JP2000226479A - 射出成形用着色樹脂組成物 - Google Patents
射出成形用着色樹脂組成物Info
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Abstract
ピレン系樹脂は、機械的物性や寸法安定性が優れるの
で、自動車部品や家電部品或いは工業資材に使用され
る。これを顔料で着色し射出成形した場合、筋状の色む
らが発生し易く、成形品の意匠性を低下させていた。そ
して従来の解決手段では、成形材料の機械的物性を損じ
たり、材料コストを高める等の不都合があった。 【解決手段】 顔料とタルク等の微粉状無機充填材を含
むポリプロピレン系樹脂組成物100重量部に対し、50nm
以下の粒径である酸化珪素0.01〜3重量部を配合する。
射出成形されたこの着色樹脂組成物は、配合された少量
の酸化珪素が色むら防止剤として作用することにより、
機械的物性を低下させる事なく、筋状の色むらのない均
一な着色成形品になる。
Description
分とする樹脂組成物を、射出成形で加工した際、成形品
に生じる筋状の色むらを解消させる着色樹脂組成物に関
するものである。本発明の着色樹脂組成物は、ポリプロ
ピレン系樹脂組成物でなる成形加工品全般に使用でき
る。
により成形性や物性改善が進み、かつリサイクルがし易
いという点から、従来以上に幅広い用途に対して使用さ
れている。特は環境調和型プラスチック製品を構成する
材料として、従来ポリ塩化ビニル(PVC)で作られて
きた製品への代替展開も活発であり、押出成形やカレン
ダー成形によるフィルムやシートへの加工、或いは射出
成形による構造部材への加工が広くなされてきている。
は、耐衝撃性や剛性に優れ、リサイクルが容易なポリプ
ロピレン系樹脂組成物として、自動車、家電、物流資
材、雑貨等の用途に用いられてきている。代表的な樹脂
組成物としては、ポリプロピレン単独重合体、エチレン
とブロック共重合したポリプロピレン、エチレンとラン
ダム共重合したポリプロピレンなどのポリプロピレンを
主成分としてエチレン−プロピレンゴムのブレンドや、
ポリプロピレンにエチレン−プロピレンゴムとエチレン
−ブテンゴム或いはエチレン−オクテンゴム等をブレン
ドし、更にタルクが練り込まれたものが挙げられる。
組成物に通常40重量%以下含有され、その様な樹脂組
成物は意匠、識別、光遮蔽等の目的から、一般的に無機
や有機顔料で着色される。ところが、これら着色樹脂組
成物を成形加工すると、成形品表面に淡色或いは濃色の
筋(筋状の色むらと呼ばれる)が生じる事があった。特
に射出成形における現象は顕著で、大型成形品になると
金型ゲートに対し定位置に発生し、場合によっては5c
m以上の長さに及び、著しく商品価値を減じさせてい
る。この色筋は樹脂組成物中における顔料の偏在或いは
部分的不在であったり、樹脂組成物中の無機充填材の偏
在等、換言すると顔料や無機充填材の均一分散の不良状
態であったりする。例えばタルクが練り込まれた樹脂組
成物にあってはタルクの偏在が認められる場合がある。
は、タルクを主とする無機充填材複合樹脂組成物に関し
て、特定顔料の使用とか変性ポリオレフィン或いはフッ
素系化合物の活用或いは無機充填材自身の表面処理等の
方法が数多く上げられてきている。
合体と鉄黒を含有する多成分顔料とからなるポリオレフ
ィン組成物(特公昭62−14576号公報)、同様に
黒色金属酸化物を顔料とするポリプロピレン着色組成物
(特公平4−76384号公報)、プロピレン・α−オ
レフィンブロック共重合体と変性ポリオレフィンとから
なる射出成形用ポリオレフィン組成物(特開平2−43
243号公報及び特開平2−43249号公報)、エチ
レン・プロピレンブロック共重合体とチャネルカーボン
ブラック又は酸性のファーネスブラックを含有する黒色
顔料とからなるポリプロピレン着色組成物(特公平6−
27236号公報及び特公平6−76536号公報)、
同様に特定のカーボンブラックを黒色顔料とする射出成
形用ポリオレフィン組成物(特開平5−1203号公
報)、カーボンブラックと酸化チタンが練り込まれたエ
チレン・ブロック共重合体とモンタン酸エステルワック
スからなる樹脂着色組成物(特開平6−88009号公
報)、ポリプロピレンと変性ポリオレフィンと変性ワッ
クスと顔料とシラン系化合物とからなる着色組成物(特
開平8−134278号公報)、プロピレン−αオレフ
ィンブロック共重合体に微粉末状超高分子量ポリエチレ
ンとからなる着色マスターバッチ組成物及びコンパウン
ド(特開平9−227734号公報)、ポリオレフィン
とフッ素化オレフィン共重合体とポリアルキレンオキサ
イドとからなる着色用樹脂組成物(特開平9−2558
31号公報及び特開平9−255795号公報)、及び
エチレン・プロピレンブロック共重合体とシラン系化合
物で表面処理した充填材とからなる射出成形用ポリオレ
フィン組成物(特開平8−311294号公報)が開示
されている。
0重量%以下含有するポリプロピレン樹脂組成物を着色
するには、射出成形において発生する筋状の色むらを防
止する為、特定の顔料を選定しかつ、顔料分散剤の選択
的な使用或いはタルクの偏在防止の添加剤付与が必要で
ある。しかしながら何れも広範囲に使用できるものでは
ない。例えば特公昭62−14576号公報では、黒色
顔料に鉄黒を代表とする金属酸化物を用いるが、明度の
低い着色ではこれら顔料の着色力がない為、多量に使用
せざるを得ず、本来の樹脂組成物の物性に影響を与えて
しまう。一方、特公平6−27236号公報等に記載さ
れる特定カーボンブラックの使用は、その点優位ではあ
るが、黒色成分を殆ど必要としない明度の高い着色にお
いて、発生する筋状の色むらは解消できない。
や特開平8−134278号公報に記載される変性ポリ
オレフィンやシラン系化合物を使用する方法は、色の明
暗で使いわける必要はないが、これら物質は取り扱いが
難しく、着色に用いる顔料の凝集或いは充填材そのもの
の凝集を招き易く、鮮明或いは安定した着色が得られ
ず、樹脂組成物の所期物性を損なう場合がある。
自身の構成成分の選定や組成比を限定し、作製段階の混
合混練条件を適切に制御した上で、充填材の分散を制御
し解決する手段も講じられる事もある。しかしながら、
このように工夫して作製したこれら樹脂組成物でさえ射
出成形において、成形条件によっては筋状の色むらを発
生させる事があり、成形条件の自由度が制約される欠点
があった。
が抱える問題点を解消し、無機充填材を含む場合と含ま
ない場合とに拘わらず、単に筋状の色むらの発生を防止
する方法を提供することを目的とする。
な状況の下、ポリプロピレン系樹脂組成物の成形加工で
発生する成形品表面上の筋状の色むらを鋭意研究した結
果、微粒子酸化珪素を用いると、発生が防止できること
を見出した。
は、微粉状無機充填材と着色用顔料を含有するポリプロ
ピレン組成物において、前記樹脂組成物100重量部に
対して、前記充填材とは異なる、粒径50nm以下の微
粒子酸化珪素を0.01〜3重量部配合したことを特徴
とする射出成形用着色樹脂組成物。
がプロピレン単独重合体もしくはエチレン・プロピレン
共重合体である請求項1記載の着色樹脂組成物。
がタルクである請求項1又は2記載の着色樹脂組成物。
項1〜3のいずれか1つに記載の着色樹脂組成物。
溶融混練体として得られ、通常カラーコンパウンドとし
て粒状の形態をとる。
機充填材を含有するポリプロピレン組成物において、そ
れを用いて成形した成形品表面に筋状の色むらが生じる
場合、その組成物に更なる配合成分として粒径50nm
以下の微粒子酸化珪素を一定配合比率で配合することに
よって、これを色むら防止剤として作用させ、この色む
らを効果的に回避可能とするとを開示するものである。
及び最良の状態は後記実施例に具体的に示されるが、本
発明を実施する上で選択可能な各構成要件等について以
下に詳細に説明する。
ピレン重合体或いはエチレン−ポリプロピレン共重合体
或いはプロピレン−αオレフィン共重合体であり、溶融
流動性(MFR、230゜C−2.16Kg荷重)が着色
対象のポリプロピレン系樹脂組成物より高流動である事
が望ましい。その重合形式は液相、気相を問わずチーグ
ラーナッタ系触媒やシングルサイト触媒で合成される物
で、合成段階で立体規則性はアイソタクチック、シンジ
オタクチック何れをも問わず、共重合体はランダム、ブ
ロック何れをも問わないない。又このようなポリプロピ
レンには通常のオレフィン系ゴム、即ち、エチレンにプ
ロピレン或いはブテン−1或いはオクテンを二元共重合
させた物とか、これらにジシクロペンタジエン、メチル
テトラヒドロインデン、メチレンノルボーネン、エチリ
デンノルボーネン、1,4ヘキサジエン等の非共役ジエ
ンのいずれかを第3成分として加え共重合させた三元共
重合体などを構成成分の一つに含んでも良い。同様にプ
ロピレン−ブテン−1共重合体も含んでも良い。
強化や寸法安定性を高めるために、タルクや炭酸カルシ
ウム、クレー、マイカ、硫酸バリウム、ガラス繊維など
が用いられるが、主として用いられるタルクはタルク原
石を衝撃式粉砕機等で粉砕し、更にジェットミル等で微
粉砕して得られる粒子径数μ以下の物であり、ポリプロ
ピレン系樹脂組成物中では0を越え40重量%以下の比
率で含有される。
般的に10〜30重量%のタルクを含有し、その溶融流
動性(MFR:230゜C−2.16Kg荷重)は10〜
50gr/10minである。
子が50nm以下で、粘土を基に合成したゼオライト系
であったり、四塩化珪素を酸素と水素の炎中で加水分解
して得られる無水シリカである。通常は液体の増粘、揺
変性、分離沈降防止に用いられている。その粒子は球形
で粒度が揃っており、凝集性が少なく分散性が良い事が
望ましく、市販品としては日本アエロジル社のアエロジ
ルを代表的な例として上げる事ができる。
合物或いはシリコーン系化合物により処理されていても
本発明においては何等差し支えがない。
分野で公知のものであり、例えば酸化チタン、酸化亜
鉛、弁柄、チタニウムオキサイド系焼成顔料、群青、ア
ルミン酸コバルト、カーボンブラックなどの無機顔料
と、アゾ系、キナクリドン系、アンスラキノン系、ペリ
レン系、イソインドリノン系、フタロシアニン系、キノ
フタロン系、スレン系、ジケトピロロピロール系などの
有機顔料と、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなどの体質
顔料である。
や、用途適性改善の為の熱安定剤、光安定剤、難燃剤、
可塑剤、滑剤或いは他の充填剤を必要に応じて加えるこ
とができる。
般的に言われる着色コンパウンドの形態を取るのが好ま
しい。また、マスターバッチカラーとして呼称される粒
状着色剤として、顔料と微粒子酸化珪素を、着色コンパ
ウンドで用いられる濃度に還元できるように濃縮して配
合し、顔料分散剤と担体樹脂であるオレフィン系樹脂を
加えて、混合混練して作られる物と、微粉状無機充填材
を含有するポリプロピレン系樹脂組成物粒子を混合した
物でも良い。
合、用いる顔料分散剤は脂肪酸金属塩、低分子量ポリオ
レフィン、脂肪酸エステル、脂肪酸アマイド等の通常の
物で良く、担体樹脂はホモポリプロピレン、ブロック共
重合ポリプロピレン、ランダム共重合ポリプロピレン等
を主体とし、必要に応じて更に低密度ポリエチレン、直
鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等のオレ
フィン系樹脂単独或いはこれらを組み合わせて併用して
も良い。尚、プロピレン系以外のこれらのオレフィン系
樹脂はそれを主体とすることもできるが、ポリプロピレ
ン系樹脂を主体とするのが極めて効果的である。
着色コンパウンドでは顔料が0.01〜10重量%で、
顔料を除いた残りが微粒子酸化珪素とそれ以外の微粉状
無機充填材例えばタルクとポリプロピレン主体のオレフ
ィン系樹脂である。粒状着色剤にあっては、顔料は1〜
80重量%で、微粒子酸化珪素を含み、微粉状無機充填
材を含む必要はない。その着色対象となるポリプロピレ
ン主体のオレフィン系樹脂が、微粉状無機充填材を含む
ものであれば良いからである。
ンドの場合、コンパウンド中の顔料100重量部に対し
1〜200重量部であり、着色コンパウンド100重量
部に対しては3重量部以下になるのが望ましい。またポ
リプロピレン系樹脂組成物が粒状着色剤を一成分とする
場合又はそれを経由して作られる場合には、その粒状着
色剤においては、着色対象のポリプロピレンへの粒状着
色剤の配合率を考慮して、上記着色コンパウンドを得る
際に決めた微粒子酸化珪素量の濃縮を図れば良い。
素の効果は次のように考察される。まず、ポリプロピレ
ン系樹脂組成物が加熱溶融可塑化された成形段階におい
て、顔料と微粉状無機充填材(以下タルク等と略称す
る)、或いはポリプロピレンとタルク等、或いはポリプ
ロピレンと顔料が分離するのを抑制する働きがあると推
測する。本発明における微粒子酸化珪素は、加える量は
少量でありながら、粒子個数そのものは多い。本来、液
状物のゲル化剤としての働きがあり、溶融した樹脂でも
その効果が発揮される。従ってタルク等の凝集を抑制す
る働きがあり、顔料やタルクの偏在や欠乏状態である筋
状の色むらを成形加工中に現出させないと見られる。
脂組成物の物性や加工性を損なわず、顔料の着色力も損
なわないのでコストを安くでき、また顔料の種類によら
ず効果を発揮するので、特定顔料の選定を必要とせず、
どのような色相でも対応可能という利点がある。
よりその他成分とを混合し、溶融混練して得られる。例
えば顔料を予め顔料分散剤と高速ミキサー等で混合し、
バンバリ−ミキサーやニーダーで混練した後、加熱2本
ロールや加熱3本ロールにて顔料を微細に磨砕処理した
上で、単軸スクリューや2軸スクリュー押出機等の混練
機で担体樹脂とその他成分と共に混練して得られる物で
あったり、これら成分全てを一度に混合し、バンバリー
ミキサー、ニーダー、高速回転インテンシブミキサー、
2軸スクリュー押出機等で溶融混練して得られる物であ
る。混練物の形状は混練機からの取り出し方により、ホ
ットカットで粒状物であったり、シート或いはストラン
ドをコールドカットした粒状物であったりする。
きで微粉状無機充填材含有のポリプロピレン系樹脂組成
物であり、所望の顔料濃度となるように、被着色樹脂1
00重量部に対し着色剤が通常10重量部以下で配合さ
れる。
に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されず幅広
い応用範囲を持つものである。なお、実施例、比較例に
おける部及び%表示はすべて重量基準である。
ロ−(Sb-Ni-Tioxide、C.I.P.Y.53)及び酸化チタン(ルチ
ル型C.I.P.W.6)顔料と低分子量ポリエチレンを、それ
ぞれ表1記載の配合比(部)にて高速ミキサーで混合
し、粉状物とした。次にこの紛状物を加圧ニ−ダ−にて
加熱溶融混練し、取り出して3本ロールにて微細に磨砕
処理して塊状物にし、クラッシャー粉砕で顔料分散の良
い不定形粒状物にした。この粒状物に、表1記載のタル
ク練り込みポリプロピレンと微粒子状酸化珪素A或いは
タルク練り込みポリプロピレンのみを、それぞれ表1記
載の配合比でタンブラーで混合した。次にこの混合物を
2軸スクリュ押出機(L/D=30)にて溶融混練し、ストラ
ンド状に押し出した後、回転刃切断型ペレタイザ−にて
長さ2〜3mmの円筒形グレー色コンパウンド100部
に加工した。得られた着色コンパウンドは100゜Cで
2時間乾燥させた後、射出成形にて筋発生試験(A法)
と物性試験に供した。結果は表2に記載したが、本発明
組成の着色コンパウンドは筋がなく、外観は良好で諸物
性の保持も良好であった。
方法は次の通りである。射出成形筋発生評価試験−A
法:着色コンパウンドをフルフライトスクリュ(L/D=2
2)装着の型締圧60トンの射出成形機で成形温度230
℃、金型温度40℃、背圧0MPaにてフィルムケ゛ート平板金型(厚
さ2mm×幅80mm×長さ150mm)に成形する。
行い評価基準は5段階とする。
ルフライトスクリュ(L/D=20)装着の型締圧60トンの
射出成形機で成形温度210℃、金型温度40℃、背圧2.0MP
aにて物性ピース金型で成形する。成形ピースは引張試
験、曲げ試験、IZOD衝撃試験、熱変形試験(HD
T)に供する。各試験条件はASTMに準ずる。 引張試験 ASTM−D638 試料形状:タイフ゜1タ゛ンヘ゛ル片 曲げ試験 ASTM−D790 試料形状:1/4"ヒ゜-ス IZOD衝撃試験 ASTM−D256 試料形状:1/4"ヒ゜ース 常温 HDT試験 ASTM−D648(455KPa応力) 試料形状:1/4"ヒ゜ース
として、着色樹脂物性値の保持率を以下の基準で表示す
る。 ○:物性値の保持率が95%以上である。 △:物性値の保持率が90%以上〜95%未満である。 ×:物性値の保持率が90%未満である。
る。 低分子量ポリエチレン:分子量(Mn)=5000、粘度(CPS:140℃)=3000 軟化点=111℃ 微粒子状酸化珪素−A:粒子径≦50nmで比表面積=200m2/grの無水シリカと 粒 子径≦50nmで比表面積=120m2/grのモノメチルトリ ク ロロシラン表面処理シリカとの1:1混合物。 タルク練り込みポリプロピレン(PP):エチレンプロピレンブロック共重合体 (MFR=30gr/10min)60部にエチレン−αオレフィン ゴム(MFR=8gr/10min、溶融温度=95゜C)20部とタ ルク(平均粒径=2μm)20部に酸化防止剤を数部加え、 高速ミキサーで混合した後、2軸押出機にて溶融混練して 粒状ペレットにして得た物。
1)、カーボンブラック(C.I.P.B.7)及び銅フタロシアニ
ンブルー(β型C.I.P.B.15:3)顔料とステアリン酸マグ
ネシウム及び低分子量ポリエチレンを、それぞれ表3記
載の配合比(部)にて高速ミキサーで混合し、粉状物と
した。次に、この混合物を加圧ニ−ダ−にて加熱溶融混
練し、続いて3本ロールにて微細に磨砕処理した。得ら
れた混練物は更にクラッシャーで粉砕することによって
顔料分散の良い不定形粒状物にした。この不定形粒状物
は表5記載の配合比で、微粒子状酸化珪素Bとアイソタ
クチックポリプロピレン或いはアイソタクチックポリプ
ロピレンのみと混合し、2軸スクリュ押出機(L/D=30)
で溶融混練し、ストランド状に押出した後、回転刃切断
型ペレタイザ−にて長さ2〜3mmの円筒形状黒色マス
タ−バッチカラ−100部に加工した。得られたマスタ
ーバッチカラーは、タルク練り込みポリプロピレン97
部に対し3部添加し、射出成形筋発生試験(B法)と物
性試験に供した。結果は表4に記載したが、本発明組成
のマスターバッチカラーは筋発生もなく、諸物性の保持
も良好であった。
方法は次の通りである。射出成形筋発生評価試験−B
法:マスターバッチカラーとタルク練り込みコンパウン
ドを混合した物をダルメージスクリュ(L/D=22)装着の
型締圧60トンの射出成形機で成形温度230℃、金型温
度40℃、背圧2.0MPaにてフィルムケ゛ート平板金型(厚さ2mm×
幅80mm×長さ150mm)に成形する。
行い評価基準は5段階とする。
1に記載の方法と同一。
m2/gr、モノメチルトリクロロシラン表面処理シリカ ステアリン酸マグネシウム:ステアリン酸塩(55%)、パ
ルミチン酸塩、ミリスチン酸塩の混合品、融点(示差熱
量分析)=118℃ アイソタクチックPP−A:ホモポリプロピレン MFR(230℃荷重2.16Kg)=350gr/10min タルク練り込みポリプロピレン(PP):表4に記載された
物と同一。
成物を使用すると、微粉状無機充填材とりわけタルクを
含有しているにも拘わらず、従来この種のホモポリプロ
ピレン或いはエチレンやαオレフィン共重合ポリプロピ
レン組成物を成形した際に生じる色筋を発生させない。
得られる着色成形品は美麗になり物性の低下がないの
で、成形は容易になり、経費の大幅な削減が図れる。
Claims (4)
- 【請求項1】 微粉状無機充填材と着色用顔料を含有す
るポリプロピレン組成物において、前記樹脂組成物10
0重量部に対して、前記充填材とは異なる、粒径50n
m以下の微粒子酸化珪素を0.01〜3重量部配合した
ことを特徴とする射出成形用着色樹脂組成物。 - 【請求項2】 ポリプロピレンがプロピレン単独重合体
もしくはエチレン・プロピレン共重合体である請求項1
記載の着色樹脂組成物。 - 【請求項3】 前記無機充填材がタルクである請求項1
又は2記載の着色樹脂組成物。 - 【請求項4】 粒状をなす請求項1〜3のいずれか1つ
に記載の着色樹脂組成物。
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|---|---|---|---|
| JP11029943A JP2000226479A (ja) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | 射出成形用着色樹脂組成物 |
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