JP2001515939A - マスターバッチ組成物 - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
- C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
- C08J3/226—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques using a polymer as a carrier
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
(57)【要約】
本発明は、顔料を含有するマスターバッチを用いた熱可塑性樹脂の改善された着色方法に関する。マスターバッチ組成物は、顔料の担体としてメタロセン触媒処理された樹脂を含み、熱可塑性樹脂と顔料の親和性を改善して、より良い分散を与える。
Description
【０００１】
本発明は、プラスチック樹脂の着色方法に関する。
【０００２】
プラスチック樹脂の着色は、通常、マスターバッチを用いて行われる。マスタ
ーバッチは、実質的に高濃度の顔料を含む、顆粒状で、通常粉塵のない、着色組
成物である。このマスターバッチは、通常、例えば押し出しや注入により混合物
を処理する前に、同様に顆粒形態の熱可塑性樹脂に添加される。
ーバッチは、実質的に高濃度の顔料を含む、顆粒状で、通常粉塵のない、着色組
成物である。このマスターバッチは、通常、例えば押し出しや注入により混合物
を処理する前に、同様に顆粒形態の熱可塑性樹脂に添加される。
【０００３】 マスターバッチ技術を用いる理由は、顔料による直接着色が、分散力に乏しい
ことにより問題が生じることによるものである。マスターバッチはまた、押出し
機が摩耗する危険性を最小限にするためにも用いられている。確かに、顔料は、
樹脂そのものに良好に分散せずに、処理装置表面を覆う傾向にある。
ことにより問題が生じることによるものである。マスターバッチはまた、押出し
機が摩耗する危険性を最小限にするためにも用いられている。確かに、顔料は、
樹脂そのものに良好に分散せずに、処理装置表面を覆う傾向にある。
【０００４】 本発明は、顆粒形態の熱可塑性樹脂を、顔料を含む着色組成物と混合して、顆
粒混合物を形成する工程を含み、着色組成物が混合中顆粒形態にあることを特徴
とする熱可塑性樹脂の着色方法に関する。
粒混合物を形成する工程を含み、着色組成物が混合中顆粒形態にあることを特徴
とする熱可塑性樹脂の着色方法に関する。
【０００５】 既存のマスターバッチまたは顆粒着色組成物は、担体と共に顔料を含んでいる
ことがある。この担体の役割は、顔料の、着色用熱可塑性樹脂への親和性を高め
、着色組成物の樹脂への分散と混合を改善することである。
ことがある。この担体の役割は、顔料の、着色用熱可塑性樹脂への親和性を高め
、着色組成物の樹脂への分散と混合を改善することである。
【０００６】 かかる組成物は様々な文献に開示されている。１９９７年１月２日に公開され
たＥＰ−Ａ−０ ７５１ １７１号明細書には、担体がポリオレフィンとポリア
クリレートエステルを含む着色組成物が記載されている。ポリオレフィンと共に
自由流れ剤を含む別の組成物が、１９９７年２月１８日に許可されたＵＳ−Ａ−
５ ６０５ ２７９号明細書に提案されている。このような組成物では、両者と
も、最終生成物中での顔料の分散を促進させなければならない。しかしながら、
これらの着色組成物は、すべてのポリマーと相容するものではなく、例えば、ポ
リプロピレンに対する親和性に乏しい。
たＥＰ−Ａ−０ ７５１ １７１号明細書には、担体がポリオレフィンとポリア
クリレートエステルを含む着色組成物が記載されている。ポリオレフィンと共に
自由流れ剤を含む別の組成物が、１９９７年２月１８日に許可されたＵＳ−Ａ−
５ ６０５ ２７９号明細書に提案されている。このような組成物では、両者と
も、最終生成物中での顔料の分散を促進させなければならない。しかしながら、
これらの着色組成物は、すべてのポリマーと相容するものではなく、例えば、ポ
リプロピレンに対する親和性に乏しい。
【０００７】 従って、本発明の目的は、熱可塑性樹脂に顔料を良好に分散させる着色方法を
提供することである。
提供することである。
【０００８】
本発明は、ある意味で、上述の要求を満足させるような方法を提供するもので
ある。
ある。
【０００９】 本発明の方法は、着色組成物がメタロセン触媒処理された樹脂を含むことを特
徴とする混合工程を備えている。
徴とする混合工程を備えている。
【００１０】
本発明のマスターバッチための着色組成物は顔料を含む。この顔料は着色剤で
ある。それらの顔料は親和性が低いことから熱可塑性樹脂と直接混合するのは難
しいため、マスターバッチに含まれている。顔料をマスターバッチと、通常、担
体と共に一体化すると、マスターバッチを、着色のための熱可塑性樹脂と混合す
ることができる。通常、マスターバッチと熱可塑性樹脂が顆粒状態のときに混合
がなされる。「樹脂」という用語は、顆粒形態または液体形態で処理することの
できる材料系列のことを言う。本発明の方法の特徴は、樹脂を顆粒形態で用いる
ことである。用いる顔料は、有機顔料であっても無機顔料であってもよい。着色
組成物は、通常、１５〜９０重量％、好ましくは２０〜８０重量％、より好まし
くは４０〜６０重量％、最も好ましくは４５〜５５重量％の顔料を含有している
。
ある。それらの顔料は親和性が低いことから熱可塑性樹脂と直接混合するのは難
しいため、マスターバッチに含まれている。顔料をマスターバッチと、通常、担
体と共に一体化すると、マスターバッチを、着色のための熱可塑性樹脂と混合す
ることができる。通常、マスターバッチと熱可塑性樹脂が顆粒状態のときに混合
がなされる。「樹脂」という用語は、顆粒形態または液体形態で処理することの
できる材料系列のことを言う。本発明の方法の特徴は、樹脂を顆粒形態で用いる
ことである。用いる顔料は、有機顔料であっても無機顔料であってもよい。着色
組成物は、通常、１５〜９０重量％、好ましくは２０〜８０重量％、より好まし
くは４０〜６０重量％、最も好ましくは４５〜５５重量％の顔料を含有している
。
【００１１】 着色組成物にその他の成分を添加してもよく、その中には担体がある。好まし
くは、着色組成物は、８〜８５重量％、好ましくは１８〜８０重量％、より好ま
しくは１８〜６０重量％、最も好ましくは４３〜５５重量％の担体を含有してい
る。酸化防止剤、潤滑剤、表面張力減少剤または標識付けを促進する溶剤のよう
なその他の添加剤を用いてもよい。かかる添加剤は、着色組成物の０〜２重量％
含有される。
くは、着色組成物は、８〜８５重量％、好ましくは１８〜８０重量％、より好ま
しくは１８〜６０重量％、最も好ましくは４３〜５５重量％の担体を含有してい
る。酸化防止剤、潤滑剤、表面張力減少剤または標識付けを促進する溶剤のよう
なその他の添加剤を用いてもよい。かかる添加剤は、着色組成物の０〜２重量％
含有される。
【００１２】 従来の着色組成物において、担体は、ポリエチレン、潤滑特性から好ましくは
低密度ポリエチレン、マスターバッチがポリプロピレン熱可塑性材と混合するた
めのものであるときは好ましくはポリプロピレン、または、例えば、ポリスチレ
ンである。実際、着色する熱可塑性樹脂によって選ぶ担体が異なる。
低密度ポリエチレン、マスターバッチがポリプロピレン熱可塑性材と混合するた
めのものであるときは好ましくはポリプロピレン、または、例えば、ポリスチレ
ンである。実際、着色する熱可塑性樹脂によって選ぶ担体が異なる。
【００１３】 本発明の着色組成物は、メタロセン触媒処理された樹脂を含んでいる。確かに
、メタロセン触媒処理された樹脂は、混合物中の顔料の均質化と分散を大幅に改
善することが知見されていた。マスターバッチの分散を改善するため、より均一
な相を得ることができる。従って、顔料の使用量が減る。このように、本発明の
目的は、着色品質を維持しつつ、材料のコスト、特に顔料のコストを下げること
である。この目的は、例えば、チーグラー‐ナッタ触媒処理された樹脂とは、分
子量分布が狭いという点で異なっているメタロセン触媒処理された樹脂を導入す
ることで達成される。分子量分布は、ここではＭｗ／Ｍｎ（Ｍｗは重量平均分子
量、Ｍｎは数平均分子量）として定義される。メタロセン触媒処理された樹脂の
分子量分布は、一般に、３．５未満、好ましくは１．５〜２．５であり、これに
対し、チーグラー‐ナッタ触媒処理された樹脂の分子量分布は、一般に、３．５
を超え、より一般的には５を超える。
、メタロセン触媒処理された樹脂は、混合物中の顔料の均質化と分散を大幅に改
善することが知見されていた。マスターバッチの分散を改善するため、より均一
な相を得ることができる。従って、顔料の使用量が減る。このように、本発明の
目的は、着色品質を維持しつつ、材料のコスト、特に顔料のコストを下げること
である。この目的は、例えば、チーグラー‐ナッタ触媒処理された樹脂とは、分
子量分布が狭いという点で異なっているメタロセン触媒処理された樹脂を導入す
ることで達成される。分子量分布は、ここではＭｗ／Ｍｎ（Ｍｗは重量平均分子
量、Ｍｎは数平均分子量）として定義される。メタロセン触媒処理された樹脂の
分子量分布は、一般に、３．５未満、好ましくは１．５〜２．５であり、これに
対し、チーグラー‐ナッタ触媒処理された樹脂の分子量分布は、一般に、３．５
を超え、より一般的には５を超える。
【００１４】 本発明の方法は、着色される熱可塑性樹脂がチーグラー‐ナッタ触媒を用いて
作製されているとき、熱可塑性樹脂の着色に特に有用である。かかる樹脂は、低
コストで製造することができ、また、本発明の方法による着色組成物を用いると
着色が改善される。メタロセン触媒処理された樹脂を含む熱可塑性樹脂を混合工
程の前に着色する場合には、着色組成物が本発明によるメタロセン触媒処理され
た樹脂も含んでいると着色がさらに改善される。
作製されているとき、熱可塑性樹脂の着色に特に有用である。かかる樹脂は、低
コストで製造することができ、また、本発明の方法による着色組成物を用いると
着色が改善される。メタロセン触媒処理された樹脂を含む熱可塑性樹脂を混合工
程の前に着色する場合には、着色組成物が本発明によるメタロセン触媒処理され
た樹脂も含んでいると着色がさらに改善される。
【００１５】 様々な種類のメタロセン触媒処理された樹脂を本着色組成物に用いることがで
きる。かかる樹脂は、ポリオレフィン、好ましくは、ポリエチレンまたはポリプ
ロピレンを含む。用いる樹脂の選択は、着色すべき熱可塑性樹脂によって異なる
。例えば、メタロセン触媒処理されたポリプロピレンは、着色されるポリプロピ
レン樹脂と混合すると良好な親和性を示す。
きる。かかる樹脂は、ポリオレフィン、好ましくは、ポリエチレンまたはポリプ
ロピレンを含む。用いる樹脂の選択は、着色すべき熱可塑性樹脂によって異なる
。例えば、メタロセン触媒処理されたポリプロピレンは、着色されるポリプロピ
レン樹脂と混合すると良好な親和性を示す。
【００１６】 マスターバッチを、着色される熱可塑性樹脂と混合した後は、その混合物は様
々な方法で処理される。用いられる方法としては、射出成形、ブロー成形や射出
伸張ブロー成形が挙げられる。
々な方法で処理される。用いられる方法としては、射出成形、ブロー成形や射出
伸張ブロー成形が挙げられる。
【００１７】 本発明の好ましい実施形態において、着色される熱可塑性樹脂はポリプロピレ
ンである。着色される熱可塑性樹脂は、ポリエチレンのような他のポリオレフィ
ンであってもよい。着色される熱可塑性樹脂はまた、異なる材料のブレンドであ
ってもよい。本着色組成物に用いるメタロセンはポリエチレンであり、これは、
ポリプロピレンに対して良好な親和性を有している。メタロセン触媒処理された
樹脂は、低密度ポリエチレンのような従来の担体と完全に、または部分的にのみ
置き換えて用いてもよい。好ましくは、着色組成物は、８〜８５重量％、好まし
くは５〜７０重量％、より好ましくは１０〜６０重量％、さらに好ましくは１５
〜４０重量％、最も好ましくは２０〜３０重量％のメタロセン触媒処理された樹
脂を含有する。本発明の好ましい実施形態において調製された混合物は、例えば
、容器のキャップの射出成形や瓶のブロー成形に用いることができる。かかるポ
リプロピレンキャップは、消費物資を中に入れた容器と協働させるのに特に好適
であり、製品が着色されていることから消費者に識別されやすい。本発明のさら
なる目的は、品質の良い着色を実現することである。これは、メタロセン触媒処
理された樹脂を、混合物の好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは０．
１〜８重量％、最も好ましくは０．２〜２重量％の比率で顆粒混合物に存在させ
るようにして、コストを制御しながら達成することができる。着色される熱可塑
性樹脂はまた、マスターバッチ由来ではないメタロセン触媒処理された樹脂を含
んでいてもよい。この場合には、混合物中のメタロセン触媒処理された樹脂の比
率はもっと高くなり、マスターバッチそのものの総重量を超えることもある。
ンである。着色される熱可塑性樹脂は、ポリエチレンのような他のポリオレフィ
ンであってもよい。着色される熱可塑性樹脂はまた、異なる材料のブレンドであ
ってもよい。本着色組成物に用いるメタロセンはポリエチレンであり、これは、
ポリプロピレンに対して良好な親和性を有している。メタロセン触媒処理された
樹脂は、低密度ポリエチレンのような従来の担体と完全に、または部分的にのみ
置き換えて用いてもよい。好ましくは、着色組成物は、８〜８５重量％、好まし
くは５〜７０重量％、より好ましくは１０〜６０重量％、さらに好ましくは１５
〜４０重量％、最も好ましくは２０〜３０重量％のメタロセン触媒処理された樹
脂を含有する。本発明の好ましい実施形態において調製された混合物は、例えば
、容器のキャップの射出成形や瓶のブロー成形に用いることができる。かかるポ
リプロピレンキャップは、消費物資を中に入れた容器と協働させるのに特に好適
であり、製品が着色されていることから消費者に識別されやすい。本発明のさら
なる目的は、品質の良い着色を実現することである。これは、メタロセン触媒処
理された樹脂を、混合物の好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは０．
１〜８重量％、最も好ましくは０．２〜２重量％の比率で顆粒混合物に存在させ
るようにして、コストを制御しながら達成することができる。着色される熱可塑
性樹脂はまた、マスターバッチ由来ではないメタロセン触媒処理された樹脂を含
んでいてもよい。この場合には、混合物中のメタロセン触媒処理された樹脂の比
率はもっと高くなり、マスターバッチそのものの総重量を超えることもある。
【００１８】 メタロセン樹脂のマスターバッチへの添加は、着色を容易にし、最終混合物に
美観を与えるばかりでなく、混合物の処理後に得られる目的物の機械特性に影響
を与える。すなわち、顔料が良好に分散されるため。良好に結晶化して、得られ
る目的物の応力亀裂抵抗が改善される。これは本発明によりさらに得られる利点
である。本発明のこの態様は、目的物を、例えば、酸化剤のような化学的に攻撃
的な組成物と接触させる場合には特に有用である。これは、漂白剤含有組成物の
ような製品のパッケージングに特に適用される。
美観を与えるばかりでなく、混合物の処理後に得られる目的物の機械特性に影響
を与える。すなわち、顔料が良好に分散されるため。良好に結晶化して、得られ
る目的物の応力亀裂抵抗が改善される。これは本発明によりさらに得られる利点
である。本発明のこの態様は、目的物を、例えば、酸化剤のような化学的に攻撃
的な組成物と接触させる場合には特に有用である。これは、漂白剤含有組成物の
ような製品のパッケージングに特に適用される。
【００１９】 以下の実施例により本発明を説明する。
【００２０】
実施例のマスターバッチは、８０重量％の顔料と、２０重量％までの分子量分
布が３．５未満のメタロセン触媒処理されたポリエチレンとを含む顆粒着色組成
物から作成される。このマスターバッチは、例えば、安定化剤、処理助剤（例え
ばろう）、脱臭剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、可塑剤等の本質的な性質
に影響しない材料もさらに含むことができる。
布が３．５未満のメタロセン触媒処理されたポリエチレンとを含む顆粒着色組成
物から作成される。このマスターバッチは、例えば、安定化剤、処理助剤（例え
ばろう）、脱臭剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、可塑剤等の本質的な性質
に影響しない材料もさらに含むことができる。
【００２１】 着色のための顆粒熱可塑性樹脂は、密度が０．９ｇ／ｃｍ３のチーグラー‐ナ
ッタ触媒処理されたポリプロピレンから作成される。
ッタ触媒処理されたポリプロピレンから作成される。
【００２２】 顆粒形態の熱可塑性樹脂を、顆粒形態のマスターバッチと混合して、顆粒混合
物を得る。本実施例において、顆粒混合物は、マスターバッチを構成する顆粒着
色組成物４重量％と、熱可塑性樹脂９６重量％から構成される。続いて、顆粒混
合物を注入して、所望の着色された目的物を得る。
物を得る。本実施例において、顆粒混合物は、マスターバッチを構成する顆粒着
色組成物４重量％と、熱可塑性樹脂９６重量％から構成される。続いて、顆粒混
合物を注入して、所望の着色された目的物を得る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (71)出願人 ＯＮＥ ＰＲＯＣＴＥＲ ＆ ＧＡＮＢＬ Ｅ ＰＬＡＺＡ，ＣＩＮＣＩＮＮＡＴＩ, ＯＨＩＯ，ＵＮＩＴＥＤ ＳＴＡＴＥＳ ＯＦ ＡＭＥＲＩＣＡ Ｆターム(参考） 4F070 AA12 AA13 AA15 AB11 AE04 AE30 FB03 4J002 BB032 BB052 BB121 BB141 FD096 GG01
Claims (10)
- 【請求項１】 顆粒形態の熱可塑性樹脂を、顔料を含む着色組成物と混合して、顆粒混合物を
形成する工程を備え、前記着色組成物が混合中に顆粒形態にあり、メタロセン触
媒処理された樹脂を含むことを特徴とする、熱可塑性樹脂の着色方法。 - 【請求項２】 前記混合物を用いて、容器の蓋を射出成形する工程をさらに備えた、請求項１
に記載の方法。 - 【請求項３】 前記混合物を用いて、容器をブロー成形する工程をさらに備えた、請求項１に
記載の方法。 - 【請求項４】 前記容器が、化学的に攻撃的な組成物を含有させるのに用いられる、請求項２
または３に記載の方法。 - 【請求項５】 熱可塑性樹脂がポリオレフィン樹脂であり、好ましくはチーグラー‐ナッタ触
媒樹脂を用いて作製される、請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 前記ポリオレフィン樹脂がポリプロピレン樹脂である、請求項５に記載の方法
。 - 【請求項７】 前記メタロセン触媒処理された樹脂が、前記顆粒混合物重量の０．１〜１０重
量％の比率で前記顆粒着色組成物に含まれる、請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】 前記顆粒着色組成物が、前記顆粒着色組成物の重量の２０〜８０重量％の比率
で顔料を含み、前記メタロセン触媒処理された樹脂が、前記顆粒着色組成物の重
量の１〜８０重量％の比率で前記顆粒着色組成物に含まれる、請求項１に記載の
方法。 - 【請求項９】 前記メタロセン触媒処理された樹脂がポリエチレンである、請求項１に記載の
方法。 - 【請求項１０】 前記メタロセン触媒処理された樹脂が前記顔料の担体として作用する、請求項
１に記載の方法。
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