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特開2023-47303ポリマー粒子及び関連する積層造形方法
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(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】P2023047303
(43)【公開日】2023-04-05
(54)【発明の名称】ポリマー粒子及び関連する積層造形方法
(51)【国際特許分類】
   C08J 3/16 20060101AFI20230329BHJP
   B33Y 70/00 20200101ALI20230329BHJP
   B33Y 80/00 20150101ALI20230329BHJP
   B33Y 10/00 20150101ALI20230329BHJP
   B29C 64/153 20170101ALI20230329BHJP
【FI】
C08J3/16 CER
C08J3/16 CEZ
B33Y70/00
B33Y80/00
B33Y10/00
B29C64/153
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022139765
(22)【出願日】2022-09-02
(31)【優先権主張番号】17/484,038
(32)【優先日】2021-09-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】596170170
【氏名又は名称】ゼロックス コーポレイション
【氏名又は名称原語表記】XEROX CORPORATION
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100119013
【弁理士】
【氏名又は名称】山崎 一夫
(74)【代理人】
【識別番号】100123777
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 さつき
(74)【代理人】
【識別番号】100111796
【弁理士】
【氏名又は名称】服部 博信
(74)【代理人】
【識別番号】100123766
【弁理士】
【氏名又は名称】松田 七重
(72)【発明者】
【氏名】シヴァンティ イースワリ、スリスカンダ
(72)【発明者】
【氏名】ヴァレリー エム.、ファルジア
【テーマコード(参考)】
4F070
4F213
【Fターム(参考)】
4F070AA12
4F070AA13
4F070AA15
4F070AA16
4F070AC04
4F070AC23
4F070AC40
4F070AC47
4F070AC55
4F070AE30
4F070DA37
4F070DC07
4F070DC11
4F213AC04
4F213WA25
4F213WB01
4F213WL02
4F213WL12
4F213WL22
4F213WL92
(57)【要約】      (修正有)
【課題】反りが軽減され得る積層造形方法において有用な、熱可塑性ポリマー及び核剤を含むポリマー粒子の生成方法を提供する。
【解決手段】ポリマー粒子を生成する方法は、分散媒中に熱可塑性ポリマー溶融物を乳化させるための熱可塑性ポリマーの融点又は軟化温度以上の温度での、熱可塑性ポリマー、核剤、分散媒、及び任意選択的に、乳化安定剤と、混合物を冷却してポリマー粒子を形成することと、ポリマー粒子を分散媒から分離することと、を含み得、ポリマー粒子は、熱可塑性ポリマー、核剤、含まれている場合、乳化安定剤を含み、ポリマー粒子は、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度と実質的に同じである結晶化温度を有する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱可塑性ポリマー、核剤、分散媒、及び任意選択的に、乳化安定剤を含む混合物を、前記熱可塑性ポリマーの融点又は軟化温度以上の温度で混合して、前記分散媒中に熱可塑性ポリマー溶融物を乳化させることと、
前記混合物を前記融点未満又は軟化温度未満まで冷却して、ポリマー粒子を形成することと、
前記ポリマー粒子を前記分散媒から分離することと、を含み、前記ポリマー粒子が、混合前の前記熱可塑性ポリマーの結晶化温度と実質的に同じである結晶化温度を有する、方法。
【請求項2】
混合前の前記熱可塑性ポリマーが、T≦T+60℃を満たしている、結晶化温度(T)及び溶融温度(T)を有する、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
+20℃≦T≦T+50℃である、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
前記ポリマー粒子の前記結晶化温度が、混合前の前記熱可塑性ポリマーの前記結晶化温度の約10℃以内である、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記熱可塑性ポリマーが、1つ以上の置換又は非置換のC~C40アルファオレフィンを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記熱可塑性ポリマーが、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、シクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロオクタジエン、シクロドデセン、7-オキサノルボルネン、7-オキサノルボルナジエン、これらの置換誘導体、及びこれらの異性体からなる群から選択されるモノマーを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記熱可塑性ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレンコポリマー、エチレン-プロピレン-ジエンコポリマー、ポリブテン、ポリイソブチレン、ポリメチルペンテン、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるモノマーを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記核剤が、安息香酸の塩、安息香酸リチウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸アルミニウム、安息香酸カリウム、有機リン酸のナトリウム塩、微粉化した有機化クレイ、カーボンナノチューブ、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、ベンゼントリスアミド、ノニトール誘導体、1,3:2,4-ビス-O-(3,4-ジメチルベンジリデン)-D-ソルビトール、ナトリウム2,4,8,10-テトラ-tert-ブチル-12H-ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン-6-オラート-6-オキシド、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸二ナトリウム塩、2,2’-メチレン-ビス-(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスフェート、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される1つ以上を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項9】
前記核剤が、前記熱可塑性ポリマーの約0.05重量%~約5重量%の量で前記ポリマー粒子中に存在する、請求項1に記載の方法。
【請求項10】
前記ポリマー粒子が、約0.90~約1.0の真円度を有する、請求項1に記載の方法。
【請求項11】
前記ポリマー粒子が、約0.1μm~約125μmのD10と、約0.5μm~約200μmのD50と、約3μm~約300μmのD90と、を有し、D10<D50<D90である、請求項1に記載の方法。
【請求項12】
前記ポリマー粒子が、約0.2~約10の直径スパンを有する、請求項1に記載の方法。
【請求項13】
前記ポリマー粒子が、約0.55g/cm~約0.8g/cmの通気密度を有する、請求項1に記載の方法。
【請求項14】
前記ポリマー粒子が、約0.3g/cm~約0.8g/cmの嵩密度を有する、請求項1に記載の方法。
【請求項15】
前記ポリマー粒子が、約0.6g/cm~約0.9g/cmのタップ密度を有する、請求項1に記載の方法。
【請求項16】
前記ポリマー粒子が、約10m/g~約500m/gのBET表面積を有する、請求項1に記載の方法。
【請求項17】
レーザー焼結する前に、
熱可塑性ポリマーと、
核剤と、を含む、ポリマー粒子を含み、
前記ポリマー粒子が、前記ポリマー粒子の形成前の前記熱可塑性ポリマーの結晶化温度と実質的に同じである結晶化温度を有する、選択的レーザー焼結物品。
【請求項18】
第1のポリマー粒子、及び任意選択的に前記第1の粒子とは異なる第2のポリマー粒子を、表面上に堆積させることであって、前記第1のポリマー粒子が、熱可塑性ポリマー、核剤、任意選択的に乳化安定剤、及び任意選択的に相溶化剤を含む、堆積させることと、
堆積されると、前記第1の粒子、及び含まれている場合、第2の粒子のうちの少なくとも一部分を、レーザーに曝露して、前記第1の粒子、及び含まれている場合、第2の粒子を融合させ、圧密体を形成することと、を含む、方法。
【請求項19】
前記圧密体が、約5%以下の空隙率を有する、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
前記第1のポリマー粒子を、溶融乳化方法によって生成し、前記第1のポリマー粒子が、溶融乳化前の前記熱可塑性ポリマーの結晶化温度と実質的に同じである結晶化温度を有する、請求項18に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、積層造形(additive manufacturing)及び関連する方法における使用に好適なポリマー粒子に関する。
【背景技術】
【0002】
選択的レーザー焼結(selective laser sintering、SLS)は、ポリマー粉末の連続層を焼結するためのレーザーを使用することによってプラスチック部品を作製する、積層造形としても既知の三次元(three-dimensional、3-D)印刷の種類である。本技術を広範囲の適用性から制限する問題は、機能性材料の欠如である。これまでに、主としてポリアミド(例えば、PA-11、PA-12、及び限定された使用による、PA-6)、熱可塑性エラストマー(thermoplastic elastomer、TPE)、並びにポリエーテルアミド(polyether amide、PEBA)の、わずかなポリマーのみが、本技術に首尾よく適用されている。
【0003】
いくつかの熱可塑性ポリマーの1つの課題は、印刷されている物体の反りである。焼結層が非平面になると、例えば、層の角が水平x-y平面の表面の上方に上昇するときに、反りが生じる。反りの量は、様々なプロセス条件、例えば、焼結及び冷却中の構築チャンバ内の温度及び温度分布によって制御され得る。しかしながら、ポリプロピレンのようないくつかのポリマーは、好ましい焼結温度と比較して低い結晶化温度を有する。この温度差は、例えば、冷却中に、又は構築チャンバ内に温度差が存在する場合に、物体(又はその層)が、構築チャンバ内にある間、反りを生じるための追加の時間を可能にする。制御プロセス条件を除くそのようなポリマーの反りに対する解決策が必要である。
【発明の概要】
【0004】
本開示は、熱可塑性ポリマー及び核剤を含み、積層造形における使用に好適なポリマー粒子、並びにSLSのような積層造形方法における反りが軽減され得る、関連する方法に関する。
【0005】
本明細書に記載の方法は、熱可塑性ポリマー、核剤、分散媒、及び任意選択的に、乳化安定剤を含む混合物を、熱可塑性ポリマーの融点又は軟化温度以上の温度で混合して、分散媒中に熱可塑性ポリマー溶融物を乳化させることであって、混合前の熱可塑性ポリマーが、T≦T+60℃を満たしている、結晶化温度(crystallization temperature、T)及び溶融温度(melting temperature、T)を有する、乳化させることと、混合物を融点未満又は軟化温度未満まで冷却して、ポリマー粒子を形成することと、ポリマー粒子を分散媒から分離することと、を含み得、ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度と実質的に同じである結晶化温度を有する。
【0006】
本明細書に記載の組成物は、熱可塑性ポリマー、核剤、任意選択的に乳化安定剤、及び任意選択的に相溶化剤を含む、ポリマー粒子を含み得る。
【0007】
本明細書に記載の方法は、第1のポリマー粒子、及び任意選択的に第1の粒子とは異なる第2のポリマー粒子を、表面上に堆積させることであって、第1のポリマー粒子が、熱可塑性ポリマー、核剤、任意選択的に乳化安定剤、及び任意選択的に相溶化剤を含む、堆積させることと、堆積されると、第1の粒子、及び含まれている場合、第2の粒子のうちの少なくとも一部分を、レーザーに曝露して、第1の粒子、及び含まれている場合、第2の粒子を融合させ、圧密体(consolidated body)を形成することと、を含み得る。
【図面の簡単な説明】
【0008】
以下の図は、本開示の特定の態様を例示するために含まれ、排他的な構成として見られるべきではない。開示される主題は、本開示の利益を有する当業者に想到されるような、形態及び機能において相当な修正、変更、組み合わせ、及び等価物が可能である。
【0009】
図1】本開示の非限定的な例示的方法100のフローチャートである。
【0010】
図2】実施例に記載の対照ポリマー粒子の走査電子顕微鏡写真である。
図3】実施例に記載の対照ポリマー粒子の走査電子顕微鏡写真である。
【0011】
図4】実施例に記載され、本開示の少なくともいくつかの実施形態によるポリマー粒子の走査電子顕微鏡写真である。
図5】実施例に記載され、本開示の少なくともいくつかの実施形態によるポリマー粒子の走査電子顕微鏡写真である。
図6】実施例に記載され、本開示の少なくともいくつかの実施形態によるポリマー粒子の走査電子顕微鏡写真である。
図7】実施例に記載され、本開示の少なくともいくつかの実施形態によるポリマー粒子の走査電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本開示は、積層造形における使用に好適な熱可塑性ポリマー粒子、及びSLSのような積層造形方法における反りが軽減され得る、関連する方法に関する。より具体的には、本開示は、非常に球状であり、熱可塑性ポリマー及び核剤を含む、熱可塑性ポリマー粒子を含む。核剤は、有利には、熱可塑性ポリマーの結晶化温度を増加させ得、これにより、反り(又は大きな反り)が発生する前に、物体(又はその層)が十分に固化することが可能になり得る。
【0013】
更に、場合によっては、溶融乳化のプロセスは、熱可塑性ポリマーの結晶化温度を低減させ得る。すなわち、熱可塑性ポリマーの溶融乳化によって生成されたポリマー粒子は、熱可塑性ポリマー出発材料よりも低い結晶化温度を有し得る。有利には、核剤を含めることにより、(a)核剤を含まない、溶融乳化前の熱可塑性ポリマー材料と、(b)核剤の存在を伴う当該熱可塑性ポリマーの溶融乳化によって生成されるポリマー粒子とを比較するときに、結晶化温度が実質的に維持され得る。例えば、ポリマー粒子は、核剤を含まない熱可塑性ポリマー出発材料の約10℃(又は約7℃、又は約5℃、又は約3℃)以内の結晶化温度を有し得る。したがって、結晶化温度の低減を軽減することによって、SLSのような後続の積層造形方法における反りが軽減され得る。
【0014】
加えて、本明細書に記載の熱可塑性ポリマー粒子の非常に球状の性質は、特に低温粉砕粒子と比較して、より良好な流動特性、及び結果として、SLS方法におけるより良好な圧密を提供し得る。
【0015】
定義及び試験方法
本明細書で使用される数値範囲は、範囲に列挙される数字を含む。例えば、「1重量%~10重量%」の数値範囲は、列挙された範囲内で1重量%及び10重量%を含む。
【0016】
本明細書で使用するとき、「不混和性」という用語は、組み合わされたときに、周囲気圧及び室温で、又は室温で固体である場合は成分の融点で、互いに5重量%未満の溶解度を有する2つ以上の相を形成する成分の混合物を指す。例えば、10,000g/molの分子量を有するポリエチレンオキシドは、室温で固体であり、65℃の融点を有する。したがって、当該ポリエチレンオキシドは、材料及び当該ポリエチレンオキシドが、65℃で5重量%未満の溶解度をお互いに有する場合、室温で液体である当該材料と非混和性である。
【0017】
「ポリマー」は、同じ又は異なるマー単位のうちの2つ以上を有する。「ホモポリマー」は、同じであるマー単位を有するポリマーである。本明細書で使用される場合、「ポリマー」という用語は、ホモポリマー、コポリマー、ターポリマーなどを含むが、これらに限定されない。本明細書で使用される場合、「ポリマー」という用語はまた、インパクトコポリマー、ブロックコポリマー、グラフトコポリマー、ランダムコポリマー、及び交互コポリマーを含む。「ポリマー」という用語は、特に明記しない限り、全ての可能な幾何学的構成を更に含むものとする。そのような構成は、アイソタクチック、シンジオタクチック、及びランダム対称性を含み得る。
【0018】
本明細書で使用するとき、「熱可塑性ポリマー」という用語は、加熱及び冷却において可逆的に軟化及び硬化するプラスチックポリマー材料を指す。熱可塑性ポリマーは、熱可塑性エラストマーを包含する。
【0019】
本明細書で使用するとき、「エラストマー」という用語は、結晶性「硬質」部分及び非晶性「軟質」部分を含むコポリマーを指す。ポリウレタンの場合、結晶性部分は、ウレタン官能性及び任意選択的な鎖延長基を含むポリウレタンの一部分を含み得、軟質部分は、例えば、ポリオールを含み得る。
【0020】
本明細書で使用するとき、「酸化物」という用語は、金属酸化物及び非金属酸化物の両方を指す。本開示の目的では、ケイ素は、金属であるとみなされる。
【0021】
代替的に「アルケン」と称される、「オレフィン」は、少なくとも1つの二重結合を有する炭素及び水素の直鎖状、分岐状、又は環状化合物である。更に、ポリマーが「オレフィンを含む」又は「ポリオレフィン」と称される場合、ポリマー中に存在するオレフィンは、オレフィンの重合形態である。
【0022】
本明細書で使用するとき、ポリマーがモノマー「を含む、からなる、又はから本質的になる」と称される場合、モノマーは、モノマーの重合形態でポリマー中に存在するか、又はモノマーの誘導体形態である。例えば、コポリマーが、35重量%~55重量%の「エチレン」含有量を有すると言われる場合、コポリマー中のマー単位は、重合反応においてエチレンから誘導され、当該誘導単位は、コポリマーの重量に基づいて、35重量%~55重量%で存在することが理解される。
【0023】
本明細書で使用するとき、粒子(例えば、ナノ粒子)及びポリマー粒子の表面に関して「埋め込む」という用語は、ナノ粒子がポリマー粒子の表面上に単に置かれた場合よりも大きい程度まで、ポリマーがナノ粒子と接触するように、粒子がポリマー粒子の表面に少なくとも部分的に延在していることを指す。
【0024】
以下本明細書では、D10、D50、D90、及び直径スパンは、粒径を記載するために主に使用される。本明細書で使用するとき、「D10」という用語は、直径であって、それ未満に、粒子集団の10%(別途指定のない限り、体積基準の分布に関して)が見出される、直径、を指す。本明細書で使用するとき、「D50」、「平均粒子直径」、及び「平均粒径」という用語は、直径であって、それ未満に、粒子集団の50%(別途指定のない限り、体積基準のメジアン平均に関して)が見出される、直径、を指す。本明細書で使用するとき、「D90」という用語は、直径であって、それ未満に、粒子集団の90%(別途指定のない限り、体積基準の分布に関して)が見出される、直径、を指す。本明細書で使用するとき、直径に言及する際の「直径スパン」及び「スパン」並びに「スパンサイズ」という用語は、粒径分布の広がりの指標を提供し、(D90-D10)/D50として計算される。
【0025】
粒子直径及び粒径分布は、Malvern MASTERSIZER(商標)3000を使用する光散乱技法によって決定される。光散乱技法については、対照試料は、Malvern Analytical Ltd.から入手した商標名Quality Audit Standards QAS4002(商標)の15μm~150μmの範囲内の直径を有するガラスビーズであった。別途記載のない限り、試料は乾燥粉体として分析された。分析した粒子は、空気中に分散させ、MASTERSIZER(商標)3000により、AERO S乾燥粉体分散モジュールを使用して分析した。粒径は、サイズの関数としての体積密度のプロットから、計器ソフトウェアを使用して導出された。
【0026】
本明細書で使用するとき、ふるい分けについて言及する場合、孔/スクリーンサイズは、U.S.A.Standard Sieve(ASTM E11-17)により説明される。
【0027】
本明細書で使用する場合、粒子に関する「真円度」という用語は、粒子が完全な球体にどの程度近いかを指す。真円度を判定するために、フロー粒子撮像を使用して光学顕微鏡画像を撮影する。顕微鏡画像の平面内の粒子の周囲の長さ(perimeter、P)及び面積(area、A)を(例えば、Malvern Instrumentsから入手可能なSYSMEX FPIA 3000粒子形状及び粒径分析器を使用して)計算する。粒子の真円度はCEA/Pであり、式中、CEAは、実際の粒子の面積(A)に相当する面積を有する円の外周である。本明細書では、真円度は、SYSMEX FPIA 3000粒子形状及び粒径分析器による3回の分析に基づいており、1回ごとに6,000~10,000個の粒子を分析する。報告された真円度は、粒子数に基づいた中央平均真円度である。分析では、背景画素と粒子画素との間のグレースケールレベルを区別するための閾値(例えば、不均一な照明条件を補正するため)を背景モーダル値の90%に設定した。
【0028】
本明細書で使用するとき、「剪断」という用語は、流体中で機械的撹拌を誘導する撹拌又は同様のプロセスを指す。
【0029】
本明細書で使用するとき、「アスペクト比」という用語は、長さを幅で除したものを指し、長さは、幅よりも大きい。
【0030】
別途指定のない限り、ポリマーの融点は、ASTM E794-06(2018)により、昇温速度及び冷却速度10℃/分で判定される。
【0031】
別途指定のない限り、ポリマーの軟化温度又は軟化点は、ASTM D6090-17により判定される。軟化温度は、1℃/分の加熱速度で0.50グラムの試料を使用して、Mettler-Toledoから入手可能なカップアンドボール装置を使用することによって測定することができる。
【0032】
結晶化温度は、ポリマーが、自然に又は人工的に開始されたプロセスで結晶化(すなわち、凝固)して構造形態になる温度であり、原子又は分子は、結晶へと高度に編成される。結晶化温度は、示差走査熱量測定(Differential Scanning Calorimetry、DSC)によって測定され得る。DSCは、ポリマーの溶融に必要な熱に基づいてポリマー結晶化度を判定するための迅速な方法を提供する。結晶化温度(℃)は、ASTM E794-06(2018)に従って、10℃/分の傾斜及び冷却速度で測定され、結晶化温度は、第2の加熱及び冷却サイクルに基づいて判定される。
【0033】
別途指定のない限り、ポリマーの結晶化度は、ASTM D3418-15により判定される。結晶化度計算の場合、100%結晶性TPUは、196.8J/gのエンタルピーを有すると考えられる。
【0034】
Mwは、重量平均分子量である。特に明記しない限り、Mwは、g/mol又はkDa(1,000g/mol=1kDa)の単位を有し、ゲル浸透クロマトグラフィによって測定される。
【0035】
メルトフローインデックス(melt flow index、MFI)は、定義された条件のセット(単位:g/10分)下でのポリマー溶融物の流れに対する耐性の尺度であり、2mmのオリフィス及び2.16kgの荷重を使用して195℃でASTM1238-20標準手順Aによって測定される。低剪断速度条件における尺度であるため、MFIは、ポリマーの分子量に反比例する。
【0036】
本明細書で使用するとき、固体材料の「引張弾性率」(MPa)は、その剛性を測定する機械的特性である。MPaは、弾性変形を受けるときのその引張応力(単位面積当たりの力)対その歪み(相対変形)の比率として定義される。MPaは、1平方インチ当たり(per square inch、psi)のパスカル又はポンドで表され得る。ポリマーの引張弾性率は、ASTM D638-14を使用して判定され得る。
【0037】
安息角は、粉体の流動性の尺度である。安息角の測定値は、ASTM D6393-14「Standard Test Method for Bulk Solids Characterized by Carr Indices」を使用するHosokawa MicronのPowder Characteristics Tester PT-Rを使用して判定された。
【0038】
通気密度(aerated density)(ρaer)は、ASTM D6393-14に従って測定される。
【0039】
嵩密度(ρbulk)は、ASTM D6393-14に従って測定される。
【0040】
タップ密度(ρtap)は、ASTM D6393-14に従って測定される。
【0041】
ハウスナー比(H)は、粉体の流動性の尺度であり、H=ρtap/ρbulkにより計算され、式中、ρbulkは、ASTM D6393-14による嵩密度であり、ρtapはASTM D6393-14によるタップ密度である。
【0042】
本明細書で使用するとき、分散媒の粘度は、別途記載のない限り、ASTM D445-19により測定して、25℃での動粘度である。商業的に調達された分散媒(例えば、ポリジメチルシロキサン油(polydimethylsiloxane oil、PDMS))については、本明細書に引用される動粘度データは、前述のASTM又は別の標準的な測定技法に従って測定されるかどうかにかかわらず、製造元によって提供された。
【0043】
SLS部分の寸法精度(%)は、3D印刷されたSLSの焼結部の精度の定量的尺度である。
【0044】
熱可塑性ポリマー粒子及び製造方法
本明細書に記載の方法及び組成物は、1つ以上の熱可塑性ポリマー及び1つ以上の核剤を含む、非常に球状のポリマー粒子に関する。理論に束縛されるものではないが、核剤を有することにより、熱可塑性ポリマーの結晶化温度が増加され、当該ポリマー粒子を使用する積層造形方法によって作製される物体(又はその一部分)の反りが軽減され得ると考えられる。1つ以上の熱可塑性ポリマーのうちの少なくとも1つは、T≦T+60℃(又はT≦T+50℃、又はT≦T+40℃、又はT≦T+30℃、又はT+20℃≦T≦T+60℃、又はT+20℃≦T≦T+50℃、又はT+20℃≦T≦T+40℃、又はT+20℃≦T≦T+30℃)を満たしている、結晶化温度(T)及び溶融温度(T)を有し得る。結晶化温度が測定され得ない場合、ポリマーは前述のいずれかを満たすと考えられる。
【0045】
例えば、本開示は、(a)熱可塑性ポリマー、(b)核剤、(c)熱可塑性ポリマーと不混和性である分散媒、及び任意選択的に、(d)乳化安定剤を含む混合物を、熱可塑性ポリマーの各々の融点又は軟化温度よりも高い温度、及び分散媒中に熱可塑性ポリマーを分散させるのに十分に高い剪断速度で混合することと、混合物を熱可塑性ポリマーの融点未満又は軟化温度未満まで冷却して、球状ポリマー粒子を形成することと、球状ポリマー粒子を分散媒から分離することと、を含む、方法を含む。
【0046】
溶融乳化によって生成されたポリマー粒子(熱可塑性ポリマー及び核剤を含む)は、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度と実質的に同じである結晶化温度を有し得る。結晶化温度を比較すると、結晶化温度は、当該結晶化温度が、例えば、約10℃(又は約7℃、又は約5℃、又は約3℃)以内である場合に実質的に同じであり得る。
【0047】
図1は、本開示の非限定的な例示的方法100のフローチャートである。熱可塑性ポリマー102、核剤104、分散媒106、及び任意選択的に他の添加剤108(例えば、乳化安定剤、相溶化剤など)を組み合わせて110、混合物112を生成する。成分102、104、106、及び108は、個別に、又は成分のブレンドで任意の順序で添加することができ、成分102、104、106、及び108を組み合わせるプロセス110中の混合及び/又は加熱を含む。例えば、熱可塑性ポリマー102及び核剤104は、組み合わせ110の前に予め混合され得る。別の例では、核剤104は、組み合わせ110中、かつ熱可塑性ポリマー102の添加後に添加され得る。別の例では、乳化安定剤は、熱可塑性ポリマー102及び核剤104を添加する前に、まず分散媒に分散されてもよく、任意選択的に当該分散液の加熱を伴う。更に別の例では、熱可塑性ポリマー102が加熱されて、ポリマー溶融物が生成され、これに、分散媒106及び核剤104が一緒に又はいずれかの順序で添加されてもよい。
【0048】
組み合わせ110のうちの少なくとも一部分は、処理及び/又は別の好適な容器に使用される混合装置で生じる。非限定的な例として、熱可塑性ポリマー102を、処理に使用する混合装置内で本明細書に記載の必要な融点又は軟化温度よりも高い温度に加熱してもよく、乳化安定剤を、別の容器内で分散媒中に分散させてもよい。次いで、当該分散液は、処理に使用される混合装置内の溶融物に添加され得る。
【0049】
次いで、熱可塑性ポリマー102のポリマーの融点又は軟化温度よりも高い温度で、混合物112に十分に高い剪断を適用することによって混合物112を処理して114、溶融乳化物116を形成する。剪断速度は、ポリマー溶融物(例えば、熱可塑性ポリマー102及び核剤104を含む)を液滴(すなわち、溶融乳化物116)として分散媒106中に分散させるのに十分であるべきである。理論に束縛されるものではないが、全ての他の要因が同じである場合、剪断を高めると、分散媒106中のポリマー溶融物の液滴のサイズが減少するはずであると考えられる。しかしながら、ある時点では、剪断を増加させ、液滴サイズを減少させた際に戻りが減少する場合がある、又は液滴の内容物が崩壊して、それから生成される粒子の品質が低下する場合がある。
【0050】
溶融乳化物116を生成するために処理114に使用する混合装置は、溶融乳化物116を、本明細書に記載の混合物112中のポリマー(例えば、熱可塑性ポリマー102のうちの1つ以上のポリマー)の必要な融点又は軟化温度よりも高い温度で維持し、ポリマー溶融物を液滴として分散媒中に分散させるのに十分な剪断速度を適用することが可能であるべきである。
【0051】
溶融乳化物を生成するための処理に使用する混合装置の例としては、押出機(例えば、連続押出機、バッチ押出機など)、撹拌反応器、ブレンダ、インラインホモジナイザシステムを備える反応器など、及びそこから派生する装置が挙げられ得るが、これらに限定されない。
【0052】
設定した期間に好適な処理条件(例えば、温度、剪断速度など)での処理及び溶融乳化物の形成。
【0053】
処理及び溶融乳化物の形成の温度は、本明細書に記載の混合物112中のポリマーの必要な融点又は軟化温度よりも高く、混合物中の任意の成分102、104、106、108の分解温度未満であるべきである。例えば、処理114及び溶融乳化物116の形成の温度は、処理及び溶融乳化物の形成の温度が混合物中の任意の成分102、104、106、108の分解温度未満であるという条件で、本明細書に記載の混合物中のポリマーの融点又は軟化温度より約1℃~約50℃(又は約1℃~約25℃、又は約5℃~約30℃、又は約20℃~約50℃)高くてもよい。
【0054】
処理114及び溶融乳化物116の形成の剪断速度は、ポリマー溶融物を液滴として分散媒中に分散させるのに十分高くあるべきである。当該液滴は、直径が約1000μm以下(又は約1μm~約1000μm、又は約1μm~約50μm、又は約10μm~約100μm、又は約10μm~約250μm、又は約50μm~約500μm、又は約250μm~約750μm、又は約500μm~約1000μm)の液滴を含むべきである。
【0055】
処理114及び溶融乳化物116の形成ための当該温度及び剪断速度を維持する時間は、10秒~18時間以上(又は10秒~30分、又は5分~1時間、又は15分~2時間、又は1時間~6時間、又は3時間~18時間)であり得る。理論に束縛されるものではないが、液滴サイズの定常状態には、処理を停止し得る時点で到達すると考えられる。その時間は、とりわけ、温度、剪断速度、及び混合物112中の成分102、104、106、108に依存し得る。
【0056】
次いで、混合容器の中及び/又は外にある溶融乳化物116を冷却して118、液滴を固化させてポリマー粒子124にする。冷却112は、低速(例えば、溶融乳化物を周囲条件下で冷却する)から高速(例えば、急冷)であり得る。例えば、冷却速度は、約10℃/時間~約100℃/秒、更には(例えば、ドライアイス中の)急冷でのほぼ瞬時まで(又は約10℃/時間~約60℃/時間、又は約0.5℃/分~約20℃/分、又は約1℃/分~約5℃/分、又は約10℃/分~約60℃/分、又は約0.5℃/秒~約10℃/秒、又は約10℃/秒~約100℃/秒)の範囲であり得る。
【0057】
冷却中118、剪断は、ほとんど又は全く溶融乳化物に適用されなくてもよい。いくつかの場合、加熱中に適用される剪断が冷却118中に適用され得る。
【0058】
溶融乳化物116の冷却118から得られる冷却された混合物は、固化したポリマー粒子及び他の成分(例えば、分散媒、過剰な乳化安定剤など)を含み得る。次いで、冷却された混合物120を処理して122、ポリマー粒子124を他の成分126(例えば、分散媒106、過剰な乳化安定剤など)から単離し、ポリマー粒子124を洗浄するか、さもなければ精製することができる。固化したポリマー粒子124は、分散媒中に分散され得るか、かつ/又は分散媒中に沈降し得る。
【0059】
ポリマー粒子124は、熱可塑性ポリマー102、核剤104、及び含まれている場合、他の添加剤108(例えば、乳化安定剤、相溶化剤など)を含む。
【0060】
ポリマー粒子124は、任意選択的に更に精製されるか、さもなければ、精製されたポリマー粒子130を得るために処理128され得る。好適な処理としては、洗浄、濾過、遠心分離、及びデカントなど、並びにこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【0061】
ポリマー粒子の洗浄に使用される溶媒は、一般に(a)分散媒と混和性であり、(b)ポリマー粒子のポリマーと非反応性(例えば、非膨潤性及び非溶解性)であるべきである。溶媒の例としては、炭化水素溶媒(例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、シクロペンタン、デカン、ドデカン、トリデカン、及びテトラデカン)、芳香族炭化水素溶媒(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、2-メチルナフタレン、及びクレゾール)、エーテル溶媒(例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテル、及びジオキサン)、ケトン溶媒(例えば、アセトン及びメチルエチルケトン)、アルコール溶媒(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、及びn-プロパノール)、エステル溶媒(例えば、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、プロピオン酸ブチル、及び酪酸ブチル)、ハロゲン化溶媒(例えば、クロロホルム、ブロモホルム、1,2-ジクロロメタン、1,2-ジクロロエタン、四塩化炭素、クロロベンゼン、及びヘキサフルオロイソプロパノール)、水など、並びにこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【0062】
溶媒は、空気乾燥、加熱乾燥、減圧乾燥、凍結乾燥、又はこれらの混成などの適切な方法を使用する乾燥によって、ポリマー粒子から除去され得る。加熱は、好ましくは、ポリマーのガラス転移点よりも低い温度(例えば、約50℃~約150℃)で実行することができる。
【0063】
有利には、本明細書に記載のシステム及び方法の分散媒及び洗浄溶媒は、再生可能かつ再利用可能である。当業者であれば、再生プロセスに必要な使用済み分散媒及び溶媒の任意の必要な洗浄を認識するであろう。
【0064】
他の成分から分離した後のポリマー粒子は、任意選択的に更に精製されるか、さもなければ、処理され得る。例えば、粒径分布を狭くする(又は直径スパンを低減する)ために、ポリマー粒子は、約10μm~約250μm(又は約10μm~約100μm、又は約50μm~約200μm、又は約150μm~約250μm)の孔径を有するふるいを通過させることができる。
【0065】
別の例では、ポリマー粒子は、ポリマー粒子の表面に会合するナノ粒子のうちの実質的に全てを維持しながら、水により洗浄して界面活性剤を除去してもよい。更に別の例示的な精製技法では、ポリマー粒子を添加剤とブレンドして、所望の最終生成物を達成してもよい。明確にするために、そのような添加剤は、本明細書に記載のポリマー粒子の固化後にこの粒子とブレンドされるため、そのような添加剤は、本明細書では「外部添加剤」と称される。外部添加剤の例としては、流動助剤、他のポリマー粒子、充填剤など、及びこれらの任意の組み合わせが挙げられる。
【0066】
場合によっては、ポリマー粒子を作製する際に使用される界面活性剤は、下流用途においては望ましくない場合がある。したがって、更に別の例示的な精製技法としては、ポリマー粒子からの界面活性剤の少なくとも実質的な除去(例えば、洗浄及び/又は熱分解による)が挙げられ得る。
【0067】
ポリマー粒子及び/又は精製ポリマー粒子は、組成物、物理的構造などによって特徴付けられ得る。
【0068】
ポリマー粒子は、BET表面積が、約10m/g~約500m/g(又は約10m/g~約150m/g、又は約25m/g~約100m/g、又は約100m/g~約250m/g、又は約250m/g~約500m/g)であってもよい。
【0069】
ポリマー粒子は、約0.1μm~約125μm(又は約0.1μm~約5μm、約1μm~約10μm、約5μm~約30μm、又は約1μm~約25μm、又は約25μm~約75μm、又は約50μm~約85μm、又は約75μm~約125μm)のD10と、約0.5μm~約200μm(又は約0.5μm~約10μm、又は約5μm~約50μm、又は約30μm~約100μm、又は約30μm~約70μm、又は約25μm~約50μm、又は約50μm~約100μm、又は約75μm~約150μm、又は約100μm~約200μm)のD50と、約3μm~約300μm(又は約3μm~約15μm、又は約10μm~約50μm、又は約25μm~約75μm、又は約70μm~約200μm、又は約60μm~約150μm、又は約150μm~約300μm)のD90と、を有し得、D10<D50<D90である。ポリマー粒子はまた、約0.2~約10(又は約0.2~約0.5、又は約0.4~約0.8、又は約0.5~約1、又は約1~約3、又は約2~約5、又は約5~約10)の直径スパンを有し得る。限定するものではないが、1.0以上の直径スパン値は広いとみなされ、直径スパン値0.75以下は狭いとみなされる。好ましくは、ポリマー粒子は、約0.2~約1の直径スパンを有する。
【0070】
第1の非限定的な例では、ポリマー粒子は、約0.1μm~約10μmのD10と、約0.5μm~約25μmのD50と、約3μm~約50μmのD90と、を有し得、D10<D50<D90である。当該ポリマー粒子は、約0.2~約2の直径スパンを有し得る。
【0071】
第2の非限定的な例では、ポリマー粒子は、約5μm~約30μmのD10と、約30μm~約70μmのD50と、約70μm~約120μmのD90と、を有し得、D10<D50<D90である。当該ポリマー粒子は、約1.0~約2.5の直径スパンを有し得る。
【0072】
第3の非限定的な例では、ポリマー粒子は、約25μm~約60μmのD10と、約60μm~約110μmのD50と、約110μm~約175μmのD90と、を有し得、D10<D50<D90である。当該ポリマー粒子は、約0.6~約1.5の直径スパンを有し得る。
【0073】
第4の非限定的な例では、ポリマー粒子は、約75μm~約125μmのD10と、約100μm~約200μmのD50と、約125μm~約300μmのD90と、を有し得、D10<D50<D90である。当該ポリマー粒子は、約0.2~約1.2の直径スパンを有し得る。
【0074】
第5の非限定的な例では、ポリマー粒子は、約1μm~約50μm(又は約5μm~約30μm、又は約1μm~約25μm、又は約25μm~約50μm)のD10と、約25μm~約100μm(又は約30μm~約100μm、又は約30μm~約70μm、又は約25μm~約50μm、又は約50μm~約100μm)のD50と、約60μm~約300μm(又は約70μm~約200μm、又は約60μm~約150μm、又は約150μm~約300μm)のD90と、を有し得、D10<D50<D90である。ポリマー粒子はまた、約0.4~約3(又は約0.6~約2、又は約0.4~約1.5、又は約1~約3)の直径スパンを有し得る。
【0075】
ポリマー粒子は、約0.9以上(又は約0.90~約1.0、又は約0.93~約0.99、又は約0.95~約0.99、又は約0.97~約0.99、又は約0.98~1.0)の真円度を有し得る。
【0076】
ポリマー粒子は、約25°~約45°(又は約25°~約35°、又は約30°~約40°、又は約35°~約45°)の安息角を有し得る。
【0077】
ポリマー粒子は、約1.0~約1.5(又は約1.0~約1.2、又は約1.1~約1.3、又は約1.2~約1.35、又は約1.3~約1.5)のハウスナー比を有し得る。
【0078】
ポリマー粒子は、約0.3g/cm~約0.8g/cm(又は約0.3g/cm~約0.6g/cm、又は約0.4g/cm~約0.7g/cm、又は約0.5g/cm~約0.6g/cm、又は約0.5g/cm~約0.8g/cm)の嵩密度を有し得る。
【0079】
ポリマー粒子は、約0.5g/cm~約0.8g/cm(又は約0.5g/cm~約0.7g/cm、又は約0.55g/cm~約0.80g/cm)の通気密度を有し得る。
【0080】
ポリマー粒子は、約0.6g/cm~約0.9g/cm(又は約0.60g/cm~約0.75g/cm、又は約0.65g/cm~約0.80g/cm、又は約0.70g/cm~約0.90g/cm)のタップ密度を有し得る。
【0081】
処理の温度及び剪断速度、並びに成分(例えば、熱可塑性ポリマー、分散媒、過剰な乳化安定剤など)の組成及び相対濃度に応じて、ポリマー粒子を構成する異なる形状の構造が生成され得る。典型的には、ポリマー粒子は、実質的に球状の(約0.97以上の真円度を有する)粒子を含む。しかしながら、円盤状及び細長い構造を含む他の構造が、ポリマー粒子において観察され得る。したがって、ポリマー粒子は、(a)0.97以上の真円度を有する、実質的に球状の粒子、(b)約2~約10のアスペクト比を有する、円盤状構造、及び(c)10以上のアスペクト比を有する、細長い構造のうちの1つ以上を含み得る。(a)、(b)、及び(c)構造の各々は、(a)、(b)、及び(c)構造の外側表面上に分散された、かつ/又は(a)、(b)、及び(c)構造の外側部分に埋め込まれた乳化安定剤を有する。(a)、(b)、及び(c)構造のうちの少なくともいくつかは凝集し得る。例えば、(c)の細長い構造は、(a)の実質的に球状の粒子の表面上に位置し得る。
【0082】
ポリマー粒子は、混合物中に使用された熱可塑性ポリマー又はこれらのブレンドの焼結ウィンドウの、10℃以内、好ましくは5℃以内である焼結ウィンドウを有し得る。
【0083】
混合物中(例えば、図1の混合物112)の1つ以上の熱可塑性ポリマー、又はポリマー粒子(例えば、図1のポリマー粒子124/130)のうちの少なくとも1つは、T≦T+60℃(又はT≦T+50℃、又はT≦T+40℃、又はT≦T+30℃、又はT+20℃≦T≦T+60℃、又はT+20℃≦T≦T+50℃、又はT+20℃≦T≦T+40℃、又はT+20℃≦T≦T+30℃)を満たしている、結晶化温度(T)及び溶融温度(T)を有し得る。
【0084】
熱可塑性ポリマーは、混合物の約5重量%~約60重量%(又は約5重量%~約25重量%、又は約10重量%~約30重量%、又は約20重量%~約45重量%、又は約25重量%~約50重量%、又は約40重量%~約60重量%)で混合物中(例えば、図1の混合物112)に存在し得る。
【0085】
熱可塑性ポリマーは、ポリマー粒子の約40重量%~約99.95重量%(又は約40重量%~約80重量%、又は約60重量%~約90重量%、又は約80重量%~約95重量%、又は約85重量%~約98重量%、又は約90重量%~約99.95重量%)でポリマー粒子中(例えば、図1のポリマー粒子124/130)に存在し得る。
【0086】
当該熱可塑性ポリマーの例としては、熱可塑性ポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート(polybutylene terephthalate、PBT)、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate、PET)、ポリエチレンナフタレート(polyethylene naphthalate、PEN)、ポリトリメチレンテレフタレート(polytrimethylene terephthalate、PTT)、エチレンビニルアセテートコポリマー(ethylene vinyl acetate、EVA)、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエテン、ポリエステル(例えば、ポリ乳酸)、ポリエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン(acrylonitrile butadiene styrene、ABS)、ポリフェニレンスルフィド、ビニルポリマー、ポリアリーレンエーテル、ポリアリーレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエステル、ポリエーテルブロック及びポリアミドブロック(PEBA又はポリエーテルブロックアミド)を含むコポリマー、官能化又は非官能化エチレン/ビニルモノマーポリマー、官能化又は非官能化エチレン/アルキル(メタ)アクリレート、官能化又は非官能化(メタ)アクリル酸ポリマー、官能化又は非官能化エチレン/ビニルモノマー/アルキル(メタ)アクリレートターポリマー、エチレン/ビニルモノマー/カルボニルターポリマー、エチレン/アルキル(メタ)アクリレート/カルボニルターポリマー、メチルメタクリレート-ブタジエン-スチレン(methylmethacrylate-butadiene-styrene、MBS)型コアシェルポリマー、ポリスチレン-ブロック-ポリブタジエン-ブロック-ポリ(メチルメタクリレート)(polystyrene-block-polybutadiene-block-poly(methyl methacrylate)、SBM)ブロックターポリマー、塩素化又はクロロスルホン化ポリエチレン、ポリビニリデンフルオリド(polyvinylidene fluoride、PVDF)、フェノール樹脂、ポリ(エチレン/酢酸ビニル)、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン系ブロックコポリマー、ポリアクリロニトリル、シリコーンなど、並びにこれらの任意の組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。また、前述の1つ以上を含むコポリマーが本開示の方法及びシステムにおいて使用され得る。場合によっては、ポリ(エチレン-co-ビニルアセテート)、ポリ(エチレン-co-メチルアクリレート)、ポリ(エチレン-co-グリシジルメタクリレート)、及びポリ(エチレン-co-ビニルアルコール)など極性モノマーとのPEのコポリマーは、ポリエチレン-ポリ(メチルメタクリレート)(PE/PMMA)ブレンドにおける相溶性を改善し得る。
【0087】
本開示の組成物及び方法における熱可塑性ポリマーは、エラストマー又は非エラストマーであってもよい。熱可塑性ポリマーの前述の例のうちのいくつかは、ポリマーの正確な組成に応じて、エラストマー又は非エラストマーであってもよい。
【0088】
熱可塑性エラストマーは、一般に、スチレン系ブロックコポリマー、熱可塑性加硫ゴム(エラストマー合金とも称される)、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性コポリエステル、及び熱可塑性ポリアミド(典型的にはポリアミドを含むブロックコポリマー)の6つのクラスのうちの1つの範囲内に入る。熱可塑性エラストマーの例は、Handbook of Thermoplastic Elastomers,2nd ed.,B.M.Walker and C.P.Rader,eds.,Van Nostrand Reinhold,New York,1988に見出すことができる。熱可塑性エラストマーの例としては、エラストマー性ポリアミド、ポリウレタン、ポリエーテルブロック及びポリアミドブロックを含むコポリマー(PEBA又はポリエーテルブロックアミド)、メチルメタクリレート-ブタジエン-スチレン(MBS)型コアシェルポリマー、ポリスチレン-ブロック-ポリブタジエン-ブロック-ポリ(メチルメタクリレート)(SBM)ブロックターポリマー、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン系ブロックコポリマー、並びにポリアクリロニトリル、シリコーンなどが挙げられるが、これらに限定されない。弾性スチレン系ブロックコポリマーとしては、イソプレン、イソブチレン、ブチレン、エチレン/ブチレン、エチレン-プロピレン、及びエチレン-エチレン/プロピレンからなる群から選択される少なくとも1つのブロックが挙げられ得る。より具体的な弾性スチレン系ブロックコポリマーの例としては、ポリ(スチレン-エチレン/ブチレン)、ポリ(スチレン-エチレン/ブチレン-スチレン)、ポリ(スチレン-エチレン/プロピレン)、スチレン-エチレン/プロピレン-スチレン)、ポリ(スチレン-エチレン/プロピレン-スチレン-エチレン-プロピレン)、ポリ(スチレン-ブタジエン-スチレン)、ポリ(スチレン-ブチレン-ブタジエン-スチレン)など、及びこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【0089】
ポリアミドの例としては、ポリカプロアミド(ナイロン6、ポリアミド6、又はPA6)、ポリ(ヘキサメチレンサクシンアミド)(ナイロン4,6、ポリアミド4,6、又はPA4,6)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン6,6、ポリアミド6,6、又はPA6,6)、ポリペンタメチレンアジパミド(ナイロン5,6、ポリアミド5,6、又はPA5,6)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン6,10、ポリアミド6,10、又はPA6,10)、ポリウンデカアミド(ナイロン11,ポリアミド11,又はPA11)、ポリドデカアミド(ナイロン12、ポリアミド12、又はPA12)、及びポリヘキサメチレンテレフタルアミド(ナイロン6T、ポリアミド6T、又はPA6T)、ナイロン10,10(ポリアミド10,10又はPA10,10)、ナイロン10,12(ポリアミド10,12又はPA10,12)、ナイロン10,14(ポリアミド10,14又はPA10,14)、ナイロン10,18(ポリアミド10,18又はPA10,18)、ナイロン6,18(ポリアミド6,18又はPA6,18)、ナイロン6,12(ポリアミド6,12又はPA6,12)、ナイロン6,14(ポリアミド6,14又はPA6,14)、ナイロン12,12(ポリアミド12,12又はPA12,12)など、並びにこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。コポリアミドも使用され得る。コポリアミドの例としては、PA11/10,10、PA6/11、PA6,6/6、PA11/12、Pa 10,10/10,12、PA10,10/10,14、PA11/10,36、PA11/6,36、PA10,10/10,36、PA6T/6,6など、及びこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。ポリアミドの後に第1の数のコンマ第2の数が続くものは、ペンダントを有しない部分の窒素=Oの間の第1の数の主鎖炭素を有するポリアミドであり、第2の数の主鎖炭素は、ペンダント=Oを有する部分の2つの窒素の間にある。非限定的な例として、ナイロン6,10は、[NH-(CH-NH-CO-(CH-CO]である。ポリアミドの後に数字、バックスラッシュ、数字が付いたものは、バックスラッシュの前後の数字によって示されたポリアミドのコポリマーである。
【0090】
ポリウレタンの例としては、ポリエーテルポリウレタン、ポリエステルポリウレタン、混合ポリエーテル及びポリエステルポリウレタンなど、並びにこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。熱可塑性ポリウレタンの例としては、ポリ[4,4’-メチレンビス(フェニルイソシアネート)-alt-1,4-ブタンジオール/ジ(プロピレングリコール)/ポリカプロラクトン]、ELASTOLLAN(登録商標)1190A(ポリエーテルポリウレタンエラストマー、BASFから入手可能)、ELASTOLLAN(登録商標)1190A10(ポリエーテルポリウレタンエラストマー、BASFから入手可能)など、及びこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【0091】
ポリオレフィンは、置換又は非置換のC~C40アルファオレフィン、好ましくはC~C20アルファオレフィン、好ましくはC~C12アルファオレフィン、好ましくはエチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデカン、及びこれらの異性体が挙げられ得るが、これらに限定されない、1つ以上のモノマーのポリマーであり得る。例えば、ポリオレフィンは、プロピレンと、1つ以上のエチレン又はC~C40オレフィン、好ましくはC~C20オレフィン、若しくは好ましくはC~C12オレフィンを含む任意選択的なコモノマーとを含み得る。C~C40オレフィンモノマーは、直鎖状、分岐状、又は環状であり得る。C~C40環状オレフィンは、歪み又は無歪み、単環式若しくは多環式であり得、任意選択的にヘテロ原子及び/又は1つ以上の官能基を含み得る。別の例では、ポリオレフィンは、エチレンと、1つ以上のC~C40オレフィン、好ましくはC~C20オレフィン、又は好ましくはC~C12オレフィンを含む任意選択的なコモノマーとを含み得る。C~C40オレフィンモノマーは、直鎖状、分岐状、又は環状であり得る。C~C40環状オレフィンは、歪み又は無歪み、単環式若しくは多環式であり得、任意選択的にヘテロ原子及び/又は1つ以上の官能基を含み得る。
【0092】
~C40オレフィンの例としては、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、シクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロオクタジエン、シクロドデセン、7-オキサノルボルネン、7-オキサノルボルナジエン、これらの置換誘導体、及びこれらの異性体、好ましくは、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ドデセン、シクロオクテン、1,5-シクロオクタジエン、1-ヒドロキシ-4-シクロオクテン、1-アセトキシ-4-シクロオクテン、5-メチルシクロペンテン、シクロペンテン、ジシクロペンタジエン、ノルボルネン、ノルボルナジエン、並びにそれらのそれぞれの相同体及び誘導体、好ましくはノルボルネン、ノルボルナジエン、及びジシクロペンタジエンが挙げられ得るが、これらに限定されない。
【0093】
特定のポリオレフィンの例としては、ポリエチレン(35重量%以下のC~C40アルファオレフィンコモノマーを有するホモポリマー又はコポリマーとして)、ポリプロピレン(35重量%以下のC~C40アルファオレフィンコモノマーを有するホモポリマー又はコポリマーとして)、エチレン-プロピレンコポリマー、エチレン-プロピレン-ジエンコポリマー、ポリブテン、ポリイソブチレン、ポリメチルペンテン、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)など、及びこれらの任意の組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。
【0094】
熱可塑性ポリマーは、約50℃~約450℃(又は約50℃~約125℃、又は約100℃~約175℃、又は約150℃~約280℃、又は約200℃~約350℃、又は約300℃~約450℃)の融点又は軟化温度を有し得る。
【0095】
熱可塑性ポリマーは、約-50℃~約400℃(又は約-50℃~約0℃、又は約-25℃~約50℃、又は約0℃~約150℃、又は約100℃~約250℃、又は約150℃~約300℃、又は約200℃~約400℃)のガラス転移温度(10℃/分の昇温速度及び冷却速度を有するASTM E1356-08(2014))を有し得る。
【0096】
熱可塑性ポリマーは、添加剤を任意選択的に含んでもよい。典型的には、添加剤は、混合物への当該ポリマーの添加前に存在する。したがって、ポリマー溶融物液滴及び得られたポリマー粒子では、添加剤は、熱可塑性ポリマー全体に分散される。そのため、明確にするために、この添加剤は本明細書では「内部添加剤」と称される。内部添加剤は、混合物を作製する直前に又はかなり前に当該ポリマーとブレンドされ得る。
【0097】
本明細書に記載の組成物(例えば、混合物及びポリマー粒子)中の成分量を説明する場合、内部添加剤を含まないポリマーに基づいた重量パーセントである。例えば、10重量%の内部添加剤及び90重量%のポリマーを含む100gのポリマーの重量に対して、1重量%の乳化安定剤を含む組成物は、0.9gの乳化安定剤、90gのポリマー、及び10gの内部添加剤を含む組成物である。
【0098】
内部添加剤は、熱可塑性ポリマーの約0.1重量%~約60重量%(又は約0.1重量%~約5重量%、又は約1重量%~約10重量%、又は約5重量%~約20重量%、又は約10重量%~約30重量%、又は約25重量%~約50重量%、又は約40重量%~約60重量%)で熱可塑性ポリマー中に存在し得る。例えば、熱可塑性ポリマーは、約70重量%~約85重量%の熱可塑性ポリマーと、約15重量%~約30重量%のガラス繊維又は炭素繊維のような内部添加剤と、を含み得る。
【0099】
内部添加剤の例としては、充填剤、強化剤、顔料、pH調整剤など、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。充填剤の例としては、ガラス繊維、ガラス粒子、鉱物繊維、炭素繊維、酸化物粒子(例えば、二酸化チタン及び二酸化ジルコニウム)、金属粒子(例えば、アルミニウム粉体)など、及びこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。顔料の例としては、有機顔料、無機顔料、カーボンブラックなど、及びこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。例えば、本明細書で使用される充填剤としては、剥離グラファイト(exfoliated graphite、EG)、剥離グラファイトナノ粒子(exfoliated graphite nanoplatelet、xGnP)、カーボンブラック、カーボンナノ繊維(carbon nanofiber、CNF)、カーボンナノチューブ(CNT)、グラフェン、酸化グラフェン、酸化グラファイト、酸化グラフェンナノシート、フラーレンが挙げられ得る。
【0100】
核剤の例としては、安息香酸の塩、安息香酸リチウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸アルミニウム、安息香酸カリウム、有機リン酸のナトリウム塩、微粉化した有機化クレイ、カーボンナノチューブ、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、ベンゼントリスアミド、ノニトール誘導体、1,3:2,4-ビス-O-(3,4-ジメチルベンジリデン)-D-ソルビトール、ナトリウム2,4,8,10-テトラ-tert-ブチル-12H-ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン-6-オラート-6-オキシド、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸二ナトリウム塩、2,2’-メチレン-ビス-(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスフェートなど、及びこれらの任意の組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。
【0101】
核剤は、熱可塑性ポリマーの約0.05重量%~約5重量%(又は約0.05重量%~約2重量%、又は約0.1重量%~約1重量%、又は約0.1重量%~約2重量%、又は約1重量%~約5重量%)で、混合物中(例えば、図1の混合物112)又はポリマー粒子中(例えば、図1のポリマー粒子124/130)に存在し得る。
【0102】
分散媒は、様々な処理温度(例えば、室温~プロセス温度)にて熱可塑性ポリマー及び分散媒が不混和性であるように選択されるべきである。考慮され得る追加の要因は、熱可塑性ポリマーと分散媒との間のプロセス温度における粘度の差(例えば、差又は比率)である。粘度の差は、液滴破壊及び粒径分布に影響を及ぼし得る。理論に束縛されるものではないが、熱可塑性ポリマー及び分散媒の粘度が類似しすぎると、全体としての生成物の真円度が低減することがあり、粒子がより卵形となり、より細長い構造が観察されると考えられる。
【0103】
好適な分散媒は、25℃で約1,000cSt~約150,000cSt(又は約1,000cSt~約60,000cSt、又は約40,000cSt~約100,000cSt、又は約75,000cSt~約150,000cSt)の粘度を有し得る。例えば、好適な分散媒は、25℃で約10,000cSt~約60,000cStの粘度を有し得る。
【0104】
分散媒の例としては、シリコーン油、フッ素化シリコーン油、ペルフッ素化シリコーン油、ポリエチレングリコール、アルキル末端ポリエチレングリコール(例えば、テトラエチレングリコールジメチルエーテル(tetraethylene glycol dimethyl ether、TDG)のようなC1~C4末端アルキル基)、パラフィン、流動ワセリン、ミンク油、タートル油、ダイズ油、ペルヒドロスクアレン、スイートアーモンド油、カロフィルム(calophyllum)油、パーム油、パールリーム油、グレープシード油、ゴマ油、トウモロコシ油、菜種油、ヒマワリ油、綿実油、アンズ油、ヒマシ油、アボカド油、ホホバ油、オリーブ油、穀物胚芽油、ラノリン酸のエステル、オレイン酸のエステル、ラウリン酸のエステル、ステアリン酸のエステル、脂肪族エステル、高級脂肪酸、脂肪族アルコール、脂肪酸変性ポリシロキサン、脂肪族アルコール変性ポリシロキサン、ポリオキシアルキレン変性ポリシロキサンなど、及びこれらの任意の組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。シリコーン油の例としては、ポリジメチルシロキサン(polydimethylsiloxane、PDMS)、メチルフェニルポリシロキサン、アルキル変性ポリジメチルシロキサン、アルキル変性メチルフェニルポリシロキサン、アミノ変性ポリジメチルシロキサン、アミノ変性メチルフェニルポリシロキサン、フッ素変性ポリジメチルシロキサン、フッ素変性メチルフェニルポリシロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性メチルフェニルポリシロキサンなど、及びこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。分散媒が前述のうちの2つ以上を含む場合、分散媒は1つ以上の相を有さないことがある。例えば、脂肪酸変性ポリシロキサン及び脂肪族アルコール変性ポリシロキサン(好ましくは、脂肪酸及び脂肪族アルコールと同様の鎖長を有する)は、単相分散媒を形成し得る。別の例では、シリコーン油及びアルキル末端ポリエチレングリコールを含む分散媒は、二相分散媒を形成し得る。少なくとも1つの実施形態では、分散媒は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)である。
【0105】
分散媒は、混合物の約40重量%~約95重量%(又は約75重量%~約95重量%、又は約70重量%~約90重量%、又は約55重量%~約80重量%、又は約50重量%~約75重量%、又は約40重量%~約60重量%)で混合物中に存在し得る。
【0106】
いくつかの場合、分散媒は、約0.6g/cm~約1.5g/cmの密度を有し得、熱可塑性ポリマーは、約0.7g/cm~約1.7g/cmの密度を有し得、熱可塑性ポリマーは、分散媒の密度と同様であるか、それより低いか、又はそれより高い密度を有し得る。
【0107】
乳化安定剤、熱可塑性ポリマー、相溶化剤などのような他の添加剤、及びこれらの任意の組み合わせを、混合物及び得られたポリマー粒子中に含んでもよい。
【0108】
本開示の方法及び組成物に使用される乳化安定剤は、ナノ粒子(例えば、酸化物ナノ粒子、カーボンブラック、ポリマーナノ粒子、及びこれらの組み合わせ)、界面活性剤など、及びこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
【0109】
酸化物ナノ粒子は、金属酸化物ナノ粒子、非金属酸化物ナノ粒子、又はこれらの混合物であってもよい。酸化物ナノ粒子の例としては、シリカ、チタニア、ジルコニア、アルミナ、酸化鉄、酸化銅、酸化スズ、酸化ホウ素、酸化セリウム、酸化タリウム、及び酸化タングステンなど、並びにこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。アルミノケイ酸塩、ホウケイ酸塩、及びアルミノホウケイ酸塩のような混合された金属酸化物及び/又は非金属酸化物も、金属酸化物という用語に含まれる。酸化物ナノ粒子は、親水性であっても疎水性であってもよく、天然の粒子であっても粒子の表面処理の結果であってもよい。例えば、ジメチルシリル、トリメチルシリルなどのような疎水性表面処理を有するシリカナノ粒子が本開示の方法及び組成物に使用され得る。加えて、メタクリレート官能基のような機能的な表面処理を施したシリカが、本開示の方法及び組成物に使用され得る。非官能化酸化物ナノ粒子もまた同様に、使用に好適であり得る。
【0110】
シリカナノ粒子の市販の例としては、Evonikから入手可能なAEROSIL(登録商標)(例えば、AEROSIL(登録商標)R812S(疎水変性表面及び260±30m/gのBET表面積を有する平均直径約7nmのシリカナノ粒子)、AEROSIL(登録商標)RX50(疎水変性表面及び35±10m/gのBET表面積を有する平均直径約40nmのシリカナノ粒子)、AEROSIL(登録商標)380(疎水変性表面及び380±30m/gのBET表面積を有するシリカナノ粒子)など、及びこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【0111】
カーボンブラックは、本明細書に開示される組成物及び方法において乳化安定剤として存在し得る別の種類のナノ粒子である。様々な等級のカーボンブラックが当業者によく知られており、そのうちのいずれかが本明細書において使用され得る。赤外線を吸収することができる他のナノ粒子が同様に使用され得る。
【0112】
ポリマーナノ粒子は、本明細書の開示において乳化安定剤として存在し得る別の種類のナノ粒子である。好適なポリマーナノ粒子は、本明細書の開示による溶融乳化によって処理されたときに溶融しないように、熱硬化性であり、かつ/又は架橋されている、1つ以上のポリマーを含み得る。高い融点又は分解点を有する高分子量熱可塑性ポリマーも同様に、好適なポリマーナノ粒子乳化安定剤を含み得る。
【0113】
界面活性剤は、アニオン性、カチオン性、非イオン性、又は双性イオン性であり得る。界面活性剤の例としては、以下に限定されないが、ドデシル硫酸ナトリウム、オレイン酸ソルビタン、ポリ[ジメチルシロキサン-コ-[3-(2-(2-ヒドロキシエトキシ)エトキシ)プロピルメチルシロキサン]]、ドキュセートナトリウム(ナトリウム1,4-ビス(2-エチルヘキソキシ)-1,4-ジオキソブタン-2-スルホネート)など、及びそれらの任意の組み合わせが挙げられる。界面活性剤の市販の例としては、CALFAX(登録商標)DB-45(ドデシルジフェニルオキシドジスルホン酸ナトリウム、Pilot Chemicalsから入手可能)、SPAN(登録商標)80(ソルビタンマレエート非イオン性界面活性剤)、MERPOL(登録商標)界面活性剤(Stepan Companyから入手可能)、TERGITOL(商標)TMN-6(水溶性非イオン性界面活性剤、DOWから入手可能)、TRITON(商標)X-100(オクチルフェノールエトキシレート、SigmaAldrichから入手可能)、IGEPAL(登録商標)CA-520(ポリオキシエチレン(5)イソオクチルフェニルエーテル、SigmaAldrichから入手可能)、BRIJ(登録商標)S10(ポリエチレングリコールオクタデシルエーテル、SigmaAldrichから入手可能)など、及びこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【0114】
界面活性剤は、混合物中の熱可塑性ポリマー又はポリマー粒子中の熱可塑性ポリマーの総重量に基づいて、約0.01重量%~約10重量%(又は約0.01重量%~約1重量%、又は約0.5重量%~約2重量%、又は約1重量%~約3重量%、又は約2重量%~約5重量%、又は約5重量%~約10重量%)の量で、混合物中(例えば、図1の混合物112)又はポリマー粒子中(例えば、図1のポリマー粒子124/130)に含まれてもよい。あるいは、混合物は、界面活性剤を含まない(すなわち、界面活性剤が不在である)場合がある。
【0115】
混合物中(例えば、図1の混合物112)又はポリマー粒子中(例えば、図1のポリマー粒子124/130)の乳化安定剤におけるナノ粒子対界面活性剤の重量比は、約1:10~約10:1(又は約1:10~約1:1、又は約1:5~約5:1、又は約1:1~約10:1)であり得る。
【0116】
乳化安定剤は、混合物中の熱可塑性ポリマー又はポリマー粒子中の熱可塑性ポリマーの総重量に基づいて、約0.01重量%~約10重量%(又は約0.01重量%~約1重量%、又は約0.1重量%~約3重量%、又は約1重量%~約5重量%、又は約5重量%~約10重量%)の量で、混合物中(例えば、図1の混合物112)又はポリマー粒子中(例えば、図1のポリマー粒子124/130)に含まれてもよい。
【0117】
乳化安定剤は、溶融乳化物中のポリマー溶融物と分散媒との間の界面にあり得る。その結果、混合物が冷却されると、乳化安定剤は、当該界面に、又はその付近に留まる。したがって、ポリマー粒子の構造は、一般に、乳化安定剤が使用されるとき、(a)ポリマー粒子の外側表面に分散し、かつ/又は(b)ポリマー粒子の外側部分(例えば、外側1体積%)に埋め込まれた、乳化安定剤を含む。すなわち、含まれている場合、乳化安定剤は、ポリマー粒子上にコーティング、おそらく均一なコーティングとして堆積され得る。温度(冷却速度を含む)、熱可塑性ポリマーの種類、並びに乳化安定剤の種類及びサイズなどの非限定的な要因に依存し得るいくつかの場合には、乳化安定剤のナノ粒子は、ポリマー粒子の外側表面内に少なくとも部分的に埋め込まれた状態であってもよい。埋め込みを行わなかったとしても、乳化安定剤内のナノ粒子のうちの少なくとも一部分は、ポリマー粒子と強固に会合したままであり、その更なる使用を容易にし得る。対照的に、既に形成されたポリマー微粒子(例えば、低温粉砕又は沈殿のプロセスによって形成された)とシリカナノ粒子のような流動助剤との乾燥ブレンドによって、ポリマー微粒子上の流動助剤の強固で均一なコーティングは得られない。
【0118】
界面活性剤の少なくとも一部分は、使用される場合、同様に外側表面に会合し得る。乳化安定剤(例えば、界面活性剤及び/又はナノ粒子を含む)のコーティングは、外側表面上に実質的に均一に配置され得る。コーティングに関して本明細書で使用するとき、「実質的に均一」という用語は、コーティング組成物(例えば、ナノ粒子及び/又は界面活性剤)によって被覆される表面位置、特に外側表面全体における、均一なコーティング厚さを指す。乳化安定剤は、ポリマー粒子の表面積の少なくとも5%(又は約5%~約100%、又は約5%~約25%、又は約20%~約50%、又は約40%~約70%、又は約50%~約80%、又は約60%~約90%、又は約70%~約100%)を被覆するコーティングを形成し得る。界面活性剤又は別の乳化安定剤を少なくとも実質的に除去するように精製される場合、乳化安定剤は、ポリマー粒子の表面積の25%未満(又は0%~約25%、又は約0.1%~約5%、又は約0.1%~約1%、又は約1%~約5%、又は約1%~約10%、又は約5%~約15%、又は約10%~約25%)で、ポリマー粒子の外側表面に存在し得る。ポリマー粒子の外側表面での乳化安定剤の被覆率は、走査電子顕微鏡画像(SEM顕微鏡写真)の画像分析を使用して決定され得る。乳化安定剤は、ポリマー粒子の表面積の少なくとも5%(又は約5%~約100%、又は約5%~約25%、又は約20%~約50%、又は約40%~約70%、又は約50%~約80%、又は約60%~約90%、又は約70%~約100%)を被覆するコーティングを形成し得る。界面活性剤又は別の乳化安定剤を少なくとも実質的に除去するように精製される場合、乳化安定剤は、ポリマー粒子の表面積の25%未満(又は0%~約25%、又は約0.1%~約5%、又は約0.1%~約1%、又は約1%~約5%、又は約1%~約10%、又は約5%~約15%、又は約10%~約25%)で、ポリマー粒子の外側表面に存在し得る。ポリマー粒子の外側表面での乳化安定剤の被覆率は、SEM顕微鏡写真の画像分析を使用して決定され得る。
【0119】
更に、ポリマー溶融物液滴の内部に空隙が形成される場合、乳化安定剤は、一般に、空隙の内部とポリマーとの間の界面にある(かつ/又はそこに埋め込まれる)べきである。空隙は、一般に、ポリマーを含有していない。むしろ、空隙は、例えば、分散媒を含んでも、空気を含んでも、空であってもよい。本明細書に記載のポリマー粒子は、分散媒を、ポリマー粒子の約5重量%以下(又は約0.001重量%~約5重量%、又は約0.001重量%~約0.1重量%、又は約0.01重量%~約0.5重量%、又は約0.1重量%~約2重量%、又は約1重量%~約5重量%)で含み得る。
【0120】
相溶化剤は、任意選択的に、2つ以上の熱可塑性ポリマーを使用するときに、ブレンド効率及び有効性を改善するために使用してよい。ポリマー相溶化剤の例としては、PROPOLDER(商標)MPP2020 20(ポリプロピレン、Polygroup Inc.から入手可能)、PROPOLDER(商標)MPP2040 40(ポリプロピレン、Polygroup Inc.から入手可能)、NOVACOM(商標)HFS2100(無水マレイン酸官能化高密度ポリエチレンポリマー、Polygroup Inc.から入手可能)、KEN-REACT(商標)CAPS(商標)L(商標)12/L(有機金属カップリング剤、Kenrich Petrochemicalsから入手可能)、KEN-REACT(商標)CAPOW(商標)L(商標)12/H(有機金属カップリング剤、Kenrich Petrochemicalsから入手可能)、KEN-REACT(商標)LICA(商標)12(有機金属カップリング剤、Kenrich Petrochemicalsから入手可能)、KEN-REACT(商標)CAPS(商標)KPR(商標)12/LV(有機金属カップリング剤、Kenrich Petrochemicalsから入手可能)、KEN-REACT(商標)CAPOW(商標)KPR(商標)12/H(有機金属カップリング剤、Kenrich Petrochemicalsから入手可能)、KEN-REACT(商標)チタン酸&ジルコン酸(有機金属カップリング剤、Kenrich Petrochemicalsから入手可能)、VISTAMAXX(商標)(エチレン-プロピレンコポリマー、ExxonMobilから入手可能)、SANTOPRENE(商標)(エチレン-プロピレン-ジエンゴム及びポリプロピレンの熱可塑性加硫物、ExxonMobilから入手可能)、VISTALON(商標)(エチレン-プロピレン-ジエンゴム、ExxonMobilから入手可能)、EXACT(商標)(プラストマー、ExxonMobilから入手可能)EXXELOR(商標)(ポリマー樹脂、ExxonMobilから入手可能)、FUSABOND(商標)M603(ランダムエチレンコポリマー、Dowから入手可能)、FUSABOND(商標)E226(無水物変性ポリエチレン、Dowから入手可能)、BYNEL(商標)41E710(共押出可能な接着剤樹脂、Dowから入手可能)、SURLYN(商標)1650(アイオノマー樹脂、Dowから入手可能)、FUSABOND(商標)P353(化学修飾ポリプロピレンコポリマー、Dowから入手可能)、ELVALOY(商標)PTW(エチレンターポリマー、Dowから入手可能)、ELVALOY(商標)3427AC(エチレン及びブチルアクリレートのコポリマー、Dowから入手可能)、LOTADER(商標)AX8840(エチレンアクリレート系ターポリマー、Arkemaから入手可能)、LOTADER(商標)3210(エチレンアクリレート系ターポリマー、Arkemaから入手可能)、LOTADER(商標)3410(エチレンアクリレート系ターポリマー、Arkemaから入手可能)、LOTADER(商標)3430(エチレンアクリレート系ターポリマー、Arkemaから入手可能)、LOTADER(商標)4700(エチレンアクリレート系ターポリマー、Arkemaから入手可能)、LOTADER(商標)AX8900(エチレンアクリレート系ターポリマー、Arkemaから入手可能)、LOTADER(商標)4720(エチレンアクリレート系ターポリマー、Arkemaから入手可能)、BAXXODUR(商標)EC 301(エポキシ用アミン、BASFから入手可能)、BAXXODUR(商標)EC 311(エポキシ用アミン、BASFから入手可能)、BAXXODUR(商標)EC 303(エポキシ用アミン、BASFから入手可能)、BAXXODUR(商標)EC 280(エポキシ用アミン、BASFから入手可能)、BAXXODUR(商標)EC 201(エポキシ用アミン、BASFから入手可能)、BAXXODUR(商標)EC 130(エポキシ用アミン、BASFから入手可能)、BAXXODUR(商標)EC 110(エポキシ用アミン、BASFから入手可能)、スチレン系、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、EASTMAN(商標)G-3003(無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン、Eastmanから入手可能)、RETAIN(商標)(ポリマー変性剤、Dowから入手可能)、AMPLIFY TY(商標)(無水マレイン酸グラフトポリマー、Dowから入手可能)、INTUNE(商標)(オレフィンブロックコポリマー、Dowから入手可能)など、及びこれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【0121】
ポリマー粒子の用途
本開示はまた、選択的レーザー焼結の方法であって、(a)(a1)1つ以上の熱可塑性ポリマー、(a2)1つ以上の核剤、及び任意選択的に、(a3)本明細書に記載の添加剤(例えば、乳化安定剤、相溶化剤など)を含む非常に球状のポリマー粒子(例えば、溶融乳化ポリマー粒子)、並びに任意選択的に、(b)粒子(a)とは異なる熱可塑性ポリマー粒子を表面上に堆積させることと、堆積されると、粒子(a)及び(b)(含まれている場合)のうちの少なくとも一部分を、レーザーに曝露して、粒子(a)及び(b)(含まれている場合)を融合させ、圧密体を形成することと、を含み得る、方法に関する。
【0122】
本明細書に記載のポリマー粒子(例えば、溶融乳化ポリマー粒子)は、様々な物品を作製するために使用され得る。非限定的な例として、本開示の3D印刷プロセスは、本明細書に記載の粒子(例えば、前述の粒子(a)及び(b)(含まれている場合))を表面上に(例えば、層及び/又は特定の形状で)堆積させることと、堆積されると、粒子のうちの少なくとも一部分を加熱して、粒子の圧密を促進し、圧密体(又は物体)を形成することと、を含んでもよい。圧密体は、圧密後の空隙率が、約5%以下(例えば、0%~約5%、又は約0.5%~約2%、又は約1%~約3%、又は約2%~約5%)であってもよい。例えば、ポリマー粒子(例えば、ポリマー粒子124/130及び他の熱可塑性ポリマー粒子)の加熱及び圧密は、選択的レーザー焼結によって加熱及び圧密が行われるように、レーザーを用いる3D印刷装置内で行われ得る。
【0123】
有利には、核剤を含めることは、SLS方法中の物体又はその層の反りを軽減し得る。
【0124】
ポリマー粒子を使用して当該物品のうちの全部又は一部分を形成し得る、そのような方法により作製され得る物品の例としては、粒子、フィルム、梱包材、玩具、家庭用品、自動車部品、航空宇宙/航空機関連部品、コンテナ(例えば、食品、飲料、化粧品、パーソナルケア組成物、医薬品などのためのもの)、靴のソール、家具部品、装飾用家庭用品、プラスチックギア、ネジ、ナット、ボルト、結束バンド、宝飾品、芸術品、彫像、医療品目、補装具、整形外科用インプラント、教育における学習を支援するアーチファクトの作製、手術を支援するための3D解剖学的モデル、ロボット工学用品、生体医学デバイス(装具)、家庭電化製品、歯科用品、電子機器、スポーツ用品などが挙げられるが、これらに限定されない。更に、粒子は、塗料、粉体コーティング、インクジェット材料、電子写真トナー、3D印刷などが挙げられるがこれらに限定されない用途において有用であり得る。
【0125】
例示的実施形態
本開示の第1の非限定的な例示的実施形態は、熱可塑性ポリマー、核剤、分散媒、及び任意選択的に、乳化安定剤を含む混合物を、熱可塑性ポリマーの融点又は軟化温度以上の温度で混合して、分散媒中に熱可塑性ポリマー溶融物を乳化させることと、混合物を融点未満又は軟化温度未満まで冷却して、ポリマー粒子を形成することと、ポリマー粒子を分散媒から分離することと、を含み、ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度と実質的に同じである結晶化温度を有する、方法である。
【0126】
本開示の第2の非限定的な例示的実施形態は、熱可塑性ポリマー、核剤、分散媒、及び任意選択的に、乳化安定剤を含む混合物を、熱可塑性ポリマーの融点又は軟化温度以上の温度で混合して、分散媒中に熱可塑性ポリマー溶融物を乳化させることであって、混合前の熱可塑性ポリマーが、T≦T+60℃を満たしている、結晶化温度(T)及び溶融温度(T)を有する、乳化させることと、混合物を融点未満又は軟化温度未満まで冷却して、ポリマー粒子を形成することと、ポリマー粒子を分散媒から分離することと、を含み、ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約10℃以内の結晶化温度を有する、方法である。
【0127】
第1及び第2の非限定的な例示的実施形態は、以下のうちの1つ以上を更に含み得る:要素1:混合前の熱可塑性ポリマーは、T≦T+60℃(又はT+20℃≦T≦T+60℃、又はT+20℃≦T≦T+50℃、又はT+20℃≦T≦T+40℃、又はT+20℃≦T≦T+30℃)を満たしている、結晶化温度(T)及び溶融温度(T)を有する;要素2:ポリマー粒子は、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約10℃以内の結晶化温度を有する;要素3:ポリマー粒子は、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約7℃以内の結晶化温度を有する;要素4:ポリマー粒子は、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約5℃以内の結晶化温度を有する;要素5:ポリマー粒子は、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約3℃以内の結晶化温度を有する;要素6:熱可塑性ポリマーは、熱可塑性ポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、エチレンビニルアセテートコポリマー(EVA)、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエテン、ポリエステル(例えば、ポリ乳酸)、ポリエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリフェニレンスルフィド、ビニルポリマー、ポリアリーレンエーテル、ポリアリーレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエステル、ポリエーテルブロック及びポリアミドブロック(PEBA又はポリエーテルブロックアミド)を含むコポリマー、官能化又は非官能化エチレン/ビニルモノマーポリマー、官能化又は非官能化エチレン/アルキル(メタ)アクリレート、官能化又は非官能化(メタ)アクリル酸ポリマー、官能化又は非官能化エチレン/ビニルモノマー/アルキル(メタ)アクリレートターポリマー、エチレン/ビニルモノマー/カルボニルターポリマー、エチレン/アルキル(メタ)アクリレート/カルボニルターポリマー、メチルメタクリレート-ブタジエン-スチレン(MBS)型コアシェルポリマー、ポリスチレン-ブロック-ポリブタジエン-ブロック-ポリ(メチルメタクリレート)(SBM)ブロックターポリマー、塩素化又はクロロスルホン化ポリエチレン、ポリビニリデンフルオリド(PVDF)、フェノール樹脂、ポリ(エチレン/酢酸ビニル)、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン系ブロックコポリマー、ポリアクリロニトリル、並びにシリコーンのうちの1つ以上を含む;要素7:熱可塑性ポリマーは、熱可塑性ポリオレフィン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、エチレンビニルアセテートコポリマー(EVA)、ポリヘキサメチレンテレフタレート、及びポリスチレンのうちの1つ以上を含む;要素8:熱可塑性ポリマーは、1つ以上の置換又は非置換のC~C40アルファオレフィンを含む;要素9:熱可塑性ポリマーは、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、シクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロオクタジエン、シクロドデセン、7-オキサノルボルネン、7-オキサノルボルナジエン、これらの置換誘導体、及びこれらの異性体からなる群から選択されるモノマーを含む;要素10:熱可塑性ポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレンコポリマー、エチレン-プロピレン-ジエンコポリマー、ポリブテン、ポリイソブチレン、ポリメチルペンテン、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるモノマーを含む;要素11:核剤は、安息香酸の塩、安息香酸リチウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸アルミニウム、安息香酸カリウム、有機リン酸のナトリウム塩、微粉化した有機化クレイ、カーボンナノチューブ、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、ベンゼントリスアミド、ノニトール誘導体、1,3:2,4-ビス-O-(3,4-ジメチルベンジリデン)-D-ソルビトール、ナトリウム2,4,8,10-テトラ-tert-ブチル-12H-ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン-6-オラート-6-オキシド、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸二ナトリウム塩、2,2’-メチレン-ビス-(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスフェート、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される1つ以上を含む;要素12:核剤は、熱可塑性ポリマーの約0.05重量%~約5重量%の量でポリマー粒子中に存在する;要素13:ポリマー粒子は、約0.90~約1.0の真円度を有する;要素14:ポリマー粒子は、約25°~約45°の安息角を有する;要素15:ポリマー粒子は、約1.0~約1.5のハウスナー比を有する;要素16:ポリマー粒子は、約0.1μm~約125μmのD10と、約0.5μm~約200μmのD50と、約3μm~約300μmのD90と、を有し、D10<D50<D90である;要素17:ポリマー粒子は、約0.2~約10の直径スパンを有する;要素18:ポリマー粒子は、約0.55g/cm~約0.8g/cmの通気密度を有する;要素19:ポリマー粒子は、約0.3g/cm~約0.8g/cmの嵩密度を有する;要素20:ポリマー粒子は、約0.6g/cm~約0.9g/cmのタップ密度を有する;要素21:ポリマー粒子は、約10m/g~約500m/gのBET表面積を有する;要素22:ポリマー粒子は、ポリマー粒子の表面のうちの少なくとも一部分を被覆する乳化安定剤を更に含む;並びに要素23:ポリマー粒子は、ポリマー粒子の表面内に埋め込まれたナノ粒子乳化安定剤を更に含む。組み合わせの例としては、要素1と、要素2~5のうちの1つとの組み合わせ、及び任意選択的に要素6~23のうちの1つ以上との更なる組み合わせ;要素2~5のうちの1つと、要素6~23のうちの1つ以上との組み合わせ;要素6~10のうちの2つ以上の組み合わせ;要素6~10のうちの1つ以上と、要素11~23のうちの1つ以上との組み合わせ;要素11及び12の組み合わせ;要素11~12のうちの1つ以上と、要素13~23のうちの1つ以上との組み合わせ;要素13~23のうちの2つ以上の組み合わせ;要素1、5、及び8の組み合わせ;要素1、5、及び9の組み合わせ;並びに要素1、5、及び10の組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。
【0128】
本開示の第3の非限定的な例示的実施形態は、レーザー焼結する前に、熱可塑性ポリマー及び核剤を含む、ポリマー粒子を含む選択的レーザー焼結物品であり、ポリマー粒子は、ポリマー粒子の形成前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度と実質的に同じである結晶化温度を有する。第3の非限定的な例示的実施形態は、要素1;要素2;要素3;要素4;要素5;要素6;要素7;要素8;要素9;要素10;要素11;要素12;要素13;要素14;要素15;要素16;要素17;要素18;要素19;要素20;要素21;要素22;及び要素23のうちの1つ以上を更に含み得る。組み合わせの例としては、要素1と、要素2~5のうちの1つとの組み合わせ、及び任意選択的に要素6~23のうちの1つ以上との更なる組み合わせ;要素2~5のうちの1つと、要素6~23のうちの1つ以上との組み合わせ;要素6~10のうちの2つ以上の組み合わせ;要素6~10のうちの1つ以上と、要素11~23のうちの1つ以上との組み合わせ;要素11及び12の組み合わせ;要素11~12のうちの1つ以上と、要素13~23のうちの1つ以上との組み合わせ;要素13~23のうちの2つ以上の組み合わせ;要素1、5、及び8の組み合わせ;要素1、5、及び9の組み合わせ;並びに要素1、5、及び10の組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。
【0129】
本開示の第4の非限定的な例示的実施形態は、熱可塑性ポリマー及び核剤を含む溶融乳化ポリマー粒子を含むポリマー粒子の選択的レーザー焼結によって生成された圧密体を含む、物品であり、溶融乳化ポリマー粒子は、溶融乳化前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度と実質的に同じである結晶化温度を有する。第4の非限定的な例示的実施形態は、以下のうちの1つ以上を更に含み得る:要素24:溶融乳化前の熱可塑性ポリマーは、T≦T+60℃(又はT+20℃≦T≦T+60℃、又はT+20℃≦T≦T+50℃、又はT+20℃≦T≦T+40℃、又はT+20℃≦T≦T+30℃)を満たしている;要素25:溶融乳化ポリマー粒子は、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約10℃以内の結晶化温度を有する;要素26:溶融乳化ポリマー粒子は、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約7℃以内の結晶化温度を有する;要素27:溶融乳化ポリマー粒子は、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約5℃以内の結晶化温度を有する;要素28:溶融乳化ポリマー粒子は、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約3℃以内の結晶化温度を有する;要素29:熱可塑性ポリマーは、熱可塑性ポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、エチレンビニルアセテートコポリマー(EVA)、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエテン、ポリエステル(例えば、ポリ乳酸)、ポリエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリフェニレンスルフィド、ビニルポリマー、ポリアリーレンエーテル、ポリアリーレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエステル、ポリエーテルブロック及びポリアミドブロック(PEBA又はポリエーテルブロックアミド)を含むコポリマー、官能化又は非官能化エチレン/ビニルモノマーポリマー、官能化又は非官能化エチレン/アルキル(メタ)アクリレート、官能化又は非官能化(メタ)アクリル酸ポリマー、官能化又は非官能化エチレン/ビニルモノマー/アルキル(メタ)アクリレートターポリマー、エチレン/ビニルモノマー/カルボニルターポリマー、エチレン/アルキル(メタ)アクリレート/カルボニルターポリマー、メチルメタクリレート-ブタジエン-スチレン(MBS)型コアシェルポリマー、ポリスチレン-ブロック-ポリブタジエン-ブロック-ポリ(メチルメタクリレート)(SBM)ブロックターポリマー、塩素化又はクロロスルホン化ポリエチレン、ポリビニリデンフルオリド(PVDF)、フェノール樹脂、ポリ(エチレン/酢酸ビニル)、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン系ブロックコポリマー、ポリアクリロニトリル、並びにシリコーンのうちの1つ以上を含む。要素30:熱可塑性ポリマーは、熱可塑性ポリオレフィン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、エチレンビニルアセテートコポリマー(EVA)、ポリヘキサメチレンテレフタレート、及びポリスチレンのうちの1つ以上を含む;要素31:熱可塑性ポリマーは、1つ以上の置換又は非置換のC~C40アルファオレフィンを含む;要素32:熱可塑性ポリマーは、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、シクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロオクタジエン、シクロドデセン、7-オキサノルボルネン、7-オキサノルボルナジエン、これらの置換誘導体、及びこれらの異性体からなる群から選択されるモノマーを含む;要素33:熱可塑性ポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレンコポリマー、エチレン-プロピレン-ジエンコポリマー、ポリブテン、ポリイソブチレン、ポリメチルペンテン、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるモノマーを含む;要素34:核剤は、安息香酸の塩、安息香酸リチウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸アルミニウム、安息香酸カリウム、有機リン酸のナトリウム塩、微粉化した有機化クレイ、カーボンナノチューブ、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、ベンゼントリスアミド、ノニトール誘導体、1,3:2,4-ビス-O-(3,4-ジメチルベンジリデン)-D-ソルビトール、ナトリウム2,4,8,10-テトラ-tert-ブチル-12H-ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン-6-オラート-6-オキシド、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸二ナトリウム塩、2,2’-メチレン-ビス-(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスフェート、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される1つ以上を含む;要素35:核剤は、熱可塑性ポリマーの約0.05重量%~約5重量%の量でポリマー粒子中に存在する;要素36:溶融乳化ポリマー粒子は、約0.90~約1.0の真円度を有する;要素37:溶融乳化ポリマー粒子は、約25°~約45°の安息角を有する;要素38:溶融乳化ポリマー粒子は、約1.0~約1.5のハウスナー比を有する;要素39:溶融乳化ポリマー粒子は、約0.1μm~約125μmのD10と、約0.5μm~約200μmのD50と、約3μm~約300μmのD90と、を有し、D10<D50<D90である;要素40:溶融乳化ポリマー粒子は、約0.2~約10の直径スパンを有する;要素41:溶融乳化ポリマー粒子は、約0.55g/cm~約0.8g/cmの通気密度を有する;要素42:溶融乳化ポリマー粒子は、約0.3g/cm~約0.8g/cmの嵩密度を有する;要素43:溶融乳化ポリマー粒子は、約0.6g/cm~約0.9g/cmのタップ密度を有する;要素44:溶融乳化ポリマー粒子は、約10m/g~約500m/gのBET表面積を有する;要素45:溶融乳化ポリマー粒子は、溶融乳化ポリマー粒子の表面のうちの少なくとも一部分を被覆する乳化安定剤を更に含む;並びに要素46:溶融乳化ポリマー粒子は、溶融乳化ポリマー粒子の表面内に埋め込まれたナノ粒子乳化安定剤を更に含む。組み合わせの例としては、要素23と、要素25~28のうちの1つとの組み合わせ、及び任意選択的に要素29~46のうちの1つ以上との更なる組み合わせ;要素25~28のうちの1つと、要素29~46のうちの1つ以上との組み合わせ;要素29~33のうちの2つ以上の組み合わせ;要素29~33のうちの1つ以上と、要素34~46のうちの1つ以上との組み合わせ;要素34及び35の組み合わせ;要素34~35のうちの1つ以上と、要素36~46のうちの1つ以上との組み合わせ;要素36~46のうちの2つ以上の組み合わせ;要素24、28、及び31の組み合わせ;要素24、28、及び32の組み合わせ;並びに要素24、28、及び33の組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。
【0130】
本開示の第5の非限定的な例示的実施形態は、熱可塑性ポリマー、核剤、任意選択的に乳化安定剤、及び任意選択的に相溶化剤を含む、ポリマー粒子を含む、組成物である。第5の非限定的な例示的実施形態は、要素6;要素7;要素8;要素9;要素10;要素11;要素12;要素13;要素14;要素15;要素16;要素17;要素18;要素19;要素20;要素21;要素22;要素23;要素47:ポリマー粒子は、溶融乳化方法によって生成され、混合前の熱可塑性ポリマーは、T≦T+60℃(又はT+20℃≦T≦T+60℃、又はT+20℃≦T≦T+50℃、又はT+20℃≦T≦T+40℃、又はT+20℃≦T≦T+30℃)を満たしている、結晶化温度(T)及び溶融温度(T)を有する;要素48:要素47と、要素2との組み合わせ;要素49:要素47と、要素3との組み合わせ;要素50:要素47と、要素4との組み合わせ;並びに要素51:要素47と、要素5との組み合わせ、のうちの1つ以上を更に含み得る。組み合わせの例としては、要素6~10のうちの2つ以上の組み合わせ;要素6~10のうちの1つ以上と、要素11~23のうちの1つ以上との組み合わせ;要素11及び12の組み合わせ;要素11~12のうちの1つ以上と、要素13~23のうちの1つ以上との組み合わせ;要素13~23のうちの2つ以上の組み合わせ;要素47(任意選択的に、要素48~51のうちの1つ以上と組み合わせた)と要素6~23のうちの1つ以上との組み合わせ;並びに要素47と要素48~51のうちの1つとの組み合わせが挙げられ得るが、これらに限定されない。
【0131】
本開示の第6の非限定的な例示的実施形態は、第5の非限定的な例示的実施形態の第1のポリマー粒子(任意選択的に、上記の1つ以上の要素を有する)、及び任意選択的に第1のポリマー粒子とは異なる第2のポリマー粒子を、表面上に堆積させることと、堆積されると、第1のポリマー粒子、及び含まれている場合、第2のポリマー粒子のうちの少なくとも一部分を、レーザーに曝露して、第1のポリマー粒子、及び含まれている場合、第2のポリマー粒子を融合させ、圧密体を形成することと、を含む、方法である。
条項
【0132】
条項1.熱可塑性ポリマー、核剤、分散媒、及び任意選択的に、乳化安定剤を含む混合物を、熱可塑性ポリマーの融点又は軟化温度以上の温度で混合して、分散媒中に熱可塑性ポリマー溶融物を乳化させることと、混合物を融点未満又は軟化温度未満まで冷却して、ポリマー粒子を形成することと、ポリマー粒子を分散媒から分離することと、を含み、ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度と実質的に同じである結晶化温度を有する、方法。
【0133】
条項2.熱可塑性ポリマー、核剤、分散媒、及び任意選択的に、乳化安定剤を含む混合物を、熱可塑性ポリマーの融点又は軟化温度以上の温度で混合して、分散媒中に熱可塑性ポリマー溶融物を乳化させることであって、混合前の熱可塑性ポリマーが、T≦T+60℃を満たしている、結晶化温度(T)及び溶融温度(T)を有する、乳化させることと、混合物を融点未満又は軟化温度未満まで冷却して、ポリマー粒子を形成することと、ポリマー粒子を分散媒から分離することと、を含み、ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度と実質的に同じである結晶化温度を有する、方法。
【0134】
条項3.混合前の熱可塑性ポリマーが、T≦T+60℃(又はT+20℃≦T≦T+60℃、又はT+20℃≦T≦T+50℃、又はT+20℃≦T≦T+40℃、又はT+20℃≦T≦T+30℃)を満たしている、結晶化温度(T)及び溶融温度(T)を有する、条項1又は2に記載の方法。
【0135】
条項4.ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約10℃以内の結晶化温度を有する、条項1又は2に記載の方法。
【0136】
条項5.ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約7℃以内の結晶化温度を有する、条項1又は2に記載の方法。
【0137】
条項6.ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約5℃以内の結晶化温度を有する、条項1又は2に記載の方法。
【0138】
条項7.ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約3℃以内の結晶化温度を有する、条項1又は2に記載の方法。
【0139】
条項8.熱可塑性ポリマーが、熱可塑性ポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、エチレンビニルアセテートコポリマー(EVA)、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエテン、ポリエステル(例えば、ポリ乳酸)、ポリエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリフェニレンスルフィド、ビニルポリマー、ポリアリーレンエーテル、ポリアリーレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエステル、ポリエーテルブロック及びポリアミドブロック(PEBA又はポリエーテルブロックアミド)を含むコポリマー、官能化又は非官能化エチレン/ビニルモノマーポリマー、官能化又は非官能化エチレン/アルキル(メタ)アクリレート、官能化又は非官能化(メタ)アクリル酸ポリマー、官能化又は非官能化エチレン/ビニルモノマー/アルキル(メタ)アクリレートターポリマー、エチレン/ビニルモノマー/カルボニルターポリマー、エチレン/アルキル(メタ)アクリレート/カルボニルターポリマー、メチルメタクリレート-ブタジエン-スチレン(MBS)型コアシェルポリマー、ポリスチレン-ブロック-ポリブタジエン-ブロック-ポリ(メチルメタクリレート)(SBM)ブロックターポリマー、塩素化又はクロロスルホン化ポリエチレン、ポリビニリデンフルオリド(PVDF)、フェノール樹脂、ポリ(エチレン/酢酸ビニル)、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン系ブロックコポリマー、ポリアクリロニトリル、並びにシリコーンのうちの1つ以上を含む、条項1又は2に記載の方法。
【0140】
条項9.熱可塑性ポリマーが、熱可塑性ポリオレフィン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、エチレンビニルアセテートコポリマー(EVA)、ポリヘキサメチレンテレフタレート、及びポリスチレンのうちの1つ以上を含む、条項1又は2に記載の方法。
【0141】
条項10.熱可塑性ポリマーが、1つ以上の置換又は非置換のC~C40アルファオレフィンを含む、条項1又は2に記載の方法。
【0142】
条項11.熱可塑性ポリマーが、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、シクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロオクタジエン、シクロドデセン、7-オキサノルボルネン、7-オキサノルボルナジエン、これらの置換誘導体、及びこれらの異性体からなる群から選択されるモノマーを含む、条項1又は2に記載の方法。
【0143】
条項12.熱可塑性ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレンコポリマー、エチレン-プロピレン-ジエンコポリマー、ポリブテン、ポリイソブチレン、ポリメチルペンテン、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるモノマーを含む、条項1又は2に記載の方法。
【0144】
条項13.核剤が、安息香酸の塩、安息香酸リチウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸アルミニウム、安息香酸カリウム、有機リン酸のナトリウム塩、微粉化した有機化クレイ、カーボンナノチューブ、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、ベンゼントリスアミド、ノニトール誘導体、1,3:2,4-ビス-O-(3,4-ジメチルベンジリデン)-D-ソルビトール、ナトリウム2,4,8,10-テトラ-tert-ブチル-12H-ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン-6-オラート-6-オキシド、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸二ナトリウム塩、2,2’-メチレン-ビス-(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスフェート、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される1つ以上を含む、条項1又は2に記載の方法。
【0145】
条項14.核剤が、熱可塑性ポリマーの約0.05重量%~約5重量%の量でポリマー粒子中に存在する、条項1又は2に記載の方法。
【0146】
条項15.ポリマー粒子が、約0.90~約1.0の真円度を有する、条項1又は2に記載の方法。
【0147】
条項16.ポリマー粒子が、約25°~約45°の安息角を有する、条項1又は2に記載の方法。
【0148】
条項17.ポリマー粒子が、約1.0~約1.5のハウスナー比を有する、条項1又は2に記載の方法。
【0149】
条項18.ポリマー粒子が、約0.1μm~約125μmのD10と、約0.5μm~約200μmのD50と、約3μm~約300μmのD90と、を有し、D10<D50<D90である、条項1又は2に記載の方法。
【0150】
条項19.ポリマー粒子が、約0.2~約10の直径スパンを有する、条項1又は2に記載の方法。
【0151】
条項20.ポリマー粒子が、約0.55g/cm~約0.8g/cmの通気密度を有する、条項1又は2に記載の方法。
【0152】
条項21.ポリマー粒子が、約0.3g/cm~約0.8g/cmの嵩密度を有する、条項1又は2に記載の方法。
【0153】
条項22.ポリマー粒子が、約0.6g/cm~約0.9g/cmのタップ密度を有する、条項1又は2に記載の方法。
【0154】
条項23.ポリマー粒子が、約10m/g~約500m/gのBET表面積を有する、条項1又は2に記載の方法。
【0155】
条項24.ポリマー粒子が、ポリマー粒子の表面のうちの少なくとも一部分を被覆する乳化安定剤を更に含む、条項1又は2に記載の方法。
【0156】
条項25.ポリマー粒子が、ポリマー粒子の表面内に埋め込まれたナノ粒子乳化安定剤を更に含む、条項1又は2に記載の方法。
【0157】
条項26.熱可塑性ポリマー、核剤、分散媒、及び任意選択的に、乳化安定剤を含む混合物を、熱可塑性ポリマーの融点又は軟化温度以上の温度で混合して、分散媒中に熱可塑性ポリマー溶融物を乳化させることと、混合物を融点未満又は軟化温度未満まで冷却して、ポリマー粒子を形成することと、ポリマー粒子を分散媒から分離することと、を含み、ポリマー粒子が、熱可塑性ポリマー、核剤、含まれている場合、乳化安定剤を含み、ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約10℃以内の結晶化温度を有する、方法。
【0158】
条項27.熱可塑性ポリマー、核剤、分散媒、及び任意選択的に、乳化安定剤を含む混合物を、熱可塑性ポリマーの融点又は軟化温度以上の温度で混合して、分散媒中に熱可塑性ポリマー溶融物を乳化させることであって、混合前の熱可塑性ポリマーが、T≦T+60℃を満たしている、結晶化温度(T)及び溶融温度(T)を有する、乳化させることと、混合物を融点未満又は軟化温度未満まで冷却して、ポリマー粒子を形成することと、ポリマー粒子を分散媒から分離することと、を含み、ポリマー粒子が、熱可塑性ポリマー、核剤、含まれている場合、乳化安定剤を含み、ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約10℃以内の結晶化温度を有する、方法。
【0159】
条項28.混合前の熱可塑性ポリマーが、T≦T+60℃(又はT+20℃≦T≦T+60℃、又はT+20℃≦T≦T+50℃、又はT+20℃≦T≦T+40℃、又はT+20℃≦T≦T+30℃)を満たしている、結晶化温度(T)及び溶融温度(T)を有する、条項26又は27に記載の方法。
【0160】
条項29.ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約7℃以内の結晶化温度を有する、条項26又は27に記載の方法。
【0161】
条項30.ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約5℃以内の結晶化温度を有する、条項26又は27に記載の方法。
【0162】
条項31.ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約3℃以内の結晶化温度を有する、条項26又は27に記載の方法。
【0163】
条項32.熱可塑性ポリマーが、熱可塑性ポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、エチレンビニルアセテートコポリマー(EVA)、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエテン、ポリエステル(例えば、ポリ乳酸)、ポリエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリフェニレンスルフィド、ビニルポリマー、ポリアリーレンエーテル、ポリアリーレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエステル、ポリエーテルブロック及びポリアミドブロック(PEBA又はポリエーテルブロックアミド)を含むコポリマー、官能化又は非官能化エチレン/ビニルモノマーポリマー、官能化又は非官能化エチレン/アルキル(メタ)アクリレート、官能化又は非官能化(メタ)アクリル酸ポリマー、官能化又は非官能化エチレン/ビニルモノマー/アルキル(メタ)アクリレートターポリマー、エチレン/ビニルモノマー/カルボニルターポリマー、エチレン/アルキル(メタ)アクリレート/カルボニルターポリマー、メチルメタクリレート-ブタジエン-スチレン(MBS)型コアシェルポリマー、ポリスチレン-ブロック-ポリブタジエン-ブロック-ポリ(メチルメタクリレート)(SBM)ブロックターポリマー、塩素化又はクロロスルホン化ポリエチレン、ポリビニリデンフルオリド(PVDF)、フェノール樹脂、ポリ(エチレン/酢酸ビニル)、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン系ブロックコポリマー、ポリアクリロニトリル、並びにシリコーンのうちの1つ以上を含む、条項26又は27に記載の方法。
【0164】
条項33.熱可塑性ポリマーが、熱可塑性ポリオレフィン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、エチレンビニルアセテートコポリマー(EVA)、ポリヘキサメチレンテレフタレート、及びポリスチレンのうちの1つ以上を含む、条項26又は27に記載の方法。
【0165】
条項34.熱可塑性ポリマーが、1つ以上の置換又は非置換のC~C40アルファオレフィンを含む、条項26又は27に記載の方法。
【0166】
条項35.熱可塑性ポリマーが、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、シクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロオクタジエン、シクロドデセン、7-オキサノルボルネン、7-オキサノルボルナジエン、これらの置換誘導体、及びこれらの異性体からなる群から選択されるモノマーを含む、条項26又は27に記載の方法。
【0167】
条項36.熱可塑性ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレンコポリマー、エチレン-プロピレン-ジエンコポリマー、ポリブテン、ポリイソブチレン、ポリメチルペンテン、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるモノマーを含む、条項26又は27に記載の方法。
【0168】
条項37.核剤が、安息香酸の塩、安息香酸リチウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸アルミニウム、安息香酸カリウム、有機リン酸のナトリウム塩、微粉化した有機化クレイ、カーボンナノチューブ、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、ベンゼントリスアミド、ノニトール誘導体、1,3:2,4-ビス-O-(3,4-ジメチルベンジリデン)-D-ソルビトール、ナトリウム2,4,8,10-テトラ-tert-ブチル-12H-ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン-6-オラート-6-オキシド、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸二ナトリウム塩、2,2’-メチレン-ビス-(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスフェート、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される1つ以上を含む、条項26又は27に記載の方法。
【0169】
条項38.核剤が、熱可塑性ポリマーの約0.05重量%~約5重量%の量でポリマー粒子中に存在する、条項26又は27に記載の方法。
【0170】
条項39.ポリマー粒子が、約0.90~約1.0の真円度を有する、条項26又は27に記載の方法。
【0171】
条項40.ポリマー粒子が、約25°~約45°の安息角を有する、条項26又は27に記載の方法。
【0172】
条項41.ポリマー粒子が、約1.0~約1.5のハウスナー比を有する、条項26又は27に記載の方法。
【0173】
条項42.ポリマー粒子が、約0.1μm~約125μmのD10と、約0.5μm~約200μmのD50と、約3μm~約300μmのD90と、を有し、D10<D50<D90である、条項26又は27に記載の方法。
【0174】
条項43.ポリマー粒子が、約0.2~約10の直径スパンを有する、条項26又は27に記載の方法。
【0175】
条項44.ポリマー粒子が、約0.55g/cm~約0.8g/cmの通気密度を有する、条項26又は27に記載の方法。
【0176】
条項45.ポリマー粒子が、約0.3g/cm~約0.8g/cmの嵩密度を有する、条項26又は27に記載の方法。
【0177】
条項46.ポリマー粒子が、約0.6g/cm~約0.9g/cmのタップ密度を有する、条項26又は27に記載の方法。
【0178】
条項47.ポリマー粒子が、約10m/g~約500m/gのBET表面積を有する、条項25に記載の方法。
【0179】
条項48.ポリマー粒子が、ポリマー粒子の表面のうちの少なくとも一部分を被覆する乳化安定剤を更に含む、条項26又は27に記載の方法。
【0180】
条項49.ポリマー粒子が、ポリマー粒子の表面内に埋め込まれたナノ粒子乳化安定剤を更に含む、条項26又は27に記載の方法。
【0181】
条項50.レーザー焼結する前に、熱可塑性ポリマー及び核剤を含む、ポリマー粒子であって、ポリマー粒子の形成前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度と実質的に同じである結晶化温度を有する、ポリマー粒子を含む、選択的レーザー焼結物品。
【0182】
条項51.混合前の熱可塑性ポリマーが、T≦T+60℃(又はT+20℃≦T≦T+60℃、又はT+20℃≦T≦T+50℃、又はT+20℃≦T≦T+40℃、又はT+20℃≦T≦T+30℃)を満たしている、結晶化温度(T)及び溶融温度(T)を有する、条項50に記載の物品。
【0183】
条項52.ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約10℃以内の結晶化温度を有する、条項51に記載の物品。
【0184】
条項53.ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約7℃以内の結晶化温度を有する、条項51に記載の物品。
【0185】
条項54.ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約5℃以内の結晶化温度を有する、条項50に記載の物品。
【0186】
条項55.ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約3℃以内の結晶化温度を有する、条項50に記載の物品。
【0187】
条項56.熱可塑性ポリマーが、熱可塑性ポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、エチレンビニルアセテートコポリマー(EVA)、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエテン、ポリエステル(例えば、ポリ乳酸)、ポリエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリフェニレンスルフィド、ビニルポリマー、ポリアリーレンエーテル、ポリアリーレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエステル、ポリエーテルブロック及びポリアミドブロック(PEBA又はポリエーテルブロックアミド)を含むコポリマー、官能化又は非官能化エチレン/ビニルモノマーポリマー、官能化又は非官能化エチレン/アルキル(メタ)アクリレート、官能化又は非官能化(メタ)アクリル酸ポリマー、官能化又は非官能化エチレン/ビニルモノマー/アルキル(メタ)アクリレートターポリマー、エチレン/ビニルモノマー/カルボニルターポリマー、エチレン/アルキル(メタ)アクリレート/カルボニルターポリマー、メチルメタクリレート-ブタジエン-スチレン(MBS)型コアシェルポリマー、ポリスチレン-ブロック-ポリブタジエン-ブロック-ポリ(メチルメタクリレート)(SBM)ブロックターポリマー、塩素化又はクロロスルホン化ポリエチレン、ポリビニリデンフルオリド(PVDF)、フェノール樹脂、ポリ(エチレン/酢酸ビニル)、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン系ブロックコポリマー、ポリアクリロニトリル、並びにシリコーンのうちの1つ以上を含む、条項50に記載の物品。
【0188】
条項57.熱可塑性ポリマーが、熱可塑性ポリオレフィン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、エチレンビニルアセテートコポリマー(EVA)、ポリヘキサメチレンテレフタレート、及びポリスチレンのうちの1つ以上を含む、条項50に記載の物品。
【0189】
条項58.熱可塑性ポリマーが、1つ以上の置換又は非置換のC~C40アルファオレフィンを含む、条項50に記載の物品。
【0190】
条項59.熱可塑性ポリマーが、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、シクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロオクタジエン、シクロドデセン、7-オキサノルボルネン、7-オキサノルボルナジエン、これらの置換誘導体、及びこれらの異性体からなる群から選択されるモノマーを含む、条項50に記載の物品。
【0191】
条項60.熱可塑性ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレンコポリマー、エチレン-プロピレン-ジエンコポリマー、ポリブテン、ポリイソブチレン、ポリメチルペンテン、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるモノマーを含む、条項50に記載の物品。
【0192】
条項61.核剤が、安息香酸の塩、安息香酸リチウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸アルミニウム、安息香酸カリウム、有機リン酸のナトリウム塩、微粉化した有機化クレイ、カーボンナノチューブ、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、ベンゼントリスアミド、ノニトール誘導体、1,3:2,4-ビス-O-(3,4-ジメチルベンジリデン)-D-ソルビトール、ナトリウム2,4,8,10-テトラ-tert-ブチル-12H-ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン-6-オラート-6-オキシド、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸二ナトリウム塩、2,2’-メチレン-ビス-(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスフェート、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される1つ以上を含む、条項50に記載の物品。
【0193】
条項62.核剤が、熱可塑性ポリマーの約0.05重量%~約5重量%の量でポリマー粒子中に存在する、条項50に記載の物品。
【0194】
条項63.ポリマー粒子が、約0.90~約1.0の真円度を有する、条項50に記載の物品。
【0195】
条項64.ポリマー粒子が、約25°~約45°の安息角を有する、条項50に記載の物品。
【0196】
条項65.ポリマー粒子が、約1.0~約1.5のハウスナー比を有する、条項50に記載の物品。
【0197】
条項66.ポリマー粒子が、約0.1μm~約125μmのD10と、約0.5μm~約200μmのD50と、約3μm~約300μmのD90と、を有し、D10<D50<D90である、条項50に記載の物品。
【0198】
条項67.ポリマー粒子が、約0.2~約10の直径スパンを有する、条項50に記載の物品。
【0199】
条項68.ポリマー粒子が、約0.55g/cm~約0.8g/cmの通気密度を有する、条項50に記載の物品。
【0200】
条項69.ポリマー粒子が、約0.3g/cm~約0.8g/cmの嵩密度を有する、条項50に記載の物品。
【0201】
条項70.ポリマー粒子が、約0.6g/cm~約0.9g/cmのタップ密度を有する、条項50に記載の物品。
【0202】
条項71.ポリマー粒子が、約10m/g~約500m/gのBET表面積を有する、条項50に記載の物品。
【0203】
条項72.ポリマー粒子が、ポリマー粒子の表面のうちの少なくとも一部分を被覆する乳化安定剤を更に含む、条項50に記載の物品。
【0204】
条項73.ポリマー粒子が、ポリマー粒子の表面内に埋め込まれたナノ粒子乳化安定剤を更に含む、条項50に記載の物品。
【0205】
条項74.熱可塑性ポリマー及び核剤を含む溶融乳化ポリマー粒子を含むポリマー粒子の選択的レーザー焼結によって生成された圧密体であって、溶融乳化ポリマー粒子が、溶融乳化前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度と実質的に同じである結晶化温度を有する、圧密体を含む、物品。
【0206】
条項75:溶融乳化前の熱可塑性ポリマーが、T≦T+60℃(又はT+20℃≦T≦T+60℃、又はT+20℃≦T≦T+50℃、又はT+20℃≦T≦T+40℃、又はT+20℃≦T≦T+30℃)を満たしている、条項74に記載の物品。
【0207】
条項76:溶融乳化ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約10℃以内の結晶化温度を有する、条項74に記載の物品。
【0208】
条項77:溶融乳化ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約7℃以内の結晶化温度を有する、条項74に記載の物品。
【0209】
条項78:溶融乳化ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約5℃以内の結晶化温度を有する、条項74に記載の物品。
【0210】
条項79:溶融乳化ポリマー粒子が、混合前の熱可塑性ポリマーの結晶化温度の約3℃以内の結晶化温度を有する、条項74に記載の物品。
【0211】
条項80:熱可塑性ポリマーが、熱可塑性ポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、エチレンビニルアセテートコポリマー(EVA)、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエテン、ポリエステル(例えば、ポリ乳酸)、ポリエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリフェニレンスルフィド、ビニルポリマー、ポリアリーレンエーテル、ポリアリーレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエステル、ポリエーテルブロック及びポリアミドブロック(PEBA又はポリエーテルブロックアミド)を含むコポリマー、官能化又は非官能化エチレン/ビニルモノマーポリマー、官能化又は非官能化エチレン/アルキル(メタ)アクリレート、官能化又は非官能化(メタ)アクリル酸ポリマー、官能化又は非官能化エチレン/ビニルモノマー/アルキル(メタ)アクリレートターポリマー、エチレン/ビニルモノマー/カルボニルターポリマー、エチレン/アルキル(メタ)アクリレート/カルボニルターポリマー、メチルメタクリレート-ブタジエン-スチレン(MBS)型コアシェルポリマー、ポリスチレン-ブロック-ポリブタジエン-ブロック-ポリ(メチルメタクリレート)(SBM)ブロックターポリマー、塩素化又はクロロスルホン化ポリエチレン、ポリビニリデンフルオリド(PVDF)、フェノール樹脂、ポリ(エチレン/酢酸ビニル)、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン系ブロックコポリマー、ポリアクリロニトリル、並びにシリコーンのうちの1つ以上を含む、条項74に記載の物品。
【0212】
条項81:熱可塑性ポリマーが、1つ以上の置換又は非置換のC~C40アルファオレフィンを含む、条項74に記載の物品。
【0213】
条項82:熱可塑性ポリマーが、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、シクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロオクタジエン、シクロドデセン、7-オキサノルボルネン、7-オキサノルボルナジエン、これらの置換誘導体、及びこれらの異性体からなる群から選択されるモノマーを含む、条項74に記載の物品。
【0214】
条項83:熱可塑性ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレンコポリマー、エチレン-プロピレン-ジエンコポリマー、ポリブテン、ポリイソブチレン、ポリメチルペンテン、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるモノマーを含む、条項74に記載の物品。
【0215】
条項84:核剤が、安息香酸の塩、安息香酸リチウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸アルミニウム、安息香酸カリウム、有機リン酸のナトリウム塩、微粉化した有機化クレイ、カーボンナノチューブ、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、ベンゼントリスアミド、ノニトール誘導体、1,3:2,4-ビス-O-(3,4-ジメチルベンジリデン)-D-ソルビトール、ナトリウム2,4,8,10-テトラ-tert-ブチル-12H-ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン-6-オラート-6-オキシド、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸二ナトリウム塩、2,2’-メチレン-ビス-(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスフェート、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される1つ以上を含む、条項74に記載の物品。
【0216】
条項85:核剤が、熱可塑性ポリマーの約0.05重量%~約5重量%の量で溶融乳化ポリマー粒子中に存在する、条項74に記載の物品。
【0217】
条項86:溶融乳化ポリマー粒子が、約0.90~約1.0の真円度を有する、条項74に記載の物品。
【0218】
条項87:溶融乳化ポリマー粒子が、約25°~約45°の安息角を有する、条項74に記載の物品。
【0219】
条項88:溶融乳化ポリマー粒子が、約1.0~約1.5のハウスナー比を有する、条項74に記載の物品。
【0220】
条項89:溶融乳化ポリマー粒子が、約0.1μm~約125μmのD10と、約0.5μm~約200μmのD50と、約3μm~約300μmのD90と、を有し、D10<D50<D90である、条項74に記載の物品。
【0221】
条項90:溶融乳化ポリマー粒子が、約0.2~約10の直径スパン度を有する、条項74に記載の物品。
【0222】
条項91:溶融乳化ポリマー粒子が、約0.55g/cm~約0.8g/cmの通気密度を有する、条項74に記載の物品。
【0223】
条項92:溶融乳化ポリマー粒子が、約0.3g/cm~約0.8g/cmの嵩密度を有する、条項74に記載の物品。
【0224】
条項93:溶融乳化ポリマー粒子が、約0.6g/cm~約0.9g/cmのタップ密度を有する、条項74に記載の物品。
【0225】
条項94:溶融乳化ポリマー粒子が、約10m/g~約500m/gのBET表面積を有する、条項74に記載の物品。
【0226】
条項95:溶融乳化ポリマー粒子が、溶融乳化ポリマー粒子の表面のうちの少なくとも一部分を被覆する乳化安定剤を更に含む、条項74に記載の物品。
【0227】
条項96:溶融乳化ポリマー粒子が、溶融乳化ポリマー粒子の表面内に埋め込まれたナノ粒子乳化安定剤を更に含む、条項74に記載の物品。
【0228】
条項97.熱可塑性ポリマー、核剤、任意選択的に乳化安定剤、及び任意選択的に相溶化剤を含む、ポリマー粒子を含む、組成物。
【0229】
条項98.熱可塑性ポリマーが、熱可塑性ポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、エチレンビニルアセテートコポリマー(EVA)、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエテン、ポリエステル(例えば、ポリ乳酸)、ポリエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリイミド、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリフェニレンスルフィド、ビニルポリマー、ポリアリーレンエーテル、ポリアリーレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエステル、ポリエーテルブロック及びポリアミドブロック(PEBA又はポリエーテルブロックアミド)を含むコポリマー、官能化又は非官能化エチレン/ビニルモノマーポリマー、官能化又は非官能化エチレン/アルキル(メタ)アクリレート、官能化又は非官能化(メタ)アクリル酸ポリマー、官能化又は非官能化エチレン/ビニルモノマー/アルキル(メタ)アクリレートターポリマー、エチレン/ビニルモノマー/カルボニルターポリマー、エチレン/アルキル(メタ)アクリレート/カルボニルターポリマー、メチルメタクリレート-ブタジエン-スチレン(MBS)型コアシェルポリマー、ポリスチレン-ブロック-ポリブタジエン-ブロック-ポリ(メチルメタクリレート)(SBM)ブロックターポリマー、塩素化又はクロロスルホン化ポリエチレン、ポリビニリデンフルオリド(PVDF)、フェノール樹脂、ポリ(エチレン/酢酸ビニル)、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン系ブロックコポリマー、ポリアクリロニトリル、並びにシリコーンのうちの1つ以上を含む、条項97に記載の組成物。
【0230】
条項99.熱可塑性ポリマーが、熱可塑性ポリオレフィン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、エチレンビニルアセテートコポリマー(EVA)、ポリヘキサメチレンテレフタレート、及びポリスチレンのうちの1つ以上を含む、条項97に記載の組成物。
【0231】
条項100.熱可塑性ポリマーが、1つ以上の置換又は非置換のC~C40アルファオレフィンを含む、条項97に記載の組成物。
【0232】
条項101.熱可塑性ポリマーが、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ウンデセン、ドデセン、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、シクロペンテン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロオクタジエン、シクロドデセン、7-オキサノルボルネン、7-オキサノルボルナジエン、これらの置換誘導体、及びこれらの異性体からなる群から選択されるモノマーを含む、条項97に記載の組成物。
【0233】
条項102.熱可塑性ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレンコポリマー、エチレン-プロピレン-ジエンコポリマー、ポリブテン、ポリイソブチレン、ポリメチルペンテン、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるモノマーを含む、条項97に記載の組成物。
【0234】
条項103.核剤が、安息香酸の塩、安息香酸リチウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸アルミニウム、安息香酸カリウム、有機リン酸のナトリウム塩、微粉化した有機化クレイ、カーボンナノチューブ、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、ベンゼントリスアミド、ノニトール誘導体、1,3:2,4-ビス-O-(3,4-ジメチルベンジリデン)-D-ソルビトール、ナトリウム2,4,8,10-テトラ-tert-ブチル-12H-ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン-6-オラート-6-オキシド、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸二ナトリウム塩、2,2’-メチレン-ビス-(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスフェート、及びこれらの任意の組み合わせからなる群から選択される1つ以上を含む、条項97に記載の組成物。
【0235】
条項104.核剤が、熱可塑性ポリマーの約0.05重量%~約5重量%の量でポリマー粒子中に存在する、条項97に記載の組成物。
【0236】
条項105.ポリマー粒子が、約0.90~約1.0の真円度を有する、条項97に記載の組成物。
【0237】
条項106.ポリマー粒子が、約25°~約45°の安息角を有する、条項97に記載の組成物。
【0238】
条項107.ポリマー粒子が、約1.0~約1.5のハウスナー比を有する、条項97に記載の組成物。
【0239】
条項108.ポリマー粒子が、約0.1μm~約125μmのD10と、約0.5μm~約200μmのD50と、約3μm~約300μmのD90と、を有し、D10<D50<D90である、条項97に記載の組成物。
【0240】
条項109.ポリマー粒子が、約0.2~約10の直径スパンを有する、条項97に記載の組成物。
【0241】
条項110.ポリマー粒子が、約0.55g/cm~約0.8g/cmの通気密度を有する、条項97に記載の組成物。
【0242】
条項111.ポリマー粒子が、約0.3g/cm~約0.8g/cmの嵩密度を有する、条項97に記載の組成物。
【0243】
条項112.ポリマー粒子が、約0.6g/cm~約0.9g/cmのタップ密度を有する、条項97に記載の組成物。
【0244】
条項113.ポリマー粒子が、約10m/g~約500m/gのBET表面積を有する、条項97に記載の組成物。
【0245】
条項114.ポリマー粒子が、ポリマー粒子の表面のうちの少なくとも一部分を被覆する乳化安定剤を更に含む、条項97に記載の組成物。
【0246】
条項115.ポリマー粒子が、ポリマー粒子の表面内に埋め込まれたナノ粒子乳化安定剤を更に含む、条項97に記載の組成物。
【0247】
条項116.条項97~115の組成物のうちのいずれか1つの第1のポリマー粒子、及び任意選択的に第1の粒子とは異なる第2のポリマー粒子を、表面上に堆積させることと、堆積されると、第1の粒子、及び含まれている場合、第2の粒子のうちの少なくとも一部分を、レーザーに曝露して、第1の粒子、及び含まれている場合、第2の粒子を融合させ、圧密体を形成することと、を含む、方法。
【0248】
条項117.圧密体が、約5%以下の空隙率を有する、条項116に記載の方法。
【0249】
別途指示のない限り、本明細書及び関連する特許請求の範囲で使用される成分、分子量などの特性、反応条件などの量を表す全ての数は、全ての事例において、「約」という用語によって修飾されているものとして理解されるべきである。したがって、それとは反対の指示がない限り、以下の明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、本発明の具現化によって得られると考えられる所望の特性に応じて変化してもよい近似値である。少なくとも、特許請求の範囲の範囲への均等論の適用を制限しようとするものではなく、各数値パラメータは、報告された有効数字の数に照らして、通常の四捨五入技法を適用することによって解釈されるべきである。
【0250】
1つ以上の発明要素を組み込む1つ以上の例示的な具現化が本明細書に提示される。明確にするために、物理的実装形態の全ての特徴が本出願に説明又は図示されているわけではない。本発明の1つ以上の要素を組み込んだ物理的実施形態の開発において、実装及び時により変化する、システム関連、ビジネス関連、政府関連、及び他の制約によるコンプライアンスなどの開発者の目標を達成するために、数多くの実装固有の決定がなされなければならないことが理解される。開発者の努力は時間を要する場合があるが、かかる努力は、当業者にとって日常的な努力であり、本開示の利益を有する。
【0251】
組成物及び方法は、様々な成分又はステップを「含む」という用語で本明細書に記載されているが、組成物及び方法はまた、様々な成分及びステップ「から本質的になる」又は「からなる」可能性がある。
【0252】
本発明の実施形態のより良好な理解を容易にするために、好ましい又は代表的な実施形態の以下の実施例を付与する。以下の実施例は、決して、本発明の範囲を制限するか、又は定義するように読解されるべきではない。
【実施例0253】
試料1(比較):Haake二軸スクリュー押出機をポリマーの融点(約225℃)周辺の温度にし、ロータを120rpmで開始した。65.1gのポリプロピレンホモポリマーペレット(Ultra HoPP 20、ResMartから入手可能)を加熱押出機に添加し、続いて145gのポリ(ジメチルシロキサン)(PDMS)(ClearcoからのPSF-30,000)を添加した。PDMS油対ポリマーの重量比は、70:30、すなわち、70重量%の油中、30重量%のポリマー固体であった。温度にて、押出機を120rpmで10分間稼働した。次いで、混合物を金属トレイ上に吐出し、ゆっくりと冷却させた。室温になると、PDMSを3回のヘプタン洗浄によりポリプロピレン粒子から洗い流し、ポリプロピレン粒子を真空濾過によって単離した。次いで、室温の真空オーブン内でポリプロピレン粒子を一晩乾燥させて、任意の残留ヘプタンを蒸発させた。次いで、乾燥ポリプロピレン粒子を250μmのスクリーンを介してふるいにかけた。
【0254】
試料2(本発明):試料2を、ポリプロピレンの総重量に基づいて0.20重量%の1,3:2,4-ビス-O-(3,4-ジメチルベンジリデン)-D-ソルビトール核剤を、ポリプロピレンペレットの添加後に押出機に添加したことを除いて、試料1の様式で調製した。
【0255】
試料3(本発明):試料3を、ポリプロピレンの総重量に基づいて0.30重量%の1,3:2,4-ビス-O-(3,4-ジメチルベンジリデン)-D-ソルビトール核剤を、ポリプロピレンペレットの添加後に押出機に添加したことを除いて、試料1の様式で調製した。
【0256】
試料4(本発明):試料4を、ポリプロピレンの総重量に基づいて0.20重量%のビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸二ナトリウム塩核剤を、ポリプロピレンペレットの添加後に押出機に添加したことを除いて、試料1の様式で調製した。
【0257】
試料5(本発明):試料5を、ポリプロピレンの総重量に基づいて0.30重量%のビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸二ナトリウム塩核剤を、ポリプロピレンペレットの添加後に押出機に添加したことを除いて、試料1の様式で調製した。
【0258】
表1は、粒子の特性を提供する。ULTRASINT(登録商標)PP粉末(BASFから入手可能)の市販の例もまた、比較例として特徴付けた。
【表1】
【0259】
試料3を除いて、核剤を用いて作製されたポリプロピレン粒子は、試料1と比較して結晶化温度の増加を示した。更に、試料1~5のポリプロピレンホモポリマー(Ultra HoPP 20)の溶融温度及び結晶化温度を、それぞれ約166℃及び約127.5℃であると測定した。試料1は、溶融乳化方法が出発ポリマーの結晶化温度を低下させ得ることを示している。試料2、4、及び5は、核剤を含めることにより、結晶化温度が実質的に維持され得ることを示している。
【0260】
前述の試料のうちの少なくともいくつかは、COレーザーを有するSharebot SnowWhite SLS印刷機を使用するSLS方法によって処理した。より具体的には、30mm×30mm×0.1mmの正方形を予備スクリーニング物体として印刷した。ふるいにかけた粒子を、バーコーターを使用してアルミニウム板に塗布した(40ミルの間隙/粉体層厚およそ1mm)。試料をSnowWhiteチャンバ内に置いた。多層物体を印刷しなかったため、モータを無効にした。環境温度制御を有効にした。以前の実験によって決定されるように、チャンバ温度を115℃に設定した。レーザー速度及びレーザー出力を変化させて、最適な印刷条件を決定した。チャンバ及び粉体床を室温に冷却した後、部品を除去した。
【0261】
縁部のカールは肉眼により視覚的に識別し、定性的に分析した。縁部のカール又は反りの量を定量化するために、焼結正方形のプロファイル測定を行った。次いで、反りを、焼結正方形の左右の縁部の高さから中心の高さを引いた平均として計算した。単位はミリメートルである。表2は、核剤を用いて作製された実験試料が、両方とも核剤を含有しない比較試料1及び2よりも少ない反りを有していたことを示す。したがって、核剤の添加は、ポリプロピレン単層焼結物体における反りの量を減少させる。核剤は、良好な粒子形成、サイズ、スパン、又は形状を妨げない。
【表2】
【0262】
したがって、本発明は、上述した目的及び利点、並びにその中の固有の利点を達成するように十分に適合されている。本発明は、本明細書の教示の利益を有する当業者には明らかな、異なるが等価な方法で修正かつ実施してもよいため、上記に開示された特定の実施例及び構成は単なる例示に過ぎない。更に、以下の特許請求の範囲に記載されるもの以外の、本明細書に示される構造又は設計の詳細に限定することを意図するものではない。したがって、上記に開示された特定の例示的実施例は、変更されるか、組み合わせるか、又は修正されてもよく、そのような全ての変形例は、本発明の範囲内及び趣旨内で考慮されることは明らかである。本明細書で例示的に開示される本発明は、本明細書に具体的に開示されていないいずれかの要素、及び/又は本明細書に開示されるいずれかの任意選択的な要素の非存在下で実施されてもよい。組成物及び方法は、様々な成分又はステップを「含む(comprising)」、「含む(containing)」、又は「含む(including)」という用語で記載されているが、組成物及び方法はまた、様々な成分及びステップ「から本質的になる」又は「からなる」可能性がある。上に開示された全ての数及び範囲は、多少異なる場合がある。下限及び上限を有する数値範囲が開示されるときはいつでも、その範囲内にある任意の数及び任意の含まれる範囲が具体的に開示される。とりわけ、本明細書に開示される(「約a~約b(from about a to about b)」、又は等しく「約a~b(from approximately a to b)」、又は等しく「約a~b(from approximately a-b)」という形態の)値の全ての範囲は、より広範な値の範囲内に包含される全ての数及び範囲を記載するものと理解されるべきである。また、特許請求の範囲における用語は、特許権所有者によって明示的かつ明確に定義されない限り、平易な通常の意味を有する。加えて、特許請求の範囲で使用するとき、「a」又は「an」という不定冠詞は、本明細書において、それが導入する要素のうちの1つ又は1つ超を意味するように定義される。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7