特開 2022-71858 熱可塑性ポリオレフィン系スラッシュ粉末組成物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022071858

(43)【公開日】2022-05-16

(54)【発明の名称】熱可塑性ポリオレフィン系スラッシュ粉末組成物

(51)【国際特許分類】

   C08L 53/00 20060101AFI20220509BHJP

   C08L 23/14 20060101ALI20220509BHJP

   C08K 3/34 20060101ALI20220509BHJP

   C08J 3/12 20060101ALI20220509BHJP

【ＦＩ】

C08L53/00

C08L23/14

C08K3/34

C08J3/12 A CES

【審査請求】有

【請求項の数】22

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021175462

(22)【出願日】2021-10-27

(31)【優先権主張番号】17/082,706

(32)【優先日】2020-10-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】521082259

【氏名又は名称】シーピーケイ インテリオール プロダクツ インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】特許業務法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】ムラリ モハン レディー

(72)【発明者】

【氏名】グレゴリー ジェームス ファーラー

【テーマコード（参考）】

4F070

4J002

【Ｆターム（参考）】

4F070AA13

4F070AA15

4F070AB11

4F070AC22

4F070AE03

4F070DA41

4F070DC07

4J002BB142

4J002BP031

4J002BP033

4J002DA019

4J002DJ046

4J002EU077

4J002EU078

4J002FD016

4J002FD037

4J002FD048

4J002FD090

4J002FD189

4J002FD313

(57)【要約】

【課題】熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）粉末を提供する。
【解決手段】熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）粉末が提供される。ＴＰＯ粉末は、オレフィンブロックコポリマー（ＯＢＣ）と、ポリプロピレンコポリマーと、接着促進剤と、硫黄フリー安定剤添加剤と、非移行性ヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）および着色顔料を含んでいる組成物と、タルクと、を含んでいる。前記ＴＰＯ粉末から形成されたＴＰＯ材料、ならびに前記ＴＰＯ粉末およびＴＰＯ材料を製造する方法も提供される。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

約５０重量％以上、約７０重量％以下の濃度のオレフィンブロックコポリマー（ＯＢＣ）；
約１０重量％以上、約２０重量％以下の濃度のポリプロピレンコポリマー；
約１重量％以上、約１０重量％以下の濃度の接着促進剤；
約０．１重量％以上、約０．８重量％以下の濃度の硫黄フリー安定剤添加剤；
約２重量％以上、約６重量％以下の濃度の、非移行性ヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）および着色顔料を含んでいる組成物；並びに
約３重量％以上、約１０重量％以下の濃度のタルク
を含んでいる、熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）組成物。

【請求項2】

前記ＯＢＣは、エチレン－１－オクテンコポリマーを含み、
前記エチレン－１－オクテンコポリマーは、
前記エチレン－１－オクテンコポリマーの総重量に基づいて、約５０重量％以上、約７０重量％以下のエチレンを含み、且つ
約０．８８７ｇ／ｃｍ^３以上、約０．９５ｇ／ｃｍ^３以下の密度を有している、
請求項１に記載のＴＰＯ組成物。

【請求項3】

前記エチレン－１－オクテンコポリマーは、２．１８ｋｇの前記エチレン－１－オクテンコポリマーおよび約１８０℃の温度を使用して、ＡＳＴＭ Ｄ－１２３８に従って測定した場合に、約５ｇ／１０分以上、約２０ｇ／１０分以下のメルトフローレートを有している、
請求項２に記載のＴＰＯ組成物。

【請求項4】

前記ポリプロピレンコポリマーは結晶性であり、
約３０Ｊ／ｍ以上、約４０Ｊ／ｍ以下の低い衝撃強度を有し、且つ
２．１６ｋｇの前記ポリプロピレンコポリマーおよび約２３０℃の温度を使用して、ＡＳＴＭ Ｄ－１２３８に従って測定した場合に、約１００ｇ／１０分のメルトフローレートを有している、
請求項１に記載のＴＰＯ組成物。

【請求項5】

前記接着促進剤は、無水マレイン酸グラフトＯＢＣを含んでいる、請求項１に記載のＴＰＯ組成物。

【請求項6】

前記接着促進剤は、
約９５重量％以上、約９８重量％以下の濃度の無水マレイン酸グラフトエチレン－１－オクテンコポリマー；
約１重量％以上、約３重量％以下の濃度の無水マレイン酸；および
約１重量％以上、約２重量％以下の濃度のＮ－エチルエチレンジアミン
を含み、
前記重量％は、前記接着促進剤の総重量に基づく、
請求項１に記載のＴＰＯ組成物。

【請求項7】

前記硫黄フリー安定剤添加剤は、２，２，６，６－テトラメチルピペリジン－４－イル－ヘキサデカノエートおよび２，２，６，６－テトラメチルピペリジン－４－イルオクタデカノエートを含んでいる、請求項１に記載のＴＰＯ組成物。

【請求項8】

前記ＴＰＯ組成物は、約１００μｍ以上、約２００μｍ以下の粒径を有している粒子を含んでいるＴＰＯ粉末の形態である、請求項１に記載のＴＰＯ組成物。

【請求項9】

前記ＴＰＯ粉末は、約２６°以上、約３４°以下の安息角を有している、請求項８に記載のＴＰＯ組成物。

【請求項10】

前記ＴＰＯ粉末は、約１８ｌｂ／ｆｔ^３以上、約２１ｌｂ／ｆｔ^３以下の嵩密度を有している、請求項８に記載のＴＰＯ組成物。

【請求項11】

前記ＴＰＯ組成物の総重量に基づいて、約０．０５重量％以上、約１０重量％以下の濃度でグラフェンをさらに含んでいる、請求項１に記載のＴＰＯ組成物。

【請求項12】

前記ＴＰＯ組成物は、スラッシュおよび回転により成形された物品の部品である、請求項１に記載のＴＰＯ組成物。

【請求項13】

前記スラッシュおよび回転により成形された物品は、自動車車両の内装コンポーネントである、請求項１２に記載のＴＰＯ組成物。

【請求項14】

熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）材料を含んでいる物品であって、
前記ＴＰＯ材料は、
約５０重量％以上、約７０重量％以下の濃度のオレフィンブロックコポリマー（ＯＢＣ）；および
約１０重量％以上、約２０重量％以下の濃度のポリプロピレンコポリマー
を含み、
前記重量％は、前記ＴＰＯ材料の総重量に基づく、
前記物品。

【請求項15】

前記ＴＰＯ材料は、
約１重量％以上、約１０重量％以下の濃度の接着促進剤；
約０．１重量％以上、約０．８重量％以下の濃度の硫黄フリー安定剤添加剤；
約２重量％以上、約６重量％以下の濃度の、非移行性ヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）および着色顔料を含んでいる組成物；並びに
約３重量％以上、約１０重量％以下の濃度のタルク
をさらに含み、
前記重量％は、前記ＴＰＯ材料の総重量に基づく、
請求項１４に記載の物品。

【請求項16】

前記ＴＰＯ材料は、前記ＴＰＯ材料の総重量に基づいて、約０．０５重量％以上、約１０重量％以下の濃度でグラフェンをさらに含んでいる、請求項１４に記載の物品。

【請求項17】

前記ＴＰＯ材料は、可撓性軟質スキンである、請求項１４に記載の物品。

【請求項18】

前記物品は、
堅い基材と、
前記堅い基材と前記ＴＰＯ材料との間に配置された連続気泡フォームと、
をさらに含んでいる、請求項１７に記載の物品。

【請求項19】

熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）組成物の製造方法であって、
オレフィン－ブロックコポリマー（ＯＢＣ）、ポリプロピレン、および接着促進剤を一緒に混合して混合物を形成すること；
前記混合物を溶融押出して押出材を形成すること；および
前記押出材をペレット化してＴＰＯペレットを形成すること、
を含んでいる、前記方法。

【請求項20】

前記接着促進剤は、無水マレイン酸グラフトＯＢＣを含んでいる、請求項１９に記載の方法。

【請求項21】

前記ＴＰＯペレットを粉砕して、ＴＰＯ粉末を形成することをさらに含んでいる、請求項１９に記載の方法。

【請求項22】

前記ＴＰＯ粉末は、スラッシュ成形グレードである、請求項２１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【発明の詳細な説明】

【0001】

〔背景技術〕
本発明は概して、現場発泡プロセス中にポリウレタン系フォームに付着する、自動車の内装スキン用などのスラッシュ成形シェル用のポリオレフィン系組成物に関する。

【0002】

従来、例えば、インストルメントパネル、ドアアッパー、コンソールなど用といった自動車の内装に使用される軟質スキンは、スラッシュ成形プロセスを用いて作られる。多くのスキンは、現場発泡プロセスによって背面発泡され、当該現場発泡プロセスは、例えば、ポリウレタンフォームがスキンと硬質基材との間に注入および／または形成されて、所望の触覚または所望の触覚および感触をもたらすプロセスである。

【0003】

スラッシュ成形は、モールド（典型的には３～４ｍｍ厚のニッケルモールド）を加熱すること、加熱されたモールドに高分子の粉末または樹脂を注入すること、およびモールドを回転させることを含んでいる。モールドが回転している間に、粉末の少なくとも一部が溶融し、所望の形状を有しているモールドの内面に形成される。冷却およびモールドから取り出した後に、所望の形状を有しているスキンが形成される。このプロセスの間に、粉末または樹脂がモールド内を滑らかに流れることが重要である。ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂は、例えば、スラッシュ成形のための良好な流動性を示す非晶質の性質を有している。対照的に、従来の熱可塑性オレフィン配合物は、粉砕技術から生じるフックおよびテールを有しており、これは、スラッシュ成形のための許容できない不十分な流動性につながり、これは次に、より高いスクラップ率および粗悪な製品につながる。

【0004】

現場発泡加工は、所望の触覚を達成するために自動車の内装に使用される。現場発泡加工は、イソシアネートおよびポリオールを、外側スキン（例えば、スラッシュ成形によって製造される）と堅い支持体（例えば、インストルメントパネル用の可塑性の支持体）との間に注入して、スキンと堅い支持体とを一緒に結合するポリウレタンフォームを形成することを含む。得られた製品は、少なくとも部分的にポリウレタンフォームであるために、非常に柔らかい触覚を有している。ＰＶＣおよび熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）の極性の性質は、スキンとポリウレタンフォームとの間の所望の接着を達成するための優れたスキン候補を作り、一方、非極性の熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）は、接着性に劣り、ポリウレタンフォームに適切に接着するために追加の表面処理を必要とする。しかしながら、火炎処理およびプラズマ処理などの表面処理の有効性は、製造されるコンポーネントの設計によって制限される。そのため、ＰＶＣおよびＴＰＵは、スラッシュ成形された部品および軟質スキンのために、自動車産業において広く使用されており、ＴＰＯは使用されていない。

【0005】

ＰＶＣは、コスト上の利点および上記の理由により、スラッシュ成形のための優れた候補である。しかしながら、その性能は可塑剤に依存する。可塑剤は時間が経つにつれておよび様々な温度で劣化することがあり、約－３０℃未満の温度では、所望の柔軟性に達しない。ＴＰＵは、これらの問題を克服することができる。しかしながら、ＴＰＵは、多くの自動車用途にとってコストが法外である。ＰＶＣおよびＴＰＵに関する別の共通の問題は、それらが両方とも揮発性有機化合物（ＶＯＣｓ）を放出することである。ＶＯＣは、多くの国において法律によって規制されている。

【0006】

米国特許第６，８１２，２８５号は、スラッシュ成形用の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）組成物を記載している。ＴＰＥ組成物は、（ａ）ビニル芳香族炭化水素単量体ユニットである主構成要素を備えた少なくとも１種の重合体ブロックＡと、（ｂ）水素化ブタジエン単量体ユニットである主構成要素を備えた少なくとも１種の重合体ブロックＢと、を有しているポリプロピレン水素化ブロックコポリマーである。

【0007】

米国特許出願公開第２０１２／００７０６６５号は、スラッシュ成形用の熱可融性ＴＰＥ組成物を記載している。この配合物は、４０～７０重量％の選択的に水素化されたスチレンブロックコポリマー（ＨＳＢＣ）、および１～３０重量％のブチレンホモポリマー、ブチレンコポリマー、またはそれらの組み合わせを含む。この配合物は、スラッシュ粉末を得るために極低温粉砕される。

【0008】

米国特許第８，６７４，０２７号は、粉末形態のＴＰＯエラストマー組成物を記載しており、当該組成物は、オレフィン－ブロックコポリマー（ＯＢＣ）、直鎖エチレンポリマー、および／または直鎖エチレンポリマー、並びに、例えばインストルメントパネルを含む内装用途のためのスキンのスラッシュ成形用のプロピレンポリマーブレンドを含んでいる。

【0009】

参照文献はスラッシュ成形製品用のＴＰＥまたはＴＰＯを記載しているにもかかわらず、ＰＶＣおよびＴＰＵは、自動車産業における多くの商業用途において使用され続けている。ＰＶＣおよびＴＰＵのこの継続的な使用の理由には以下が含まれる：（ｉ）極低温または室温粉砕から生じるＴＰＥ／ＴＰＯ粉末の不均一な流動挙動、これは不均一な厚さおよび高いスクラップ率を有するスラッシュ成形製品を生じる、（ｉｉ）火炎処理、コロナ処理、およびプラズマ処理などの表面処理の有無にかかわらず、ポリウレタンフォームとのＴＰＥ／ＴＰＯの接着が劣る、（ｉｉｉ）多くのＴＰＥ／ＴＰＯ製品は、１２０℃でのエージング要件を満たさない、（ｉｖ）耐引掻性は、ＴＰＥ／ＴＰＯ製品では時間が経つにつれて失われ、且つ（ｖ）大きな破損（許容できない故障モード）を有することなく、ＴＰＥ／ＴＰＯパネルを通じたエアバッグ展開が困難である。

【0010】

優れたポリウレタン接着性、擦れおよびキズ付き（scuff and mar）、低曇り（low fog）、耐紫外線性、サブゼロ温度性能、並びに許容可能なエアバッグ展開を備えたスラッシュ成形グレードのＴＰＯ粉末が望まれる。ＴＰＯは、その低いＶＯＣ産出、可塑剤含有量の欠如、およびリサイクル性のために、この目的のために考慮される。

【0011】

本技術の種々の態様において、ＴＰＯ組成物は、ＴＰＯペレットとして、またはＴＰＯ粉末（ＴＰＯペレットから形成された）として提供される。ＴＰＯペレットは、人工皮革スキンまたは圧延膜に加工されるように構成される。ＴＰＯ粉末は、ＰＶＣおよびＴＰＵの利点を有している成形されたＴＰＯ材料にスラッシュ成形されるように構成される。しかし、成形されたＴＰＯ材料は、低ＶＯＣ産出、良好な密着性、長期間の高熱性能、および信頼性の高いエアバッグ展開（インストルメントパネル用途向け）も有している。

【0012】

ＴＰＯ組成物は、ＯＢＣ、ポリプロピレンコポリマー、および無水マレイン酸グラフトＯＢＣを含む。ある態様において、ＯＢＣはエチレン－１－オクテンコポリマーであり、無水マレイン酸グラフトＯＢＣは、無水マレイン酸でグラフトされたエチレン－１－オクテンコポリマーである。いくつかの態様において、ＴＰＯ材料はまた、グラフェンなどの抗菌剤、および任意選択で金属酸化物を含んでいる。

【0013】

ＴＰＯ粉末は、約２６°以上、約３４°以下の安息角、および約１８ｌｂ／ｆｔ^３以上、約２１ｌｂ／ｆｔ^３以下の嵩密度を有している。ＴＰＯ粉末は球形粒子を有しており、例えば、約０．８ｍｍ以上、約１．４ｍｍ以下の厚さを有しているドアおよびインストルメントパネル用の自動車の内装スキンなどのＴＰＯ材料を製造するためのスラッシュ成形プロセスに適している。ＴＰＯ材料は、火炎処理などの二次加工を施すことなく、約３Ｎ／ｉｎ以上の接着剥離強度で連続気泡フォームに直接結合する。したがって、ＴＰＯ材料は、堅い基材上に配置された連続気泡フォーム上に配置可能であり、その結果、得られる物品は、ＴＰＯ材料と堅い基材との間に配置された連続気泡フォームを含んでおり、ここでは、ＴＰＯは連続気泡フォームに直接結合する。

【0014】

本技術の種々の他の態様において、ＴＰＯ粉末を作製する方法は、ＯＢＣ、ポリプロピレン、および接着促進剤を組み合わせて混合物を形成すること；前記混合物を溶融押出して押出材を形成すること；前記押出材をペレット化してＴＰＯペレットを形成すること；および前記ＴＰＯペレットを粉砕してＴＰＯ粉末を形成することを含んでいる。ＴＰＯ粉末は、スラッシュ成形グレードである。

【0015】

本技術の種々の他の態様において、物品を製造する方法は、ＴＰＯ粉末をモールドの内部に導入すること、ここで、モールドは所定の形状を有している内面を有している；モールドを加熱して、ＴＰＯ粉末を少なくとも部分的に溶融させること；加熱中に、モールドを回転させて、少なくとも部分的に溶融したＴＰＯ粉末で内面をコーティングすること；およびモールドを冷却して、所定の形状を有している成形物品を形成することを含んでいる。いくつかの態様において、物品は、インストルメントパネル、Ａ－ピラー、Ｂ－ピラー、Ｃ－ピラー、ステアリングホイールスキン、エアバッグカバー、ドアトリムパネル、ドアハンドル、ピラーハンドル、ルーフハンドル、センターコンソール、ニーボルスター、シートメカニズムカバー、またはサンバイザーなどの自動車車両コンポーネントである。

【0016】

さらなる特徴および利点は、添付の図面と併せて以下の説明および添付の特許請求の範囲から確認することができる。

【0017】

〔図面の簡単な説明〕
図１は、本技術の種々の態様によるＴＰＯ材料を含んでいる内装トリムパネルを示している斜視図である。

【0018】

図２は、内装トリムパネルを示している図１の線２－２に沿った断面図である。

【0019】

図３は、本技術の種々の態様によるＴＰＯ材料を含んでいる物品を示している斜視図である。

【0020】

図４は、本技術の種々の態様による第１の抗菌性ＴＰＯ材料を示している斜視図である。

【0021】

図５は、本技術の種々の態様による第２の抗菌性ＴＰＯ材料を示している斜視図である。

【0022】

図６は、本技術の種々の態様による第３の抗菌性ＴＰＯ材料を示している斜視図である。

【0023】

図７は、本技術の種々の態様による少なくとも１つのサブレイヤー上に配置された抗菌性ＴＰＯ材料を示している斜視図である。

【0024】

図８は、本技術の種々の態様によるＴＰＯ粉末を作製する方法を示しているダイアグラムフローチャートである。

【0025】

図９は、本技術の種々の態様によるＴＰＯ材料から構成された物品を製造する方法を示しているダイアグラムフローチャートである。

【0026】

〔詳細な説明〕
本技術のＴＰＯ組成物は、スラッシュ成形、フィルムキャスティング、および熱成形によって物品を調製するように構成され、その結果、物品はＴＰＯ組成物に由来するＴＰＯ材料を含んでいる。ＴＰＯ組成物は、ペレットまたは粉末の形態であり得る。物品は、例えば、インストルメントパネル、Ａ－ピラー、Ｂ－ピラー、Ｃ－ピラー、ステアリングホイールスキン、エアバッグカバー、ドアトリムパネル、ドアハンドル、ピラーハンドル、ルーフハンドル、センターコンソール、ニーボルスター、シートメカニズムカバー、サンバイザーなどの自動車車両の内装コンポーネントである。

【0027】

車輪付き自動車陸上車両用の内装トリムパネルを図１および図２に示す。内装トリムパネルは、好ましくはインストルメントパネル１０であるが、交互に、センターコンソール１２、別個のエアバッグカバー、ドアトリムパネル、ニーボルスター、シートメカニズムカバー、ピラーカバー等を含んでもよい。ステアリングホイール２９もまた、図１に示されている。インストルメントパネル１０は、外側スキン１４と、中間の柔軟なフォーム層１６と、内側の堅い基材１８とを含んでいる。ステアリングホイール２９は、インストルメントパネル１０と同じ全体構造を有していてもよい。

【0028】

外側スキン１４の部分は、一体型エアバッグドア２０の役割を果たし、その後方にはシュート２４を含むエアバッグアセンブリ２２がある。一体型エアバッグドア２０は、膨張するエアバッグが外側スキン１４におけるテアシーム２８を破裂させると、略水平方向に延伸した基材エッジ２６に隣接する上下の屈曲線を中心に蝶動または枢動する。そのため、テアシーム２８は壊れやすい。「継ぎ目のない（シームレス）」または継ぎ目が隠された様式の外側スキン１４が好ましく、それにより、壊れやすいテアシーム２８はその裏面にあり、車両の乗員またはユーザには見えない。テアシーム２８は、好ましくはＨ字形状を有するが、Ｕ字形状およびＸ字形状などの他の構成を採用することもできる。

【0029】

テアシーム２８は、例えば、ガントリー駆動レーザまたは関節式ロボット駆動ナイフを用いて作製することができ、ガントリー駆動レーザまたは関節式ロボット駆動ナイフは、外側スキン１４を部分的に切断するまたは切込みを入れるために、それが形成された後に外側スキン１４の裏面に沿って水平にスライドする。切込みを入れた後に残っているテアシーム２８の材料は、約０．３ｍｍ以上、約０．６６ｍｍ以下であり、平均約０．５０ｍｍである。より薄いテアシームが利用可能であるが、それが約０．４５７ｍｍ未満である場合、切込み線は部品の表面を通して読み取られるであろう。したがって、切込みの深さは、スキンの厚さの半分よりも大きいが、全体よりも小さい。約１２０℃で約１０００時間加熱すると、スキン上の切込み線は、いかなる修復または再結合も示さない。言い換えれば、本技術のＴＰＯ材料は、壊れやすいテアシーム２８の自己修復を示さず、そして、部分的に切断され分離された壁の様式において切込み線を維持するために役立つ。さらに、壊れやすいテアシーム２８を有している一体型エアバッグドア２０はＴＰＯ材料を含んでいるので、約－３０℃、約２３℃、約８０℃、または約１２０℃の温度でのエアバッグ展開からスキンの破砕は生じない。それにもかかわらず、図１および図２を参照して記載されたコンポーネントの全ては、ＴＰＯ組成物から成型、熱成形、またはスラッシュ成形され得る。

【0030】

ＴＰＯ組成物は、ＴＰＯペレットであろうとＴＰＯ粉末の粒子であろうと、約５０重量％以上、約７０重量％以下の濃度のＯＢＣと、約１０重量％以上、約５０重量％以下の濃度のポリプロピレンコポリマーまたは約１０重量％以上、約２０重量％以下の濃度のポリプロピレンコポリマーと、を含んでおり、重量％は粒子の総重量に基づく。別段の記載がない限り、「ＴＰＯ組成物」は、ＴＰＯペレットまたはＴＰＯ粉末粒子のいずれかであり得ることが理解される。

【0031】

ＯＢＣは、エチレン－１－オクテンコポリマーを含んでおり、エチレン－１－オクテンコポリマーは、エチレン－１－オクテンコポリマーの総重量に基づき、約５０重量％以上、約７０重量％以下のエチレンを有している。エチレン－１－オクテンコポリマーは、約０．８８７ｇ／ｃｍ^３以上、約０．９５ｇ／ｃｍ^３以下の密度、およびＡＳＴＭ Ｄ－１２３８（１８０℃および２．１８ｋｇ）に従って測定した場合に、約５ｇ／１０分以上、約２０ｇ／１０分以下のメルトフローレートを有している。

【0032】

ポリプロピレンコポリマーは高度に結晶性であり、例えば、約３０Ｊ／ｍ以上、約４０Ｊ／ｍ以下の低い衝撃強度（例えば、３５Ｊ／ｍ）、およびＡＳＴＭ Ｄ－１２３８（２３０℃および２．１６ｋｇ）に従って測定した場合に、約７５ｇ／１０分以上、約１２５ｇ／１０分以下の高いメルトフローレート（例えば、約１００ｇ／１０分の例示的なメルトフローレート）を有している。

【0033】

ＴＰＯ組成物はまた、接着促進剤（相溶化剤と呼ばれてもよい）を、約１重量％以上、約１０重量％以下の濃度で含むことができる。接着促進剤は、無水マレイン酸グラフトＯＢＣであり、ここで、ＯＢＣは、上記のとおり、ポリプロピレンコポリマーと組み合わせられるものと同じＯＢＣであり得る。例えば、粉末は、ＯＢＣとしてエチレン－１－オクテンコポリマーと、接着促進剤として無水マレイン酸グラフトエチレン－１－オクテンコポリマーと、を含むことができる。いくつかの態様において、接着促進剤は、約９５重量％以上、約９８重量％以下の濃度での無水マレイン酸グラフトエチレン－１－オクテンコポリマーと、約１重量％以上、約３重量％以下の濃度での無水マレイン酸と、約１重量％以上、約２重量％以下の濃度でのＮ－エチルエチレンジアミンと、を含んでおり、重量％は接着促進剤の総重量に基づく。

【0034】

ＴＰＯ組成物はまた、約０．１重量％以上、約０．８重量％以下の濃度で、安定剤添加剤を含むことができる。安定剤添加剤は硫黄を含むことができ、あるいは実質的に硫黄を含まないか、または硫黄を含まないことができる。「実質的に硫黄を含まない」とは、硫黄が安定剤添加剤中に意図的に含まれないことを意味するが、硫黄は、安定剤添加剤の総重量に基づいて約５重量％以下の濃度で不純物として存在してもよい。安定剤添加剤の非限定的な例は、２，２，６，６－テトラメチルピペリジン－４－イル－ヘキサデカノエート、２，２，６，６－テトラメチルピペリジン－４－イル－オクタデカノエート、およびそれらの組合せを含む。

【0035】

付加物組成物成分はまた、約２重量％以上、約６重量％以下の濃度で、ＴＰＯ組成物中に含まれ得る。付加物組成物は、少なくとも光安定剤、少なくとも１種の着色顔料、またはそれらの組合せを含む。光安定剤は、可視光安定剤および／または紫外（ＵＶ）光安定剤であってもよく、非移行性ヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）であってもよい。光安定剤および少なくとも１種の着色顔料は、約０．３重量％以上、約３重量％以下の濃度で付加物組成物中に提供される。

【0036】

ＴＰＯ組成物は、約３重量％以上、約１０重量％以下の濃度で密度調整剤をさらに含むことができる。密度調整剤は、非限定的な例として、タルクなどの含水ケイ酸マグネシウム鉱物であり得る。密度調整剤は、ＴＰＯ粉末の嵩密度を増加させ、従って改善する。ある態様において、ＴＰＯ粉末の嵩密度は、約１８ｌｂ／ｆｔ^３以上、約２１ｌｂ／ｆｔ^３以下である。

【0037】

ＴＰＯ組成物はさらに、耐擦れおよび耐キズ付き添加剤を含むことができる。耐擦れおよび耐キズ付き添加剤は、擦れ、キズ付き、および引っ掻きに抵抗するためのＴＰＯ組成物の能力を改善する。耐擦れおよび耐キズ付き添加剤は、非限定的な例として、アミド、潤滑剤（シリコンオイルを含む）、有機変性シロキサン、およびグラフトポリマーを含んでいる。例示的かつ非限定的な耐擦れおよび耐キズ付き添加剤は、ＮＯＦ（登録商標）－ＡＬＬＯＹ ＫＡ８３２引っ掻き改善剤（ＮＯＦ社）である。

【0038】

ＴＰＯ粉末の粒子は実質的に均一な形状（例えば、実質的に球形）およびサイズを有し、粒径は、約５０μｍ以上、約５００μｍ以下であるか、または約１００μｍ以上、約２００μｍ以下である。さらに、粒子は、約７５％以上、約８０％以上、または約９０％以上の粒子が、約３０μｍ以下、約２０μｍ以下、約１５μｍ以下、または約１０μｍ以下の＋／－サイズ偏差を有している点で、狭いサイズ分布を有している。ＴＰＯ粉末はまた、約２６°以上、約３４°以下の安息角を特徴とする。

【0039】

図３を参照すると、ＴＰＯ組成物は、上述のとおり、物品４２に、スラッシュ成形されるように（すなわち、ＴＰＯ粉末からスラッシュおよび回転により成形された）、フィルムキャスティングされるように、または熱成形されるように構成される。したがって、物品４２は、ＴＰＯマトリックスを有しているＴＰＯ材料４４を含んでいる。本明細書で使用される場合、「ＴＰＯマトリックス」は、ＴＰＯ組成物から形成されたバルクＴＰＯポリマー系の組成物である。所定の適用に応じて、ＴＰＯ材料４４は、合成皮革または他の可撓性軟質スキンのように可撓性かつ軟質であり得るか、または比較的堅くてもよい。ＴＰＯ材料４４の硬度、剛性、および可撓性は、ＴＰＯマトリックスによって提供される。したがって、ＴＰＯ材料４４を含んでいる物品４２は、ＴＰＯの成分、すなわち、ＯＢＣ、ポリプロピレンコポリマー、および任意の接着促進剤、安定剤添加剤、付加物組成物、および／または密度調整剤を含んでいる。

【0040】

いくつかの態様において、図３に示すとおり、ＴＰＯ材料４４を含んでいる物品４２は、可撓性軟質スキンである。可撓性軟質スキンは、ポリウレタンフォームなどの連続気泡フォーム４６の上および周囲に配置することができる。連続気泡フォーム４６は、堅い基材４８とＴＰＯ材料４４との間に配置される。粘着剤は、連続気泡フォーム４６と可撓性軟質スキンとの間に適用することができるが、ＴＰＯ材料４４は、約３Ｎ／ｉｎ以上の接着剥離強度で連続気泡フォーム４６に直接的に結合する。そのため、いくつかの追加の態様において、接着剤は、可撓性軟質スキンを連続気泡フォーム４６に接着するために存在するのではない。可撓性軟質スキンは、約１２０℃で約５００時間、熱老化を受けると、可撓性軟質スキンは約３０％を超えて変化しない伸び、約３０％を超えて変化しない引張強度を示し、可撓性スキンが壊れやすいテアシームを有している場合、約３０％を超えて変化しない引き裂き強度を示す。

【0041】

ある態様において、ＴＰＯ組成物は、抗菌剤をさらに含むことができ、その結果、ＴＰＯ組成物から形成されたＴＰＯ材料は抗菌性ＴＰＯ材料である。本明細書で使用される場合、用語「抗菌性の」は、抗菌性ＴＰＯ組成物が抗ウイルス特性を有していることを提供し、その結果、抗菌性ＴＰＯ組成物から形成された抗菌性ＴＰＯ材料は、抗ウイルス性材料であり、いくつかの態様において、抗菌特性も有している、すなわち、抗菌性ＴＰＯ材料は、抗ウイルス性および抗菌性のＴＰＯ材料であり得る、および／または抗真菌特性も有し得る、すなわち、抗菌性ＴＰＯ材料は、抗ウイルス性および抗菌性および／または抗真菌性ＴＰＯ材料であり得る。そのため、ウイルスが抗菌性ＴＰＯ材料に接触すると、ウイルスは無力化され、不活化され、破壊され、または「殺され」、その結果、ウイルスは、もはや対象に感染することができない。同様に、抗菌性ＴＰＯ材料が抗菌特性を有している場合、細菌が抗菌性ＴＰＯ材料に接触すると、細菌は殺される。用語「抗ウイルス性」は、抗ウイルス性材料が、少なくともＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２を無力化し、不活化し、破壊し、または「殺し」、いくつかの態様において、他のコロナウイルスを含む他のウイルスも殺すことを提供する。抗菌性ＴＰＯ材料は、その能力に起因して、抗ウイルス活性を有しており、例えば、ウイルス表面上のタンパク質構造を変性させることによってウイルス宿主細胞認識を妨げ、ウイルスのエンベロープの存在に関係なく、ウイルスの不活化をもたらす。抗菌性ＴＰＯ材料は、ＳＡＲＳ－ＣｏＶ－２ウイルス粒子またはプラーク形成単位（ＰＦＵｓ）の約９０％以上、約９５％以上、約９８％以上、または約９９％以上（例えば、約９０％、約９１％、約９２％、約９３％、約９４％、約９５％、約９６％、約９７％、約９８％、約９９％、または約９９．９％）を、約４時間以下、約３時間以下、約２時間以下、約１時間以下、約４５分以下、約３０分以下、または約１５分以下で無力化し、不活化し、破壊し、または「殺す」。

【0042】

したがって、図４を参照すると、本技術は、抗菌性ＴＰＯ組成物から形成された抗菌性ＴＰＯ材料５０を提供する。抗菌性ＴＰＯ材料５０は、図３のＴＰＯ材料と同じであるが、抗菌剤をさらに含んでいる。抗菌性ＴＰＯ材料５０は、ＴＰＯマトリックス５２と、ＴＰＯマトリックス５２内に配置されたおよび／または埋め込まれたグラフェン粒子５４と、を含んでおり、露出面５５を含んでいる。したがって、ＴＰＯマトリックス５２は、グラフェン粒子５４などの抗菌性粒子を埋め込む硬化ＴＰＯポリマーを含んでいる。所定の適用に応じて、抗菌性ＴＰＯ材料５０は、可撓性かつ軟質であり得るか、または比較的堅くてもよい。抗菌性ＴＰＯ材料５０の硬度、剛性、および可撓性は、ＴＰＯマトリックス５２によって提供される。

【0043】

グラフェン粒子５４は、非限定的な例として、少なくとも抗ウイルス活性を提供する、酸化グラフェンなどのグラフェンまたはグラフェン派生物を含んでいる、抗菌性粒子またはフレークである。グラフェン粒子５４は、１層以上、１０層以下を有するか、または６層以上、１０層以下を有し、各層は、２次元ハニカム形状の格子内に配置された炭素原子を含んでいる。種々の態様において、グラフェン粒子５４は、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、または１０の層を有している。グラフェン粒子５４は、約７５０ｎｍ以上、約２５０μｍ以下の直径、約１μｍ以上、約１００μｍ以下の直径、または約１μｍ以上、約５０μｍ以下の直径を有している。

【0044】

理論に束縛されるものではないが、グラフェンおよびグラフェン派生物（例えば、酸化グラフェン）の抗菌特性は、それらの電子が微生物に向かって動くことに起因し得る。この移動は、細胞質流出を引き起こし、代謝を低下させ、脂質膜に影響を与え、酸化ストレスを誘導し、活性酸素種（ＲＯＳ）を産生し、グルタチオンの消失を導き、且つ微生物死を引き起こす。非限定的な例として、グラフェンを使用して、ＳＡＲＳ－ＣｏＶ株を含む種々のコロナウイルスを殺すことができる。

【0045】

いくつかの態様において、抗菌性ＴＰＯ材料５０は追加の抗菌剤を含む。図５および図６は、ＴＰＯマトリックス５２およびグラフェン粒子５４を含んでいる抗菌性ＴＰＯ材料５０ａ、５０ｂを示している。図５および図６の抗菌性ＴＰＯ材料５０ａ、５０ｂは金属酸化物粒子５６をさらに含み、金属酸化物粒子５６はまた、グラフェン粒子５４に関して上記で規定したとおり、少なくとも抗ウイルス活性を提供する。金属酸化物粒子５６は、酸化第一銅（Ｃｕ_２Ｏ）粒子、酸化亜鉛（ＺｎＯ）粒子、酸化銀（Ａｇ_２Ｏ）、またはそれらの組み合わせを含む。これらの金属酸化物粒子５６は、Ｃｕ^１＋、Ａｇ^１＋、および／またはＺｎ^２＋などの抗菌性イオンを放出し、抗菌性表面を調製するために使用される。グラフェンおよび／または酸化グラフェンは、これらのイオンの抗菌活性をさらに促進し、有効性を改善することができる。金属酸化物粒子５６は、約１００ｎｍ以上、約１００μｍ以下の直径、約２００ｎｍ以上、約１０μｍ以下の直径、約２５０ｎｍ以上、約５μｍ以下の直径、または約２５０ｎｍ以上、約１．８μｍ以下の直径を有している。

【0046】

図５に示すとおり、グラフェン粒子５４および金属酸化物粒子５６は、抗菌性ＴＰＯ材料５０ａにおけるＴＰＯマトリックス５２全体に個別に均一に分散されている。「個別に均一に分散された」とは、グラフェン粒子５４および金属酸化物粒子５６が互いを考慮せずにＴＰＯマトリックス５２内でブレンドされることを意味する。グラフェン粒子５４および金属酸化物粒子５６のいくつかが互いに接触していてもよいが、接触はランダムであり、後述するとおり、抗菌性ＴＰＯ材料５０ａを製造する方法の混合工程のアーチファクトである。したがって、グラフェン粒子５４の部分と金属酸化物粒子５６の部分との接触は意図されていないが、接触が存在してもよい。

【0047】

図６に示すとおり、グラフェン粒子５４および金属酸化物粒子５６は、抗菌性ＴＰＯ材料５０ｂにおけるＴＰＯマトリックス５２全体に均一に分散されたグラフェン－金属酸化物粒子複合体５４，５６として存在する。そのため、グラフェン粒子５４は、グラフェン－金属酸化物粒子複合体５４，５６中に金属酸化物粒子５６を担持する。それにもかかわらず、グラフェン－金属酸化物粒子複合体５４，５６中ではなく、ＴＰＯマトリックス５２中に個別に存在するグラフェン粒子５４および／または金属酸化物粒子５６の一部（すなわち少数部分）が存在し得ることが理解される。以下に論じるとおり、グラフェン－金属酸化物粒子複合体５４，５６は、製造プロセスの間にＴＰＯマトリックス５２を規定するポリマーとブレンドする前に形成される。

【0048】

本明細書に提供された本技術の説明の全てにおいて、抗菌性ＴＰＯ材料５０は、別段の記載がない限り、代替的に、図５の抗菌性ＴＰＯ材料５０ａまたは図６の抗菌性ＴＰＯ材料５０ｂのいずれかであり得る。

【0049】

図４の抗菌性ＴＰＯ材料５０は、ポリマー成分、すなわちＯＢＣ、ポリプロピレンコポリマー、および接着促進剤（存在する場合）を有しているＴＰＯマトリックス５２を、約５０重量％以上、約９９重量％以下の濃度で含んでいる。グラフェン粒子５４は、約０．０５重量％以上、約１０重量％以下の、約０．１重量％以上、約５重量％以下の、または約０．２５重量％以上、約１重量％以下の、抗菌性ＴＰＯ材料５０中の濃度を有し、約０．０５重量％、約０．１重量％、約０．１５重量％、約０．２重量％、約０．２５重量％、約０．３重量％、約０．３５重量％、約０．４重量％、約０．４５重量％、約０．５重量％、約０．５５重量％、約０．６重量％、約０．６５重量％、約０．７重量％、約０．７５重量％、約０．８重量％、約０．８５重量％、約０．９重量％、約０．９５重量％、約１重量％、約１．５重量％、約２重量％、約２．５重量％、約３重量％、約３．５重量％、約４重量％、約４．５重量％、約５重量％、約５．５重量％、約６重量％、約６．５重量％、約７重量％、約７．５重量％、約８重量％、約８．５重量％、約９重量％、約９．５重量％、または約１０重量％の濃度で含んでいる。ＴＰＯマトリックス５２はまた、ＴＰＯ組成物と共に存在する場合、安定剤添加剤、付加物組成物、および／または密度調整剤を含んでいる。

【0050】

図５および図６の抗菌性ＴＰＯ材料５０ａ、５０ｂは、抗菌性ＴＰＯ材料５０と同じ組成物を有しているが、０重量％を超えて、約２０重量％以下の金属酸化物粒子５６をさらに含んでいる。金属酸化物粒子５６が１種よりも多い金属酸化物（例えば、Ｃｕ_２ＯまたはＺｎＯのうちの少なくとも１種など）を含んでいる場合、Ｃｕ_２ＯまたはＺｎＯは、金属酸化物粒子５６の０重量％以上、約２０重量％以下の濃度で、個々に存在するが、ただし、Ｃｕ_２Ｏ粒子またはＺｎＯ粒子のうちの少なくとも１種は抗菌性ＴＰＯ材料５０ａ、５０ｂ中に存在する。したがって、抗菌性ＴＰＯ材料５０ａ、５０ｂは、Ｃｕ_２Ｏ粒子またはＺｎＯ粒子の少なくとも１種を、０重量％を超えて、約２０重量％以下含んでいる。重量％は、抗菌性ＴＰＯ材料５０ａ、５０ｂの総重量に基づく。

【0051】

図７を参照すると、いくつかの態様において、抗菌性ＴＰＯ材料５０は、第１のサブレイヤーまたは基材５８の上、その周り、およびその上に直接配置される。第１のサブレイヤーまたは基材５８は、特に抗菌性ＴＰＯ材料５０が軟質かつ可撓性である場合には圧縮性フォームとすることができ、または特に抗菌性ＴＰＯ材料５０が堅い場合には、堅い基材とすることができる。さらに、第１のサブレイヤーまたは基材５８は、第２のサブレイヤーまたは基材６０上に配置することができる。例えば、種々の態様において、抗菌性ＴＰＯ材料５０は、圧縮性フォームの第１のサブレイヤーまたは基材５８の上に配置された軟質の可撓性材料（例えば、合成皮革など）である。圧縮性フォームの第１のサブレイヤーまたは基材５８自体は、堅い第２のサブレイヤーまたは基材６０上に配置される。

【0052】

本明細書中に記載された抗菌性ＴＰＯ材料５０、５０ａ、５０ｂは、少なくとも本明細書中に記載された成分を含み得る。しかしながら、抗菌性ＴＰＯ材料５０、５０ａ、５０ｂは代替的に、本明細書に記載された成分または本明細書に記載された成分の一部に限定され得ることが理解される。例えば、抗菌性ＴＰＯ材料５０は、グラフェンを含んでいるか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる抗菌剤を含むことができる。「から本質的になる」とは、抗菌性ＴＰＯ材料５０が、意図的に、抗菌剤としてグラフェンのみを含み、任意の他の抗菌剤を実質的に含まないことを意味する。「実質的に含まない」とは、さらなる抗菌剤が不純物として、微量、すなわち約５重量％以下または約１重量％以下含まれていてもよいことを意味し、ここで、微量は、グラフェンによって提供された抗菌活性に影響しない。同様に、抗菌性ＴＰＯ材料５０ａ、５０ｂは、グラフェンおよびＣｕ_２Ｏ、ＺｎＯ、またはＡｇ_２Ｏの少なくとも１種を含んでいるか、本質的にそれらからなるか、またはそれらからなる抗菌剤を含むことができる。

【0053】

図８を参照すると、本技術はまた、ＴＰＯペレットおよびＴＰＯ粉末を含んでいるＴＰＯ組成物を製造する方法１００を提供し、ＴＰＯ粉末はスラッシュ成形グレードである。ＴＰＯペレットは、約１ｍｍ以上、約１０ｍｍ以下の直径、または約１ｍｍ以上、約６ｍｍ以下の直径を有している。ブロック１０２において、方法１００は、ＯＢＣ、ポリプロピレン、および任意の接着促進剤、安定剤添加剤、付加物組成物、密度調整剤、および／または抗菌剤を一緒に組み合わせて混合して、混合物を形成することを含んでいる。次に、ブロック１０４において、方法１００は、混合物を溶融混錬し且つ押し出して押出材を形成することを含んでいる。溶融混錬および押出は、例えば、二軸押出機を用いて行われる。押出材は、中空ではない単一の糸であってもよいし、または例えば円筒または管などの中空内部を有していてもよい。任意成分は、溶融混錬および押し出し中に混合物に添加することができる。任意成分は、密度調整剤（得られるＴＰＯ組成物の嵩密度を変更および改善するため）、安定剤、顔料（または着色剤）、耐擦れおよび耐キズ付き添加剤（例えば、２０ｇ／１０分のＮＯＦ（登録商標－ＡＬＬＯＹ ＫＡ８３２引っ掻き改善剤）、またはそれらの組み合わせを含む。安定剤および顔料は、上記のとおり、単一の付加物組成物において提供され得る。

【0054】

次に、ブロック１０６において、方法１００は、押出材をペレット化してＴＰＯペレットを形成することを含んでいる。ペレット化は、押出材を切断または粉砕してＴＰＯペレットにすることによって行われる。

【0055】

ブロック１０７に示されるとおり、方法１００は、ＴＰＯペレットを加工して人工皮革または圧延膜を形成することを含んでいる。この処理は、キャストフィルム加工またはカレンダー加工を含んでいる。例えば、ＴＰＯペレットをカレンダー加工／キャストフィルム押出機に供給して、圧延フィルムを得ることができる。人工皮革または圧延膜は、切断および縫製および／または熱成形によって加工可能である。

【0056】

ブロック１０８において、この方法は、ＴＰＯペレットを粉砕してＴＰＯ粉末を形成することを含んでいる。粉砕は、例えば、水中粉砕、すなわち水中で粉砕して、所望の粒子形状および粒度分散を達成することを含むことができ、その結果、粒子は約５００μｍ以下の開口を有しているふるいを通過する。密度調整剤をＴＰＯ粉末に添加して、ＴＰＯ粉末の嵩密度を調整し、且つ改善することができる。

【0057】

図９を参照すると、本技術はまた、ＴＰＯ粉末から物品を製造する方法１１０を提供する。ブロック１１２において、方法１１０は、ＴＰＯ粉末をモールドの内部に導入することを含み、モールドは、所定の形状を有している内面を有している。次に、ブロック１１４において、方法１１０は、モールドを加熱してＴＰＯ粉末を少なくとも部分的に溶融させることを含んでいる。ブロック１１６において、方法１１０は、加熱中に、モールドを回転させて、少なくとも部分的に溶融したＴＰＯ粉末で内面をコーティングすることを含んでいる。ブロック１１８に示されるとおり、方法１１０は、次いで、モールドを冷却して、所定の形状を有している成形物品を形成することを含んでいる。

【0058】

上記の実施形態の説明は、例示および説明の目的で提供されている。これは、網羅的であることも、本開示を限定することも意図していない。特定の実施形態の個々の要素または特徴は一般に、その特定の実施形態に限定されないが、適用可能な場合に、交換可能であり、たとえ具体的に示されるかまたは説明されていなくても、選択された実施形態において使用することができる。同じことは、多くの方法において変更することもできる。そのような変形は、本開示からの逸脱と見なされるべきではなく、そのようなすべての変更は本開示の範囲内に含まれることが意図される。

【図面の簡単な説明】

【0059】

【図1】図１は、本技術の種々の態様によるＴＰＯ材料を含んでいる内装トリムパネルを示している斜視図である。

【図2】図２は、内装トリムパネルを示している図１の線２－２に沿った断面図である。

【図3】図３は、本技術の種々の態様によるＴＰＯ材料を含んでいる物品を示している斜視図である。

【図4】図４は、本技術の種々の態様による第１の抗菌性ＴＰＯ材料を示している斜視図である。

【図5】図５は、本技術の種々の態様による第２の抗菌性ＴＰＯ材料を示している斜視図である。

【図6】図６は、本技術の種々の態様による第３の抗菌性ＴＰＯ材料を示している斜視図である。

【図7】図７は、本技術の種々の態様による少なくとも１つのサブレイヤー上に配置された抗菌性ＴＰＯ材料を示している斜視図である。

【図8】図８は、本技術の種々の態様によるＴＰＯ粉末を作製する方法を示しているダイアグラムフローチャートである。

【図9】図９は、本技術の種々の態様によるＴＰＯ材料から構成された物品を製造する方法を示しているダイアグラムフローチャートである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】