CN1697851A - 母料颗粒混合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种母料颗粒混合物，是比重为1.8～3.5的高比重母料颗粒组(A)和比重为0.5～1.6的低比重母料颗粒组(B)的混合物。所述高比重母料颗粒组(A)由m种不同比重的柱状母料颗粒构成，所述低比重母料颗粒组(B)由n种不同比重的柱状母料颗粒构成。所述高比重母料颗粒组(A)和所述低比重母料颗粒组(B)满足下式(1)。

Description

母料颗粒混合物
技术领域
本发明涉及一种母料颗粒混合物。
本申请针对2003年4月30日申请的特愿2003-12509号主张优先权，并在这里引用了其内容。
背景技术
当在树脂材料中添加混合染料、颜料、添加剂等配合剂时，其方法是首先在少量树脂材料中添加全部配合剂，调制成充分分散混合了的高浓度混合物，然后向其中添加大量的树脂材料而得到所需浓度的混合物。在该方法的优点是可以在短时间内进行分散混合，且容易进行工程的管理。将该高浓度配合物称为母料(master batch)。当作为上述树脂材料使用热塑性树脂时，在热塑性树脂中以高浓度添加混合配合剂，均匀混炼后，形成颗粒状的母料。此外，在本发明中，把母料浓度调节至所需浓度的树脂叫作被添加树脂。
就母料颗粒的使用方法而言，通常是在提供给成形机之前，预先用滚筒式混合器等混合器对母料颗粒和被添加树脂颗粒进行混合，然后把该混合物提供给成形机。
作为把上述母料颗粒和被添加树脂颗粒的混合物提供给成形机的方法，有自然落下法、空气输送法等。这里成为问题的是，当把颗粒混合物提供给成形机时，在不同的输送距离和方法条件下，混合了的颗粒会发生分离而导致不均匀，其结果是组合物中出现组成不均，无法生产出颜色或功能均匀的产品。以前，作为防止该颗粒的分离的方法，通常采用的是使所有颗粒的形状或尺寸大致相同的方法。
另外，作为防止该颗粒的分离的其他方法，还有下述的方法。即，不预先混合母料颗粒和被添加树脂颗粒，使用单独的给料机把母料颗粒和被添加树脂颗粒提供给成形机，在即将进入成形机的材料给料口时混合母料颗粒和被添加树脂颗粒的分别给料机方式。在该方法中，母料颗粒和被添加树脂颗粒的混合是在即将进入成形机的材料给料口时进行的，因此能够抑制颗粒的分离。
但是，近年来，随着成形物的高性能化的不断加深，含有必要添加剂的母料的种类也在增加。另外，由于需要各种色调的成形物，含有提供该色调所必需的染料或颜料的母料的种类也在增加。问题是在上述的分别给料机方式中，需要数量和母料种类数相同的给料机，所以用于构筑生产线的设备费用变得非常高。因此，若要控制设备费用只能减少给料机的数量，如前所述，目前只能在混合器等中均匀混合多种母料颗粒和被添加树脂颗粒后把该颗粒混合物提供给成形机。
如同上述，当混合多种母料颗粒时，因为形状、尺寸、比重等的不同和静电的影响，颗粒间会发生分离而变得不均匀。特别是在混合比重差较大的母料颗粒时，颗粒彼此间的分离更加明显，因此问题也较大。关于以形状的不同或静电为缘由的分离，通过调节形状及尺寸或添加防静电剂等，能够在某种程度上防止分离。但是，母料颗粒的比重随所添加的添加剂、染料、颜料等而不同。为此，使多种母料颗粒的比重全都相同是比较困难的。
为了解决这些问题，提出了把每个母料颗粒的平均重量(Wb)相对于每个被添加树脂颗粒的平均重量(Wa)的重量比(Wb/Wa)设为0.45～0.95的方法(例如，参照特开平7-102155号公报。)。但是，在该方法中，各种颗粒的单粒的平均重量应该在一定的范围内，而且因加合平均重量，需要弄小高比重颗粒的尺寸而增大低比重颗粒的尺寸。如上所述，因每一不同比重的颗粒其尺寸也不相同，所以不能充分防止颗粒的分离。特别是高比重的颗粒因其尺寸较小，所以颗粒的分离更加显著。
另外，还提出了在由各种母料颗粒构成的混合物中，把混合物中的颗粒表观比重的最大值和最小值之差控制在0.5g/cm3以下的母料颗粒混合物。为了如此调节表观比重，在各颗粒中添加发泡剂或高比重填充材料的方法也已公开(例如，参照特开平7-216099号公报)。但问题是在该方法中，当向母料颗粒中添加发泡剂时，成形物表面上会出现银色条纹(残留在发泡剂中的气体进入成形物和金属模之间，在成形物表面形成条状表面裂纹的现象)或者会出现所成形薄膜的开孔等不良成形现象。另一方面，当向母料颗粒中添加高比重填充材料时，因高比重填充材料中大多含有重金属，所以从环境问题等观点来看，可以添加的物质是有限的。而且，这些发泡剂或高比重填充材料的添加会影响成形物的色调，所以不优选。
另外，还提出了不在混料机或混合器中混合母料颗粒和被添加树脂颗粒而使用定量给料装置直接提供给成形机的螺杆上部的方法(例如，参照特开平11-279282号公报)。但是，该方法中为了均匀地把使用的颗粒提供给成形机，需要使颗粒的形状和尺寸在一定范围内，且减小颗粒间的比重差，特别是添加了比重较大的氧化钛的母料颗粒中，为了减小其颗粒之间的比重差，需要把母料中氧化钛的含量控制在50质量％左右，从而影响了配合的自由度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种母料颗粒混合物，这种混合物即使是高比重的母料颗粒和低比重的母料颗粒的混合物，当把该母料颗粒混合物提供给成形机时，颗粒也不会发生分离且能维持均匀的混合状态，可以稳定给料，由此可以得到组成均匀的成形物。
本发明人等为了解决上述课题而进行了潜心研究，结果发现在满足下述条件时，颗粒没有分离，可以比较稳定地提供给成形机，能够得到组合均匀地成形物。具体为，把母料颗粒混合物中不同比重的母料颗粒分成高比重颗粒和低比重颗粒，之后作为表示母料颗粒的细长度的值，算出用颗粒的高去除以底面积的值，此时高比重颗粒和低比重颗粒的该值之差在一定范围内。
本发明的母料颗粒混合物是，比重为1.8～3.5的高比重母料颗粒组(A)和比重为0.5～1.6的低比重母料颗粒组(B)的混合物。上述高比重母料颗粒组(A)是由第1种到第m种的m种不同比重的柱状母料颗粒构成，而上述低比重母料颗粒组(B)是由第1种到第n种的n种不同比重的柱状母料构成。上述高比重母料颗粒组(A)和上述低比重母料颗粒组(B)满足下式(1)。
0.5 ( mm - 1 ) ≤ Σ p = 1 m ( Hp Sp × Rp ) - Σ q = 1 n ( Hq Sq × Rq ) ≤ 12 ( mm - 1 ) - - - ( 1 )
式中各符号表示如下含义。
m：1～10的整数
n：1～10的整数
p：构成高比重母料颗粒组(A)的柱状母料颗粒的种类序号
q：构成低比重母料颗粒组(B)的柱状母料颗粒的种类序号
Hp：构成高比重母料颗粒组(A)的第p种柱状母料颗粒的高度(mm)
Sp：构成高比重母料颗粒组(A)的第p种柱状母料颗粒的底面积(mm2)
Rp：相对于高比重母料颗粒组(A)的总重量的第p种柱状母料颗粒的重量比例
Hq：构成低比重母料颗粒组(B)的第q种柱状母料颗粒的高度(mm)
Sq：构成低比重母料颗粒组(B)的第q种柱状母料颗粒的底面积(mm2)
Rq：相对于低比重母料颗粒组(B)的总重量的第q种柱状母料颗粒的重量比例
其中，当上述母料颗粒是长方体(四角柱)时，在连接于该长方体的1个顶点的3条边中，把最长边的长度作为高，把含剩下2条边的面作为底面。
具体实施方式
本发明涉及一种高比重母料颗粒和低比重母料颗粒的混合物。更详细地说，是涉及一种当把母料颗粒混合物提供给成形机时不会发生颗粒分离且能维持均匀的混合状态的、并可以稳定给料而由此可得到组成均匀的成形物的母料颗粒混合物。
本发明所使用的母料是，在热塑性树脂中以高浓度添加并分散染料、颜料、添加剂等而成的混合物，是柱状颗粒。
另外，也可以在一种母料中添加多种染料、颜料和添加剂等。其中，就本发明中的柱状而言，只要是柱形即可，包含圆柱、四角柱、三角柱、多角柱等各种柱形。优选圆柱和四角柱。
在上述母料中使用的热塑性树脂优选为与被添加树脂同种类或与被添加树脂互溶的树脂，且优选在常温下为固态并在加热熔融母料时不发生热裂解、热劣化的树脂。作为这种热塑性树脂，可列举出如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、聚二环戊二烯等聚烯烃树脂，聚乙酸乙烯酯树脂，聚苯乙烯树脂，聚碳酸酯树脂，聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂，聚酰胺树脂，乙烯-丙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物等共聚物，聚乳酸等生物降解性树脂等。而且，即使是这些树脂之外的树脂，如果添加剂的分散性较好，且和被添加树脂的相容性较好，则均可使用，不作特别限制。可以只向母料中添加1种树脂，也可以合用2种以上树脂。
另外，作为和母料混合的被添加树脂，可以使用作为上述母料所使用的热塑性树脂而列举的树脂。另外，作为被添加树脂，还可以使用热塑性弹性体、ABS-聚碳酸酯等聚合物合金，玻璃纤维或滑石等经填充颜料复合化的热塑性复合材料等。可以向母料中只添加1种材料，也可以合用2种以上材料。
在添加到上述母料的染料或颜料中，能够没有特别限制地使用染料、有机颜料和无机颜料。作为染料，可以列举出如碱性染料、酸性染料等水溶性染料，偶氮类、苝类等油溶性染料，荧光染料，用于电子器件的功能染料等。另外，作为有机染料，可以列举出如不溶性偶氮、缩合偶氮、金属配盐染料、苯并咪唑酮等偶氮类颜料，酞菁蓝、酞菁绿等酞菁类颜料，蒽醌类颜料，靛蓝类颜料，苝类颜料、ペリノン类颜料，奎酞酮类颜料，二噁嗪类颜料、喹吖啶酮类颜料，异吲哚满类颜料，金属配盐类染料，甲川-甲亚胺类颜料，二酮基吡咯并吡咯类颜料等多环类颜料等。另外，作为无机颜料，可列举出如氧化钛等钛类颜料，氧化铁红、氧化铁黄、铁黑等氧化铁类颜料，钴蓝、钛黄等复合氧化物类颜料，铬黄等铬酸盐类颜料，镉黄等硫化物类颜料，群青等硅酸盐类颜料，碳黑等。而且，还可以举例为磷光颜料、荧光颜料等功能颜料。可以在母料中只添加这些染料或颜料中的一种，也可以合用2种以上。
作为添加到上述母料中的添加剂，可列举出填充颜料、填充剂、分散剂、抗氧化剂、光稳定剂、滑爽剂、防静电剂、加工助剂、防粘连剂、紫外线吸收剂、晶核剂、发泡剂、抗菌剂、阻燃剂等。可以在母料中只添加这些添加剂中的一种，也可以添加2种以上。
作为本发明中使用的母料颗粒的制造方法，可举例为丝束切断方式，其中，在混合热塑性树脂、染料、颜料、各种添加剂等之后熔融混炼这些物质，之后从具备5～30个孔且模孔直径约为1～5mm的模头的挤压机呈丝束形喷出，在水槽中冷却该丝束形物质之后，用造粒机切断、赋型，从而体现所需的色调和功能。另外，除了上述丝束切断方式之外，上述母料颗粒还可以通过热切方式或片切法等制造而成。作为熔融混炼热塑性树脂和染料、颜料、各种添加剂的熔融混炼机，没有特别限制。例如，可以使用单轴挤压机、双轴挤压机等连续挤压机，密闭式混合机、捏合机等间歇式混炼机，三轧式磨碎机和二轧式磨碎机等。当使用不能赋型的混炼机时，利用FR机(フィ一ダ一ル一ダ一)等单纯对熔融混炼物赋型的机器进行赋型，从而可以制造上述母料颗粒。
作为构成用于本发明的比重为1.8～3.5的高比重母料颗粒组(A)的母料颗粒的例子，可以举出下述颗粒。此外，即使是下述列举例之外的颗粒，只要比重为1.8～3.5，就可构成高比重母料颗粒组(A)。
颗粒组(A)的颗粒例
当作为热塑性树脂而使用低密度聚乙烯(比重0.92)时：配合65～85质量％左右的氧化钛(比重为4.2)、65～85质量％左右的钛黄(比重为4.5)、60～80质量％左右的氧化铁红(比重为5.2)而成的母料颗粒。
当作为热塑性树脂而使用聚苯乙烯(比重1.05)时：配合55～85质量％左右的氧化钛(比重为4.2)、55～85质量％左右的钛黄(比重为4.5)、50～80质量％左右的氧化铁红(比重为5.2)而成的母料颗粒。
当作为热塑性树脂而使用聚碳酸酯(比重1.19)时：配合50～85质量％左右的氧化钛(比重为4.2)、50～85质量％左右的钛黄(比重为4.5)、45～80质量％左右的氧化铁红(比重为5.2)而成的母料颗粒。
当作为热塑性树脂而使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(比重1.39)时：配合35～85质量％左右的氧化钛(比重为4.2)、35～85质量％左右的钛黄(比重为4.5)、30～80质量％左右的氧化铁红(比重为5.2)而成的母料颗粒。
另一方面，作为构成本发明所使用的比重为0.5～1.6的低比重母料颗粒组(B)的母料颗粒的例子，作为热塑性树脂，可举例为使用上述低密度聚乙烯(比重为0.92)、聚苯乙烯(比重为1.05)、聚碳酸酯(比重为1.19)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(比重1.39)中的任一种，配合有机颜料(比重为1.6)或碳黑(比重为1.8)而成的物质等。其中，这些母料颗粒可以构成低比重母料颗粒而配合比率无关。
如上所述，本发明的母料混合物所含的、含至少一种颗粒的高比重母料颗粒组(A)可以由m种即1～10种颗粒任意构成，含至少一种颗粒的低比重母料颗粒组(B)可以由n种即1～10种颗粒任意构成。另外，在本发明中，如果高比重母料颗粒组(A)和低比重母料颗粒组(B)满足上述式(1)，则可以是任一质量比。优选的是高比重母料颗粒组(A)∶低比重母料颗粒组(B)＝10∶90～90∶10(质量比)。更优选的质量比是20∶80～80∶20(质量比)。
在上述式(1)中，优选下述式(2)的值在1.5～13(mm-1)的范围内，且下述式(3)的值在0.5～1.5(mm-1)的范围内。
Σ p = 1 m ( Hp Sp × Rp ) - - - ( 2 )
Σ q = 1 n ( Hq Sq × Rq ) - - - ( 3 )
在上述式(1)中，优选构成上述高比重母料颗粒组(A)的各柱状母料颗粒的高(Hp)在2.0～6.0mm的范围内，构成上述低比重母料颗粒组(B)的各柱状母料颗粒的高(Hq)在0.5～3.0mm的范围内，这些柱状母料颗粒的底面积(Sp和Sq)分别在0.1～2.3mm2的范围内。更优选上述高度(Hq)在1～1.5mm的范围内。
通过使本发明中使用的母料颗粒具有如上所述的较小尺寸，和通常尺寸(高：3mm、底面积：7mm2左右)的母料颗粒相比，可以进一步减少成形物的组成不均。另外，通过采用如上所述的较小尺寸，可以减小每个颗粒的质量，从而可提高计量精度，可以进行更加精确的配合，提高配合组成的自由度。
本发明的母料颗粒混合物与以往的母料颗粒相同，可以和被添加树脂进行混合后用成形机加工成成形物。可以根据目标成形物的形状适当选择成形方法。例如，当成形为塑料薄膜层叠体等时，可以使用吹塑(inflation)成形、T模成形等。当成形为管子或窗框等时，可以使用挤压成形法，该挤压成形法中通过使熔融树脂通过具有一定形状的模具中，可得到连续的成形物。另外，当成形为汽车保险杠或瓶盖等具有复杂形状的成形物时，可以使用注射模塑成形法，该注射模塑成形法中，向可通断运行的成形型内腔(金属模)中间断地注射熔融树脂。当成形为瓶子或石油箱等时，可以使用中空成形法，该中空形成法中，在高压空气下使连续挤压的熔融树脂发生膨胀。
另外，本发明的母料颗粒混合物通常可以利用通常的母料的加工方法而再加工成一种母料颗粒。对用于该母料再加工(也叫“再颗粒化”)的混炼机没有特别限制。相当于对进行过一次分散加工的母料再次实施混炼，所以也可以使用混炼力较低的混炼机。例如可以使用单轴挤压机、双轴挤压机等连续挤压机，密闭式混合机、捏合机等间隙式混炼机，三轧式磨碎机和二轧式磨碎机等。当使用不能赋型的混炼机时，通过利用FR机等单纯对熔融混炼物赋型的机器进行赋型，可以制造上述母料颗粒。
实施例
下面，举出实施例以对本发明进行更详细的说明，但本发明并不局限在这些实施例的范围。此外，调制例及表1～4中的“份”是以质量为基准。
<调制例1：含氧化钛的母料颗粒的调制>
使用双轴挤压机(模口直径为3.5mm)在180℃下熔融混炼下述物质：氧化钛(杜邦社制的“タィピュァR-103”)70份、低分子量聚乙烯蜡(三洋化成社制的“サンヮックス161P”)5份、低密度聚乙烯(日本ュニカ社制的“NUC-8009”)25份和抗氧化剂(Ciba Specialty Chemicals Inc.制的“Irganox1076”)0.1份。将该经熔融混炼的物质从模孔以丝束形喷出，并在水槽中冷却该丝束之后，用造粒机切断、赋型，得到圆柱状的母料颗粒(白1～15)。通过分别调整造粒机的速度而改变得到的母料颗粒(白1～15)的尺寸。颗粒的尺寸和比重分别如表1和2所示。
<调制例2：含氧化铁红的母料颗粒的调制>
使用捏合机在120℃下熔融混炼作为氧化铁类颜料的氧化铁红(戸田弁柄社制的“120ED”)70份和低分子量聚乙烯蜡(三洋化成社制的“サンヮックス161P”)30份。使用三轧式磨碎机进一步对该经熔融混炼的物质进行混炼，然后经冷却、粉碎而制成氧化铁红原色浆(colour base)。使用单轴挤压机(模口直径为3.0mm)在160℃下对下述物质进行熔融混炼，即，制成的氧化铁红原色浆57份、低密度聚乙烯(日本ュニカ社制的“NUC-8009”)43份和抗氧化剂(Ciba Specialty Chemicals Inc.制的“Irganox1076”)0.1份。将该经熔融混炼的物质从模孔呈丝束形喷出，在水槽中冷却该丝束之后，用造粒机切断、赋型，得到圆柱状的母料颗粒(茶1和2)。通过分别调整造粒机的速度而改变得到的母料颗粒(茶1和2)的尺寸。颗粒的尺寸和比重分别如表1和2所示。
<调制例3：含喹吖啶酮类颜料的母料颗粒的调制>
使用捏合机在120℃下对喹吖啶酮类颜料(大日本油墨化学工业株式会社制的“フアストグンス一パ一レッド 500RS”)50份和低分子量聚乙烯蜡(三洋化成社制的“サンヮックス161P”)50份进行熔融混炼。使用三轧式磨碎机进一步对该经熔融混炼的物质进行混炼，然后经冷却、粉碎而制成喹吖酮原色浆。使用单轴挤压机(模口直径为3.0mm)在160℃下对下述物质进行熔融混炼，即制成的喹吖酮原色浆60份、低密度聚乙烯(日本ュニカ社制的“NUC-8009”)40份和抗氧化剂(Ciba SpecialtyChemicals Inc.制的“Irganox1076”)0.1份。将该经熔融混炼的物质从模孔呈丝束形喷出，在水槽中冷却该丝束之后，用造粒机切断、赋型，得到圆柱状的母料颗粒(红1)。得到的母料颗粒(红1)的颗粒尺寸和比重如表1和2所示。
<调制例4：含碳黑的母料颗粒的调制>
使用捏合机在120℃下对碳黑颜料(三菱化学制的“MA-100”)30份和低分子量聚乙烯蜡(三洋化成社制的“サンヮックス161P”)70份进行熔融混炼。使用三轧式磨碎机进一步对该经熔融混炼的物质进行混炼，然后经冷却、粉碎而制成碳黑原色浆。使用单轴挤压机(模口直径为3.0mm)在160℃下对下述物质进行熔融混炼，即制成的碳黑原色浆67份、低密度聚乙烯(日本ュニカ社制的“NUC-8009”)33份和抗氧化剂(CibaSpecialty Chemicals Inc.制的“Irganox1076”)0.1份。将该经熔融混炼的物质从模孔呈丝束形喷出，在水槽中冷却该丝束之后，用造粒机切断、赋型，得到圆柱状的母料颗粒(黑1)。得到的母料颗粒(黑1)的颗粒尺寸和比重如表1和2所示。
<调制例5：含氧化钛的母料颗粒的调制>
使用法雷尔型连续混合机在200℃下对下述物质进行熔融混炼，即氧化钛(杜邦社制的“タィピュアR-104”)70份、直链低密度聚乙烯粉末(日本ュニカ社制的“NUCG-4371”)30份、抗氧化剂(Ciba SpecialtyChemicals Inc.制的“Irganox1076”)0.1份、硬脂酸钙(大日本油墨化学工业株式会社制的“硬脂酸钙”)0.05份和防静电剂(花王社制的“エレクトロストリッパ一TS-2”)0.1份。使用单轴挤压机(模口直径为3.0mm)在200℃下，把该经熔融混炼的物质从模孔呈丝束形喷出，在水槽中冷却该丝束之后，用造粒机切断、赋型，得到圆柱状的母料颗粒(白16～18)。通过分别调整造粒机的速度而改变得到的母料颗粒(白16～18)的尺寸。各颗粒的尺寸和比重如表3所示。
<调制例6：含酞菁类有机颜料的母料颗粒的调制>
使用捏合机在120℃下对酞菁类有机颜料即赛安宁绿(大日本油墨化学工业株式会社制的“ファストゲンス一パ一GREEN S”)55份和低分子量聚乙烯蜡(三洋化成社制的“サンヮックス161P”)45份进行熔融混炼。使用三轧式磨碎机进一步对该经熔融混炼的物质进行混炼，然后经冷却、粉碎而制成赛安宁绿原色浆。使用单轴挤压机(模口直径为3.0mm)在160℃下对下述物质进行熔融混炼，即制成的酞菁绿原色浆5.5份、低密度聚乙烯(日本ュニカ社制的“NUC-8009”)94.5份和抗氧化剂(Ciba SpecialtyChemicals Inc.制的“Irganox1076”)0.1份。将该经熔融混炼的物质从模孔呈丝束形喷出，在水槽中冷却该丝束之后，用造粒机切断、赋型，得到圆柱状的母料颗粒(绿1)。得到的母料颗粒(绿1)的颗粒尺寸和比重如表3所示。
<调制例7：含异吲哚满类颜料的母料颗粒的调制>
使用捏合机在120℃下对异吲哚满类颜料(クラリアント制的“グラフト一ルィエロ一H2R”)50份和低分子量聚乙烯蜡(三洋化成社制的“サンヮックス161P”)50份进行熔融混炼。使用三轧式磨碎机进一步对该经熔融混炼的物质进行混炼，然后经冷却、粉碎而制成异吲哚满原色浆。使用单轴挤压机(模口直径为3.0mm)在160℃下对下述物质进行熔融混炼，即制成的异吲哚满原色浆6份、低密度聚乙烯(日本ュニカ社制的“NUC-8009”)94份和抗氧化剂(Ciba Specialty Chemicals Inc.制的“Irganox1076”)0.1份。将该经熔融混炼的物质从模孔呈丝束形喷出，在水槽中冷却该丝束之后，用造粒机切断、赋型，得到圆柱状的母料颗粒(黄1)。得到的母料颗粒(黄1)的颗粒尺寸和比重如表3所示。
<调制例8：含氧化钛的母料颗粒的调制>
使用双轴挤压机(模口直径为3.5mm)在200℃下对下述物质进行熔融混炼，即氧化钛(杜邦社制的“タィピュアR-103”)70份、聚丙烯(日本聚烯烃社制的“PMA60Z”)30份和抗氧化剂(Ciba Specialty ChemicalsInc.制的“Irganox1010”)0.1份。将该经熔融混炼的物质从模孔呈丝束形喷出，在水槽中冷却该丝束之后，用造粒机切断、赋型，得到圆柱状的母料颗粒(白19和20)。通过分别调整造粒机的速度而改变得到的母料颗粒(白19和20)的尺寸。颗粒的尺寸和比重分别如表4所示。
<调制例9：含钛黄颜料的母料颗粒的调制>
使用双轴挤压机(模口直径为4.0mm)在180℃下对下述物质进行熔融混炼，即复合氧化物颜料钛黄颜料(日本フエロ一社制的“42-118A”)50份、低分子量聚乙烯蜡(三洋化成社制的“サンヮックス161P”)10份、粉末状聚丙烯(三井住友聚烯烃社制的“J604P”)40份和抗氧化剂(旭电化社制的“AO-80”)0.1份。将该经熔融混炼的物质从模孔呈丝束形喷出，在水槽中冷却该丝束之后，用造粒机切断、赋型，得到圆柱状的母料颗粒(黄2和3)。得到的母料颗粒(黄2和3)通过分别调整造粒机的速度而改变颗粒的尺寸。颗粒的尺寸和比重分别如表4所示。
<调制例10：含碳黑的母料颗粒的调制>
使用密闭式混合机型的混炼机对油炉碳黑(三菱化学社制的“MA-100”)40份、低密度聚乙烯(日本聚烯烃社制的“ジエィレックスJE424S”)60份和抗氧化剂(Ciba Specialty Chemicals Inc.制的“Irganox1076”)1份进行熔融混炼。使用FR型赋型机把该经熔融混炼的物质制成直径为3mm的球形碳黑原色浆。使用单轴挤压机(T形模具：宽100mm×厚2.5mm)在160℃下对制成的碳黑原色浆50份和低密度聚乙烯(日本聚烯烃社制的“JE424S”)50份进行熔融混炼。将该经熔融混炼的物质从T形模具呈片形喷出，得到含有碳黑的树脂薄片。采用片切法使用刀具裁断该薄片，得到角柱状的母料颗粒(黑2和3)。通过分别调整刀具而改变得到的母料颗粒(黑2和3)的尺寸。颗粒的尺寸和比重分别如表4所示。
<调制例11：含氧化铁红的母料颗粒的调制>
使用捏合机在120℃下对作为氧化铁类颜料的氧化铁红(戸田弁柄社制的“120ED”)70份和低分子量聚乙烯蜡(三洋化成社制的“サンヮックス161P”)30份进行熔融混炼。使用三轧式磨碎机进一步对该经熔融混炼的物质进行混炼，然后经冷却、粉碎而制成氧化铁红原色浆。使用单轴挤压机(模口直径为3.0mm)在200℃下对制成的氧化铁红原色浆5.7份、聚丙烯(日本聚烯烃社制的“PMA60Z”)94.3份和抗氧化剂(Ciba SpecialtyChemicals Inc.制的“Irganox1010”)0.1份进行熔融混炼。将该经熔融混炼的物质从模孔呈丝束形喷出，在水槽中冷却该丝束之后，用造粒机切断、赋型，得到圆柱状的母料颗粒(茶3和4)。通过分别调整造粒机的速度而改变得到的母料颗粒(茶3和4)的尺寸。颗粒的尺寸和比重分别如表4所示。
<调制例12：含抗氧化剂的母料颗粒的调制>
使用双轴挤压机(模口直径为3.5mm)在150℃下对抗氧化剂(旭电化社制的“PEP-36”)10份、低密度聚乙烯(日本ュニカ社制的“PES-20”)90份和抗氧化剂(Ciba Specialty Chemicals Inc.制的“Irganox1010”)0.1份进行熔融混炼。将该经熔融混炼的物质从模孔呈丝束形喷出，在水槽中冷却该丝束之后，用造粒机切断、赋型，得到圆柱状的母料颗粒(抗氧化剂1和2)。通过分别调整造粒机的速度而改变得到的母料颗粒(抗氧化剂1和2)的尺寸。颗粒的尺寸和比重分别如表4所示。
<调制例13：含光稳定剂的母料颗粒的调制>
使用双轴挤压机(模口直径为3.5mm)在150℃下对光稳定剂(三共化成社制的“サノ一ル-LS-770”)10份、低密度聚乙烯(日本ュニカ社制的“PES-20”)90份和抗氧化剂(Ciba Specialty Chemicals Inc.制的“Irganox1010”)0.1份进行熔融混炼。将该经熔融混炼的物质从模孔呈丝束形喷出，在水槽中冷却该丝束之后，用造粒机切断、赋型，得到圆柱状的母料颗粒(光稳定剂1和2)。通过分别调整造粒机的速度而改变得到的母料颗粒(光稳定剂1和2)的尺寸。颗粒的尺寸和比重分别如表4所示。
<实施例1～9和比较例1～7>
使用滚筒式混合机按照表1和2所示的配合量混合由上述各调制例得到的母料颗粒，得到各母料颗粒混合物。
<实施例10、11和比较例8>
使用滚筒式混合机按照表3所示的配合量混合由上述各调制例得到的母料颗粒，得到各母料颗粒混合物。
<实施例12和比较例9、10>
使用滚筒式混合机按照表4所示的配合量而混合由上述各调制例得到的母料颗粒，得到各母料颗粒混合物。
(1)实施例1～9和比较例1～7的评价方法
(1-1)评价颗粒分离用薄片的制作
把上述实施例1～9和比较例1～7中的到母料颗粒混合物放到容量式自动给料机(产业机电社制的“MB迷你E型”)的料斗中，以约1.5kg/小时的给料速度运转。接着，在给料开始10分钟后和50分钟后分别利用5分钟采集从给料机喷出的母料混合物。使用加热至160℃的二轧式磨碎机混炼所采集的母料颗粒3分钟混合物，用加热至180℃的压缩成形机制成厚度为1mm的薄片。
(1-2)颗粒分离的评价
用分光色度计(ミノルタ社制的“CM-2002型”)分别测定用上述给料10分钟后的试样做成的薄片和用上述给料50分钟后的试样做成的薄片的色度。接着，以用给料10分钟后的试样做成的薄片的色度为标准，求出和用给料50分钟后的试样做成的薄片的色度的色差ΔE*。根据得到的色差ΔE*值，用下述的基准进行评价，并作为颗粒分离的代用评价。其中，色差ΔE*较小的颗粒较好。
○：色差ΔE*不到2，×：色差ΔE*在2以上
(○表示好的结果，×表示不好的结果)
(2)实施例10、11和比较例8的评价方法
(2-1)用于评价颗粒分离的薄片的制作
使用失重式(loss in weight)重量式自动给料机(产业机电社制的“F-250型”)以规定速度分别向吹塑成形机(モダン社制，螺杆直径40mm)供料，其中在实施例10、11和比较例8中得到的母料颗粒混合物的给料速度为0.5kg/小时，作为被添加树脂的高密度聚乙烯(日本聚烯烃社制的“KFY51A”)的给料速度为10kg/小时。调整吹塑薄膜卷绕机的速度，得到厚度为30μm、宽30cm的薄膜。另外，作为评价用样品，采集开始成形后5分钟、30分钟、50分钟时的薄膜。
(2-2)颗粒分离的评价
用分光色度计(ミノルタ社制的“CM-2002型”)测定由上述得到的各薄膜的色度。接着，求出开始成形后5分钟、30分钟、50分钟时的各薄膜的色度平均值和开始成形后50分钟时的薄膜色度的色差ΔE*。根据得到的色差ΔE*值，用下述的基准进行评价，并作为颗粒分离的代用评价。
○：色差ΔE*不到2，×：色差ΔE*在2以上
(3)实施例12和比较例9、10的评价方法
(3-1)评价颗粒分离用薄片的制作
使用安装了满载(full freight)螺杆的单轴挤压机(模口直径为3.0mm)在200℃下对实施例12和比较例9、10中得到的母料颗粒混合物进行熔融混炼。将该经熔融混炼的物质自模孔以约10kg/小时的喷出量以丝束形喷出，在水槽中冷却该丝束之后，用造粒机切断、赋型，得到高为3.2mm、直径为3.2mm的圆柱状调色母料颗粒。此时，在开始制作调色母料颗粒后10分钟、20分钟、30分钟、40分钟、50分钟的时点，分别采集调色母料颗粒100g。另外，从上述5个时点的各调色母料颗粒中各取出20g并进行混合，以此作为标准调色母料颗粒。
接着，使用3份由上述得到的开始制作调色母料颗粒后50分钟时的调色母料颗粒和100份聚丙烯(三井住友聚烯烃社制的“J604”)的混合物，使用注射模塑成形机(三菱重工制的“MSS50”)，制作大小为55×90×2mm的成形物。另外，采用相同的操作，使用由上述得到的标准调色母料颗粒3份和聚丙烯(三井住友聚烯烃社制的“J604”)100份的混合物制作成形物。
(3-2)颗粒分离的评价
用分光色度计(ミノルタ社制的“CM-2002型”)分别测定用开始制作上述调色母料颗粒后50分钟时的调色母料颗粒制成的成形物和用标准调色母料颗粒制成的成形物的色度。接着，求出用标准调色母料颗粒制成的成形物的色度和用开始制作上述调色母料颗粒后50分钟时的调色母料颗粒制成的成形物的色度的色差ΔE*。根据得到的色差ΔE*值，用下述的基准进行评价，并作为颗粒分离的代用评价。
○：色差ΔE*不到2，×：色差ΔE*在2以上
实施例1～9的评价结果如表1所示，比较例1～7的评价结果如表2所示，实施例10、11和比较例8的评价结果如表3所示，实施例12和比较例9、10的评价结果如表4所示。
表1
母料颗粒的种类               母料颗粒的尺寸和比重 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8 实施例9
高(H)(mm) 直径(mm)  底面积(S)(mm2)     H/S(mm-1) 比重
高比重母料颗粒组(A) 白1 2.0 0.5 0.20 10.19 1.96   50份(10.19)
白2 2.0 1.0 0.79 2.55 1.96     50份(2.55)
白3 3.0 1.0 0.79 3.82 1.96     50份(3.82)
白4 4.0 1.0 0.79 5.09 1.96   50份(5.09)
白5 5.0 1.0 0.79 6.37 1.96     50份(6.37)
白6 6.0 1.0 0.79 7.64 1.96     50份(7.64)
白7 3.0 1.5 1.77 1.70 1.96     50份(1.70)
白8 4.5 1.5 1.77 2.55 1.96     50份(2.55)
白9 6.0 1.5 1.77 3.40 1.96     50份(3.40)
                高比重母料颗粒组(A)的总质量   50份     50份     50份   50份     50份     50份     50份     50份     50份
            高比重母料颗粒组(A)的∑(Hp/Sp)×Rp   10.19     2.55     3.82   5.09     6.37     7.64     1.70     2.55     3.40
低比重母料颗粒组(B) 茶1 1.2 1.2 1.13 1.06 1.37   40份(0.85)     40份(0.85)     40份(0.85)   40份(0.85)     40份(0.85)     40份(0.85)     40份(0.85)     40份(0.85)     40份(0.85)
红1 1.0 1.0 0.79 1.27 1.03   5份(0.13)     5份(0.13)     5份(0.13)   5份(0.13)     5份(0.13)     5份(0.13)     5份(0.13)     5份(0.13)     5份(0.13)
黑1 1.2 1.2 1.13 1.06 1.02   5份(0.11)     5份(0.11)     5份(0.11)   5份(0.11)     5份(0.11)     5份(0.11)     5份(0.11)     5份(0.11)     5份(0.11)
                低比重母料颗粒组(B)的总质量   50份     50份     50份   50份     50份     50份     50份     50份     50份
              低比重母料颗粒组(B)的∑(Hq/Sq)×Rq   1.09     1.09     1.09   1.09     1.09     1.09     1.09     1.09     1.09
                                    式(1)中的值(mm-1)   9.10     1.46     2.73   4.00     5.28     6.55     0.61     1.46     2.31
结果评价     色差ΔE*   1.6     1.3     0.6   0.8     1.7     1.3     0.3     0.4     1.5
    颗粒分离   ○     ○     ○   ○     ○     ○     ○     ○     ○
表2
母料颗粒的种类                      母料颗粒的尺寸和比重 比较例1 比较例2 比较例3 比较例4 比较例5 比较例6 比较例7
高(H)(mm) 直径(mm) 底面积(S)(mm2) H/S(mm-1) 比重
高比重母料颗粒组(A) 白10 3.0 0.5 0.20 15.28 1.96     50份(15.28)
白11 1.0 1.0 0.79 1.27 1.96     50份(1.27)     50份(1.27)
白12 2.0 1.5 1.77 1.13 1.96     50份(1.13)
白13 2.0 2.0 3.14 0.64 1.96     50份(0.64)
白14 4.0 2.0 3.14 1.27 1.96     50份(1.27)
白15 3.0 3.0 7.07 0.42 1.96     50份(0.42)
                  高比重母料颗粒组(A)的总质量     50份     50份     50份     50份     50份     50份     50份
              高比重母料颗粒组(A)的∑(Hp/Sp)×Rp     15.28     1.27     1.13     0.64     1.27     0.42     1.27
低比重母料颗粒组(B) 茶1 1.2 1.2 1.13 1.06 1.37     40份(0.85)    40份(0.85)     40份(0.85)     40份(0.85)     40份(0.85)
茶2 3.0 1.2 1.13 2.65 1.37     40份(2.12     40份(2.12)
红1 1.0 1.0 0.79 1.27 1.03     5份(0.13)     5份(0.13)     5份(0.13)     5份(0.13)     5份(0.13)     5份(0.13)     5份(0.13)
黑1 1.2 1.2 1.13 1.06 1.02     5份(0.11)     5份(0.11)     5份(0.11)     5份(0.11)     5份(0.11)     5份(0.11)     5份(0.11)
                     低比重母料颗粒组(B)的总质量     50份     50份     50份     50份     50份     50份     50份
                 低比重母料颗粒组(B)的∑(Hq/sq)×Rq     1.09     1.09     1.09     1.09     1.09     2.36     2.36
                               式(1)中的值(mm-1)     14.19     0.18     0.04     -0.45     0.18     -1.94     -1.09
结果评价     色差ΔE*     3.4     5.5     4.8     2.8     3.8     5.4     5.4
    颗粒分离     ×     ×     ×     ×     ×     ×     ×
表3
母料颗粒的种类                           母料颗粒的尺寸和比重 实施例10 实施例11 比较例8
  高(H)(mm)   直径(mm)   底面积(S)(mm2) H/S(mm-1) 比重
高比重母料颗粒组(A) 白16 3.0 1.2 1.13 2.65 1.98 80份(2.65)
  白17   4.5     1.2     1.13     3.98     1.98     80份(3.98)
  白18   1.2     1.2     1.13     1.06     1.98                     80份(1.06)
                           高比重母料颗粒组(A)的总质量     80份     80份     80份
                         高比重母料颗粒组(A)的∑(Hp/Sp)×Rp     2.65     3.98     1.06
低比重母料颗粒组(B) 绿1 1.0 1.0 0.79 1.27 0.93 10份(0.64)     10份(0.64) 10份(0.64)
  黄1   1.2     1.2     1.13     1.06     0.93     10份(0.53)     10份(0.53)     10份(0.53)
                           低比重母料颗粒组(B)的总质量     20份     20份     20份
低比重母料颗粒组(B)的∑(Hq/Sq)×Rq 1.17 1.17 1.17
                                     式(1)中的值(mm-1)     1.48     2.81     -0.11
结果评价     色差ΔE*     1.7     0.8     2.9
    颗粒分离     ○     ○     ×
表4
母料颗粒的种类                                母料颗粒的尺寸和比重 实施例12 比较例9 比较例10
高(H)(mm) 直径(mm) 长(mm) 宽(mm) 底面积(S)(mm2) H/S(mm-1) 比重
高比重母料颗粒组(A) 白19 1.0 1.0 - - 0.79 1.27 2.00  20份(1.27)  20份(1.27)
白20  3.0  1.0  -  -  0.79  3.82  2.00 20份(3.82)
高比重母料颗粒组(A)的总质量 20份  20份  20份
高比重母料颗粒组(A)的∑(Hp/Sp)×Rp 3.82  1.27  1.27
低比重母料颗粒组(B) 黄2 1.0 1.2 - - 1.13 0.88 1.53 4份(0.07) 4份(0.07)
黄3  4.0  1.2  -  -  1.13  3.54  1.53  4份(0.27)
黑2  1.2  -  1.2  1.5  1.80  0.67  1.01 15份(0.19)  15份(0.19)
黑3  3.0  -  1.2  1.5  1.80  1.67  1.01  15份(0.48)
茶3  1.2  1.2  -  -  1.13  1.06  0.95 3份(0.06)  3份(0.06)
茶4  4.0  1.2  -  -  1.13  3.54  0.95  3份(0.20)
抗氧化剂1  1.2  1.2  -  -  1.13  1.06  1.01 15份(0.31)  15份(0.31)
抗氧化剂2  4.0  1.2  -  -  1.13  3.54  1.01  15份(1.02)
光稳定剂1  1.2  1.2  -  -  1.13  1.06  1.01 15份(0.31)  15份(0.31)
光稳定剂2  4.0  1.2  -  -  1.13  3.54  1.01  15份(1.02)
低比重母料颗粒组(B)的总质量 52份  52份  52份
低比重母料颗粒组(B)的∑(Hq/Sq)×Rq 0.94  0.94  2.99
式(1)中的值(mm-1) 2.88  0.33  -1.72
结果评价 色差ΔE* 0.1  9.5  12.5
颗粒分离 ○  ×  ×
表1～4所述的各母料颗粒的配合量下面括号中的值是各母料颗粒(Hp/Sp)×Rp或者(Hq/Sq)×Rq的值。
由表1的评价结果可知，当由自动给料机提供满足上述式(1)的实施例1～9的母料颗粒混合物时，色度随时间的变化较小。由此可知，能够稳定地把满足式(1)的母料颗粒混合物提供给成形机，且没有颗粒分离，从而可得到具有均匀组成的成形物。
由表2的评价结果可知，当由自动给料机提供不满足上述式(1)的比较例1～7的母料颗粒混合物时，色度随时间的变化较大。由此可知，不能稳定地把不满足式(1)的母料颗粒混合物提供给成形机，且有颗粒分离，从而无法得到具有均匀组成的成形物。
由表3的评价结果可知，使用满足上述式(1)的实施例10和11的母料颗粒混合物的薄膜的色度随成形时间的变化较小。由此可知，能够稳定地把满足式(1)的母料颗粒混合物提供给成形机，且没有颗粒分离，从而可得到具有均匀组成的成形物。
另一方面，使用不满足上述式(1)的比较例8的母料颗粒混合物的薄膜的色度随成形时间的变化较大。由此可知，不能稳定地把不满足式(1)的母料颗粒混合物提供给成形机，且有颗粒分离，从而无法得到具有均匀组成的成形物。
由表4的评价结果可知，使用满足上述式(1)的实施例12的母料颗粒混合物，并用装有混炼力较弱的满载螺杆的单轴挤压机而制成的调色母料颗粒，其色度随成形时间的变化也较小。由此可知，能够稳定地把满足式(1)的母料颗粒混合物提供给成形机，且没有颗粒分离，从而可得到具有均匀组成的调色母料颗粒以及成形物。
另一方面，使用不满足上述式(1)的比较例9和10的母料颗粒混合物制成的调色母料颗粒，其色度随成形时间的变化也较大。由此可知，不能稳定地把不满足式(1)的母料颗粒混合物提供给成形机，且有颗粒分离，从而无法得到具有均匀组成的调色母料颗粒以及成形物。
工业上利用的可能性
本发明的母料颗粒混合物可以提供一种可形成组成均匀的成形物的高比重母料颗粒和低比重母料颗粒的混合物。
即，本发明的母料颗粒混合物，即使是高比重母料颗粒和低比重母料颗粒的混合物，当把该母料颗粒混合物提供给成形机时，没有颗粒分离且能维持均匀的混合状态，并可以稳定给料，由此可得到组成均匀的成形物。另外，根据上述的理由，可以用作外观优良的塑料成形物或成形物上不会出现组成不均的调色母料颗粒的制造原料。
还有，本发明的母料颗粒混合物，即使是在向母料中添加高比重配合物的情况下，也不需要为了降低颗粒比重而抑制高比重配合物的添加量。由此，具有不损坏配合的自由度的优点。另外，因可以使用高浓度的母料，也可减少母料向被添加树脂的添加量。

Claims (3)

1、一种母料颗粒混合物，其特征在于，是比重为1.8～3.5的高比重母料颗粒组(A)和比重为0.5～1.6的低比重母料颗粒组(B)的混合物，
所述高比重母料颗粒组(A)由第1种到第m种的m种不同比重的柱状母料颗粒构成，
所述低比重母料颗粒组(B)由第1种到第n种的n种不同比重的柱状母料颗粒构成，
所述高比重母料颗粒组(A)和所述低比重母料颗粒组(B)满足下式(1)，
0.5 ( mm - 1 ) &le; &Sigma; p = 1 m ( Hp Sp &times; Rp ) - &Sigma; q = 1 n ( Hq Sq &times; Rq ) &le; 12 ( mm - 1 ) - - - ( 1 )
式中各符号表示如下含义：
m：1～10的整数，
n：1～10的整数，
p：构成高比重母料颗粒组(A)的柱状母料颗粒的种类序号，
q：构成低比重母料颗粒组(B)的柱状母料颗粒的种类序号，
Hp：构成高比重母料颗粒组(A)的第p种柱状母料颗粒的高度(mm)，
Sp：构成高比重母料颗粒组(A)的第p种柱状母料颗粒的底面积(mm2)，
Rp：相对于高比重母料颗粒组(A)的总质量的第p种柱状母料颗粒的质量比例，
Hq：构成低比重母料颗粒组(B)的第q种柱状母料颗粒的高度(mm)，
Sq：构成低比重母料颗粒组(B)的第q种柱状母料颗粒的底面积(mm2)，
Rq：相对于低比重母料颗粒组(B)的总质量的第q种柱状母料颗粒的质量比例。
2、根据权利要求1所述的母料颗粒混合物，其特征在于，下述式(2)的值在1.5～13(mm-1)的范围内，且下述式(3)的值在0.5～1.5(mm-1)的范围内。
&Sigma; p = 1 m ( Hp Sp &times; Rp ) - - - ( 2 )
&Sigma; q = 1 n ( Hq Sq &times; Rq ) - - - ( 3 )
3、根据权利要求1所述的母料颗粒混合物，其特征在于，所述Hp在2.0～6.0mm的范围内，所述Hq在1.0～3.0mm的范围内，且所述Sp和Sq分别在0.1～2.3mm2的范围内。
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