られる成形体の引張強さ(ISO527)は、有利には少なくとも20MPa、より有利には少なくとも40MPa、特に有利には少なくとも50MPa、とりわけ少なくとも60MPaである。
【0067】
この組成物から得られる成形体のISO527による弾性率は、衝撃強さのあるポリマーマトリックスの使用の場合には有利には1600MPaより大きく、より有利には1700MPaより大きい。
【0068】
この組成物から得られる成形体のISO179によるシャルピー衝撃強さは、衝撃強さのあるポリマーマトリックスの使用の場合には有利には少なくとも30kJ/m2、より有利には少なくとも40kJ/m2、特に少なくとも50kJ/m2である。
【0069】
この組成物から得られる成形体のISO527による降伏伸びは、有利には3%より大きく、より有利には4%より大きい。
【0070】
この組成物から得られる成形体のISO527による破断点伸びは、有利には少なくとも2%であり、衝撃強さのあるポリマーマトリックスの使用の場合には有利には少なくとも15%、特に少なくとも30%である。
【0071】
本発明の組成物及びここから得られる成形体のビカー軟化温度VET(ISO306−B50)は衝撃強さのないポリマーマトリックスの使用の場合には、有利には少なくとも95℃、より有利には少なくとも97℃、特に有利には少なくとも103℃、とりわけ104℃より大きい。
【0072】
本発明による組成物及びここから得られる成形体のメルトインデックスMVR(ISO1133、230℃/3.8kg)は衝撃強さのあるポリマーマトリックスの使用の場合には有利には少なくとも1.0cm3/10分、有利には少なくとも1.3cm3/10分であり、衝撃強さのないポリマーマトリックスの使用の場合には特に有利には少なくとも3.0cm3/10分、とりわけ4.5cm3/10分である。
【0073】
本発明により得られる成形体は特に、照明、標識又はシンボル、売場及び化粧品販売スタンド、容器、家及び仕事場の装飾、家具適用、シャワードア及び仕事場ドアのために使用できる。本発明は以下の実施例及び比較例により更に説明され、この場合にこれにより本発明の思想が限定されるものではない。
【0074】
以下の材料を使用した:
A1)マトリックス1
マトリックス1として、Evonik Roehm GmbH社のガラスクリアなPLEXIGLAS zk6BRを使用した。この材料の屈折率は1.4933(nD25)であった。
【0075】
A2)マトリックス2
マトリックス2として、Evonik Roehm GmbH社のガラスクリアなPLEXIGLAS 7Nを使用した。この材料の屈折率は1.4939(nD25)であった。
【0076】
B1)パールポリマー1(=パール1)
窒素導入及びパドル撹拌機を備えている100lのV4A鋼反応器中で、50lの脱イオン水中にAl2(SO43×18H2O600g及びナトリウムパラフィンスルホナート6gを85℃での350rpmで撹拌により溶解した。分散剤として使用されるこのアルミニウム化合物は、炭酸ナトリウム264gの添加により沈殿した。
【0077】
次いで、メチルメタクリラート5.9kg、スチレン4.0kg及びグリコールジメタクリラート0.1kgからなるモノマー混合物並びに過酸化ジラウロイル0.2kgを窒素下で添加した。この重合を80℃で140分間、次いで90℃で60分間撹拌しながら実施した。この重合混合物を次いで50℃に冷却し、硫酸(50%)600mlで処理し、分散剤を溶解させた。このパールを濾別し、脱イオン水で洗浄し、20時間50℃で乾燥させた。
【0078】
この粒径の体積平均は、39.7μmであり、この粒径標準偏差は11μmであり、このパールの屈折率は1.5248(nD25)であった。
【0079】
C1)パールポリマー2(=パール2)
製造については、EP1219641、実施例2を参照のこと。
【0080】
この粒径の体積平均は20.4μmであり、この粒径標準偏差は8.4μmであり、このパールの屈折率は1.5174(nD25)であった。
【0081】
B2)パールポリマー3(=パール3)
窒素導入及びパドル撹拌機を備えている15のV2A鋼反応器中で、8127.0mlの脱イオン水中にAl2(SO43×14H2O94.5gを40℃で220rpmでの撹拌により溶解した。このアルミニウム化合物を次いで10%のソーダ溶液378gの添加により沈澱させた。引き続き、ナトリウムC15パラフィンスルホナート0.47g及び1%溶液としての滑剤0.47gの添加を行った。この水相のpH値は約5〜5.5であった。
【0082】
次いでメチルメタクリラート1795.5g、エチルアクリラート75.6g及びグリコールジメタクリラート18.9gからなる混合物並びに過酸化ジラウロイル37.8g、tert−ブチルペル−2−エチルヘキサノアート3.78g及びtert−ドデシルメルカプタン5.67gを窒素下で添加した。この重合を90℃で60分間撹拌しながら(220rpm)実施した。この重合混合物を次いで40℃に冷却し、29mlの硫酸(50%)で酸性化した。このパールを濾別し、脱イオン水で洗浄し、20時間50℃で乾燥させた。
【0083】
この粒径の体積平均は43.1μmであり、この粒径標準偏差は26.7μmであり、このパールの屈折率は1.4888(nD25)であった。
【0084】
C2)パールポリマー4(=パール4)
製造者Sekisui Chemical Co. Ltd(日本国)による名称Techpolymer(R) SBX-8で得られる、8μmの平均粒子直径を有する架橋したポリスチレンパールを使用した。この粒径の体積平均は8.2μmであり、この粒径標準偏差は3.1μmであり、このパールの屈折率は1.5891(nD25)であった。
【0085】
この成分を相互に混合し、その特性について検査した。そのつどの成分の割合は第1表から取り出すことができる。
【0086】
第1表:組成(質量割合は括弧中)
【表1】

【0087】
一軸スクリュー押出機を用いて個々の成分を混合した。
【0088】
この体積−流動指数MVR(試験規定ISO1133:1997)を測定した。
【0089】
この混合した成形材料から試験体を射出成形及びストリップ押出(Baendchenextrusion)により製造した。この加工の際にストリップ押出でも同様に射出成形でも金属摩耗を確認しなかった。この相応する試験体を以下の方法により試験した:
ビカー(16時間/80℃):ビカー軟化温度の測定(試験規定DIN ISO306:1994年8月)
SZ(シャルピー 179/1eU):シャルピー衝撃強さ測定(試験規定:ISO179:1993)
弾性率:弾性率の測定(試験規定:ISO527−2)
引張強さ:破断応力(試験規定:ISO527;5mm/分)、降伏応力(試験規定:ISO527;50mm/分)の測定
降伏伸び 降伏伸びの測定(試験規定:ISO527;50mm/分)
破断伸び (名目上の)破断伸びの測定(試験規定:ISO527)
透過度(T):DIN5036による
強度半値角(IHW):LMT社のLMT-Goniometer測定装置GO-T-1500を用いてDIN5036に応じて測定
表面粗度:DIN4768による粗度大きさRa、Rz及びRt。Ra値<2μmが0.8mmのカットオフを用いて、Ra≧2μで2.5mmのカットオフを用いて算出された。この粗度測定をTalysurf 50型(製造者:Rank Taylor Hobson GmbH)を用いて実施した。
【0090】
第2表は、この得られた結果をまとめる。本発明による解決策により、艶消し及び構造化した表面特性を有する成形体が得られることが認識される。成形体の粗度は高められ、同時に、これは少ないエネルギー損失でもって極めて良好に光を散乱する。
【0091】
【表2】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリマーマトリックス及び架橋したポリマー粒子を含有する、艶消し及び構造化した表面特性を有する成形体の製造のための組成物において、
この組成物が、
(i)30μm〜1500μmの範囲内の粒径の体積平均を有する第1の架橋したポリマー粒子、及び
(ii)30μm未満の粒径の体積平均を有する第2の架橋したポリマー粒子を含有し、
その際、この第1のポリマー粒子の屈折率−ポリマーマトリックスの屈折率の差分は、それぞれ25℃で測定して絶対値で0.015未満であり、第2のポリマー粒子の屈折率−ポリマーマトリックスの屈折率の差分は、25℃で測定して絶対値で0.015以上であることを特徴とする組成物。
【請求項2】
第1の架橋したポリマー粒子が、35μm〜500μmの範囲内に粒径の体積平均を有することを特徴とする請求項1記載の組成物。
【請求項3】
第1の架橋したポリマー粒子が、40μm〜150μmの範囲内に粒径の体積平均を有することを特徴とする請求項2記載の組成物。
【請求項4】
第2の架橋したポリマー粒子が、1μm〜30μm未満の範囲内に粒径の体積平均を有することを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項記載の組成物。
【請求項5】
第2の架橋したポリマー粒子が、5μm〜25μmの範囲内に粒径の体積平均を有することを特徴とする請求項4記載の組成物。
【請求項6】
ポリマーマトリックス及び第1のポリマー粒子の屈折率の差分が、25℃で測定して絶対値で0.01未満であることを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項記載の組成物。
【請求項7】
マトリックスポリマーが、C1〜C18−アルキル(メタ)アクリラートのホモ−及びコポリマーを含み、これは場合により更にこれとは異なるモノマー単位を含有できることを特徴とする請求項1から6までのいずれか1項記載の組成物。
【請求項8】
第1のポリマー粒子が、C1〜C18−アルキル(メタ)アクリラートのホモ−又はコポリマーを含み、これが場合により更にこれとは異なるモノマー単位を含有できることを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項記載の組成物。
【請求項9】
第2のポリマー粒子が、少なくとも1の芳香族残基を有する繰り返し単位を含有することを特徴とする請求項1から8までのいずれか1項記載の組成物。
【請求項10】
ポリマー粒子が、アリルメタクリラート、ジビニルベンゼン及び/又はエチレングリコールジメタクリラートとの架橋により得られることを特徴とする請求項1から9までのいずれか1項記載の組成物。
【請求項11】
a.ポリマーマトリックス20.0質量%〜90質量%、
b.第1のポリマー粒子0.1質量%〜20.0質量%、及び
c.第2のポリマー粒子0.1質量%〜20.0質量%を全質量に対してそれぞれ含有することを特徴とする請求項1から10までのいずれか1項記載の組成物。
【請求項12】
請求項1記載の組成物の成形により得られる、艶消し及び構造化した表面特性を有する成形体。
【請求項13】
請求項1記載の組成物の押出により得られる請求項12記載の成形体。
【請求項14】
3mmの厚さで少なくとも10%の強度半値角及び少なくとも10μmの平均化した粗さ深さRzを有する請求項12又は13記載の成形体。
【請求項15】
照明、標識及びシンボル、売場、化粧品販売スタンド、容器、家の又は仕事場の装飾、家具適用、シャワードア及び仕事場ドアのための部材としての請求項12、13又は14記載の成形体の使用。

【公表番号】特表2011−506653(P2011−506653A)
【公表日】平成23年3月3日(2011.3.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−537341(P2010−537341)
【出願日】平成20年8月29日(2008.8.29)
【国際出願番号】PCT/EP2008/061352
【国際公開番号】WO2009/074358
【国際公開日】平成21年6月18日(2009.6.18)
【出願人】(390009128)エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (293)
【氏名又は名称原語表記】Evonik Roehm GmbH
【住所又は居所原語表記】Kirschenallee,D−64293 Darmstadt,Germany
【Fターム(参考)】