CN107001649B - 树脂着色用母料和着色树脂成形体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种树脂着色用母料,其用于通过压缩模塑成形法来制造着色树脂成形体。所述树脂着色用母料含有:聚烯烃树脂30~83质量%、氧化钛0.1~45质量%、增容剂1~25质量%、和脂肪酸酰胺2~35质量%,增容剂为酸改性聚合物,脂肪酸酰胺的含量相对于增容剂的含量以质量基准计为0.3~7倍。本发明能够容易地制造使氧化钛均匀地分散且不易发生颜色分解、表面的滑动性优异的着色树脂成形体。
Description
技术领域
本发明涉及树脂着色用母料、着色树脂成形体的制造方法、和着色树脂成形体。进一步详细而言,本发明涉及可以制造其表面具有良好的滑动性同时抑制了颜色分解产生的、高品质的着色树脂成形体的树脂着色用母料和使用其的着色树脂成形体的制造方法、以及通过该制造方法制造的着色树脂成形体。
背景技术
聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂的尺寸稳定性、耐冲击性优异,因此被广泛用作汽车部件、家电产品、和其它成形品等。聚烯烃树脂的着色使用了各种形态的着色剂。其中,母料的非污染性、自动计量适应性、和输送适应性等各种特性优异,因此成为着色剂的主流。母料是对作为主要成分的基材树脂使用混炼机、挤出机混炼高浓度地颜料等着色材料和添加剂等的物质。由此操作而得到的母料通常将基础树脂(稀释树脂、被着色树脂)稀释至2~150倍左右进行混合。
作为母料的主要成分的基材树脂,通常考虑到被着色树脂的物性、母料的流动性而使用与被着色树脂相同的树脂或具有与被着色树脂类似的物性的树脂。例如,对于乙烯-丙烯嵌段共聚物的着色成形加工而言,使用了将乙烯-丙烯嵌段共聚物作为基材树脂,向其中配混颜料和分散剂等并进行熔融挤出而加工成颗粒状的母料。
然而,高流动性的乙烯-丙烯嵌段共聚物的熔点和熔融粘度低,因此即使在使用了配混了高流动性的乙烯-丙烯嵌段共聚物作为基材树脂的母料的情况下,进行混合时也难以施加充分的剪切力。因此,存在如下课题:无法使颜料等着色材料高浓度且均匀地分散在高流动性的乙烯-丙烯嵌段共聚物中,得到的成形体产生颜色分解等的颜色不均匀。
为了解决这样的课题,提出了:例如,将使用茂金属催化剂制造而成的聚烯烃蜡作为分散助剂添加至聚丙烯中来提高颜料的分散状态的方法(专利文献1)。另外,提出了一种聚丙烯树脂用的着色树脂组合物,其含有热塑性树脂、颜料、聚丙烯蜡、和作为增滑剂的脂肪酸酰胺,控制了热塑性树脂与颜料的表面自由能(专利文献2)。进而,提出了一种着色成形用的树脂组合物,其含有热塑性树脂、由氧化硅等无机化合物覆盖而成的二氧化钛、和蜡(专利文献3)。
需要说明的是,为了提高层压等包装用薄膜等成形品的操作性和高速加工性,要求改善成形品表面的滑动性。由聚丙烯树脂等聚烯烃树脂形成的成形品表面的滑动性特别低,因此在注射成形时存在问题。为了解决这样的课题,提出了:例如,含有氧化钛、聚烯烃树脂、和芥酸酰胺的食品容器用的着色树脂组合物、以及使用该着色树脂组合物而得到的滑动性优异的着色树脂成形品(专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2003-525329号公报
专利文献2:日本特开2006-316178号公报
专利文献3:日本特开2013-209539号公报
专利文献4:日本特开2008-94998号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,有时不能充分发挥配混在专利文献1~3中所提案的树脂组合物等中的聚烯烃蜡的效果。例如,在所谓的高速挤出成形法、压缩模塑成形法这样的高速条件下对含有氧化钛的树脂成形品进行成形时,出现了得到的成形品容易产生颜色分解等的外观不良这样的新问题。需要说明的是,通过表面处理的氧化钛的分散性等性质的改良是普遍已知的技术。
另外,若欲使用含有作为在专利文献2中所提案的含有作为增滑剂的脂肪酸酰胺的树脂组合物,在高速条件下对含有氧化钛的树脂成形品进行成形,则变得容易出现颜色分解等的外观不良。进而,关于配混了在专利文献4中所提案的芥酸酰胺的着色树脂组合物,虽然得到的成形品的臭气、滑动性得以改善,但有时会出现颜色分解等的外观不良。
本发明是鉴于这样的现有技术中所存在的问题而完成的发明,该课题的目的在于提供能够容易地制造使氧化钛均匀地分散且不易发生颜色分解、表面的滑动性优异的着色树脂成形体的树脂着色用母料。另外,本发明的课题的目的还在于提供使用该树脂着色用母料的着色树脂成形体的制造方法、和通过该制造方法制造的着色树脂成形体。
用于解决问题的方案
即,根据本发明,可提供以下所示的树脂着色用母料。
[1]一种树脂着色用母料,其用于通过压缩模塑成形法来制造着色树脂成形体,所述树脂着色用母料含有:聚烯烃树脂30~83质量%、氧化钛0.1~45质量%、增容剂1~25质量%、和脂肪酸酰胺2~35质量%,所述增容剂为酸改性聚合物,所述脂肪酸酰胺的含量相对于所述增容剂的含量以质量基准计为0.3~7倍。
[2]根据前述[1]所述的树脂着色用母料,其中,所述脂肪酸酰胺的含量相对于所述增容剂的含量以质量基准计为0.5~6倍。
[3]根据前述[1]或[2]所述的树脂着色用母料,其中,所述聚烯烃树脂为选自由聚丙烯、乙烯-丙烯无规共聚物、和乙烯-丙烯嵌段共聚物组成的组中的至少一种,依据JISK7210,在载荷2.16kg和190℃的条件下测定的所述聚烯烃树脂的熔体流动速率(MFR)为0.1~45g/10分钟。
[4]根据前述[1]~[3]中任一项所述的树脂着色用母料,其中,所述氧化钛是数均一次粒径为0.1~0.5μm的、进行了表面处理的氧化钛。
[5]根据前述[1]~[4]中任一项所述的树脂着色用母料,其中,所述脂肪酸酰胺为芥酸酰胺。
[6]根据前述[1]~[5]中任一项所述的树脂着色用母料,其中,所述酸改性聚合物为马来酸改性聚烯烃树脂和丙烯酸改性聚烯烃树脂的至少任一者。
另外,根据本发明,可提供以下所示的着色树脂成形体的制造方法和着色成形体。
[7]一种着色树脂成形体的制造方法,其具有如下成形工序:
通过压缩模塑成形法对原料混合物进行成形,所述原料混合物含有作为基础树脂的聚烯烃树脂和所述[1]~[6]中任一项所述的树脂着色用母料。
[8]一种着色树脂成形体,其是使用原料混合物制作而成的,所述原料混合物含有作为基础树脂的聚烯烃树脂和所述[1]~[6]中任一项所述的树脂着色用母料。
发明的效果
只要使用本发明的树脂着色用母料就能够容易地制造使氧化钛均匀地分散且不易发生颜色分解、表面的滑动性优异的着色树脂成形体。另外,根据本发明的着色树脂成形体的制造方法,由于使用上述的树脂着色用母料,因此能够容易地制造使氧化钛均匀地分散且不易发生颜色分解、表面的滑动性优异的本发明的着色树脂成形体。
具体实施方式
<树脂着色用母料>
以下对本发明的实施方式进行说明,但本发明不限定于以下的实施方式。仅对配混在作为着色树脂成形体的构成材料的着色树脂中的添加剂等的种类、含量进行设定时,不仅难以对得到的着色树脂成形体赋予滑动性,而且也难以防止颜色分解。因此,本发明人等为了改善尤其在高速成形、非剪切区域(non-shearing region)较长的挤出成形时显著产生的外观不良,而对着眼于氧化钛与润滑剂的相容性的树脂着色用母料的组成进行了各种研究。
为了抑制将聚烯烃树脂作为主体来构成、作为着色剂(着色材料)含有氧化钛的着色树脂成形体产生的颜色分解,需要改善氧化钛的分散性。然而,若使用配混了可提高聚烯烃树脂和氧化钛的相容性的增容剂的母料,则使得到的着色树脂成形体不易产生颜色分解,另一方面使表面的滑动性降低。因此,若向母料中配混脂肪酸酰胺,则能够制造表面的滑动性提高了的着色树脂成形体。
然而,氧化钛与脂肪酸酰胺的亲和性比增容剂高。因此,为了提高着色树脂成形体的表面的滑动性而向母料中配混的脂肪酸酰胺会阻碍氧化钛的分散。特别是,在通过高速成形、具有非剪切区域较长的挤出成形工序的成形方法(例如,在180℃以下的较低温条件下实施的压缩模塑成形法等)来制造着色树脂成形体时,在挤出成形机等混炼机的滞留部位(无用空间,dead space)容易高浓度地滞留亲和性高的、氧化钛与脂肪酸酰胺的混合物。而且判明了:滞留在无用空间的上述的混合物有时会剥离而流出至挤出方向,因此得到的着色树脂成形体会产生颜色分解。
基于以上的见解,本发明人等发现:通过在考虑氧化钛、增容剂、和脂肪酸酰胺的相互的亲和性等的基础上对母料的组成进行设定而并非只简单地将氧化钛、增容剂、和脂肪酸酰胺配混至聚烯烃树脂中,从而即使在通过压缩模塑成形法的情况下,也能够容易地制造不易产生颜色分解、表面的滑动性优异的着色树脂成形体。
本发明的树脂着色用母料(以下也简记为“母料”)用于通过压缩模塑成形法来制造着色树脂成形体。另外,本发明的母料含有聚烯烃树脂30~83质量%、氧化钛0.1~45质量%、增容剂1~25质量%、和脂肪酸酰胺2~35质量%。而且,脂肪酸酰胺的含量相对于增容剂的含量以质量基准计为0.3~7倍。以下对本发明的母料进行更详细的说明。
(聚烯烃树脂)
用于本发明的母料的聚烯烃树脂的种类没有特别限定。作为聚烯烃树脂,例如可以列举出:高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯无规共聚物、乙烯-丙烯接枝共聚物、乙烯-丙烯嵌段共聚物、乙烯-丁烯共聚物等。这些聚烯烃树脂可以单独使用一种或组合使用二种以上。其中,考虑到加工性和成形性等,优选使用聚丙烯、乙烯-丙烯无规共聚物、和乙烯-丙烯嵌段共聚物。
聚烯烃树脂的重均分子量优选为20000以上。另外,聚烯烃树脂的密度优选为0.880~0.980g/cm3。进而,依据JIS K7210,在载荷2.16kg和190℃的条件下测定的聚烯烃树脂的熔体流动速率(MFR)优选为0.1~45g/10分钟。聚烯烃树脂的MFR不在上述的数值范围内时,有时会对氧化钛等着色剂、各种添加剂的分散性产生影响,有时会成为滑动性的降低、颜色分解的原因。
本发明的母料中的聚烯烃树脂的含量为30~83质量%、优选为50~60质量%。聚烯烃树脂的含量低于30质量%时,从各成分的分散性方面考虑,有时变得难以稳定地制造母料。另一方面,聚烯烃树脂的含量超过83质量%时,制造着色树脂成形体所需的母料的量变多,因此在成本方面不利。
(氧化钛)
本发明的母料中含有氧化钛作为着色剂。作为氧化钛,考虑到分散性、聚集性,而优选使用不损害着色性和隐藏性、抑制了催化活性的、通常的进行了表面处理的氧化钛。氧化钛的表面优选用有机化合物和无机化合物的至少任一者进行了处理,根据相对于树脂的相容性、耐候性、和白度等来适宜制备。
作为用于氧化钛的表面处理的无机化合物,优选铝的氧化物、铝的氢氧化物、铝的水合氧化物、氧化硅、氧化锆。这些无机化合物可以单独使用一种或组合使用二种以上。作为氧化硅,可使用硅酸钠、四氯化硅等。另外,作为氧化锆,可使用硫酸锆、硫酸氧锆、氯化锆、氯化氧锆等。
作为用于氧化钛的表面处理的有机化合物,优选聚硅氧烷系、烷基硅烷系、硅烷偶联剂等有机硅烷系的有机化合物。这些有机化合物可以单独使用一种或组合使用二种以上。其中,更优选硅烷偶联剂。另外,作为硅烷偶联剂,可以使用烷氧基硅烷、氯硅烷、聚烷氧基烷基硅氧烷类。
对氧化钛进行表面处理时使用的无机化合物的量相对于处理前的氧化钛优选设为0.01~6质量%。另外,对氧化钛进行表面处理时使用的有机化合物的量相对于处理前的氧化钛优选设为0.01~4质量%。用于表面处理的无机化合物、有机化合物的量过少时,有时使分散性降低或催化活性残留。另一方面,用于表面处理的无机化合物、有机化合物的量过多时,有时会对氧化钛的粒径产生影响,同时在成本方面不利。
氧化钛的数均一次粒径优选为0.01~1μm、进一步优选为0.1~0.5μm、特别优选为0.15~0.25μm。氧化钛的数均一次粒径过小时,因容易聚集而有使分散性降低的倾向。另一方面,氧化钛的数均一次粒径过大时,有时得到的着色树脂成形体变得容易产生颜色分解。可以从使用透过型电子显微镜(例如,商品名“H7100”日立制作所公司制)拍摄的图像中任意地选择10个氧化钛的初级颗粒,计算出该初级颗粒粒径的平均值来计算出氧化钛的数均一次粒径。
本发明的母料中的氧化钛的含量为0.1~45质量%、优选为15~26质量%。氧化钛的含量低于0.1质量%时,制造着色树脂成形体所需的母料的量变多,因此在成本方面不利。另一方面,氧化钛的含量超过45质量%时,使向芥酸酰胺等脂肪酸酰胺的转移性(transferability)提高而变得容易产生颜色分解。进而,有时使稳定地制造母料变得困难。
若使用通过氧化铝或通过氧化铝和氧化硅进行了表面处理的氧化钛,则可防止聚集而使分散性变得良好,故而优选。另外,若使用通过硅氧烷进行了表面处理的氧化钛,则使与聚烯烃树脂的相容性提高,使分散性变得良好,故而优选。其中,通过硅氧烷进行了表面处理的氧化钛对于脂肪酸酰胺的亲和性也高,因此可能会使抑制颜色分解的效果略微减弱。进而,通过硅氧烷进行了表面处理的氧化钛略有可能成为产生臭气或挥发成分的原因。需要说明的是,有时用于表面处理的硅氧烷略微残留于氧化钛的表面,根据情况有时会在氧化钛的表面形成由硅氧烷形成的覆盖层。
二甲基硅油等硅氧烷的硅氧烷键的键能大,具有一定程度的耐热性。但是,氧化钛具有光催化活性,因此在氧化钛的表面容易产生活性氧、OH自由基等活性种。因此可推测,配置在氧化钛的表面的硅氧烷通过所产生的活性种的影响而促进分解,容易产生低分子量的硅氧烷、甲醛等分解物。即,若使用通过硅氧烷进行了表面处理的氧化钛,有时会成为产生低分子量的硅氧烷、甲醛等的原因。因此,若考虑到臭气等的产生,则与通过硅氧烷进行了表面处理的氧化钛相比,优选使用通过氧化铝或氧化铝和氧化硅进行了表面处理的(未通过硅氧烷进行表面处理)氧化钛。
需要说明的是,未进行表面处理的氧化钛容易聚集。因此,通常若使用未进行表面处理的氧化钛,则变得容易产生析出结垢、胶等聚集物、且变得容易产生颜色分解。与此相对,本发明的母料的氧化钛的分散性良好,因此氧化钛被聚烯烃树脂充分地覆盖。因此,即使在熔融混炼中、较长的非剪切区域中也维持了氧化钛的良好的分散性,氧化钛彼此不易发生聚集。因此,不易产生析出结垢、胶等聚集物、且着色树脂成形体不易产生颜色分解。
作为氧化钛,可以使用市售的氧化钛。作为市售的氧化钛的具体例,用以下商品名可以列举出:“FTR-700”(Sakai Chemical Industry Co.,Ltd.制);“KR-380”(TitaniumIndustry Co.,Ltd.制);“Ti-Pure R-960”、“Ti-Pure R-350”、“CR-50”(以上,TitanKogyo,Ltd.制)等。氧化钛可以使用金红石型、锐铁矿型、和板钛矿型的任一种。其中,金红石型的氧化钛的催化剂能力弱,对其它有机物质的影响少。因此,在维持树脂的特性方面优选。另一方面,锐铁矿型的氧化钛作为光催化剂的分解能力强。因此,通过由催化效果所产生的OH自由基、超氧化物阴离子等活性氧的强的氧化力,容易产生VOC的同时可能会作用于其它有机物质,且有得到的着色树脂成形体变得容易产生变色的倾向。进而,锐铁矿型的氧化钛是极其微细的细颗粒,因此有时分散性会稍低。从以上的观点出发,作为氧化钛优选金红石型的氧化钛。
(其它颜料)
为了制造着色成目标色调的着色树脂成形体,根据需要可以使本发明的母料中含有除了氧化钛以外的“其它颜料”作为着色剂。作为其它颜料,只要是可以进行色彩的微调且可以分散至聚烯烃树脂中的颜料即可。作为其它颜料的具体例,可以列举出:偶氮系颜料、酞菁系颜料、喹吖酮系颜料、二恶嗪系颜料、苝系颜料、和异吲哚啉酮系颜料等有机颜料;复合氧化物、红色氧化物、赤土(red earth)、群青、钴蓝等无机颜料。这些颜料可以单独使用一种或组合使用二种以上。
(增容剂)
用于本发明的母料的增容剂是可提高非相容化合物(例如,氧化钛)对于作为基材树脂(基础)的聚烯烃树脂的分散性的化合物。通过含有增容剂,从而能够容易地控制氧化钛的分散性,制造抑制了颜色分解的着色树脂成形体。
作为增容剂,使用由不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或不饱和羧酸酯改性而成的酸改性聚合物。作为酸改性聚合物,优选由不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或不饱和羧酸酯使聚烯烃改性而成的酸改性聚烯烃。酸改性聚合物可以单独使用一种或组合使用二种以上。
作为制备酸改性聚合物时所使用的不饱和羧酸和不饱和羧酸酐,可以列举出:丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、柠康酸、柠康酸酐、衣康酸、衣康酸酐等。进而,也可以是这些不饱和羧酸与环氧化合物的酯化合物。作为增容剂,考虑到氧化钛和脂肪酸酰胺的分散性,优选通过马来酸、马来酸酐、或马来酸酯对乙烯系聚合物、丙烯系聚合物进行了改性而成的马来酸改性聚烯烃树脂、和丙烯酸改性聚烯烃树脂,进一步优选马来酸改性聚烯烃树脂。
作为增容剂使用的酸改性聚合物的改性率(酸改性率)越高越优选。具体而言,酸改性聚合物的酸改性率优选为0.1质量%以上、进一步优选为0.3%以上、特别优选为0.5%以上。通过将酸改性率更高的酸改性聚合物用作增容剂,从而能够制成可以制造更有效地抑制了颜色分解的着色树脂成形体的母料。
本发明的母料中的增容剂的含量为1~25质量%、优选为2~20质量%。增容剂的含量低于1质量%时,得到的着色树脂成形体变得容易产生颜色分解。另一方面,增容剂的含量超过30质量%时,容易产生由变得软化熔融导致的成形不良,同时使滑动性降低。
(脂肪酸酰胺)
用于本发明的母料的脂肪酸酰胺是通常已知作为润滑剂的成分。脂肪酸通过含有酰胺,从而在成形工序中能够赋予适度的滑动性,且能够提高得到的着色树脂成形体的表面的滑动性。作为脂肪酸酰胺,可以使用硬脂酸酰胺、山萮酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、棕榈酸酰胺、油基棕榈酸酰胺、硬脂基芥酸酰胺等。其中,优选芥酸酰胺。
本发明的母料中的脂肪酸酰胺的含量为2~35质量%、优选为3~25质量%。脂肪酸酰胺的含量低于2质量%时,作为润滑剂的效果不充足,使得到的着色树脂成形体的表面的滑动性降低。另一方面,脂肪酸酰胺的含量超过35质量%时,使加工性降低、且在成本方面不利。
本发明的母料的脂肪酸酰胺的含量相对于增容剂的含量以质量基准计为0.3~7倍、优选为0.5~6倍、进一步优选为0.8~5倍。脂肪酸酰胺的含量相对于增容剂的含量低于0.3倍(质量基准)时,脂肪酸酰胺的量相对过少(增容剂的量相对过多)。因此,使得到的着色树脂成形体的表面的滑动性不充足。另一方面,脂肪酸酰胺的含量相对于增容剂的含量超过7倍(质量基准)时,脂肪酸酰胺的量相对过多(增容剂的量相对过少)。因此,得到的着色树脂成形体会产生颜色分解。
(其它添加剂)
本发明的母料根据需要也可以含有抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、热稳定剂、酸中和剂、发泡剂、除了颜料以外的染料等着色剂、填充剂、金属皂、抗静电剂、抗菌剂、抗霉剂、颜料分散剂(蜡)、除了脂肪酸酰胺以外的润滑剂、成核剂、阻燃剂、防粘连剂、脱水剂、光泽度调整剂等。
作为抗氧化剂的具体例,可以列举出:3,5-二叔丁基-4-羟基甲苯等酚系抗氧化剂;亚磷酸三苯酯、亚磷酸三(十二烷基)酯、三壬基苯基亚磷酸酯(trisnorylphenylphosphite)等磷系抗氧化剂;四[亚甲基-3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)-丙酸酯]甲烷等受阻酚系抗氧化剂等。
母料中的抗氧化剂的含量优选为0.01~3质量%、进一步优选为0.05~2质量%。抗氧化剂的含量低于0.01质量%时,有时在混炼造粒工序中变得容易使母料劣化。另一方面,抗氧化剂的含量超过3质量%时,有在成本方面不利的倾向。
作为紫外线吸收剂的具体例,可以列举出:2-(2’-羟基-5’-甲基-苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基-苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-5’-叔辛基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔戊基苯基)苯并三唑、2,2’-亚甲基双〔4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-(2H-苯并三唑-2-基)苯酚〕等三唑系紫外线吸收剂;2,4-二叔丁基苯基-3,5-二叔-丁基-4-羟基苯甲酸酯等苯甲酸系紫外线吸收剂;水杨酸对叔丁基苯酯等水杨酸衍生物;2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮、2,4-二羟基二苯甲酮、2,2’-二羟基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基-2’-羧基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮、4-十二烷氧基-2-羟基二苯甲酮等二苯甲酮系紫外线吸收剂;2-乙氧基-5-叔丁基-2-乙基-2’-乙基草酸双酰胺、2-乙氧基-2-乙基草酸双酰胺等草酸酰胺系紫外线吸收剂;2-乙基己基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯、1,3-双(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)-2-丙烯酸丙酯、乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯等丙烯酸酯系紫外线吸收剂等。
作为颜料分散剂,可以使用聚乙烯蜡、酯蜡、和脂肪酸金属皂等。聚乙烯蜡的数均分子量优选为300~8000、进一步优选为1000~5000。需要说明的是,作为聚乙烯蜡,可以使用低分子量聚乙烯及其衍生物。聚乙烯蜡的数均分子量低于300时,颜料的分散性优异,但有使加工性降低的倾向。另一方面,聚乙烯蜡的数均分子量超过8,000时,有使加工性降低的倾向。
母料中的聚乙烯蜡的含量优选为0.01~10质量%、进一步优选为0.2~2质量%。聚乙烯蜡的含量低于0.01质量%时,由于过少而有时无助于颜料的分散性。另一方面,聚乙烯蜡的含量超过10质量%时,有时变得难以稳定地制造母料。
作为填充剂,可以使用无机填充剂和有机填充剂的任一种。作为无机填充剂的具体例,可以列举出:碳酸钙、氧化硅、滑石、云母、硫酸钡、氧化铝等。另外,作为有机填充剂的具体例,可以列举出:木屑、稻谷壳、报纸等废纸、各种淀粉(也包含预糊化了的淀粉等的改变了结构的物质)、纤维等。
(着色树脂母料的制造方法)
对制造本发明的母料的方法没有特别限定。例如,只要通过公知的混炼造粒方法对各成分进行混炼的同时进行造粒,就能够制造颗粒状等具有期望的形状的母料。以下示出本发明的母料的制造工序的具体的一个例子。首先,在160~250℃的加热条件下,使用亨舍尔混合器、三辊磨、二辊磨、挤出机、或其它混炼机对氧化钛等着色剂、脂肪酸酰胺、和聚乙烯蜡等进行熔融混炼而得到混炼物。接着,使用挤出机等将得到的混炼物与聚烯烃树脂、增容剂、金属皂、抗静电剂、和抗氧化剂等一同进行熔融混炼,然后挤出成股线状。然后,只要将挤出成股线状的混炼物加工成所期望的颗粒状、片状等形状就能够得到本发明的母料。
<着色树脂成形体及其制造方法>
本发明的着色树脂成形体的制造方法具有如下成形工序:通过压缩模塑成形法对原料混合物进行成形,所述原料混合物含有作为基础树脂的聚烯烃树脂和前述的树脂着色用母料。以下对其详细内容进行说明。
压缩模塑成形法具有例如熔融树脂挤出工序和压缩成形工序。熔融树脂挤出工序中,使用挤出成形机等混炼机,在加热条件下对含有基础树脂和母料的原料混合物进行熔融混炼并挤出。由此,可以得到被母料中的着色剂着色了的着色树脂。
在挤出成形机等混炼机的内部,通常容易使内容物(熔融的树脂组合物)的流动停滞,而存在所谓的无用空间。通常,母料中的脂肪酸酰胺容易渗出,且氧化钛与脂肪酸酰胺的亲和性高,因此氧化钛和脂肪酸酰胺的混合物容易滞留在上述的无用空间内。然而,本发明的制造方法中所使用的母料进一步含有增容剂、且将增容剂的含量与脂肪酸酰胺的含量设定为特定的比率,因此极不易产生氧化钛与脂肪酸酰胺的混合物滞留在挤出成形机中的无用空间中这样的现象。因此,根据本发明的制造方法,能够容易地制造不易产生颜色分解、表面的滑动性优异的着色树脂成形体且不会降低生产率。
作为基础树脂使用的聚烯烃树脂优选与母料中所含有的聚烯烃树脂相同种类(相同品质)。原料混合物通过聚烯烃树脂(基础树脂)将母料稀释至适当的浓度来制备。相对于基础树脂100质量份,母料的量优选设为1.5~10质量份、进一步优选设为2.5~6质量份。通过将相对于基础树脂的母料的量设为上述的范围,从而能够得到着色剂(氧化钛)的分散性良好且稳定的着色效果。需要说明的是,相对于着色树脂成形体的总质量,得到的着色树脂成形体中所包含的着色剂的量优选设为0.1~10质量%、进一步优选设为0.4~3质量%。
用挤出成形机等进行熔融混炼时的温度可以设为例如160~230℃。挤出成形机等的温度通常根据稀释树脂、基础树脂的种类进行调整。但是,挤出成形机等的温度有时会成为得到的着色树脂成形体产生颜色分解等的异常的原因之一,因此需要加以考虑。例如,用挤出成形机等进行熔融混炼时的温度为越高的高温,则有使添加物的树脂内分散性变得良好的倾向,但并不一定不会产生颜色分解。因此,在通过在较低温度的条件下实施的压缩模塑成形法来制造着色树脂成形体时,通过使用具有前述的组成的本发明的母料,从而能够在任意的温度范围内来进行。
压缩成形工序中,对在熔融树脂挤出工序中得到的着色树脂进行压缩成形而加工成期望的形状。由此,能够得到本发明的着色树脂成形体。作为着色树脂成形体,例如可以列举出:饮料用等的树脂盖子、调味品用盖子、和酒类用盖子等。
需要说明的是,当然也可以通过除了压缩成形以外的成形方法来制造成形体。作为除了压缩成形以外的成形方法,例如可以列举出:注射成形法、注射发泡成形法、超临界注射发泡成形法、注射压缩成形法、气体辅助注射成形法、夹层成形法、和夹层发泡成形法等。
接着,对于通过上述的制造方法得到的本发明的着色树脂成形体而言,进行了通过CIE L*a*b*色度体系(色彩空间)中的2°和/或10°视野等色函数的外观评价,对此进行说明。关于本发明的着色树脂成形体,随机地选择而测定的多个L*值中的最大值与最小值之差ΔL*值优选满足0≤ΔL*≤3的关系。L*值的测定数值没有特别限定,可以根据目标精度进行选择。需要说明的是,考虑到有关着色剂的分散程度、制造方法的成本等,进一步优选满足0.1≤ΔL*≤3的关系、特别优选满足0.1≤ΔL*≤1.5的关系。
可认为ΔL*值越接近0,着色树脂成形体的外观(表面)越为高品质。其中,ΔL*值低于0.1时,由无法目视确认的程度的微小的凹凸导致的误差等的情况较多。另外,ΔL*值超过3时,变得通过目视容易确认到着色树脂成形体的外观不良。需要说明的是,CIE L*a*b*色度体系(色彩空间)是指CIE(国际照明委员会:Commission Internationale de l’Eclairage)于1976年推荐的色彩空间。L*值表示亮度,a*值和b*值分别表示作为色度的色相和彩度。现在,利用在众多领域中。
实施例
以下,基于实施例对本发明进行具体说明,但本发明不限定于这些实施例。需要说明的是,实施例、比较例中的“部”和“%”除非另有说明,否则为质量基准。
<母料的制造>
(实施例1)
对乙烯-丙烯无规共聚物(无规PP、MFR=12g/10分钟)50份、氧化钛1(Al2O3处理、数均一次粒径=0.21μm)15份、芥酸酰胺21份、和马来酸改性聚丙烯(马来酸改性PP1)14份进行配混,使用混合机进行均匀地混合。在160~200℃下对使用挤出机而得到的混合物进行混炼造粒,从而制造颗粒状的母料。
(实施例2~13、比较例1~10)
除了进行表1-1和1-2的上部分(単位:份)所示的配混以外,与前述的实施例1相同地制造颗粒状的母料。另外,表1-1和1-2的下部分示出“脂肪酸酰胺/增容剂(质量比)”。
表1-1
表1-2
以下示出表1-1和1-2中的缩略符号等的意思。
·无规PP:MFR=12g/10分钟
·均聚PP:MFR=15g/10分钟
·氧化钛1:Al2O3处理、数均一次粒径=0.21μm
·氧化钛2:Al2O3+Si处理、数均一次粒径=0.21μm
·氧化钛3:Al2O3+Si+硅氧烷处理、数均一次粒径=0.21μm
·氧化钛4:Al2O3处理、数均一次粒径=0.25μm
·其它颜料:PY93+PG7(1:1)
·马来酸改性PP1:MFR=53g/10分钟
·马来酸改性PP2:MFR=9g/10分钟
·马来酸改性PE:MFR=1.7g/10分钟
·PP蜡:熔点=120℃、密度=0.89g/cm3
<评价>
(氧化钛的分离性的评价)
将制造的母料投入箱形混炼机内,在165℃下进行熔融混炼,然后投入芥酸酰胺进一步进行混炼。取出熔融的芥酸酰胺并用2张PET薄膜(厚度20μm×2张)夹持,在常温(25℃)下仅通过压制板重量的载荷进行压制来制作测定用试样。芥酸酰胺层的厚度为30μm,包含2张PET薄膜的测定用试样的厚度为70μm。使用紫外/可见/近赤外分光光度计(商品名“SolidSpec-3700/3700DUV”、岛津制作所公司制),对测定波长200~800nm下的测定用试样的透过率(%)和L*值进行测定。将在波长380nm和780nm下的透过率(%)和L*值示于表2。透过率(%)的值越小、以及L*值越大,则表示在熔融混炼中氧化钛从母料分离,附着在了箱形混炼机的内部(特别是无用空间)。
(成形性评价)
混合所制造的母料1份、和乙烯-丙烯嵌段共聚物20份,然后通过压缩模塑成形来制作试验片。针对制作的试验片,用以下所示的步骤评价了“颜色分解”和“滑动性”。结果示于表2。
[颜色分解]
目视观察制作的试验片的外观(表面),基于以下所示的基准评价了“颜色分解”。
◎:均无颜色分解。
○:有防止颜色分解效果。
×:颜色分解了。
[滑动性(摩擦系数)]
对制作的试验片表面的摩擦系数进行测定,基于以下所示的基准评价了“滑动性”。
◎:摩擦系数低于0.5
○:摩擦系数为0.5以上且低于1.0
×:摩擦系数为1.0以上
表2
产业上的可利用性
只要使用本发明的树脂着色用母料就能够容易地制造不易产生颜色分解、表面的滑动性优异的着色树脂成形体。因此,本发明的树脂着色用母料作为例如用于制造饮料用等树脂盖子的材料是有用的。
Claims (7)
1.一种树脂着色用母料,其用于通过压缩模塑成形法来制造着色树脂成形体,
所述树脂着色用母料含有:聚烯烃树脂30~83质量%、氧化钛0.1~45质量%、增容剂1~25质量%、和脂肪酸酰胺2~35质量%,
所述增容剂为酸改性聚合物,
所述脂肪酸酰胺的含量相对于所述增容剂的含量以质量基准计为0.3~7倍,所述氧化钛是数均一次粒径为0.1~0.5μm的、进行了表面处理的氧化钛。
2.根据权利要求1所述的树脂着色用母料,其中,所述脂肪酸酰胺的含量相对于所述增容剂的含量以质量基准计为0.5~6倍。
3.根据权利要求1或2所述的树脂着色用母料,其中,所述聚烯烃树脂为选自由聚丙烯、乙烯-丙烯无规共聚物、和乙烯-丙烯嵌段共聚物组成的组中的至少一种,
依据JIS K7210,在载荷2.16kg和190℃的条件下测定的所述聚烯烃树脂的熔体流动速率MFR为0.1~45g/10分钟。
4.根据权利要求1或2所述的树脂着色用母料,其中,所述脂肪酸酰胺为芥酸酰胺。
5.根据权利要求1或2所述的树脂着色用母料,其中,所述酸改性聚合物为马来酸改性聚烯烃树脂和丙烯酸改性聚烯烃树脂的至少任一者。
6.一种着色树脂成形体的制造方法,其具有如下成形工序:
通过压缩模塑成形法对原料混合物进行成形,所述原料混合物含有作为基础树脂的聚烯烃树脂和权利要求1~5中任一项所述的树脂着色用母料。
7.一种着色树脂成形体,其是使用原料混合物制作而成的,所述原料混合物含有作为基础树脂的聚烯烃树脂和权利要求1~5中任一项所述的树脂着色用母料。
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