特許 6392851 ポリマー粉末組成物及びその生成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6392851

(24)【登録日】2018年8月31日

(45)【発行日】2018年9月19日

(54)【発明の名称】ポリマー粉末組成物及びその生成方法

(51)【国際特許分類】

   C08J 3/12 20060101AFI20180910BHJP

【ＦＩ】

   C08J3/12 101

   C08J3/12CEY

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-510674(P2016-510674)

(86)(22)【出願日】2014年3月4日

(65)【公表番号】特表2016-516867(P2016-516867A)

(43)【公表日】2016年6月9日

(86)【国際出願番号】US2014020193

(87)【国際公開番号】WO2014175964

(87)【国際公開日】20141030

【審査請求日】2017年1月31日

(31)【優先権主張番号】61/815,042

(32)【優先日】2013年4月23日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】590002035

【氏名又は名称】ローム アンド ハース カンパニー

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＨＭ ＡＮＤ ＨＡＡＳ ＣＯＭＰＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】110000589

【氏名又は名称】特許業務法人センダ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ベーラ・ディー・ネリアッパン

(72)【発明者】

【氏名】エリック・ジー・ルンドキスト

(72)【発明者】

【氏名】ジョセフ・ロバート・アダモ

【審査官】 芦原 ゆりか

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０１−０３６６２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００７１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１４０３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００５／０１７０２６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０８Ｊ ３／００−３／２８

Ｃ０８Ｃ １９／００−１９／４４

Ｃ０８Ｆ ６／００−２４６／００，３０１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポリマー粉末組成物を生成する方法であって、
エマルション重合によって、アルキル（メタ）アクリレート、官能性アルキル（メタ）アクリレート、スチレン、アクリロニトリル、ブタジエン、クロロプレン、塩化ビニル、（メタ）アクリレート、ビニルアセテート、およびそれらの２つ以上の組み合わせから成る群から選択される１つ以上のモノマーに由来する単位を含む、６０℃以上のＴｇ及び１００ｎｍ〜１０μｍの平均粒径を有する、ラテックスベースの基体ポリマーを調製することと、
エマルション重合によって、−１０℃以下のＴｇ及び５０〜２５０ｎｍの平均粒径を有する、１つ以上の（メタ）アクリルモノマーに由来する単位を含む結合剤ポリマーを調製することと、
摩耗試験後に平均粒子径の２５％以下の減少及び摩耗試験後に粒子画分＜４５μｍの５０％以下の増加を示す乾燥粉末を生成するように、噴霧乾燥または流動噴霧乾燥によって前記基体および結合剤ポリマーを混合することと、を含み、
前記結合剤ポリマーが、ブチルアクリレート、エチルアクリレート、及び／またはエチルヘキシルアクリレートに由来する９８重量％以上の単位、並びに（メタ）アクリル酸に由来する０．１〜２重量％の単位を含む、前記方法。

【請求項2】

前記混合することは、一括またはインライン連続混合である、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ラテックスベースの基体ポリマーは、前記基体ポリマーにコア／シェル構造を与えるように、エマルション重合によって調製される、請求項１〜２のいずれか１項に記載の方法。

【請求項4】

前記結合剤ラテックスポリマーは、前記結合剤ラテックスポリマーに非コア／シェル構造を与えるように調製される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

前記結合剤ポリマーは、１５０ｎｍ未満の平均粒径を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポリマー粉末組成物に関し、ポリマー粉末組成物を生成する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ポリマーラテックス及びガラス転移点が６０℃以上の「硬い」シェルを有するコア／シェルポリマーラテックスは、より破砕しやすく、固形物として著しい粉塵を示す傾向がある。そのようなポリマーの破砕性は、噴霧乾燥時に深刻な安全性の問題を呈し、乾燥機器爆発保護によって対処される。そのようなエマルションポリマーの液滴の乾燥に起因する粒子は、何千もの個々のラテックス粒子を含有し、それらを保持する凝集力を有さない。そのような乾燥粒子は、取扱い時に、より小さい断片に分解される場合があり、それによって、粉塵爆発の重度を増加させる。工場の大気中の少量の粉塵の存在でさえ、著しい燃焼／爆発の危険性をもたらす。したがって、そのような危険性を低下させるポリマー粉末組成物が有益である

【発明の概要】

【0003】

本発明は、ポリマー粉末組成物であり、粉末組成物を生成する方法である。

【0004】

一実施形態において、本発明は、エマルション混合物から調製されるポリマー粉末組成物であって、アルキル（メタ）アクリレート、官能性アルキル（メタ）アクリレートスチレン、アクリロニトリル、ブタジエン、クロロプレン、塩化ビニル、（メタ）アクリレート、ビニルアセテート、及びそれらの２つ以上の組み合わせから成る群から選択される１つ以上のモノマーに由来する単位を含み、６０℃以上のガラス転移点及び１００ｎｍ〜１０μｍの平均粒径を有する、９５〜１００重量パーセント未満のラテックスベースの基体ポリマーと、０より大きく５重量パーセントまでの結合剤ラテックスポリマーであって、結合剤は、１０℃以下のＴｇを有し、１つ以上の（メタ）アクリルモノマーに由来する単位を有し、結合剤ポリマー組成物は、５０〜２５０ｎｍの平均粒径を有する、結合剤ラテックスポリマーと、を含み、噴霧乾燥または流動噴霧乾燥によってエマルション混合物から調製される乾燥粉末ポリマー組成物は、摩耗試験後に平均粒子径の２５％以下の減少及び摩耗試験後に粒子画分＜４５μｍの５０％以下の増加を示す、ポリマー粉末組成物を提供する。

【発明を実施するための形態】

【0005】

本発明は、ポリマー粉末組成物であり、それを生成する方法である。

【0006】

本発明によりエマルション混合物から調製されるポリマー粉末組成物は、アルキル（メタ）アクリレート、官能性アルキル（メタ）アクリレートスチレン、アクリロニトリル、ブタジエン、クロロプレン、塩化ビニル、（メタ）アクリレート、ビニルアセテート、及びそれらの２つ以上の組み合わせから成る群から選択される１つ以上のモノマーに由来する単位を含み、６０℃以上のＴｇ、１００ｎｍ〜１０μｍの平均粒径を有する、９５〜１００重量パーセント未満のラテックスベースの基体ポリマーと、０より大きく５重量パーセントまでの結合剤ポリマーであって、結合剤ラテックスポリマーは、−１０℃以下のＴｇを有し、１つ以上の（メタ）アクリルモノマーに由来する単位を有し、結合剤ポリマーは、５０〜２５０ｎｍの平均粒径を有する、結合剤ポリマーと、を含み、噴霧乾燥または流動噴霧乾燥によってエマルション混合物から調製される乾燥粉末は、摩耗試験後に平均粒子径の２５％以下の減少及び摩耗試験後に粒子画分＜４５μｍの５０％以下の増加を示す。

【0007】

本明細書で用いられる場合、用語「（メタ）アクリレート」は、アクリレートまたはメタアクリレートを意味する。

【0008】

本明細書で用いられる（メタ）アクリレートモノマーは、例として、Ｃ１〜Ｃ１８（メタ）アクリレート、例えば、ブチルアクリレート、エチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、プロピルアクリレート、メチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ブチルメタアクリレート、メチルメタクリレート、エチルヘキシルメタアクリレート、ステアリルアクリレート、ベンジルアクリレート、シクロヘキシルメタアクリレート、イソボルニルメタアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタアクリレート、シクロペンチルメタアクリレート、トリフルオロエチルメタアクリレート、ヒドロキシエチルメタアクリレート、及びジシクロペンタジエニルメタアクリレート、及びそれらの混合物、及びそれらの組み合わせを含む。

【0009】

９５〜１００重量パーセント未満のラテックスベースの基体ポリマーの全ての個々の値及び下位範囲が、本明細書に含まれ、本明細書に開示され、例えば、ラテックスベースの基体ポリマーの量は、９５、９５．５、９６、９６．５、９７、９７．５、９８、９８．５、９９、９９．５、または９９．８重量パーセントの下限から、９５．５、９６、９６．５、９７、９７．５、９８、９８．５、９９、９９．５、または９９．９重量パーセントの上限であることができる。例えば、ラテックスベースの基体ポリマーの量は、９５〜１００重量パーセント未満の範囲であり得、または、代替的に、ラテックスベースの基体ポリマーの量は、９５〜９７．５重量パーセントの範囲であり得、または、代替的に、ラテックスベースの基体ポリマーの量は、９７．５〜１００重量パーセント未満の範囲であり得、または、代替的に、ラテックスベースの基体ポリマーの量は、９６〜９８重量パーセントの範囲であり得る。

【0010】

６０℃以上のガラス転移点の全ての個々の値及び下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示され、例えば、ラテックスベースの基体ポリマーのガラス転移点は、６０、６２、６４、６６、６８、７０、または７２℃の下限を有することができる。

【0011】

１００ｎｍ〜１０μｍのラテックスベースの基体ポリマー平均粒径の全ての個々の値及び下位範囲が、本明細書に含まれ、本明細書に開示され、例えば、基体ポリマーの平均粒径は、１００、１０００、２０００、３０００、４０００、５０００、６０００、７０００、８０００、または９０００ｎｍの下限から５００、１５００、２５００、３５００、４５００、５５００、６５００、７５００、８５００、９５００、または１００００ｎｍの上限であることができる。例えば、基体ポリマーの平均粒径は、１００ｎｍ〜１００００ｎｍの範囲であり得、または、代替的に、基体ポリマーの平均粒径は、１００〜５０００ｎｍの範囲であり得、または、代替的に、基体ポリマーの平均粒径は、５０００〜１００００ｎｍの範囲であり得、または、代替的に、基体ポリマーの平均粒径は、２５００〜７５００ｎｍの範囲であり得る。

【0012】

０より大きく５重量パーセントまでの結合剤ラテックスポリマーの全ての個々の値及び下位範囲が、本明細書に含まれ、本明細書に開示され、例えば、結合剤ラテックスポリマーの量は、０．０５、０．１、０．５、１．５、２．５、３．５、または４．５重量パーセントの下限から０．１、１、２、３、４、または５重量パーセントの上限であることができる。例えば、結合剤ラテックスポリマーの量は、０より大きく５重量パーセントまでの範囲であり得、または、代替的に、結合剤ラテックスポリマーの量は、０より大きく５重量パーセントまでの範囲であり得、または、代替的に、結合剤ラテックスポリマーの量は、０．１より大きく２．５重量パーセントまでの範囲であり得、または、代替的に、結合剤ラテックスポリマーの量は、１．２５より大きく２．５重量パーセントまでの範囲であり得、または、代替的に、結合剤ラテックスポリマーの量は、２．５より大きく５重量パーセントまでの範囲であり得る。

【0013】

結合剤ポリマーの１０℃以下のＴｇの全ての個々の値及び下位範囲が、本明細書に含まれ、本明細書に開示され、例えば、結合剤ポリマーのＴｇは、３、４、５、６、７、８、９、または９．９℃の上限であることができる。

【0014】

結合剤ポリマーの平均粒径の５０〜２５０ｎｍの全ての個々の値及び下位範囲が、本明細書に含まれ、本明細書に開示され、例えば、結合剤ポリマー平均粒径は、５０、８０、１１０、１４０、１７０、２００、２３０、または２４０ｎｍの下限から、６０、９０、１２０、１５０、１８０、２１０、２４０、または２５０ｎｍの上限にわたることができる。例えば、結合剤ポリマー平均粒径は、５０〜２５０ｎｍの範囲であり得、または、代替的に、結合剤ポリマー平均粒径は、１５０〜２５０ｎｍの範囲であり得、または、代替的に、結合剤ポリマー平均粒径は、５０〜１５０ｎｍの範囲であり得、または、代替的に、結合剤ポリマー平均粒径は、７５〜１５０ｎｍの範囲であり得、または、代替的に、結合剤ポリマー平均粒径は、１７５〜２５０ｎｍの範囲であり得る。

【0015】

噴霧乾燥または流動噴霧乾燥によってエマルション混合物から調製される乾燥粉末の摩耗試験後の平均粒子径？］の２５％以下の減少の全ての個々の値及び下位範囲が、本明細書に含まれ、本明細書に開示され、例えば、平均粒子径の減少は、５、１０、１５、２０、または２５％の上限であることができる。

【0016】

噴霧乾燥または流動噴霧乾燥によってエマルション混合物から調製される乾燥粉末の摩耗試験後の＜４５μｍの平均粒子径を有する粒子画分の５０％以下の増加の全ての個々の値及び下位範囲が、本明細書に含まれ、本明細書に開示され、例えば、＜４５μｍの平均粒子径を有する粒子画分の増加は、５、１５、２５、３５、４５、または５０％の上限であることができる。

【0017】

代替的な実施形態において、基体ポリマーは、１つ以上の架橋モノマーに由来する単位をさらに含む。そのような架橋剤は、例えば、ジビニルベンゼン；ビニル基含有モノマー；例えば、アリル化合物、例えば、アリル（メタ）アクリレート、ジアリルフマレート、ジアリルフタレート、ジアリルアクリルアミド、トリアリル（イソ）シアヌレート、及びトリアリルトリメリテ−ト；（ポリ）アルキレングリコールジ（メタ）アクリレート化合物、例えば、エチレングリコールジメタアクリレート（ＥＧＤＭＡ）、ジエチレングリコールジメタアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、（ポリ）テトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、及びグリセロールトリ（メタ）アクリレート、ならびにその混合物及び組み合わせを含む。

【0018】

代替的な実施形態において、基体ポリマーは、１つ以上のグラフト結合剤に由来する単位をさらに含む。そのようなグラフト結合剤は、例えば、アリルメタアクリレート、ジアリルマレエート、及びアリルアクリロキシプロピオネートを含む。

【0019】

代替的な実施形態において、本発明は、エマルション重合によって、アルキル（メタ）アクリレート、官能性アルキル（メタ）アクリレートスチレン、アクリロニトリル、ブタジエン、クロロプレン、塩化ビニル、（メタ）アクリレート、ビニルアセテート、及びそれらの２つ以上の組み合わせから成る群から選択される１つ以上のモノマーに由来する単位を含む、１００ｎｍ〜１０μｍの平均粒径を有する、ラテックスベースの基体ポリマーを調製することと、エマルション重合によって、１０℃以下のＴｇ及び５０〜２５０ｎｍの平均粒径を有する、１つ以上の（メタ）アクリルモノマーに由来する単位を含む結合剤ポリマーを調製することと、摩耗試験後に平均粒子径の２５％以下の減少及び摩耗試験後に粒子画分＜４５μｍの５０％以下の増加を示す乾燥粉末を生成するように、基体及び結合剤ポリマーを混合して、その後、噴霧乾燥または流動噴霧乾燥することと、を含む、ポリマー粉末組成物を生成する方法をさらに提供する。

【0020】

代替的な実施形態において、本発明は、ラテックスベースの基体ポリマーが、コア／シェル構造を有することを除いて、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、ポリマー粉末組成物及びポリマー粉末組成物を生成する方法を提供する。

【0021】

代替的な実施形態において、本発明は、結合剤ラテックスポリマーが、コア／シェル構造を有さないことを除いて、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、ポリマー粉末組成物及びポリマー粉末組成物を生成する方法を提供する。

【0022】

代替的な実施形態において、本発明は、結合剤ポリマーが、１５０ｎｍ未満の平均粒径を有することを除いて、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、ポリマー粉末組成物及びポリマー粉末組成物を生成する方法を提供する。

【0023】

代替的な実施形態において、本発明は、結合剤ポリマーが、−３０℃未満のＴｇを有することを除いて、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、ポリマー粉末組成物及びポリマー粉末組成物を生成する方法を提供する。

【0024】

代替的な実施形態において、本発明は、基体ポリマーが、７０℃を超えるＴｇを有することを除いて、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、ポリマー粉末組成物及びポリマー粉末組成物を生成する方法を提供する。

【0025】

代替的な実施形態において、本発明は、基体ポリマーが、１つを超えるシェル層を有するコア／シェル構造を有し、かつ最外層が７０℃を超えるＴｇを有することを除いて、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、ポリマー粉末組成物及びポリマー粉末組成物を生成する方法を提供する。

【0026】

代替的な実施形態において、本発明は、結合剤ポリマーが、乾燥粉末の重量に基づく１〜５重量％の量で存在することを除いて、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、ポリマー粉末組成物及びポリマー粉末組成物を生成する方法を提供する。

【0027】

代替的な実施形態において、本発明は、基体ポリマーが、スチレン、メチルメタクリレート、ビニルコライド、アクリロニトリル、アルキル（メタ）アクリレート、メタクリル酸、及びそれらの２つ以上の組み合わせの群から選択される１つ以上のモノマーに由来する単位を含むことを除いて、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、ポリマー粉末組成物及びポリマー粉末組成物を生成する方法を提供する。

【0028】

代替的な実施形態において、本発明は、結合剤ポリマーが、ブチルアクリレート、エチルアクリレート、及び／またはエチルヘキシルアクリレート、０〜２重量％の（メタ）アクリル酸に由来する最大１００重量％単位を含むことを除いて、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、ポリマー粉末組成物及びポリマー粉末組成物を生成する方法を提供する。ブチルアクリレート、エチルアクリレート、及び／またはエチルヘキシルアクリレートに由来する最大１００重量％単位の全ての個々の値及び下位範囲が、本明細書に含まれ、本明細書に開示され、例えば、ブチルアクリレート、エチルアクリレート、及び／またはエチルヘキシルアクリレートに由来する単位の量は、５、１５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８５、９５、または１００重量％の下限から、８、１８、２８、３８、４８、５８、６８、７８、８８、９８、または１００重量％の上限にわたることができる。例えば、ブチルアクリレート、エチルアクリレート、及び／またはエチルヘキシルアクリレートに由来する単位の量は、５０〜９５重量％にわたり得、または、代替的に、ブチルアクリレート、エチルアクリレート、及び／またはエチルヘキシルアクリレートに由来する単位の量は、３５〜７５重量％にわたり得、または、代替的に、ブチルアクリレート、エチルアクリレート、及び／またはエチルヘキシルアクリレートに由来する単位の量は、４５〜８５重量％にわたり得、または、代替的に、ブチルアクリレート、エチルアクリレート、及び／またはエチルヘキシルアクリレートに由来する単位の量は、８５〜１００重量％にわたり得る。

【0029】

（メタ）アクリル酸に由来する０〜２重量％単位の全ての個々の値及び下位範囲が、本明細書に含まれ、本明細書に開示され、例えば、（メタ）アクリル酸に由来する単位の量は、０、０．１、０．５、１、１．５、または１．７５重量％の下限から、０．４、０．９、１．４、１．８、または２重量％の上限にわたることができる。例えば、（メタ）アクリル酸に由来する単位の量は、０〜２重量％にわたり得、または、代替的に、（メタ）アクリル酸に由来する単位の量は、０．８〜１．２重量％にわたり得、または、代替的に、（メタ）アクリル酸に由来する単位の量は、１．２５〜２重量％にわたり得、または、代替的に、（メタ）アクリル酸に由来する単位の量は、０．１〜１．２５重量％にわたり得、または、代替的に、（メタ）アクリル酸に由来する単位の量は、０．５〜１．７５重量％にわたり得る。

【0030】

代替的な実施形態において、本発明は、組成物が、帯電防止剤、色増強剤、色素、潤滑剤、賦形剤、難燃剤、色素、一次酸化防止剤、二次酸化防止剤、加工助剤、衝撃改質剤、ＵＶ安定剤、それらの混合物、及びそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない、さらなる添加剤をさらに含むことを除いて、前述の実施形態のうちのいずれかに従い、ポリマー粉末組成物及びポリマー粉末組成物を生成する方法を提供する。本発明の熱可塑性組成物は、任意の量の添加剤を含有し得る。本発明の熱可塑性組成物は、そのような添加剤を含む本発明の熱可塑性組成物の重量に基づき、０より大きく６０重量パーセント未満の組み合わせ重量のそのような添加剤を妥協し得る。約０〜約６０重量パーセントの全ての個々の値及び下位範囲が、本明細書に含まれ、本明細書に開示され、例えば、本発明の熱可塑性組成物は、０〜６０重量％、または、０〜５０重量％、または、０〜３０重量％、または、０〜２０重量％、または、０〜１０重量％、または、０〜５重量％の組み合わせ重量の添加剤を妥協し得る。

【0031】

代替的な実施形態において、本発明は、エマルション混合物から調製されるポリマー粉末組成物であって、アルキル（メタ）アクリレート、官能性アルキル（メタ）アクリレートスチレン、アクリロニトリル、ブタジエン、クロロプレン、塩化ビニル、（メタ）アクリレート、ビニルアセテート、及びそれらの２つ以上の組み合わせから成る群から選択される１つ以上のモノマーに由来する単位を含み、６０℃以上のＴｇ及び１００ｎｍ〜１０μｍの平均粒径を有する、９５〜１００重量パーセント未満のラテックスベースの基体ポリマーと、０より大きく５重量パーセントまでの結合剤ラテックスポリマーであって、結合剤は、−１０℃以下のＴｇを有し、１つ以上の（メタ）アクリルモノマーに由来する単位を有し、結合剤ポリマーは、５０〜２５０ｎｍの平均粒径を有する、結合剤ラテックスポリマーと、を含み、噴霧乾燥または流動噴霧乾燥によってエマルション混合物から調製される乾燥粉末は、摩耗試験後に平均粒子径の２５％以下の減少及び摩耗試験後に粒子画分＜４５μｍの５０％以下の増加を示す、ポリマー粉末組成物を提供する。

【0032】

別の実施形態において、本発明は、エマルション混合物から調製されるポリマー粉末組成物であって、アルキル（メタ）アクリレート、官能性アルキル（メタ）アクリレートスチレン、アクリロニトリル、ブタジエン、クロロプレン、塩化ビニル、（メタ）アクリレート、ビニルアセテート、及びそれらの２つ以上の組み合わせから成る群から選択される１つ以上のモノマーに由来する単位を含み、６０℃以上のＴｇ及び１００ｎｍ〜１０μｍの平均粒径を有する、９５〜１００重量パーセント未満のラテックスベースの基体ポリマーと、０より大きく５重量パーセントまでの結合剤ラテックスポリマーであって、結合剤は、１０℃以下のＴｇを有し、１つ以上の（メタ）アクリルモノマーに由来する単位を有し、結合剤ポリマーは、５０〜２５０ｎｍの平均粒径を有する、結合剤ラテックスポリマーと、から基本的に成り、噴霧乾燥または流動噴霧乾燥によってエマルション混合物から調製される乾燥粉末は、摩耗試験後に平均粒子径の２５％以下の減少及び摩耗試験後に粒子画分＜４５μｍの５０％以下の増加を示す、ポリマー粉末組成物を提供する。

【0033】

さらに別の実施形態において、本発明は、ポリマー粉末組成物を生成する方法であって、エマルション重合によって、アルキル（メタ）アクリレート、官能性アルキル（メタ）アクリレートスチレン、アクリロニトリル、ブタジエン、クロロプレン、塩化ビニル、（メタ）アクリレート、ビニルアセテート、及びそれらの２つ以上の組み合わせから成る群から選択される１つ以上のモノマーに由来する単位を含む、６０℃以上のＴｇ及び１００ｎｍ〜１０μｍの平均粒径を有する、ラテックスベースの基体ポリマーを調製することと、エマルション重合によって、−１０℃以下のＴｇ及び５０〜２５０ｎｍの平均粒径を有する、１つ以上の（メタ）アクリルモノマーに由来する単位を含む結合剤ポリマーを調製することと、摩耗試験後に平均粒子径の２５％以下の減少及び摩耗試験後に粒子画分＜４５μｍの５０％以下の増加を示す乾燥粉末を生成するように、噴霧乾燥または流動噴霧乾燥によって基体及び結合剤ポリマーを混合することと、を含む、方法を提供する。

【実施例】

【0034】

以下の実施例は、本発明を例示するが、本発明の範囲を限定するよう意図されない。

【0035】

ラテックスベースの基体ポリマー、成分（Ａ）の調製
以下のエマルション重合プロセスを用いて、成分（Ａ）を調製した：
６００部の脱イオン水、０．１５部のＮａＥＤＴＡ（エチレンジアミンテトラ−アセテートのナトリウム塩）、及び０．０３部の硫酸鉄七水和物を、丸底５リットルガラス反応器にチャージした。３０分間窒素を噴霧しながら、ガラス反応器内の混合物を、１００ｒｐｍで撹拌し、４０℃まで加熱した。ガラス反応器内の混合物を、４０（±２）℃で維持した。その後、１５００部のメチルメタクリレート、１．５部のブチルメルカプトプリオピオネート、０．０１８グラムのエチレングリコールジメタアクリレート（ＥＧＤＭＡ）、及び１３５部のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのモノマーエマルション混合物（１）を、４時間にわたってガラス反応器に供給した。同時に、１９０部の水中の３．６部の過硫酸ナトリウムの溶液（２）、及び１９０グラムの水中の１．２部のホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウムの溶液（３）を、５時間にわたってガラス反応器に供給した。すなわち、成分（２）及び（３）の供給は、モノマーエマルションの供給の終了後、１時間継続した。成分（１）、（２）、及び（３）の供給時、ガラス反応器内の混合物の温度を、４０±２℃で維持した。成分（１）〜（３）の全てをガラス反応器に供給した後、ガラス反応器内の混合物、ラテックスの温度を６０℃に上昇させ、その温度で、ラテックスを冷却及び濾過する前に３０分間保持した。最初に、（全ポリマーに基づき）０．２重量％のモノナトリウムリン酸塩溶液（１０％溶液）、その後、（全ポリマーに基づき）０．６重量％のリン酸二ナトリウム溶液（１０％溶液）液滴を添加することによって、ｐＨが望ましい範囲に至るまで、ラテックスのｐＨを、６．８〜７．０まで調整した。光散乱技術によって、粒子径が２３０ｎｍであることを測定した。

【0036】

結合剤ポリマー、成分（Ｂ）の調製：
以下のエマルション重合プロセスを用いて、本発明の実施例で用いられる成分Ｂを調製した。

【0037】

１２００部の脱イオン水、０．０３部のＮａＥＤＴＡ（エチレンジアミンテトラ−アセテートのナトリウム塩）、及び０．１５部の硫酸鉄七水和物を、１１０部の１０％溶液のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム界面活性剤とともに、丸底５リットルガラス反応器にチャージした。３０分間窒素を噴霧させながら、ガラス反応器の内容物を、１５０ｒｐｍで撹拌し、３７℃まで加熱した。その後、１０９０部のエチルアクリレート、１１部のアクリル酸、６１０部の脱イオン水、及び２２０部のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（１０％溶液）のモノマーエマルション混合物（１）を、上記の成分を２Ｌビーカーに添加し、それをガラス棒で撹拌することによって調製した。

【0038】

８６部の水中の３部のｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシドの溶液、成分（２）、及び８６部の水中の３部のホルムアルデヒドスルホキシル酸ナトリウムの溶液、成分（３）を調製した。１９３グラムである１０％のモノマーエマルション（１）ならびにそれぞれ５．３部である６重量％の（２）及び（３）を、反応器に添加した。成分（１）、（２）、及び（３）の添加後、反応混合物の発熱を可能にさせた。

【0039】

発熱の１５分後、それぞれ３０％の（２）及び（３）を、ショットとして反応器に添加し、再度、反応器の発熱を可能にさせた。反応器を４５℃まで冷却し、残りの４５％のモノマーエマルション（１）ならびにそれぞれ３０％の（２）及び（３）を、ショットとして再度反応器に添加した。発熱後、反応混合物を７０℃で保持し、残りの３４％の（２）及び（３）を、チェイスとして反応器に添加した。Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＢＩ９０粒子径分析器によって、最終的な粒子径（成分Ｂ−１）が６０ｎｍであることを測定した。結果として生じるラテックスを、チーズクロスを通じて濾過し、その後の粉塵分析研究に用いた。

【0040】

より大きな粒子径のバージョン（成分Ｂ−２）を、モノマーエマルションの最初の１０％の添加を２％に減少させることによって調製した。これは、粒子径２３０ｎｍのポリエチルアクリレートラテックスをもたらした。

【0041】

成分（Ａ）及び（Ｂ）のラテックス混合物を調製し、噴霧乾燥または凍結乾燥し、乾燥ポリマー粉末を得た。

【0042】

表１は、本発明の実施例１〜３及び比較実施例１の組成物を例示する。

【0043】

【表1】

【0044】

表２は、本発明の実施例及び比較実施例のそれぞれに対する、平均粒子径、＜４５ミクロンのサイズを有する粒子のパーセント、及びその値の変化を例示する。

【0045】

【表2】

【0046】

表３は、本発明の実施例及び比較実施例のそれぞれに対する、Ｋｓｔ及び最小発火エネルギー（ＭＩＥ）を例示する。

【0047】

【表3】

【0048】

テスト方法
テスト方法は、以下を含む。
最大爆発圧力（ＭＥＰ）は、発火時間（周囲圧力）での圧力と爆発の頂点での圧力との間の差と称される。ＭＥＰ及び爆発重度（Ｋｓｔ）値は両方とも、ＩＳＯ６１８４／１（１９９５）及びＡＳＴＭ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｅ１２２６（１９９１）に明記された試験条件に従い、様々なポリマー粉末（燃料）濃度で、２０リットル装置または１ｍ^３容器内で測定した。全ての測定は、Ｆｉｋｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎ．，Ｂｌｕｅ Ｓｐｒｉｎｇｓ，ＭＯによって行われた。試験は、各場合において最大圧力値が得られる、広範囲の濃度にわたって行う。最小発火エネルギー（ＭＩＥ）は、多量のポリマー粉塵の発火を生成することができる容量放電によって得られる最低電気誘発発火エネルギーである。用いられた試験デバイスは、１リットル容積のＨａｒｔｍａｎｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｔｕｂｅであり、測定は、ＡＳＴＭ Ｅ−２０１９ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄに従って行った。エネルギーは、式Ｅ＝１２ＣＶ^２から計算し、Ｃは、放電回路に接続されるコンデンサーの電気容量であり、Ｖは、印加される電圧である。

【0049】

動的光散乱（１５°及び９０°散乱角）及びレーザー光源を利用する、ＢＩ ９０（Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｈｏｌｔｓｖｉｌｌｅ，ＮＹ）粒子径検出器とともに、非常に希薄な水性分散液、すなわち、ラテックス（０．００１％固体まで希釈）を用いて、ポリマー粒子径を測定した。フォトダイオードアレイによって信号を検出し、組込み相関器でデータを分析した。摩耗試験を以下の手順に従って行う：第１に、噴霧乾燥器からの粉末の粒子径を、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒとともに、光散乱機器を用いて測定する（Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｗｏｒｃｅｓｔｅｒｓｈｉｒｅ，ＵＫ。平均粒子径及び粒子径＜４５μのパーセンテージを機器が報告）。その後、１００ｇの３／１６インチ直径のステンレス鋼玉軸受及び５０ｇの粉末を、蓋付きの固体皿にいれ、「Ｒｏ−Ｔａｐ」スクリーンシェーカー機器（ＲＸ３０ Ｒｏ−ｔａｐ，Ｗ．Ｓ．Ｔｙｌｅｒ Ｉｎｃ．，Ｍｅｎｔｏｒ，ＯＨ）で１０分間製粉した。粉末の粒子径を再測定し、記録された最終結果は、平均粒子径及び＜４５ｕｍ粉塵値の％の前後の変化である。

【0050】

本発明は、その精神及び主要な特徴から逸脱することなく、他の形で具体化され得、したがって、本発明の範囲を示すように、前述の説明ではなく、添付の特許請求項の範囲に言及がなされるべきである。