JP2023501248A - セルｐｖｃ用の官能化加工助剤ブレンド - Google Patents

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Abstract

発泡密度を低減する方法は、低減された密度を示す発泡ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）部材をもたらす。発泡ＰＶＣ部材は、少なくともＰＶＣ樹脂と加工助剤ブレンドを含む。加工助剤ブレンドは、（ブレンドの重量に基づいて）１重量％～６０重量％の官能化加工助剤、及び（ブレンドの重量に基づいて）９９重量％～４０重量％の非官能化加工助剤を含む。官能化加工助剤は、反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、又はカルボン酸官能基で官能化された少なくとも１つのベースポリマーを含む。加工助剤ブレンドを含む発泡ＰＶＣ部材と、非官能化加工助剤のみを含み、官能化加工助剤を含まない参照発泡ＰＶＣ部材が同様のプロセス条件及び添加剤で製造された場合、加工助剤ブレンドを含む発泡ＰＶＣ部材はより低い密度を有する。

Description

本開示は、ポリ塩化ビニル（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＰＶＣ）配合物及び他の熱可塑性ポリマーで使用される加工助剤に関する。より具体的には、本開示は、発泡ＰＶＣ部材及び他の発泡熱可塑性ポリマー部材の密度を低減することができる加工助剤に関する。
発泡ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂は、一般に化学的に不活性で、水や環境の腐食に耐性があり、優れた電気的及び熱的絶縁を提供し、広い温度範囲で性能を維持できる。ポリ塩化ビニル（一般に「ＰＶＣ」又は「ビニル」とも呼ばれる）で使用される商業的な重合プロセス及び重合後プロセス技術（例えば、押出成形、射出成形、ブロー成形など）は成熟している。この製造の根幹は、ＰＶＣが示す基本的な特性とともに、発泡ＰＶＣ含有製品の急増につながっている。例えば、発泡ＰＶＣ部材は、構造及び装飾建築材料として使用される。ビニル製品は耐久性があり、リサイクル可能で、メンテナンスが簡単である。それらは真菌及びカビの成長に耐性があり、腐敗、腐食、亀裂、剥離、又は昆虫の侵入による影響を受けない。ビニル製品は優れた耐火性を示し、発火性、可燃性、発熱性、燃焼速度、延焼性、及び発煙に関するほとんどの建築基準を満たしている。ビニル製品は通常、全体が同じ色であるため、小さな傷では塗装や修理の必要がなく、石鹸と水で洗うことで美観を簡単に維持できる。さらに、発泡ＰＶＣ建築製品を塗装することができる。適切に設置及び保守された場合、ビニル製品は、長持ちする美観、信頼性の高い性能、及び継続的なエネルギー節約を提供する。
顔料をＰＶＣ配合物に分散させると色が出るが、マット剤を配合物に組み込むと、最終的なＰＶＣ製品が示す表面の光沢を変えることができる。
ＰＶＣは、配合の母材樹脂として単独で使用できる。ＰＶＣは、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリルスチレンアクリレートコポリマー、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー、及びポリフッ化ビニリデンを含むアクリルなどの他の熱可塑性樹脂とブレンドして、アロイを形成することもできる。次に、これらのＰＶＣアロイは、同様に顔料やマット剤などのさまざまな添加剤と配合して、ＰＶＣ配合物として目的の外観を実現できる。これらのＰＶＣアロイは、同様の重合後プロセスを使用して最終製品を生成するＰＶＣ樹脂と同様の容量で使用することもできる。
他の熱可塑性樹脂も、同様の重合後プロセスを使用して、ＰＶＣ樹脂又はＰＶＣアロイと同様の容量で使用して、最終的な発泡製品を生成することができる。これらの樹脂には、アクリルポリマー、スチレン系樹脂、ポリオレフィン、ＰＶＣブレンド、ＰＶＣアロイ、ポリカーボネート、ポリウレタン、フルオロポリマー、及びそれらの混合物が含まれる。
米国特許第３，３０１，９１９号は、２０～９８．５重量％のメタクリル酸メチル、０．５～４０重量％のアクリル酸エチル及び１～４０重量％のグリシジルメタクリレートの混合物を重合することによって得られる実質的に直鎖のコポリマーを含むポリ塩化ビニルの加工助剤を開示しており、グリシジルメタクリレート単位の少なくとも８５％におけるオキシラン環は保たれる。
韓国特許第１０１０３０５１３号は、塩化ビニル樹脂の加工助剤として使用されるメタクリル酸コポリマーの製造方法を開示している。この方法は、以下のステップ：水溶性開始剤及び乳化剤の存在下でモノマー混合物を重合して、ポリマーラテックスを調製すること；及びポリマーラテックスを固化すること、を含む。モノマー混合物は、６０～８５重量％のメタクリル酸メチル、１５～３０重量％のアクリル酸アルキル系化合物、及び１～１０重量％のエポキシド系化合物を含む。
本出願は、２０１７年３月２３日に出願された米国出願第１６／０８１，０５５号（これは、２０１６年３月２５日に提出された米国仮出願第６２／３１３，１８７号の優先権を主張する。）及び２０１８年９月２５日に提出されたＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０５２６２４（これは、２０１７年９月２７日に提出された米国仮出願第６２／５６３，８４１号の優先権を主張する。）を参照により本明細書に完全に組み込む。
本発明は、全体に、加工助剤ブレンドを含む、発泡ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）及び他の熱可塑性ポリマー及び樹脂を提供する。加工助剤ブレンドは、（加工助剤ブレンドの重量に基づいて）約１重量％～約６０重量％の官能化加工助剤、及び（加工助剤ブレンドの重量に基づいて）約９９重量％～約４０重量％の非官能化加工助剤を含む。官能化加工助剤は、官能化加工助剤の総重量に基づいて、０．５重量％～３５重量％の量の反応性エポキシ、反応性ヒドロキシル、反応性β－ケトエステル、反応性β－ケトアミド、又は反応性カルボン酸官能基で官能化された少なくとも１つのベースポリマーを含む。
別の実施形態では、加工助剤ブレンドは、（加工助剤ブレンドの重量に基づいて）約１～約２４重量％、好ましくは１０重量％、より好ましくは約１～約２０重量％の官能化加工助剤、及び約９９～約７６重量％、好ましくは９０％、より好ましくは約８０～９９重量％の非官能化加工助剤を含む。官能化加工助剤は、官能化加工助剤の総重量に基づいて、０．１重量％～３５重量％の量の反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、又はカルボン酸官能基で官能化された少なくとも１つのベースポリマーを含む。
本発明の加工助剤ブレンドを含む発泡ＰＶＣ又はＰＶＣアロイは、非官能化加工助剤のみを含む同様の発泡ＰＶＣ又はＰＶＣアロイと比較して密度が低下している。本発明はまた、加工助剤ブレンドを含まないそのような材料と比較して、前記密度を低減する方法を提供する。
加工助剤ブレンドを含む発泡ＰＶＣ又は他の熱可塑性ポリマー又はブレンド又はアロイもまた、加工助剤ブレンドを含まない同様の材料と比較して改善されたセル構造を示す。発泡ＰＶＣ又は他の熱可塑性ポリマー／樹脂部材は、ＰＶＣなどのポリマー又は樹脂；及び加工助剤ブレンドを含む。ＰＶＣ又は他の熱可塑性ポリマー／樹脂と加工助剤ブレンドで作製された発泡部材は、加工助剤ブレンドが使用されていない類似の発泡部材と比較した場合、密度が低くなる。ＰＶＣ又は他の熱可塑性ポリマー／樹脂で作製された部材は、自動車製品、建築材料、家庭用品又は台所用品、床材、医療又は事務用品、電子製品、アパレル、又はパーソナルケア若しくはその他の消費者製品の包装に使用できる。
官能化及び非官能化加工助剤のブレンドを含むＰＶＣ又はＰＶＣアロイは、非官能化加工助剤のみ（官能化加工助剤なし）で製造された発泡体と比較して、溶融粘度及び溶融強度の増加を示し、それによって生成される発泡体の密度の低下及びセル構造の改善に寄与できる。
官能化加工助剤は、官能化加工助剤の総重量に基づいて、約０．１重量％～約３５重量％の量の反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、又はカルボン酸官能基で官能化された少なくとも１つのベースポリマーを含む。加工助剤のブレンドは、ＰＶＣ配合物では約０．１～約２５重量部（ｐｈｒ）、又は約０．１～約１２重量部、その他の（すなわち、非ＰＶＣ）熱可塑性樹脂部材では０．１～約２０重量部の量で存在し得る。望ましい場合、官能化加工助剤は、当該加工助剤の総重量に基づいて、少なくとも０．１重量％又は好ましくは少なくとも１重量％の反応性官能基で官能化され得る。官能化加工助剤中の反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、又はカルボン酸官能基は、（メタ）アクリル酸のヒドロキシル置換アルキルエステル；直鎖若しくは分岐カルボン酸のビニルエステル；不飽和Ｃ3～Ｃ6モノカルボン酸及び不飽和Ｃ4～Ｃ6ジカルボン酸；エポキシ基含有モノマー；（メタ）アクリル酸のβ－ケトエステル；（メタ）アクリル酸のβ－ケトアミド；又はそれらの混合物から誘導され得る。
ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）又は他の熱可塑性樹脂部材の密度を低減する方法は、ＰＶＣ又は他の母材熱可塑性樹脂、加工助剤ブレンド、発泡剤（ｂｌｏｗｉｎｇ ａｇｅｎｔ、ＢＡ）、及び例えば安定剤と潤滑剤を含む他の添加剤を組み合わせることを含む。発泡剤は、化学的発泡剤（ＣＢＡ）又は物理的発泡剤又はそれらの組み合わせであり得る。次に、ＰＶＣ樹脂、加工助剤ブレンド、及びＢＡを組み合わせて、発泡性ＰＶＣ組成物を形成する。次に、発泡性ＰＶＣ組成物は、押出されるか、又は当技術分野で知られているようなポリマープロセス装置で処理され、発泡ＰＶＣ部材を形成し得る。当業者は、例えば、ＰＶＣ、加工助剤ブレンド、及びＣＢＡを一緒に押出機のホッパーに入れ、次に一緒に混合して、押出プロセスによって形成するプロセスのように、組み合わせ工程と成形工程を組み合わせることができることを容易に理解することができる。得られた発泡ＰＶＣ部材は、非官能化加工助剤のみ（官能化加工助剤なし）が使用されている類似の発泡ＰＶＣ部材と比較すると、低下した密度を示す。
密度低減方法は、加工助剤のブレンドがＰＶＣ配合物内のＰＶＣ樹脂で約０．１～約１５重量部、又はその他の熱可塑性樹脂部材で０．１～約２５重量部の量で存在することを含み得る。望ましい場合、加工助剤ブレンドにおける官能化加工助剤は、官能化加工助剤の総重量に基づいて、少なくとも０．１重量％の反応性官能基で官能化され得る。加工助剤ブレンドにおける官能化加工助剤中の反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、又はカルボン酸官能基は、（メタ）アクリル酸のヒドロキシル置換アルキルエステル；直鎖若しくは分岐カルボン酸のビニルエステル；不飽和Ｃ3～Ｃ6モノカルボン酸及び不飽和Ｃ4～Ｃ6ジカルボン酸；エポキシ基含有モノマー；（メタ）アクリル酸のβ－ケトエステル；（メタ）アクリル酸のβ－ケトアミド；又はそれらの混合物から誘導され得る。反応性官能化加工助剤は、例えば、官能化加工助剤がグリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）及び／又は（ヒドロキシエチル）メタクリレート（ＨＥＭＡ）から誘導される場合、又は上記の化合物のいずれかの混合物から誘導される場合のように、複数のタイプの官能基を含み得る。官能化加工助剤のベースポリマーは、アクリルポリマー又はコポリマーから構成され得る。非官能化加工助剤のベースポリマーもまた、アクリルポリマー又はコポリマーから構成され得る。このアクリルポリマー又はコポリマーは、ビニル又は（メタ）アクリル含有モノマー；スチレン若しくはスチレン誘導体；オレフィン；ジエン；又はそれらの混合物から誘導することができる。官能化加工助剤は、約５０，０００ｇ／モル以上の重量平均分子量（Ｍw）を有し得る。
適用可能なさらなる分野は、本明細書で提供される説明から明らかである。説明及び特定の例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図していないことを理解されたい。
本明細書に記載されている図面は、例示のみを目的としており、いかなる方法でも本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
図１は、本開示の特定の実施形態による様々な加工助剤ブレンドの効果、及びＰＶＣ組成物の溶融強度及び伸展性に対する比較加工助剤の効果のプロットである。 図２は、本開示の実施形態による加工助剤ブレンド及び比較加工助剤を使用して作製された発泡ＰＶＣ部材の密度のプロットである。 図３は、本開示の実施形態による加工助剤ブレンド及び比較加工助剤を使用して作製された発泡ＰＶＣ部材の代表的な光学顕微鏡画像を示す。 図４は、ＰＶＣの溶融強度が低すぎる場合に形成されるセル構造のボイドの光学顕微鏡画像を示す。
以下の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示又はその用途又は使用を制限することを決して意図するものではない。例えば、本明細書に含まれる教示に従って製造及び使用されたポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）配合物は、その組成及び使用をより完全に説明するために、「ＰＶＣ」又は「ビニル」トリムボード、モールディング、窓、及びドアと併せて本開示を通して説明され得る。他の用途又は製品へのそのようなＰＶＣ配合物の組み込み及び使用は、本開示の範囲内であると考えられる。他の用途又は製品において他の熱可塑性ポリマー／樹脂を使用して作製された配合物もまた、本開示の範囲内であると考えられる。このような用途には、自動車製品、建築材料、床材、家庭用品又は台所用品、医療又は事務用品、アパレル、又はパーソナルケア若しくはその他の消費者製品の包装が含まれるが、これらに限定されない。説明全体を通して、対応する参照番号は、類似又は対応する部品及び特徴を示すことを理解されたい。
本開示は、全体に、官能化及び非官能化加工助剤のブレンドを含む発泡ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、発泡ＰＶＣアロイ、又は他の発泡熱可塑性樹脂部材を提供する。そしてそれは、非官能化加工助剤のみ（官能化加工助剤なし）を使用して製造された類似の発泡部材と比較して、低下した密度を示す。より具体的には、発泡ＰＶＣ、発泡ＰＶＣアロイ、又は他の熱可塑性樹脂成分は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）又は他の熱可塑性樹脂、及び加工助剤ブレンドを含む。加工助剤ブレンドは、重量Ｑに基づいて、１重量％～６０重量％の官能化加工助剤、及び重量Ｑに基づいて、９９重量％～４０重量％の非官能化加工助剤を含み、又は本質的にそれらからなり、又はそれらからなる。官能化加工助剤は、官能化加工助剤の総重量に基づいて、０．１重量％～３５重量％の量の反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、又はカルボン酸官能基で官能化された少なくとも１つのベースポリマーを含み、又は本質的にそれらからなり、又はそれらからなる。非官能化加工助剤は特に限定されないが、それは反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、又はカルボン酸官能基を含まない。重量Ｑの加工助剤ブレンドを含む発泡ＰＶＣ部材と、重量Ｑに基づいて、１００重量％の非官能化加工助剤を含む参照発泡ＰＶＣ部材が同様のプロセス条件及び添加剤で製造された場合、加工助剤ブレンドを含む発泡ＰＶＣ部材は、重量Ｑに基づいて１００重量％の非官能化加工助剤を含む参照発泡ＰＶＣ部材より密度が低い。
官能化加工助剤（ｆ－ＰＡ）と非官能化加工助剤（ｎｏｎ－ｆ ＰＡ）のブレンドは、驚くべきことに密度を低下させ、得られる発泡体のセル構造、形態、外観を改善し、同じ加工条件、発泡剤などを使用して製造されたが、非官能化加工助剤のみを含み、官能化加工助剤を含まない発泡部材と比較した場合、発泡ＰＶＣ又はその他の熱可塑性樹脂部材が示す機械的特性を維持又は改善できる。さらに、官能化及び非官能化加工助剤のブレンドを使用して製造された発泡体のセル構造、形態、及び外観は、同じプロセスで製造された同様の発泡体（官能化加工助剤のみを含み、非官能化加工助剤を含まない）よりも驚くほど優れている。したがって、本明細書に開示される官能化加工助剤と非官能化加工助剤のブレンドは、どちらかの加工助剤を単独使用するよりも、驚くべきことに、密度の低下、改善されたセル構造、改善されたセル形態、及び改善されたセル外観のうちの少なくとも１つに関して、より良好な発泡ＰＶＣ部材を生成する。さらに、官能化及び非官能化加工助剤のブレンドを含むＰＶＣ又はＰＶＣアロイは、改善された溶融粘度及び溶融強度を示し、それは、非官能化加工助剤のみで作製された発泡体と比較して、それによって生成される発泡体のより低い密度及び改善されたセル構造に寄与する。
加工助剤のブレンドを添加すると、実質的に影響を受けないか、強化される機械的特性と溶融レオロジーとして、衝撃特性及び密度、ならびに発泡ＰＶＣ又は他の熱可塑性樹脂配合物の加工性（例えば、押出）に関連するパラメーターが含まれるが、これらに限定されない。
本開示の別の態様によれば、非官能化加工助剤のみを含み、官能化加工助剤を含まない類似の発泡ＰＶＣ部材と比較して、官能化及び非官能化加工助剤ブレンドを含む発泡ＰＶＣ部材の密度の低下は、加工助剤ブレンドを含む組成物における少なくとも２％低い（例えば、密度が０．５ｇ／ｃｃの製品に対して０．１ｇ／ｃｃ）密度により特徴づけられ得る。
加工助剤ブレンド
理論に拘束されることを望まないが、本明細書で定義される発泡ポリ塩化ビニル処理で使用される加工助剤ブレンドにおける官能化加工助剤は、同じく加工助剤ブレンドに含まれる従来の非官能化加工助剤と比較して、ポリ塩化ビニルマトリックスに異なる影響を及ぼす。
加工助剤のブレンドにおける官能化加工助剤は、反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、又はカルボン酸官能基で合成されたアクリルポリマー又はコポリマーを含む。発泡ＰＶＣ又は他の熱可塑性樹脂成分を形成することができる方法の例には、押出プロセスが含まれるが、これに限定されない。したがって、官能化及び非官能化加工助剤のブレンドを含むＰＶＣ又はＰＶＣアロイは、実質的に同じ又はさらに増加した溶融粘度及び増加した溶融強度を示し得、これは、非官能化加工助剤のみで製造されたそのような発泡体と比較して、製造された発泡体のより低い密度及び改善されたセル構造に寄与し得る。
発泡又は発泡性ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）配合物である加工助剤ブレンドで使用される非官能化加工助剤は、典型的には、そのような加工中に反応性ではないアクリレート及びメタクリレートモノマーから構成される。加工助剤ブレンド中の非官能化加工助剤はまた、ＰＶＣ及び発泡ＰＶＣを処理する技術において既知であり、使用されているような従来の加工助剤を含み得る。非限定的な例は、塩素化ポリエチレン（ＰＥ－Ｃ）、ポリオレフィン系の加工助剤（例えば、酸化ポリエチレン）、ＥＶＡ系ポリマー、ポリエステル系ポリマー（例えば、ケトンエチレンエステルであるＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ））、ＡＢＳ、及び／又はスチレン系ポリマーである。
本開示の加工助剤ブレンドの官能化加工助剤は、乳化重合を含むがこれに限定されない、当技術分野で知られている任意の方法に従って作製することができる。同様に、本開示の加工助剤ブレンドの非官能化加工助剤は、乳化重合を含むがこれに限定されない、当技術分野で知られている任意の方法に従って作製することができる。
官能化又は非官能化加工助剤はいずれも、様々な異なる組成及び分子量を有する、「アクリル」ポリマー又はそれをベースポリマーとしてのコポリマーから構成され得る。それらは、ＰＶＣ樹脂又は他の熱可塑性樹脂よりも分子量が高い可能性がある。特にＰＶＣ樹脂では、ＰＶＣ樹脂との相容性が非常に高いため、これらの加工助剤（官能化又は非官能化）は、融合の初期段階（すなわち、例えば押出機の供給セクションでの成形プロセスの開始時にポリマーペレット又は粒子が溶融すること）でのＰＶＣ粒子の粒子間混合を助けることができる。
本開示の加工助剤ブレンドの官能化加工助剤は、約５０，０００ｇ／モルを超える重量平均分子量（モル質量（Ｍw）とも呼ばれる）を有し得る。あるいは、加工助剤の重量平均分子量は約１００，０００ｇ／モルを超える。あるいは、加工助剤の重量平均分子量（Ｍw）は約２５０，０００ｇ／モル以上である。あるいは、加工助剤の（Ｍw）可溶性画分は、約５０，０００ｇ／モル～約１５００万ｇ／モル、あるいは約７５０，０００ｇ／モル～約１２００万ｇ／モルである。官能化加工助剤の重量平均分子量は、６０，０００ｇ／モル、７０，０００ｇ／モル、８０，０００ｇ／モル、９０，０００ｇ／モル、１００，０００ｇ／モル、１５０，０００ｇ／モル、２００，０００ｇ／モル、２５０，０００ｇ／モル、３００，０００ｇ／モル、３５０，０００ｇ／モル、４００，０００ｇ／モル、４５０，０００ｇ／モル、５００，０００ｇ／モル、５５０，０００ｇ／モル、６００，０００ｇ／モル、６５０，０００ｇ／モル、７００，０００ｇ／モル、７５０，０００ｇ／モル、８００，０００ｇ／モル、８５０，０００ｇ／モル、９００，０００ｇ／モル、９５０，０００ｇ／モル、１，０００，０００ｇ／モル、１，５００，０００ｇ／モル、２，０００，０００ｇ／モル、２，５００，０００ｇ／モル、３，０００，０００ｇ／モル、３，５０００，０００ｇ／モル、４，０００，０００ｇ／モル、４，５００，０００ｇ／モル、５，０００，０００ｇ／モル、５，５００，０００ｇ／モル、６，０００，０００ｇ／モル、６，５００，０００ｇ／モル、７，０００，０００ｇ／モル、７，５００，０００ｇ／モル、８，０００，０００ｇ／モル、８，５００，０００ｇ／モル、９，０００，０００ｇ／モル、９，５００，０００ｇ／モル、１０，０００，０００ｇ／モル、１０，５００，０００ｇ／モル、１１，０００，０００ｇ／モル、１１，５００，０００ｇ／モル、又は１２，０００，０００ｇ／モルであり得る。
重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ｇｅｌ ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ、ＧＰＣ）を含むがこれに限定されない任意の既知の方法によって測定することができる。分子量測定の上限は、ポリマー加工助剤間の架橋の発生によって影響を受け得る。
加工助剤の可溶性部分の分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を使用して、様々な既知の方法及び手順によって決定することができる。そのような方法の１つは、２つのＰＬゲル混合Ａカラム及びガードカラムを備えた示差屈折計を利用する。加工助剤の可溶性部分の１５０μＬの注入量である０．５ｍｇ／ｍＬの濃度のＴＨＦ溶液が３５℃の温度でカラムに注入される。カラムを介した加工助剤の溶出は、１．０ｍＬ／ｍｉｎのＴＨＦ溶媒（ＨＰＬＣグレード）の流速を使用して実行される。加工助剤の各サンプルは、フィルタリングされていない状態でテストされる。テストされた各サンプルのクロマトグラムが取得され、分析される。モル質量値は、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）検量線に対して計算される。ＧＰＣ方法論に関する詳細は、ＡＳＴＭ Ｄ４００１－１３（ＡＳＴＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、Ｗｅｓｔ Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ、ペンシルベニア州）に記載されている。
各サンプルの合計３回の注入を平均して、平均分子量（Ｍｗ）を取得した。テストされたサンプルの平均分子量（Ｍｗ）は、約５０，０００ｇ／モルから約５００万ｇ／モルの範囲であった。試験した各サンプルの重量平均と数平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）として定義される多分散度は、約１０～約２０であると測定された。
一実施形態では、本発明の官能化加工助剤は、驚くべきことに、有機溶媒に不溶性を示す。言い換えれば、本発明の官能化加工助剤は、可溶性及び不溶性の画分を有することができる。この場合、不溶性画分の分子量は無限大と見なされ、ＧＰＣで測定することはできない。ただし、可溶性画分の分子量は測定できる。可溶性画分の分子量範囲は、５００ｇ／モル～約１，０００万ｇ／モル、５０万～約７００万ｇ／モル、５０万～約６００万ｇ／モル、又は５０万～約５００万ｇ／モルであり得る。加工助剤の可溶性及び不溶性画分は、アセトン、テトラヒドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ、ＴＨＦ）、又はメチルエチルケトン（ｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｙｌ ｋｅｔｏｎｅ、ＭＥＫ）などの溶媒を使用した抽出技術を使用して決定できる。加工助剤の不溶性画分の範囲は、（重量で）１％～約９５％、１０％～約９０％、４０％～約９０％、５０％～約９０％、６０％～約９０％、又は６０％～約８５％であり得る。あるいは、不溶性画分の範囲は、約２％～約７０％；又は約４％～約５５％、好ましくは約１０～５０％、より好ましくは約２０～４５％、さらにより好ましくは約２５～４０％であり得る。
官能化加工助剤は、０℃以上で最大約１５０℃のガラス転移温度（Ｔg）を示す。あるいは、加工助剤のＴgは、約６０℃～約１２５℃、好ましくは、約６０℃～約８５℃の範囲内である。加工助剤のＴgは、示差走査熱量測定（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ、ＤＳＣ）を含む任意の既知の方法を使用して、粉末又は前記粉末から形成されたプレスバーのいずれかとして測定することができる。
各ＤＳＣ測定値は、－７５℃～１６０℃の温度範囲で、２０℃／分の加熱速度と１０℃／分の冷却速度を使用して取得される。Ｔgは、各サンプル配合について得られた少なくとも２つの測定値の平均として決定される。ＤＳＣ方法論の詳細は、ＡＳＴＭ Ｅ１３５６－０８（２０１４）（ＡＳＴＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、Ｗｅｓｔ Ｃｏｎｓｈｏｈｏｃｋｅｎ、ペンシルベニア州）に記載されている。加工助剤のガラス転移温度（Ｔg）は、粉末又は粉末から形成されたバーのいずれかとして決定できる。粉末は、高圧（例えば、２５トン）下で高温（例えば、２１５℃）にさらされると、バーにプレスされ得る。
官能化加工助剤は、エチレン性不飽和モノマーから誘導されたベースポリマー又はコポリマーを含む。これには、アクリル酸又はメタクリル酸の直鎖又は分岐アルキルエステルなどのビニル及び（メタ）アクリル含有モノマー；スチレン及びスチレン誘導体；エチレンなどのオレフィン；ブタジエンなどのジエン；及びそれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。アクリル酸又はメタクリル酸の直鎖又は分岐アルキルエステルが好ましい。ビニル及び（メタ）アクリル含有モノマーのいくつかの特定の例には、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート（ＢＭＡ）、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、及びそれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。メチル（メタ）アクリレート及びエチル（メタ）アクリレートが好ましい。あるいは、官能化加工助剤のベースポリマー又はコポリマーは、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリ（ブチルアクリレート）、ポリ（エチルアクリレート）、ポリ（メチルメタクリレート－スチレン）コポリマー、又はそれらの混合物であり得る。あるいは、官能化加工助剤のベースポリマーは、ＰＶＣマトリックスとの相容性の観点から好ましいポリ（メチルメタクリレート）を含む。必要に応じて、ポリ（アクリル酸ブチル）やポリ（アクリル酸エチル）などの他のアクリレートを１０～３０重量％のレベルで添加して、官能化加工助剤のガラス転移温度（Ｔg）と溶融特性を制御できる。
一実施形態では、ベースポリマーは、グリシジル（メタ）アクリレートで官能化されている。一実施形態では、ベースポリマーは、グリシジルメタクリレート、又はグリシジルアクリレート、又はそれらの混合物から誘導される反応性エポキシ官能基で官能化される。
発泡ＰＶＣ又は他の発泡熱可塑性樹脂成分を形成するためにＰＶＣ又は他の熱可塑性樹脂配合物に添加される加工助剤ブレンドで使用される官能化加工助剤は、官能化加工助剤の総重量に基づいて、約０．１重量％～約３５重量％の量の反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、又はカルボン酸官能基、又はそれらの混合物で官能化されている。あるいは、官能化加工助剤における反応性基の官能化のロードは、約１重量％～約２５重量％である。あるいは、官能化加工助剤は、官能化加工助剤の総重量に基づいて、少なくとも約１重量％～約２０重量％、又は好ましくは２％～約２０％、又は好ましくは少なくとも約３重量％～約２０重量％、より好ましくは約５重量％～約１０重量％の反応性官能基を含む。官能化加工助剤は、官能化加工助剤の総重量に基づいて、少なくとも約０．１重量％、又は約０．２重量％、又は約０．３重量％、又は約０．４重量％、又は約０．５重量％、又は約０．６重量％、又は約０．７重量％、又は約０．８重量％、又は約０．９重量％、又は約１．０重量％、又は約１．５重量％、又は約２．０重量％、又は約２．５重量％、又は約３．０重量％、又は約３．５重量％、又は約４．０重量％、又は約４．５重量％、又は約５．０重量％、又は約６．０重量％、又は約７．０重量％、又は約８．０重量％、又は約９．０重量％、又は約１０．０重量％、又は約１１．０重量％、又は約１２．０重量％、又は約１３．０重量％、又は約１４．０重量％、又は約１５．０重量％、又は約１６、又は約１７、又は約１８重量％、又は約１９重量％、又は約２０．０重量％、又は約２１．０重量％、又は約２２．０重量％、又は約２３．０重量％、又は約２４．０重量％、又は約２５．０重量％、又は約２６．０重量％、又は約２７．０重量％、又は約２８．０重量％、又は約２９．０重量％、又は約３０．０重量％、又は約３１．０重量％、又は約３２．０重量％、又は約３３．０重量％、又は約３４．０重量％、又は約３５重量％の反応性官能基（又はそのような基の混合物）を含み得る。
組成物に使用される加工助剤ブレンドの総量における非官能化加工助剤に対する官能化加工助剤の重量の比率は、１：９９～約６０：４０；あるいは、約２：９８；又は約３：９７；又は約４：９６；又は約５：９５；又は約６：９４；又は約７：９３；又は約８：９２；又は約９：９９；又は約１０：９０；又は約１１：８９；又は約１２：８８；又は約１３：８７；又は約１４：８６；又は約１５：８５；又は約１６：８４；又は約１７：８３；又は約１８：８２；又は約１９：８１；又は約２０：８０；又は約２１：７９；又は約２２：７８；又は約２３：７７；又は約２４：７６；又は約２５：７５；又は約２６：７４；又は約２７：７３；又は約２８：７２；又は約２９：７１；又は約３０：７０；又は約３１：６９；又は約６２：７８；又は約６３：６７；又は約３４：６６；又は約３５：６５：；又は約３６：６４；又は約３７：６３；又は約３８：６２；又は約３９：６１；又は約４０：６０；又は約４１：５９；又は約４２：５８；又は約４３：５７；又は約４４：５６；又は約４５：５５；又は約４６：５４；又は約４７：５３；又は約４８：５２；又は約４９：５１又は約５０：５０；又は約５１：４９又は約５２：４８；又は約５３：４７；又は約５４：４６；又は約５５：４５；又は約５６：４４又は約；５７：４３；又は約５８：４２；又は約５９：４１；又は約６０：４０の範囲であり得る。
加工助剤ブレンドの官能化及び非官能化加工助剤は、粉末又は粒子又はペレット化された形態又はそれらの組み合わせで使用することができる。加工助剤ブレンドは、官能化及び非官能化加工助剤の同時噴霧乾燥ブレンドであり得る。加工助剤ブレンドは、本明細書に開示されるような相対的な比率を有する官能化及び非官能化加工助剤のそれぞれの溶融ブレンド及びペレット化又は粉末化された混合物であり得る。加工ブレンドはまた、本明細書に開示されるような相対的な比率を有する官能化及び非官能化加工助剤のそれぞれのペレット又は粒子又は粉末の乾式ブレンドであり得る。一実施形態では、本明細書に開示される加工助剤ブレンドは、例えば押出機のホッパー内で、ＰＶＣ又は他の熱可塑性樹脂と混合又はブレンドされ得る独立した製品として提供され得る。
官能化加工助剤を含む粉末又は粒子は、反応性基で実質的に官能化されたベースポリマーを含む固体粒子であり得るか、又は官能化加工助剤は、疑似コアシェル粒子を含み得る。官能化加工助剤（ｆ－ＰＡ）は、多段階重合プロセスで調製することができ、それにより、官能化加工助剤は、非官能化ベースポリマーで作られたコアを含む疑似コアシェル粒子に似ており、前記コアの少なくとも一部は、反応性エポキシ、ヒドロキシル、又はカルボン酸官能基を含むシェルでカプセル化されており、これも、加工助剤ブレンドの形になる。
官能化加工助剤の反応性エポキシ、ヒドロキシル、又はカルボン酸基は、エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、又はカルボン酸含有モノマー又はそのようなモノマーの混合物のベースポリマーへの添加から誘導することができる。そのようなモノマーの例には、以下が含まれるが、これらに限定されない：２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸のヒドロキシル置換アルキルエステル；（メタ）アクリル酸のβ－ケトエステル；（メタ）アクリル酸のβ－ケトアミド；直鎖又は分岐カルボン酸（例えば、吉草酸ビニルや、アクリル酸（ＡＡ）などの不飽和Ｃ3～Ｃ6モノカルボン酸、及びマレイン酸やイタコン酸などの不飽和Ｃ4～Ｃ6ジカルボン酸を含む）のビニルエステル；及びグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）などのエポキシ基含有モノマー。アクリル酸（ＡＡ）などの不飽和Ｃ3～Ｃ6モノカルボン酸、及びマレイン酸やイタコン酸などの不飽和Ｃ4～Ｃ6ジカルボン酸；及びグリシジルアクリレート又はグリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）などのエポキシ基含有モノマーが好ましい。アクリル酸、グリシジルアクリレート、及びグリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）がより好ましい。あるいは、官能基は、最も好ましいアクリル酸（ＡＡ）、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）、又はそれらの混合物の添加を介して、加工助剤のベースポリマーに組み込まれ得る。官能化加工助剤はまた、以下からなる群から選択される少なくとも１つの官能基から構成される少なくとも１つの官能化モノマーを重合するステップを含む方法によって調製され得る：ヒドロキシル官能基、エポキシ官能基、β－ケトエステル官能基、β－ケトアミド官能基及びカルボン酸官能基（任意選択に、１つ又は複数の非官能化モノマーと一緒に）。官能化加工助剤はまた、ヒドロキシル官能基、エポキシ官能基、β－ケトエステル官能基、β－ケトアミド官能基及びカルボン酸官能基からなる群から選択される官能基の前駆体である少なくとも１つの官能基からなる少なくとも１つのモノマーを重合することで、ヒドロキシル官能基、エポキシ官能基、β－ケトエステル官能基、β－ケトアミド官能基及びカルボン酸官能基からなる群から選択される官能基の前駆体である少なくとも１つの官能基を含むポリマー加工助剤前駆体を得て、ポリマー加工助剤前駆体に含まれるヒドロキシル官能基、エポキシ官能基、β－ケトエステル官能基、β－ケトアミド官能基及びカルボン酸官能基からなる群から選択される官能基の少なくとも一部を、ヒドロキシル官能基、エポキシ官能基、β－ケトエステル官能基、β－ケトアミド官能基及びカルボン酸官能基からなる群から選択される少なくとも１つの官能基に変換することで、官能化加工助剤を得ることを含む方法によって、調製され得る。
発泡又は発泡性ＰＶＣ配合物に存在する加工助剤ブレンドの量は、ＰＶＣ配合物では約０．１重量部～約１５重量部、又は他の熱可塑性樹脂部材では０．１～約２５重量部の範囲であり得る。あるいは、ＰＶＣ配合物で約０．１重量部～約１０重量部、又は他の熱可塑性樹脂部材で０．１～約１０重量部であり得る。又は、１重量部以上であり得る。本開示の文脈において、「重量部（ｐｈｒ）」という用語は、プラスチック添加剤ポリマーを除く全樹脂ブレンド（例えば、ＰＶＣ／非ＰＶＣブレンドが１００重量部に等しい場合、ＰＶＣと非ＰＶＣポリマーと合計）の１００重量部あたりの部数を意味する。ＰＶＣ又は他の熱可塑性樹脂配合物中に存在する加工助剤ブレンドの量はまた、ＰＶＣ又は他の熱可塑性樹脂配合物の総重量に基づく重量パーセントとして表すことができる。ＰＶＣ配合物における加工助剤ブレンドの使用レベルは、選択されたＰＶＣ配合物のタイプ、及び発泡ＰＶＣ又は他の発泡熱可塑性樹脂成分が利用される用途について定められた仕様に応じて変化し得る。言い換えれば、配合物中の加工助剤ブレンドの量は、密度を達成するために必要な使用レベル、及び発泡成分を利用する所与の用途のセル形態要件（例えば、サイディング、窓のプロファイル、パイプ、発泡シートなど）に基づいて事前に決定され得る。
理論に拘束されることはないが、加工助剤ブレンドは、押出成形又は熱が加えられる他の加工操作中にＰＶＣ配合物の溶融レオロジーを変えることにより、ＰＶＣ樹脂の溶融を促進し得る。加工助剤ブレンドはまた、溶融物の粘度を制御すること、ＰＶＣ樹脂の溶融が発生するときに成分の混合を促進すること、溶融ポリマーブレンドの強度及び伸展性を向上させること、及び、溶融ポリマーブレンドがダイ開口部を離れた直後に発生する体積増加又は膨潤（押出部分が発泡する際のダイスウェルを含むがこれに限定されない）を制御すること、及び、プレートアウトと結晶化度の発生を減らし、長期的な衝撃強度と耐候性を向上させことに役立ち得る。
官能化及び非官能化加工助剤を含む加工助剤ブレンドは、溶融ポリマーブレンドの溶融伸び／伸展性及び弾性を増加させ得る。加工助剤ブレンドはまた、溶融ポリマーブレンドの初期溶融強度も増加させ得る。これらの２つの特性（すなわち、高い溶融強度と高い破断前伸びの組み合わせ）は、例えば、発泡部材のセル構造、セル外観及びセル形態などの特性の改善に寄与することが知られている。ポリマー発泡体のこれらの特性は、発泡体密度の低下、ならびに機械的特性の改善、及び高レベルの充填剤を受け入れる組成物の能力に寄与する。一般に、より高い重量平均分子量を有する官能化加工助剤を含む、本明細書に開示される加工助剤ブレンドは、より高いレベルのダイスウェルをもたらす傾向がある。発泡ＰＶＣ部材を作成する場合は、より高いレベルのダイスウェルが有益であり得る。セルの形態、すなわち、発泡部材中の気泡を含むセルのサイズ及びサイズの範囲は、加工助剤ブレンド中の官能化及び非官能化加工助剤の相対量によって影響を受ける。他の熱可塑性樹脂やＰＶＣでは、官能化加工助剤の量によって光沢が低下する場合がある。
ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂
発泡部材を製造するために使用され、本明細書に開示される加工助剤ブレンドと組み合わされるＰＶＣ樹脂は、当技術分野で知られている任意の方法（溶液、懸濁、又は乳化重合を含むがこれらに限定されない）を使用して、いくつかの異なる分子量で製造することができる。ＰＶＣ樹脂は、限定されないが、剛性ＰＶＣ樹脂、可撓性ＰＶＣ樹脂、ＰＶＣプラスチソル、ならびに１つ又は複数の他の熱可塑性及び／又は熱硬化性樹脂で形成されたＰＶＣの混合物又は組み合わせを含み得る。ＰＶＣ樹脂は、その分子量によって特徴付けられることができ、これは、一般に、固有粘度（ｉｎｈｅｒｅｎｔ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ、ＩＶ）又はＫ値として報告される。一般に、ＰＶＣ樹脂のＩＶ値又はＫ値が高いほど、ＰＶＣ又はそれから製造される他の熱可塑性樹脂部材の衝撃強度が大きくなる。しかしながら、高分子量を有するＰＶＣ樹脂はまた、多量の熱又はせん断を使用せずに融合及びポリマー流動を達成することがより困難になる。ＰＶＣ部材が作られる配合物に使用されるＰＶＣ樹脂の分子量は、最終製品に望まれる機械的特性及び経済的要因に基づいて事前に決定することができる。通常、Ｋ値の範囲が約５６～約７２；あるいは、約６３～約６７；あるいは、約６５の樹脂は、発泡体用途に使用される低分子量の剛性プロファイルを有するＰＶＣ部材を形成するために使用される。ＰＶＣ樹脂の分子量は、一般に、それと共に使用される加工助剤の分子量よりも低い。発泡ＰＶＣ又は他の熱可塑性樹脂部材を形成するために配合に使用されるＰＶＣ樹脂の量は、ＰＶＣ配合物全体の約２０重量％～約９０重量％、３０重量％～約８５重量％、４０重量％～約８５重量％、又は約５０重量％～約８０重量％の範囲であり得る。
その他の熱可塑性プラスチック
本発明において、ＰＶＣとブレンドしてＰＶＣブレンド又はアロイを形成して発泡ＰＶＣ部材を形成するのに有用な他の熱可塑性プラスチックは、アクリルポリマー、スチレン系ポリマー、ポリオレフィン、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリフッ化ビニリデンポリマー（ＰＶＤＦ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）など、及びそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。ここに記載される他の熱可塑性プラスチックは、ＰＶＣと組み合わせるか、又はＰＶＣを含むか若しくは含まないそれらの任意の組み合わせで使用することができ、本発明の加工助剤ブレンドをさらに含むことで、加工助剤ブレンドに非官能化加工助剤のみを含み、官能化加工助剤を含まないような部材と比較して、密度が低下し、セル構造、外観、及び形態が改善された発泡部材を形成できる。これらの他の熱可塑性プラスチックは、ブレンド中の全（非加工助剤）樹脂の重量パーセントとして、５０重量％以下でＰＶＣ組成物に含まれ得る。
本明細書で使用されるスチレン系ポリマーには、以下が含まれるが、これらに限定されない：ポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン（ＡＢＳ）コポリマー、アクリロニトリル－スチレン－アクリレート（ＡＳＡ）コポリマー、スチレンアクリロニトリル（ＳＡＮ）コポリマー、メタクリレート－アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン（ＭＡＢＳ）コポリマー、スチレン－ブタジエンコポリマー（ＳＢ）、スチレン－ブタジエン－スチレンブロック（ＳＢＳ）コポリマー及びそれらの部分的又は完全に水素化された誘導体、スチレン－イソプレンコポリマースチレン－イソプレン－スチレン（ＳＩＳ）ブロックコポリマー及びそれらの部分的又は完全に水素化された誘導体、スチレン－メチルメタクリレートコポリマー（Ｓ／ＭＭＡ）などのスチレン－（メタ）アクリレートコポリマー、及びそれらの混合物。好ましいスチレン系ポリマーはＡＳＡである。本発明のスチレンコポリマーは、少なくとも１０重量％、好ましくは少なくとも２５重量％のスチレンモノマー含有量を有する。
スチレン系ポリマーを他のポリマーとブレンドして、相容性のあるブレンドを形成することもできる。例としては、ＰＶＣとブレンドされたＡＳＡ、ＰＭＭＡとブレンドされたＳＡＮなどがある。本明細書で使用されるアクリルポリマーには、アルキル（メタ）アクリレートを含むホモポリマー、コポリマー及びターポリマーが含まれるが、これらに限定されない。アルキル（メタ）アクリレートモノマーは、好ましくはメチルメタクリレートであり、これは、モノマー混合物の６０～１００重量％を構成し得る。０～４０重量％の他のアクリレート、メタクリレート、及び／又は他のビニルモノマーもまた、モノマー混合物中に存在し得る。モノマー混合物に有用な他のメタクリレート、アクリレート、及び他のビニルモノマーには、以下が含まれるが、これらに限定されない：アクリル酸メチル、アクリル酸エチル及びエチルメタクリレート、ブチルアクリレート及びブチルメタクリレート、イソオクチルメタクリレート及びアクリレート、ラウリルアクリレート及びラウリルメタクリレート、ステアリルアクリレート及びステアリルメタクリレート、イソボルニルアクリレート及びメタクリレート、メトキシエチルアクリレート及びメタクリレート、２－エトキシエチルアクリレート及びメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート及びメタクリレートモノマー、スチレン及びその誘導体。（メタ）アクリル酸及びアクリル酸などのアルキル（メタ）アクリル酸は、モノマー混合物に有用であり得る。架橋剤としての少量の多官能モノマーも使用することができる。好ましいアクリルポリマーは、メタクリル酸メチルと２～１６重量％の１つ又は複数のＣ1～4アクリレートのコポリマーである。
本発明の熱可塑性ポリマーは、乳化重合、溶液重合、及び懸濁重合を含む、当技術分野で知られている任意の手段によって製造することができる。一実施形態では、マトリックス中の非ＰＶＣ熱可塑性樹脂は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定される場合、５０，０００～５００，０００ｇ／モル、好ましくは７５，０００～１５０，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有する。熱可塑性マトリックスの分子量分布は、単峰性、又は多分散度指数が１．５を超える多峰性であり得る。
マトリックスポリマーに特に好ましい熱可塑性プラスチックは、スチレン系ポリマー（ＳＡＮ、ＡＢＳ、ＭＡＢＳ、ＡＳＡ、ＨＩＰＳを含む）、アクリル、及びＰＶＤＦポリマーである。
耐衝撃性改良剤
必要に応じて、発泡ＰＶＣ又は他の熱可塑性樹脂成分を形成するために使用されるＰＶＣ配合物は、任意選択で少なくとも１つの耐衝撃性改良剤を含み得る。耐衝撃性改良剤は、発泡ＰＶＣ又は他の熱可塑性樹脂部材で行われる後続の製造操作（発泡部材のプロファイルのカットや穴開けなど）中の亀裂又は粉砕に対する最終発泡製品の靭性及び耐性を強化する。耐衝撃性改良剤は通常、エネルギーを吸収するか、伝播する亀裂のエネルギーを放散することによって機能する。耐衝撃性改良剤は、ブロックコポリマー、及び、ＰＶＣ樹脂との相容性が低い柔らかいゴム状のコア（Ｔg＜０℃）又はハードコア（Ｔg＞０℃）と、グラフト化された相容性のある外側のポリマーシェルとを有する「コアシェル粒子状」ポリマーを含む、任意の相容性のあるポリマー粒子を含み得る。ポリマー粒子又は相容性のある外側ポリマーシェルは、以下を含み得る：メタクリレート／ブタジエン／スチレン（ＭＢＳ）、アクリルポリマー（例えば、アクリル耐衝撃性改良剤［ＡＩＭ］）、又はアクリレート／ブタジエン／メタクリレート、及びアクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）；塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）及びアクリルグラフトＣＰＥのポリマー、及びエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）などの半相容性ポリマー；及びその他のポリマー、例えば、エチレン／酢酸ビニル／一酸化炭素のターポリマー、エチレン／プロピレン／一酸化炭素、オレフィンとアクリレートのポリマー、ブタジエンとアクリロニトリルのさまざまなコポリマー、メタクリレート又は他のゴム、さらにはポリシロキサン強化材料。好ましいシェルは、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含む。
フィラー
発泡ＰＶＣ成分を形成するために使用されるＰＶＣ又は他の熱可塑性樹脂配合物はまた、任意選択で又は好ましくは、１つ又は複数の無機フィラー又は粒子、顔料、潤滑剤、安定剤、又は他の所望の添加剤を含み得る。加工助剤ブレンドを含めることで、ＰＶＣ組成物がより高い充填レベルのフィラーを受け入れる能力を高めることができる。例えば、超微細ＣａＣＯ3粒子をフィラーとして使用して、低温耐衝撃性を高め、硬質発泡ＰＶＣ製品のＵＶ安定性を高めることができる。合成アモルファスシリカ粒子をＰＶＣ配合物に組み込んで、耐衝撃性を高め、流動特性を改善することもできる。カオリンクレー、タルク、マイカ、ウォラストナイト、及びメタケイ酸カルシウムを含むがこれらに限定されない他の固体フィラーもまた、発泡ＰＶＣ又は他の発泡熱可塑性樹脂部材が示す特性に実質的に影響を与えることなく、単に配合物のコストを低減するために配合物に組み込むことができる。発泡体内のフィラーの範囲は、約５重量部～約１５０重量部である。
その他の添加剤
発泡ＰＶＣ部材又は他の発泡熱可塑性樹脂部材に色を提供するために、様々な顔料を含めることができる。これらの顔料は一般に、高温及び塩化水素の存在下で安定性を示す。これらの顔料には、二酸化チタンや他の金属酸化物などのさまざまな有機顔料又はセラミック顔料が含まれるが、これらに限定されず、シリカ又はアルミナの表面処理のあってもなくてもよい。
ポリマー鎖及び存在する他の成分の流れに対する抵抗を低減するために、様々な潤滑剤を比較的少量でＰＶＣ配合物に含めることができる。これらの潤滑剤は、ポリマー処理装置を通る「高温」材料の流れを促進する外部潤滑剤若しくは金属放出（スリップ）剤として、又は処理される材料の溶融粘度を低下させる内部潤滑剤として機能し得る。潤滑剤は、ＰＶＣ樹脂の溶融を促進又は促進するのに役立つ、配合物に添加できる主要な添加成分である。潤滑剤のいくつかの例には、パラフィンワックス及び長鎖カルボン酸又はそれらのエステル、アミド、及び塩が含まれるが、これらに限定されない。使用される潤滑剤の量は、通常、「プレートアウト」の発生を引き起こすレベルを下回っている。プレートアウトは、押出物がダイを離れるとき、又は真空キャリブレータを通過するときに、配合物に存在する潤滑剤が高温のバルク材料から絞り出され、それによって材料のプラグ又は堆積が発生するときに発生する。
いくつか例を挙げると、発泡成分の熱又はＵＶ光に対する耐性を高めるために、様々な安定剤をＰＶＣ配合物又は他の熱可塑性配合物に含めることができる。熱安定剤には、鉛ベース又は有機スズ化合物、混合金属安定剤、又はエポキシドなどの有機安定剤が含まれ得るが、これらに限定されない。ＵＶ安定剤は、限定されないが、ヒンダードアミン又はフェノールを含み得る。
本発明の非限定的な側面は、以下のように要約することができる。
側面１：ａ）ＰＶＣ樹脂；
ｂ）前記ＰＶＣ樹脂１００（重量部）に対して、重量Ｑの加工助剤ブレンドであって、重量Ｑに基づいて、１重量％～６０重量％の官能化加工助剤、及び重量Ｑに基づいて、９９重量％～４０重量％の非官能化加工助剤を含む、加工助剤ブレンド、
を含む、発泡ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）部材であって、
前記官能化加工助剤は、前記官能化加工助剤の総重量に基づいて、０．１重量％～３５重量％の反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、もしくはカルボン酸官能基又はそれらの混合物で官能化された少なくとも１つのベースポリマーを含み、
重量Ｑの前記加工助剤ブレンドを含む前記発泡ＰＶＣ部材と、重量Ｑに基づいて、１００重量％の前記非官能化加工助剤を含む参照発泡ＰＶＣ部材が同様のプロセス条件及び添加剤で製造された場合、前記加工助剤ブレンドを含む前記発泡ＰＶＣ部材は、重量Ｑに基づいて１００重量％の前記非官能化加工助剤を含む前記参照発泡ＰＶＣ部材より密度が低い、
発泡ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）部材。
側面２：前記加工助剤ブレンドは、重量Ｑに基づいて、１重量％～２５重量％の前記官能化加工助剤、及び重量Ｑに基づいて、９９重量％～７５重量％の前記非官能化加工助剤を含む、側面１に記載の発泡ＰＶＣ部材。
側面３：前記官能化加工助剤は、少なくとも１重量％の前記反応性官能基を含む、側面１又は２に記載の発泡ＰＶＣ部材。
側面４：前記官能化加工助剤は、最大２５重量％の前記反応性官能基を含む、側面１～３のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材。
側面５：重量Ｑは、前記ＰＶＣ樹脂１００（重量部）に対して０．１～１５重量部である、側面１～４のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材。
側面６：前記加工助剤ブレンドを含む前記発泡ＰＶＣ部材は、前記参照発泡ＰＶＣ部材の密度よりも少なくとも２％低い密度を有する、側面１～５のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材。
側面７：前記官能化加工助剤の前記ベースポリマーは、（メタ）アクリル含有モノマーを含む１つ又は複数のモノマーから誘導される、側面１～６のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材。
側面８：前記官能化加工助剤の前記ベースポリマーは、ｉ）（メタ）アクリル含有モノマーを含む１つ又は複数のモノマー、ｉｉ）ビニル含有モノマー、スチレン及びスチレン誘導体、オレフィン、ジエン、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つのモノマーから誘導される、側面１～７のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材。
側面９：前記反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、又はカルボン酸官能基は、（メタ）アクリル酸のヒドロキシル置換アルキルエステル；直鎖若しくは分岐カルボン酸のビニルエステル；不飽和Ｃ3～Ｃ6モノカルボン酸及び不飽和Ｃ4～Ｃ6ジカルボン酸；（メタ）アクリル酸のβ－ケトエステル；（メタ）アクリル酸のβ－ケトアミド；エポキシ基含有モノマー；又はそれらの混合物から誘導される、側面１～８のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材。
側面１０：前記ベースポリマーは、グリシジルメタクリレート、又はグリシジルアクリレート、又はそれらの混合物から誘導される反応性エポキシ官能基で官能化されている、側面１～９のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材。
側面１１：前記非官能化加工助剤は、アクリルポリマー又はアクリルコポリマーを含む、側面１～１０のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材。
側面１２：前記官能化加工助剤は、少なくとも５０，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有する、側面１～１１のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材。
側面１３：前記非官能化加工助剤はポリマーを含む、側面１～１２のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材。
側面１４：前記非官能化加工助剤は、塩素化ポリエチレン（ＰＥ－Ｃ）を含む、側面１～１３のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材。
側面１５：前記発泡ＰＶＣ部材は、建築材料又は床材である、側面１～１４のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材。
側面１６：発泡ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）部材の製造方法であって、
ａ）ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂；
ｂ）前記ＰＶＣ樹脂１００（重量部）に対して、重量Ｑの加工助剤ブレンドであって、重量Ｑに基づいて、１重量％～６０重量％の官能化加工助剤、及び重量Ｑに基づいて、９９重量％～４０重量％の非官能化加工助剤を含む、加工助剤ブレンド；及び
ｃ）発泡剤（ＢＡ）
を組み合わせて、発泡性ＰＶＣ組成物を形成すること、及び
前記発泡性ＰＶＣ組成物を処理して前記発泡ＰＶＣ部材を形成することを含み、
前記官能化加工助剤は、前記官能化加工助剤の総重量に基づいて、０．１重量％～３５重量％の反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、もしくはカルボン酸官能基又はそれらの混合物で官能化された少なくとも１つのベースポリマーを含み、
重量Ｑの前記加工助剤ブレンドを含む前記発泡ＰＶＣ部材と、重量Ｑに基づいて、１００重量％の前記非官能化加工助剤を含む参照発泡ＰＶＣ部材が同様のプロセス条件及び添加剤で製造された場合、前記加工助剤ブレンドを含む前記発泡ＰＶＣ部材は、重量Ｑに基づいて１００重量％の前記非官能化加工助剤を含む前記参照発泡ＰＶＣ部材より密度が低い、
方法。
側面１７：前記加工助剤ブレンドは、重量Ｑに基づいて、１重量％～２４重量％の前記官能化加工助剤、及び重量Ｑに基づいて、９９重量％～７６重量％の前記非官能化加工助剤を含む、側面１６に記載の方法。
側面１８：前記官能化加工助剤は、少なくとも１重量％の前記反応性官能基を含む、側面１６又は１７に記載の発泡ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）部材の製造方法。
側面１９：前記官能化加工助剤は、最大２５重量％の前記反応性官能基を含む、側面１６～１８のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
側面２０：重量Ｑは、前記ＰＶＣ樹脂１００（重量部）に対して０．１～１５重量部である、側面１６～１９のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
側面２１：前記加工助剤ブレンドを含む前記発泡ＰＶＣ部材は、前記参照発泡ＰＶＣ部材の密度よりも少なくとも２％低い密度を有する、側面１６～２０のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
側面２２：前記官能化加工助剤の前記ベースポリマーは、（メタ）アクリル含有モノマーを含む１つ又は複数のモノマーから誘導される、側面１６～２１のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
側面２３：前記官能化加工助剤の前記ベースポリマーは、ｉ）（メタ）アクリル含有モノマーを含む１つ又は複数のモノマー、ｉｉ）ビニル含有モノマー、スチレン及びスチレン誘導体、オレフィン、ジエン、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つのモノマーから誘導される、側面１６～２３のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
側面２４：前記反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、又はカルボン酸官能基は、（メタ）アクリル酸のヒドロキシル置換アルキルエステル；直鎖若しくは分岐カルボン酸のビニルエステル；不飽和Ｃ3～Ｃ6モノカルボン酸及び不飽和Ｃ4～Ｃ6ジカルボン酸；（メタ）アクリル酸のβ－ケトエステル；（メタ）アクリル酸のβ－ケトアミド；エポキシ基含有モノマー；又はそれらの混合物から誘導される、側面１６～２３のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
側面２５：前記ベースポリマーは、グリシジルメタクリレート、又はグリシジルアクリレート、又はそれらの混合物から誘導される反応性エポキシ官能基で官能化されている、側面１６～２４のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
側面２６：前記非官能化加工助剤は、アクリルポリマー又はアクリルコポリマーを含む、側面１６～２５のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
側面２７：前記官能化加工助剤は、少なくとも５０，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有する、側面１６～２６のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
側面２８：前記非官能化加工助剤はポリマーを含む、側面１６のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
側面２９：前記非官能化加工助剤は、塩素化ポリエチレン（ＰＥ－Ｃ）を含む、側面１６～２８のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
側面３０：前記発泡ＰＶＣ部材は、建築材料である、側面１６～２９のいずれか１項に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
側面３１：加工助剤ブレンドであって、前記加工助剤ブレンドは、１重量％～６０重量％の官能化加工助剤、及び９９重量％～４０重量％の非官能化加工助剤を含み、
前記官能化加工助剤は、前記官能化加工助剤の総重量に基づいて、０．１重量％～３５重量％の反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、もしくはカルボン酸官能基又はそれらの混合物で官能化された少なくとも１つのベースポリマーを含む、加工助剤ブレンド。
側面３２：前記加工助剤ブレンドは、１重量％～２４重量％の前記官能化加工助剤、及び９９重量％～７６重量％の前記非官能化加工助剤を含む、側面３１に記載の加工助剤ブレンド。
側面３３：前記反応性官能基は、少なくとも前記官能化加工助剤の１重量％を占める、側面３１又は３２に記載の加工助剤ブレンド。
側面３４：前記反応性官能基は、最大で前記官能化加工助剤の１重量％を占める、側面３１～３３のいずれか１項に記載の加工助剤ブレンド。
側面３５：前記官能化加工助剤のベースポリマーは、（メタ）アクリル含有モノマーを含む１つ又は複数のモノマーから誘導される、側面３１～３４のいずれか１項に記載の加工助剤ブレンド。
側面３６：前記官能化加工助剤の前記ベースポリマーは、ｉ）（メタ）アクリル含有モノマーを含む１つ又は複数のモノマー、ｉｉ）ビニル含有モノマー、スチレン及びスチレン誘導体、オレフィン、ジエン、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つのモノマーから誘導される、側面３１～３５のいずれか１項に記載の加工助剤ブレンド。
側面３７：前記反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、又はカルボン酸官能基は、（メタ）アクリル酸のヒドロキシル置換アルキルエステル；直鎖若しくは分岐カルボン酸のビニルエステル；不飽和Ｃ3～Ｃ6モノカルボン酸及び不飽和Ｃ4～Ｃ6ジカルボン酸；（メタ）アクリル酸のβ－ケトエステル；（メタ）アクリル酸のβ－ケトアミド；エポキシ基含有モノマー；又はそれらの混合物から誘導される、側面３１～３６のいずれか１項に記載の加工助剤ブレンド。
側面３８：前記ベースポリマーは、グリシジルメタクリレート、又はグリシジルアクリレート、又はそれらの混合物から誘導される反応性エポキシ官能基で官能化されている、側面３１～３７のいずれか１項に記載の加工助剤ブレンド。
側面３９：前記非官能化加工助剤は、アクリルポリマー又はアクリルコポリマーを含む、側面３１～３８のいずれか１項に記載の加工助剤ブレンド。
側面４０：前記官能化加工助剤は、少なくとも５０，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有する、側面３１～３９のいずれか１項に記載の加工助剤ブレンド。
側面４１：前記非官能化加工助剤はポリマーを含む、側面３１～４０のいずれか１項に記載の加工助剤ブレンド。
側面４２：前記非官能化加工助剤は、塩素化ポリエチレン（ＰＥ－Ｃ）を含む、側面３１～４１のいずれか１項に記載の加工助剤ブレンド。
側面４３：ａ）ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂；
ｂ）前記ＰＶＣ樹脂１００（重量部）に対して、重量Ｑの加工助剤ブレンドであって、重量Ｑに基づいて、１重量％～６０重量％の官能化加工助剤、及び重量Ｑに基づいて、９９重量％～４０重量％の非官能化加工助剤を含む、加工助剤ブレンド；及び
ｃ）発泡剤（ＢＡ）、
を含む、発泡性ＰＶＣ組成物であって、
前記官能化加工助剤は、前記官能化加工助剤の総重量に基づいて、０．１重量％～３５重量％の反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、もしくはカルボン酸官能基又はそれらの混合物で官能化された少なくとも１つのベースポリマーを含み、
前記発泡ＰＶＣ組成物と、重量Ｑに基づいて、１００重量％の前記非官能化加工助剤を含む参照発泡ＰＶＣ組成物が同様のプロセス条件及び添加剤で製造された場合、発泡性ＰＶＣ組成物は、発泡されると、重量Ｑに基づいて、１００重量％の前記非官能化加工助剤を含む参照発泡ＰＶＣ部材よりも低い密度を有する発泡ＰＶＣ部材を提供する。
発泡性ＰＶＣ組成物。
例１：溶融強度と引き抜き速度
表１に示すＰＶＣ配合物を、５ポンド（２．２７ｋｇ）のヘンシェルミキサーで、表２に示す３重量部の加工助剤ブレンドとブレンドした。次に、粉末形態のＰＶＣ配合物を、ペレタイザーを備えたブラベンダー（Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ）実験室規模の円錐形二軸スクリュー押出機を使用してペレット化した。ブラベンダー押出機は、処理及びペレット化のために次の温度プロファイルを使用した：それぞれ１６２℃／１６４℃／１６４℃／１６４℃（ゾーン１／ゾーン２／ゾーン３／ダイ）。押出機のスクリュー速度は２０ＲＰＭに設定した。得られたＰＶＣ化合物ペレットをレオテンスレオロジー評価に使用した。Ｒｈｅｏｔｅｎｓテストは、２０００バールトランスデューサーを使用してＧｏｅｔｔｆｅｒｔレオグラフキャピラリーレオメーターで実行された。試験を開始する前に、材料を試験バレル内で５分間平衡化させた。サンプルは、***した表面についてステンレス鋼のプルオフホイールを使用して実行された。実験条件は以下のとおりである。加工温度を１９０℃に設定した。ストランドの押し出しに使用されたダイの形状は、１８０度の構成の３０／２Ｌ／Ｄ（ｍｍ／ｍｍ）ダイであった。ホイールギャップは０．２ｍｍに設定し、ホイール加速度は６ｍｍ／ｓ2に設定した。キャピラリーピストンの直径は１２ｍｍで、ピストン速度は０．２ｍｍ／ｓであった。したがって、毛細管せん断速度は２８．８ｓ-1であった。初期のホイール速度Ｖ0は５．２ｍｍ／ｓであった。
得られた曲線を図１に示す。これらの曲線は、各加工助剤ブレンドの初期溶融強度と伸びへの影響を示している。このデータを使用して、「発泡性能」、すなわち、発泡ＰＶＣ部材を製造するために押出中に発泡剤（化学的又は物理的発泡剤など）をＰＶＣ配合に添加した場合に、溶融樹脂がどの程度膨張してセル構造を維持するかを推定できる。
Figure 2023501248000002
Figure 2023501248000003
図１に見られ、理解できるように、非官能化加工助剤（Ａ）のみを含み、官能化加工助剤（Ｂ）を含まないＰＶＣ組成物は、良好な溶融伸展性を示したが、初期溶融強度は不十分であった。初期溶融強度が低いと、ＰＶＣを発泡させたときの発泡体の品質が低下する。対照的に、官能化加工助剤（Ｂ）のみを含み、非官能化加工助剤（Ａ）を含まないＰＶＣ組成物は、良好な初期溶融強度を有していたが、押し出されたストランドが約２５ｍｍ／秒の引き抜き速度で破断したため、溶融伸展性は劣っていた。重量で半分以上の官能化加工助剤（Ｂ）を含むＡとＢの両方の加工助剤ブレンドを利用するＰＶＣ組成物は、１００％の官能化加工助剤よりも優れた溶融強度を示したが、溶融伸びはまだ低すぎて許容できる発泡体を生成できなかった。重量で半分以上の非官能化加工助剤（Ａ）を含み、残りの加工助剤ブレンドが官能化加工助剤（Ｂ）である加工助剤ブレンドを利用するＰＶＣ配合物は、重量で半分以上の官能化加工助剤を含む加工助剤ブレンドを利用するＰＶＣ組成物と比較して、驚くべきことに、伸びは劇的に改善され、初期溶融強度の劣化は最小限であった。したがって、これらの結果は、官能化及び非官能化加工助剤の組み合わせだけでなく、官能化及び非官能化加工助剤のそれぞれの相対量の特定の範囲が高品質の発泡ＰＶＣ部材を達成するために必要であるという驚くべき効果を示している。
例２：発泡体密度とセル構造
ＰＶＣ発泡体サンプルを、化学発泡剤（ＣＢＡ）の４つの異なる供給速度と２つの異なる加工助剤を使用して作製した。発泡体ＰＶＣの押出は、Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ Ｍｉｌａｃｒｏｎ ＣＭ－５５コニカル２軸スクリュー押出機を使用して行われた。発泡体の押出は、バレルとダイゾーンの温度プロファイルを次のように設定して利用した：２８５°Ｆ（１４０℃）／３００°Ｆ（１５０℃）／３２０°Ｆ（１６０℃）／３８５°Ｆ（２００℃）／３６０°Ｆ（１８０℃）（それぞれバレルゾーン１／ゾーン２／ゾーン３／ゾーン４／ダイゾーン）。スクリューとシートダイの冷却にはオイルを使用した。押出機のスクリューを流れるスクリューオイルは２６５°Ｆ（１３０℃）に設定され、シートダイリップのオイルは３５５°Ｆ（１８０℃）に設定された。ＰＶＣシートの押出は、０．２５０インチ（０．６４ｃｍ）のダイ開口部を備えたＣｌｏｅｒｅｎ９インチ（２２．９ｃｍ）幅のシートダイを使用して行われた。ダイを出るＰＶＣメルトは３ロールスタックを介して供給され、そこで、ＰＶＣ発泡体シートは約０．５００インチ（１．２７ｃｍ）の厚さに形成された。
加工助剤の添加を除いて、ＰＶＣの組成と加工条件は同じであった。ＰＶＣ配合は、表１に示したものと同じであったが、例１で使用した３重量部ではなく５重量部で加工助剤又は加工助剤ブレンドの総量を添加した。加工助剤は次のとおりである。
１）７０：３０の重量比の非官能化加工助剤（Ａ）と官能化加工助剤（Ｂ）；及び
２）１００％の非官能化加工助剤（Ａ）。
各サンプルの密度は次のように測定された。１インチ長×１インチ幅×０．５インチ厚のサンプルは、９インチ幅×３フィート長×０．５インチ厚のＰＶＣ発泡体ボードの中心から切り取られた。次に、Ａｌｆａ Ｍｉｒａｇｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｎｓｉｍｅｔｅｒ ＭＤ－３００Ｓを使用して、「ＡＳＴＭ Ｄ７９２：変位によるプラスチックの密度と比重（相対密度）の標準試験方法、試験方法Ａ－水中の固体プラスチック（脱イオン）の試験用」を使用してサンプル密度値を取得した。このプロセスは、平均密度を得るために５分間にわたって採取された３つの個別の試験片を使用して３回繰り返された。
結果を図２に示す。
表３は、ＰＶＣサンプルの測定密度と、非官能化加工助剤だけと比較した、加工助剤ブレンドの使用による密度の低下率を示している。密度の低下率は次のように計算した：
密度の低下率＝１００×［（ρnf－ρb）／ρnf］
式中、ρnf＝非官能化加工助剤のみで製造された発泡ＰＶＣの密度
及び、ρb＝官能化及び非官能化加工助剤のブレンドで作られた発泡ＰＶＣの密度。
Figure 2023501248000004
光学顕微鏡で、５重量部の加工助剤を使用して作製されたＰＶＣ発泡体サンプルを分析した。光学顕微鏡分析では、Ｎｉｋｏｎ ＭＥ６００光学顕微鏡とＮｉｋｏｎ Ｄ８５０ＤＳＬＲを使用した。撮像と分析の前に、セルサイズの測定を助けるために、ＰＶＣ発泡体サンプルを研磨してインクで塗色した。ＷａｖｅＭｅｔｒｉｃｓのＩＧＯＲ Ｐｒｏ（登録商標）７を使用して、平均セル（２－Ｄ粒子）サイズの測定を通じてセルの均一性を分析し、ＰＶＣ発泡体配合物で使用される加工助剤ブレンドに基づいて得られるセル構造の違いを示した。ソフトウェアは画像にハフ（Ｈｏｕｇｈ）変換を適用する。あるいは、ユーザーは手動でセルを識別して分析を開始し、平均セルサイズを調べることができる。ＰＶＣ発泡体構造内のセル又はボイドを識別した後、画像は８ビットグレースケールからバイナリ形式に変換される。そこで、例えば、発泡体のセルには「１」が割り当てられ、非セル領域には「０」が割り当てられる。次に、参照を使用して、ピクセルが既知のマイクロメートル測定値にスケーリングされ、セルサイズを割り当てることができる。ニコンが提供するスケールバーを使用して、図３及び表４に示すサンプルを校正した。表４は、非官能化加工助剤（Ａ）のみを使用した発泡ＰＶＣと加工助剤ブレンド（７０／３０Ａ／Ｂ）の違いを示している。セルのサイズと均一性の分析は、１／２インチの押し出しＰＶＣ発泡体ボードの中央にある発泡体のセル構造から行われた。さらに、図３の画像は、非官能化加工助剤（Ａ）のみを使用したＰＶＣ発泡体と、加工助剤ブレンド（７０：３０のＡ：Ｂ比率）を使用したＰＶＣ発泡体を示している。図からわかるように、非官能化加工助剤を１００％使用して作製されたＰＶＣ発泡体は、非官能化加工助剤と官能化加工助剤の７０：３０重量比のブレンドと比較して、密度が高いだけでなく、セルの均一性も低くなっている。表３及び図２を参照すると、ＰＶＣの溶融強度が、配合で使用されるＣＢＡから発生したガスを捕捉できなくなると、発泡ＰＶＣ製品にボイドが発生し始める場合がある。図４は、セル構造のボイドの画像を示している。ボイドが形成される発泡体製品では、大きな連続気泡構造のために見かけ上の密度の低下がより大きくなるが、気泡の均一性は低く、望ましくない。
Figure 2023501248000005
この明細書の中で、実施形態は、明確で簡潔な明細書を書くことを可能にする方法で説明されてきたが、実施形態は、本発明から逸脱することなく、様々な組み合わせ又は分離が可能であることが意図され、理解される。例えば、本明細書に記載されているすべての好ましい特徴は、本明細書に記載されている本発明のすべての態様に適用可能であることが理解される。
本発明の様々な形態の前述の説明は、例示及び説明の目的で提示されてきた。網羅的であること、又は本発明を開示された正確な形態に限定することを意図するものではない。上記の教示に照らして、多数の修正又は変形が可能である。検討された形態は、本発明の原理及びその実際の適用の最良の例示を提供するために選択及び説明され、それにより当業者が想定する特定の用途に適した様々な形態及び様々な改変で本発明を利用することを可能にする。そのようなすべての修正及び変形は、それらが公正に、合法的に、そして公平に権利を与えられている幅に従って解釈された場合、添付の特許請求の範囲によって決定される本発明の範囲内にある。

Claims (29)

  1. ａ）ＰＶＣ樹脂；
    ｂ）前記ＰＶＣ樹脂１００（重量部）に対して、重量Ｑの加工助剤ブレンドであって、重量Ｑに基づいて、１重量％～６０重量％の官能化加工助剤、及び重量Ｑに基づいて、９９重量％～４０重量％の非官能化加工助剤を含む、加工助剤ブレンド、
    を含む、発泡ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）部材であって、
    前記官能化加工助剤は、前記官能化加工助剤の総重量に基づいて、０．１重量％～３５重量％の反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、もしくはカルボン酸官能基又はそれらの混合物で官能化された少なくとも１つのベースポリマーを含み、
    重量Ｑの前記加工助剤ブレンドを含む前記発泡ＰＶＣ部材と、重量Ｑに基づいて、１００重量％の前記非官能化加工助剤を含む参照発泡ＰＶＣ部材が同様のプロセス条件及び添加剤で製造された場合、前記加工助剤ブレンドを含む前記発泡ＰＶＣ部材は、重量Ｑに基づいて１００重量％の前記非官能化加工助剤を含む前記参照発泡ＰＶＣ部材より密度が低い、
    発泡ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）部材。
  2. 前記加工助剤ブレンドは、重量Ｑに基づいて、１重量％～２５％の前記官能化加工助剤、及び重量Ｑに基づいて、９９重量％～７５重量％の前記非官能化加工助剤を含む、請求項１に記載の発泡ＰＶＣ部材。
  3. 前記官能化加工助剤は、少なくとも１重量％の前記反応性官能基を含む、請求項１に記載の発泡ＰＶＣ部材。
  4. 前記官能化加工助剤は、最大２５重量％の前記反応性官能基を含む、請求項３に記載の発泡ＰＶＣ部材。
  5. 重量Ｑは、前記ＰＶＣ樹脂１００（重量部）に対して０．１～１５重量部である、請求項１に記載の発泡ＰＶＣ部材。
  6. 前記加工助剤ブレンドを含む前記発泡ＰＶＣ部材は、前記参照発泡ＰＶＣ部材の密度よりも少なくとも２％低い密度を有する、請求項１に記載の発泡ＰＶＣ部材。
  7. 前記官能化加工助剤の前記ベースポリマーは、（メタ）アクリル含有モノマーを含む１つ又は複数のモノマーから誘導される、請求項１に記載の発泡ＰＶＣ部材。
  8. 前記官能化加工助剤の前記ベースポリマーは、ｉ）（メタ）アクリル含有モノマーを含む１つ又は複数のモノマー、ｉｉ）ビニル含有モノマー、スチレン及びスチレン誘導体、オレフィン、ジエン、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つのモノマーから誘導される、請求項１に記載の発泡ＰＶＣ部材。
  9. 前記反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、又はカルボン酸官能基は、（メタ）アクリル酸のヒドロキシル置換アルキルエステル；直鎖若しくは分岐カルボン酸のビニルエステル；不飽和Ｃ3～Ｃ6モノカルボン酸及び不飽和Ｃ4～Ｃ6ジカルボン酸；（メタ）アクリル酸のβ－ケトエステル；（メタ）アクリル酸のβ－ケトアミド；エポキシ基含有モノマー；又はそれらの混合物から誘導される、請求項１に記載の発泡ＰＶＣ部材。
  10. 前記非官能化加工助剤は、アクリルポリマー又はアクリルコポリマーを含む、請求項１に記載の発泡ＰＶＣ部材。
  11. 前記官能化加工助剤は、少なくとも５０，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有する、請求項１に記載の発泡ＰＶＣ部材。
  12. 前記非官能化加工助剤はポリマーを含む、請求項１に記載の発泡ＰＶＣ部材。
  13. 前記非官能化加工助剤は、塩素化ポリエチレン（ＰＥ－Ｃ）を含む、請求項１３に記載の発泡ＰＶＣ部材。
  14. 前記発泡ＰＶＣ部材は、建築材料又は床材である、請求項１に記載の発泡ＰＶＣ部材。
  15. 発泡ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）部材の製造方法であって、
    ａ）ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂、
    ｂ）前記ＰＶＣ樹脂１００（重量部）に対して、重量Ｑの加工助剤ブレンドであって、重量Ｑに基づいて、１重量％～６０重量％の官能化加工助剤、及び重量Ｑに基づいて、９９重量％～４０重量％の非官能化加工助剤を含む、加工助剤ブレンド；及び
    ｃ）発泡剤（ＢＡ）；
    を組み合わせて、発泡性ＰＶＣ組成物を形成すること、及び
    前記発泡性ＰＶＣ組成物を処理して前記発泡ＰＶＣ部材を形成することを含み、
    前記官能化加工助剤は、前記官能化加工助剤の総重量に基づいて、０．１重量％～３５重量％の反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、もしくはカルボン酸官能基又はそれらの混合物で官能化された少なくとも１つのベースポリマーを含み、
    重量Ｑの前記加工助剤ブレンドを含む前記発泡ＰＶＣ部材と、重量Ｑに基づいて、１００重量％の前記非官能化加工助剤を含む参照発泡ＰＶＣ部材が同様のプロセス条件及び添加剤で製造された場合、前記加工助剤ブレンドを含む前記発泡ＰＶＣ部材は、重量Ｑに基づいて１００重量％の前記非官能化加工助剤を含む前記参照発泡ＰＶＣ部材より密度が低い、
    方法。
  16. 前記加工助剤ブレンドは、重量Ｑに基づいて、１重量％～２５重量％の前記官能化加工助剤、及び重量Ｑに基づいて、９９重量％～７５重量％の前記非官能化加工助剤を含む、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記加工助剤ブレンドは、少なくとも１重量％の前記官能化加工助剤を含む、請求項１５に記載の発泡ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）部材の製造方法。
  18. 前記加工助剤ブレンドは、最大２５重量％の前記官能化加工助剤を含む、請求項１７に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
  19. 重量Ｑは、前記ＰＶＣ樹脂１００（重量部）に対して０．１～１５重量部である、請求項１５に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
  20. 前記加工助剤ブレンドを含む前記発泡ＰＶＣ部材は、前記参照発泡ＰＶＣ部材の密度よりも少なくとも２％低い密度を有する、請求項１５に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
  21. 前記官能化加工助剤の前記ベースポリマーは、（メタ）アクリル含有モノマーを含む１つ又は複数のモノマーから誘導される、請求項１５に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
  22. 前記官能化加工助剤の前記ベースポリマーは、ｉ）（メタ）アクリル含有モノマーを含む１つ又は複数のモノマー、ｉｉ）ビニル含有モノマー、スチレン及びスチレン誘導体、オレフィン、ジエン、及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１つのモノマーから誘導される、請求項１５に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
  23. 前記反応性エポキシ、ヒドロキシル、β－ケトエステル、β－ケトアミド、又はカルボン酸官能基は、（メタ）アクリル酸のヒドロキシル置換アルキルエステル；直鎖若しくは分岐カルボン酸のビニルエステル；不飽和Ｃ3～Ｃ6モノカルボン酸及び不飽和Ｃ4～Ｃ6ジカルボン酸；（メタ）アクリル酸のβ－ケトエステル；（メタ）アクリル酸のβ－ケトアミド；エポキシ基含有モノマー；又はそれらの混合物から誘導される、請求項１５に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
  24. 前記ベースポリマーは、グリシジルメタクリレート、又はグリシジルアクリレート、又はそれらの混合物から誘導される反応性エポキシ官能基で官能化されている、請求項２３に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
  25. 前記非官能化加工助剤は、アクリルポリマー又はアクリルコポリマーを含む、請求項１５に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
  26. 前記官能化加工助剤は、少なくとも５０，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有する、請求項１５に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
  27. 前記非官能化加工助剤はポリマーを含む、請求項１５に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
  28. 前記非官能化加工助剤は、塩素化ポリエチレン（ＰＥ－Ｃ）を含む、請求項２７に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
  29. 前記発泡ＰＶＣ部材は、建築材料又は床材である、請求項１５に記載の発泡ＰＶＣ部材の製造方法。
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