JPH01261440A - 熱可塑性樹脂用着色剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、熱可塑性樹脂、特にポリエチレン。

ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂。

ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニルなどの着色に有用なマスタ
ーバッチ状着色剤組成物に関するものである。

［従来の技術および問題点］ 一般には、熱可塑性樹脂と着色剤を混合するために、パ
ンへリミキサーあるいは押出機などにより、着色剤樹脂
組成物を製造し、さらにこれを用いて各種成形品が成形
されている。この方法は、着色加工費が高く、在庫管理
が面倒であるなどの欠点を有している。

また、顔料および充填剤の合計含有量として最高値で約
７５重量％の量を添加した着色剤のマスターバッチを、
ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン樹
脂と混合して製造することが知られている。この方法は
、製造したマスターバッチを被着色樹脂と同一の樹脂で
混練することによって、ペレット状に賦形後、各種成形
品に成形される。したがって、操作が簡便であるという
利点を有しているが、顔料の含有量を約３０重に％以上
にすると、混練性や賦型性が困難になってくるという問
題点が発生する。また顔料の分散性が悪くなり、色むら
なども起ってくるので１着色加工費を合理化するという
目的からすると、マスターバッチ中により高濃度の顔料
を分散させることが望まれている。

高濃度顔料の分散性改良方法としては、成形機スクリュ
のデザイン変更による方法も提案されているが、多大な
設備投資を必要とする」−１大幅な高濃度顔料を効率良
く分散させる効果も期待される程、大きくない。

一方、マスターバッチの担体樹脂としてアタクチックポ
リプロピレンを使用する方法が提案されている。この場
合は、アタクチックポリプロピレンがポリプロピレンを
製造する時の副生物であるため、安価であるという利点
がある半面、触媒や溶媒の残渣が多いために、カラーマ
スターバッチを調製する時に色合せが困難であったり、
着臭の原因にもなっていた。また、副生物であるため、
物性値、例えば溶融粘度の変動が大きく、混練時、流動
性が不安定となり、操業性が悪くなる。さらに溶剤を含
んでいるので、加熱による溶剤然気発生に伴う環境汚染
の問題がある。

アタクチックポリプロピレンを担体として、帯電防止用
マスターバッチを製造する方法（特開昭６２−６２８３
６号）、着色または改質用マスターバッチを製造する方
法（特開昭５２−１２６４４９号、特開昭５３−６７７
５０号）などが提案されている。これらの方法は、いず
れも原ネ゛］としてポリプロピレン製造時の副生品であ
るアタクチックポリプロピレンを使用するため、前述の
欠点を内包していた。

［問題を解決するための手段］ そこで、従来公知のマスターパッチの欠点を解決するた
めに、鋭意研究の結果、顔料、滑剤および充填剤が３５
〜９０重量％、非晶性ポリオレフィンが６５〜１０重量
％であることを特徴とする着色剤組成物を使用すること
により、上記の欠点が十分に解決されることを見い出し
、未発り１に到達した。

熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン
などのポリオレフィン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビ
ニル、ポリスチレンなどの樹脂を挙げることができる。

本発明の顔料としては、二酸化チタン、カーボンブラッ
ク、有機染料、有機ピグメントおよび無機ピグメントな
どで、熱可塑性樹脂の着色に使用されている公知の染料
および顔料の全てが挙げられる。これら染顔料の使用量
は着色剤組成物の５〜９０重量％、特に１０〜４５重捕
％が好ましい、５％未満では、マスターバッチとしての
着色加工費の合理化効果が少なくなり、９０重量％を超
えると、着色剤組成物の製造、特にペレット化が困難と
なる。

本発明の滑剤としては、ステアリン酸金属塩。

ワックスおよび高級アルコール、これらのエステルなど
の可塑剤などが用いられる。使用にはＯ〜６！Ｉ！漬％
である。６重量％より多くなるとペレット化は容易にな
るが、染顔料の使用量が少なくなるので、好ましくない
、非晶性ポリオレフィンの溶融流動性が良好な場合には
、滑剤を全く使用しなくてもよい。

充填剤としては、炭醜カルシウム、クレイ、シリカまた
はタルクなどがある。その使用量は１着色剤組成物の０
〜４０重量％である。特に粒径０．５〜１５ミクロンの
範囲の粒径を有する炭酸カルシウムが、この発明に係る
充填剤として有利に使用される。

非晶性ポリオレフィンが粘着性を有する場合には、炭酸
カルシウムの使用は粘着防止効果があるので、好適に用
いられる。粘着性が殆んどない場合には、充填剤を全く
使用しなくても、ペレット化の操作には、支障はない、
また炭酸カルシウムは、非晶性ポリオレフィンの増量剤
としても、好適に使用される。充填剤の使用量が４０重
量％以上になると染顔料の使用量が少なくなり、着色加
工費の合理化にとってｈ−ｒましくない。

本発明における非晶性ポリマーとは、結晶化することな
く常に非晶状態（結晶度または層理に欠けている構造状
態）を保っている重合体をｎ、味する〔英和プラスチッ
ク工業辞典（工業調査発行１９８１４Ｆ４月ＩＯ日、３
６ページ）〕が、製造時において結晶化されたブロック
的セグメントを有するコポリマーおよびターポリマーを
も包含する。簡便的な一つの尺度として、ポリマーを沸
１１ｎ−ヘプタンで抽出し、未抽出ポリマーの残存量が
４０重量％以下であるコポリマーおよびターポリマーは
未発ＵＪ１の非晶質ポリマーに含まれる。

非晶性ポリオレフィンとしては、プロピレンとエチレン
、フロピレンとブテン−１、プロピレンとα−オレフィ
ンから成るコポリマー、プロピレンとエチレンとブテン
−１，プロピレンとエチレンとα−オレフィンから成る
ターポリマーが使用される。

プロピレンとエチレン、プロピレンとブテン−１、プロ
ピレンとα−オレフィンとのコポリマーにおいては、プ
ロピレン含有量が７０〜９５重量％であり、副生品でな
く目的生産物であるコポリマーである。

プロピレンとエチレンとブテン−１、プロピレンとエチ
レンとα−オレフィンとのターポリマーにおいては、プ
ロピレン含有量４０〜５５重量％。

エチレン含有量３０〜４０重量％であり、副生品でなく
目的生産物であるターポリマーである。

非晶性ポリオレフィンの数平均分子量は４，０００〜３
０．０００の範囲にあるコポリマーおよびターポリマー
であって、これらの混合物も好適に使用される。また沸
騰ｎ−へブタンによる抽出残分の割合が４０１ｉ％以下
であるコポリマーおよびターポリマーである。

一般に非晶性ポリオレフィンの製造は、チーグラー・ナ
ツタ触媒を用いて行なわれる。１１ム化マグネシウムな
どの無機担体にハロゲン化チタンを担持させた担持型触
媒−トリアルキルアルミニウム系により製造した非晶性
ポリオレフィンの沸騰ｎ−へブタンによる抽出残分の割
合は、通常、約１０重量り６以下であるが、三塩化チタ
ン−トリアルキルアルミニウム系の場合には、３０重量
％以上になる場合もある。

製造された非晶性ポリオレフィンには、通常のフェノー
ル系の抗酸化剤を添加したり、粘着性がある場合には、
粘着防止剤を添加することも可能である。また、非晶性
ポリオレフィンは酸などで変性されたものも使用するこ
とができる。非晶性ポリオレフィンの使用量は１着色剤
組成物中の全量に対して１０〜６５重量％が好ましい。

従来のマスターバッチでは、被着色樹脂としてポリエチ
レンやポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂を担体
樹脂に用いると、顔料濃度の限界は約３０重量％であっ
た。これ以上、顔料を混入して着色加工費の合理化をは
かろうとすると、混練などが困難になり、顔料の分散を
満足に達成することが出来なかった。

担体樹脂として、低分子量のポリエチレンやポリプロピ
レンを使用すれば、顔料濃度の限界を３０重量％以上に
高めることは可能であるが、最終的には、操作上、ペレ
ット化することが非常に困難となった。また、担体樹脂
として、副生ずるアタクチックポリプロピレンを使用す
ると、顔料濃度の限界をやはり３０重量％にすることは
充分可能であったが、ペレット化することが困難になっ
た。

本発明において難燃性を付与するために、三酸化アンチ
モン、塩素化パラフィン、水酸化マグネシウムあるいは
水酸化アルミニウムなどを着色剤組成物製造時に混練し
て添加することもできる。

本発明の熱可塑性樹脂用着色剤組成物は、通常の方法に
従って加熱溶融して製造される。すなわち、顔料、滑剤
、充填剤および非晶性ポリオレフィンを単に混合し、通
常の押出機で押出し、ペレット化するのみで製造ＩＩ）
能である。勿論、非常に強力な剪断力を与える混合方法
として、／ヘン／ヘリミキサーが用いられる。

本発明の着色剤組成物は、類似の未着色熱可塑性樹脂に
適用されることが好ましいが、異種の未着色熱可塑性樹
脂にも適用することができる。

Ｖ　−ポリオレフ　ンのノ）　去 本発明における非晶性ポリオレフィンの＄ＩＩＡｎ−へ
ブタン不溶分の割合は、ソックスレー抽出器で２０時間
抽出した時の仕込量に対する不溶分ポリマー量の１百分
率（％）として表現される。

非晶性ポリオレフィン中の七ツマー組成は、Ｈｌ・ＮＭ
ＲおよびＣ１０・ＮＭＲを用いて定量した。

非晶性ポリオレフィンの数平均分子量は、ポリスチレン
を標準物質とするＧＰＣ法によって算出した。

以下に本発明を実施例で説明するが、未発１１はこれら
実施例によって何ら制限を受けるものではない。

［実施例］ 実施例１ 川１　・ポリオレフ　ンの゛１１′ １１！化マグネシウムに４０持したＴｉ担持型触媒（Ｔ
ｉ含有量２．４重量％）とトリエチルアルミニウム触媒
系を用いて（ＡＭ／Ｔｉモル比＝１００）、分子量調節
剤としての水素存在下、８０°Ｃで液化プロピレン中に
エチレンを導入し、非晶性プロピレン−エチレンコポリ
マーを製造した。このコポリマーにはフェノール系の抗
酸化剤としてＩｒｇａｎｏｘｌ　０１０　（商品名）を
０　、１　ｐｈｒ添加した。コポリマー中のプロピレン
含有量は８９．６重量％、エチレン含有量は１０．４重
量％であった。ＧＰＣによる数平均分子（ｉは。

７４００であった。ｍ騰ｎ−へブタンに対する不溶分コ
ポリマーの割合は、９．１％であった。

Ｌ色皿■虚１ｍ 二酸化チタン６０部、炭酸カル９９６１０部。

ステアリン酸カルシウム５部および上記製造のコポリマ
ー２５部を高速混合機で均一に温合後、押出機により押
出し、ペレット化した。この操作において、押出機によ
る溶融混練およびペレット化については、側ら問題は発
生しなかった。

■−゛へ （ポリエチレンへの使用〉 低密度ポリエチレン（宇部興産株製ＵＢＥポリエチレン
Ｊ２５２２）９８部と上記着色剤組成物２部を混合し、
射出成形機により温度１９０〜２００℃、背圧１０Ｋｇ
／ｃｍ’の条件下でプレートを作成した。このプレート
は、顔１１および充填剤が均一かつ微細に分散しており
、凝集粒子や色むらはｒＩｌ察されなかった。

〈ポリプロピレンへの使用） ポリプロピレン（宇部興産■製ＵＢＥポリプロピレンＪ
１０９Ｇ）９８部と上記着色剤組成物２部を混合し、射
出成形機により温度２１０〜２３０°Ｃ９背圧１０Ｋｇ
／ｃｍ’の条件下でプレートを作成したところ、顔料と
充填剤の分散性および拡散性はきわめて良好であり、色
むらは認められなかった。

（ＡＢＳへの使用） 未着色ＡＢＳ樹脂（宇部サイコン株製サイコラックＴ）
９８部と上記着色剤ＭＩＪ＆物２部を混合し、射出成形
機により温度２２０〜２４０℃、背圧５　Ｋ　ｇ　／　
ｃ　ｍ’の条件下でプレートを作成したところ、顔ネ１
および充填剤が均一かつ微細に分散しており、色むらは
認められなかった。

実施例２ Ｊ゛■　　ポリオレフ　ン　１゛′１ 塩化マグネシウムに担持したＴｉ担持型触媒（Ｔｉ含有
量２．４重量％）とトリエチルアルミニウムを用いて（
Ａ交／Ｔｉモル比＝１００）。

水素存在下、ブテン−１と液化プロピレンを８５°Ｃで
重合し、プロピレン−ブテン−ｉのコポリマーを製造し
た。コポリマーには抗酸化剤Ｉｒｇａｎｏｘ　ｌ　０１
０　（商品名）を０　、１　ｐｈｒ添加した。コポリマ
ー中のプロピレン含有量は６５爪量％、ブテン惨１含有
量は３５重量％であった。このコポリマーの数平均分子
量は６７００であった。

Ｎｌｌ協ｎ−へブタンによるこのコポリマーの不溶分の
割合は、９．５％であった。

Ｌ匹Ｍ狙戒局」ｌ光 銅フタロシアニンブルー３０部、タルク部。

ステアリン酸カルシウム５部、プロピレン−ブテン−１
のコポリマー５５部をヘンシェルミキサーで混合後、押
出機により押出し、ペレット化した。

この操作において、押出機による溶融混練およびペレッ
ト化は、特に問題は発生しなかった。

ハ１１卸に二にζへ　−１ 〈ポリプロピレンへの使用〉 ポリプロピレン（宇部興＋ＩＵ製ＵＢＥポリプロピレン
Ｊ３０９Ｇ）９８部と実施例２の着色剤組成物２部を混
合し、射出成形機により温度２１０〜２３０°Ｃ２背圧
１０Ｋｇ／ａｍ’の条件下でプレートを作成した。この
プレートの外観を観察したところ、顔料と充填剤の分散
性および拡散性はきわめて良好であり１色むらは認めら
れなかった。

実施例３ 、二日　ポリオレフ　ン　１゛′１ ＡＡ型三塩化チタンとトリエチルアルミニウムを用いて
（ＡＭ／Ｔｉモル比＝３）、ミネラルスピリット溶媒中
に水素存在下、ブテン・１．液化プロピレンおよびエチ
レンを導入し、７０℃で非晶性プロピレン−エチレン−
ブテン・ｌのターポリマーを製造した。ターポリマーに
は、抗醜化剤Ｉｒｇａｎｏｘ　ｌ　０１０　（商品名）
を０　、１　ｐｈｒ添加した。このターポリマーの組成
分析をしたところ、プロピレン含有量は５０．４重量％
、エチレン含有量は３２．１重量％、ブテン・１は１７
．５玉量％であった。Ｍｔｎ−へブタンによるこのター
ポリマーの不溶分の割合は、３７．５％であった。

互ム鼠狙虚物五製コ カーポンブラック３０部、タルク１０部、ステアリン酸
カルシウム５部、非晶性プロピレン−エチレン−ブテン
・ｌのターポリマー５５部をヘンシェルミキサーで混合
後、押出機により押出し、ペレット化した。押出機によ
る溶融混練およびペレット化の操作においては、何ら問
題は発生しなかった。

上方−へ　　１ 〈ポリエチレンへの使用〉 低密度ポリエチレン（宇部興産輛製ＵＢＥポリエチレン
Ｊ１０１９）９８部と実施例３の着色剤組成物２部を混
合し、射出成形機により温度１９０〜２００’Ｏ，背圧
１０　Ｋ　ｇ／　ａｍ’（７）条件下でカラープレート
を作成した。顔料と充填剤の分散性および拡散性はきわ
めて良好であった。

比較例１ 実施例１に於ける着色剤組成物の製造において、本願の
非晶性ポリオレフィンに代えて副生の出版アタクチック
ポリプロピレン（千葉ファインケミカル■製、商品名ビ
スタックＬ）を使用した以外は同様にペレット化した。

押出機で押出しする時。

脈流が時々発生し、ペレット化も容易でなかった。

また、製造した着色剤組成物のベレットは、全体的に淡
灰色に着色していた。

この着色剤組成物２部とポリプロピレン（宇部興産■製
ＵＢＥポリプロピレンＪ３０９Ｇ）９８部を混合し、射
出成形機により温度２１０〜２３０　’０　、背圧１０
Ｋｇ／ｃｍ’の条件下でプレートを作成したところ、微
淡灰色の着色が観察された。

［発明の効果］ 本発明の熱可塑性樹脂用着色剤組成物は、目的生産され
た非晶性ポリオレフィンな担体樹脂として使用すること
で、優れた顔料分散性と賦型性を保持し、高濃度の染顔
料を添加することができるなどの効果がある。

特許出願人　　宇部興産株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）顔料、滑剤および充填剤が３５〜９０重量％、非
   晶性ポリオレフィンが６５〜１０重量％であることを特
   徴とする熱可塑性樹脂用着色剤組成物。
2. （２）非晶性ポリオレフィンがプロピレンとエチレン、
   プロピレンとブテン−１、プロピレンとα−オレフィン
   から成るコポリマー、プロピレンとエチレンとブテン−
   １、プロピレンとエチレンとα−オレフィンから成るタ
   ーポリマーである特許請求の範囲第１項記載の熱可塑性
   樹脂用着色剤組成物。
3. （３）プロピレンとエチレン、プロピレンとブテン−１
   、プロピレンとα−オレフィンとのコポリマーが、プロ
   ピレン含有量が７０〜９５重量％であり、副生品でなく
   目的生産物からなるコポリマーである特許請求の範囲第
   ２項記載の熱可塑性樹脂用着色剤組成物。
4. （４）プロピレンとエチレンとブテン−１、プロピレン
   とエチレンとα−オレフィンとのターポリマーが、プロ
   ピレン含有量４０〜５５重量％、エチレン含有量３０〜
   ４０重量％である目的生産物からなるターポリマーであ
   る特許請求の範囲第２項記載の熱可塑性樹脂用着色剤組
   成物。