JP2003012809A - 樹脂質材料への着色剤等の導入方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 添加剤、特に混合プロセスに用いられる顔料および着色
剤の予備分散方法が、ここに記載されている。本方法
は、エラストマーと十分な量の着色剤とを共磨砕して、
着色粒子を生産することを含む。着色剤と混合されてい
るエラストマーを含む粒子も記載されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（関連出願の相互参照）本出願は、２００
１年６月１１日に出願された仮出願第６０／２９６，７
７４号の利点を特許請求している。この出願の開示は、
その全体が参照してここに組込まれる。

【０００２】（発明の背景） （発明の分野）本発明は、添加剤、特に配合プロセスに
おいて用いられる顔料および着色剤の予備分散方法に関
する。より詳しくは本発明は、ゴムまたはプラスチック
材料の生産のために、着色剤および／または乳白剤、例
えば二酸化チタンを、樹脂質材料の中へ分散する方法に
関する。

【０００３】（関連技術の説明）以前には、着色剤を樹
脂質材料に添加するのは難しいことが多かった。例えば
多くの場合、着色剤は、バインダー中にマスターバッチ
ングされ、粒子サイズを縮小するために強力な混合に付
されるが、これは安価な方法ではない。最終組成物にお
けるカラーコンセントレートの分散も、最終ミックス中
にカラーコンセントレートを分散させるために強力な混
合が必要である。分散が細かければ細かいほど、必要と
されるカラーコンセントレートは少なくなる。例えば、
その内容が参照してここに組込まれる米国特許第３，９
７０，６０１号に開示されているように、ポリマーは様
々な方法によって着色されうると開示されている。可溶
性染料を用いる染色およびプリント方法が知られてい
る。例えばセルロース繊維用の直接染料、ウール用の酸
性染料、ポリアクリルニトリル用の塩基性染料等であ
る。もう１つの方法は、顔料を用いた染色およびプリン
トから成るものであり、これらの顔料は、例えば分散液
の形態で材料の表面に塗布され、これらは製品の中に拡
散され、その中に溶解する。繊維質材料へのスピニング
による染料の直接組込みも知られている。染色およびプ
リントはまた、バインダーを用いる顔料染色および顔料
プリント方法によって実施することもできる。これらの
場合バインダーは、着色されることになる材料の表面に
顔料を結合させる。

【０００４】同様に、ポリマー中に一般に不溶な有色顔
料を用いるのも普通である。したがって例えばポリウレ
タンコーティング化合物において、有機あるいは無機起
源の有色顔料を用いるのが好ましい。カラー収率は、有
色顔料の粒子サイズによる。顔料の表面積が大きくなれ
ばなるほど、すなわち、顔料がより細かく分割されれば
されるほど、カラー収率は大きくなる。

【０００５】棒織機（ｂａｒ ｌｏｏｍｓ）を用いる機
械的方法によって、再現性のある粒子サイズの顔料を得
ることは極端に難しく、したがってパターンを形成する
ことはさらに難しいので、いくつかの場合には大きいバ
ッチで顔料を混ぜ合わせ、顔料の小さい粒子をコーティ
ング樹脂でコートすることによって粒子サイズを制御す
ることが慣例になっている。これは細かく分割された顔
料が再凝集するのを防ぐ。この方法の欠点は、顔料ペー
ストを調製する時、コーティング樹脂は常に、顔料が被
覆されることになるポリマーと適合性があるものでなけ
ればならないということである。同様に、これらの粒子
サイズの制御方法は非常に費用がかかり、適切に機能す
るためには多くの異なる設備および監視が必要である。

【０００６】このようなわけで、樹脂質材料、特に熱可
塑性樹脂、最も詳しくは熱可塑性ポリウレタンを着色す
るための方法であって、信頼性があるだけでなく、同様
に容易に再現可能であり、実施が比較的容易である方法
へのニーズが存在する。したがって、配合成分の添加方
法、特に前記のような欠点を有していない、樹脂質材料
への顔料および／または着色剤の添加方法を有すること
が望ましいであろう。

【０００７】（発明の要約）本発明によれば、樹脂質材
料への色の付与方法、特に湿式磨砕方法を用い、したが
って着色剤の事前の粒子サイズ縮小が必要とされない着
色樹脂質材料の調製方法が提供される。本方法は特に、
熱可塑性材料、例えば熱可塑性ポリウレタンとの使用に
特に適している。本方法は任意には、サイズ縮小操作を
用いて磨砕装置においてエラストマーを縮小されたサイ
ズに転換すること、およびサイズ縮小操作中にエラスト
マーを添加剤に浸すことを含んでいてもよい。この方法
は任意には、まず磨砕装置においてエラストマーのサイ
ズを縮小させて、−５０メッシュまたは−８０メッシュ
の粒子サイズを有する細かい粒子を形成すること、つい
でこの細かい粒子を、この細かい粒子が添加剤、例えば
芳香油またはエステルと、予め決定されている化学量論
比において混合されるプロセスに導入すること、および
着色粒子を生産するために、十分な量の着色剤をこれに
添加することを含んでいてもよい。

【０００８】本発明によれば着色粒子も提供される。こ
の粒子は、着色剤と混合されており、かつ実際に相互間
に結合を形成しているエラストマーを含んでいる。粒子
と着色剤との間の結合は、例えば互いに共磨砕されてい
るエラストマーと着色剤とによって形成されている。エ
ラストマーおよび着色剤は好ましくは、溶剤、例えば芳
香油またはエステル中に予備分散されており、ついで所
望の粒子サイズまで共磨砕されている。

【０００９】好ましい実施形態において、本発明は、エ
ラストマーへの色の付与方法であって、エラストマーと
十分な量の着色剤とを共磨砕して、着色粒子を生産する
ことを含む方法を提供する。

【００１０】もう１つの好ましい実施形態において、本
発明は、エラストマーへの色の付与方法であって、前記
エラストマーを磨砕して磨砕エラストマーを形成するこ
と；および添加剤および十分な量の着色剤と、前記磨砕
エラストマーとを混合して着色粒子を生産することを含
む方法を提供する。

【００１１】好ましくは、前記エラストマーと前記着色
剤との前記磨砕中に、添加剤が添加される。

【００１２】好ましくは、前記エラストマーと前記着色
剤との前記磨砕中に、１つまたはそれ以上の可塑剤、
油、エステル、または溶剤が添加される。

【００１３】好ましくは、１つまたはそれ以上の可塑
剤、油、エステル、または溶剤は、前記磨砕中に重量を
基準にしてエラストマー対前記可塑剤、油、エステル、
または溶剤比９０：１０から１０：９０で添加される。

【００１４】好ましくは、１つまたはそれ以上の可塑
剤、油、エステル、または溶剤は、前記磨砕中に重量を
基準にしてエラストマー対前記可塑剤、油、エステル、
または溶剤比７０：３０から３０：７０で添加される。

【００１５】好ましくは、前記磨砕中に、１つまたはそ
れ以上の加硫剤、加硫補助剤、活性化剤、補強剤、可塑
剤、酸化防止剤、またはプロセスオイルが添加される。

【００１６】好ましくは、この着色剤は、酸化鉄、酸化
鉛、クロム酸ストロンチウム、カーボンブラック、コー
ルダスト、二酸化チタン、タルク、硫酸バリウム、およ
び有色顔料から成る群から選ばれる。

【００１７】好ましくは、この磨砕は湿式磨砕方法によ
って実施される。

【００１８】もう１つの好ましい実施形態において、本
発明は、本発明の方法によって生産された着色粒子を提
供する。

【００１９】もう１つの好ましい実施形態において、本
発明はエラストマーと着色剤とを含む着色粒子を提供す
る。

【００２０】本発明のその他の目的、特徴、および利点
は、下記説明において開示され、部分的にはこの説明か
ら明らかになるであろうし、あるいは本発明の実施によ
って知ることができる。本発明の目的、特徴、および利
点は、添付クレームにおいて特に指摘された手段および
組合わせによって実施し、得ることができる。

【００２１】（好ましい実施形態の詳細な説明）大部分
の着色粒子は、不透明性を付与するための乳白剤、例え
ばニ酸化チタンと、色を付与するための１つまたはそれ
以上のカラーコンセントレートとを含んでいる。ニ酸化
チタンはかなり高価であり、多くの場合、これが乳白剤
として効果的になるためには粒子サイズを縮小しなけれ
ばならない。このことはまた、一般に有色顔料、染料、
または着色剤として用いられる原料に関しても当てはま
る。したがって通常、ニ酸化チタン（および／またはそ
の他の乳白剤）および有色顔料は、バインダー中にマス
ターバッチングされ、粒子サイズを縮小するために、強
力な混合に付される。最終組成物中のカラーコンセント
レートの分散も、最終ミックス中にカラーコンセントレ
ートを分散させるために強力な混合が必要である。分散
が細かくなればなるほど、必要とされるカラーコンセン
トレートは少なくなる。熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ）
は、樹脂製品、特に自動車産業において用いられる物、
例えば車両バンパー、ミラーハウジング等の生産にこれ
を用いるために、粒子サイズの縮小に付すことができる
材料である。樹脂質材料の粒子サイズを縮小するために
は、多くの場合、所望の最終製品を生産するために１つ
またはそれ以上の添加剤の添加を可能にする方法を用い
ることが有利である。用いることができるいくつかの方
法は、例えば１９９９年２月１０日に出願された、発明
の名称が「磨砕エラストマーおよび方法（ＧＲＯＵＮＤ
ＥＬＡＳＴＯＭＥＲ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ）」とい
う、共有特許出願番号第０９／２４７，５６９号に開示
されており、この特許の内容は、全体が参照してここに
組込まれる。

【００２２】適切な添加剤の選択は、いくつかの狭い粒
子サイズ分布、最少量の微粉等を得るのに貢献しうる。
これは、例えば適切な添加剤（多くの場合分割剤であっ
てもよい）の選択、およびこのようなものの濃縮によっ
て実施することができる。エラストマーの着色は、エラ
ストマーをカラーコンセントレートと共に混練し、ペレ
ット化し、ついでこれらの着色ペレットを磨砕すること
によって実施することができる。しかしながら例えば
「２段階磨砕（Ｔｗｏ Ｓｔａｇｅ Ｇｒｉｎｄｉｎ
ｇ）」というＲｏｕｓｅの１９９５年５月２日に発行さ
れた、その内容が参照して組込まれる米国特許第５，４
１１，２１５号に記載されているような湿式磨砕方法
が、エラストマーと着色剤とを混練するために用いられ
るならば、これによって、先行技術によって教示されて
いるような着色剤の第一混練を実施する必要性が省かれ
る。

【００２３】湿式磨砕方法は、ゴムまたはポリマー供給
原料を、細かい最終磨砕状態まで連続的に磨砕するため
に相互連結された細砕ロール機（ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｍ
ｉｌｌ）のことを言うこともある。第一細砕ロール機
は、縮小されたサイズの中間供給原料を生産する。供給
原料は、水またはその他の輸送液体で再湿潤されて、原
料スラリーを形成する。これはついで連続的に第二ロー
ル機に供給される。第一および第二ロール機を通る単一
パスにおいて、生産物は、首尾一貫して高収率の所望の
細かい最終メッシュ生産物であることが発見された。

【００２４】第一例において、第一細砕ロール機は、２
０粒度の磨砕ストーンを備えていてもよく、水スラリー
中の平均１０メッシュゴム粒子１０重量％から成る平均
１０メッシュ供給原料の投入スラリーが供給されてもよ
い。ついでこのロール機は、最適流量にセットされる。
結果として生じた生産物は、ついで水で再液化されて、
均一な１０重量％ゴム含量スラリーを形成する。これ
は、第一段階磨砕中にフラッシュオーバー蒸気による水
損失に取って代わるために必要とされるようなものであ
る。ついでこのスラリーは分割され、２４／３６粒度ス
トーンを用いて３つのロール機に供給される。

【００２５】第一パスからの生産物の３０から４０％の
みが所望のマイナス８０メッシュゴムであるが、第一段
階磨砕機の生産物の９８から１００％が、マイナス３０
メッシュゴムであることが、実験によって決定される。

【００２６】この少なくともマイナス３０メッシュのゴ
ムを含む供給原料は、ついで前記のように、より細かい
粒度のストーンを有する複数の磨砕機に供給されてもよ
い。各々の第二段階磨砕機の生産物を調べた場合、単一
パス後、このゴムの１００％がマイナス６０メッシュを
通過し、一般にこのゴムの９５から１００％が、単一パ
スにおいてマイナス８０メッシュを達成したことを示し
た。

【００２７】段階１ロール機において１２または１６粒
度の磨砕ストーンを用い、かつより大きいロール機、例
えば第一段階ロール機として１４から２４インチ直径の
磨砕ストーンを用いて、２４から３６粒度のストーンを
利用して複数のより小さいロール機に供給することによ
って、さらに大きい処理量でさえ得られるであろうと考
えられる。

【００２８】実際、磨砕段階を分割することによって、
各ロール機は、処理量のために最適化することができ
る。より粗いストーンを用いることによってより粗い生
産物磨砕ポリマーが生産されるが、ある一定のストーン
は、すべてあるサイズ以下の生産物粒子を有する生産物
を生産することが分かる。このようにして、磨砕ストー
ンおよびロール機設備の適切な選択によって、わずか２
段階で、実質的にすべて、選ばれたマイナス８０メッシ
ュサイズ以下の粒子を得ることが可能である。

【００２９】この方法において、生産されたマイナス８
０メッシュゴムの総量は、２パス方法において有意に増
加したが、一方、段階１の磨砕機についてのデータに基
づいた場合、収束シリーズは、８０メッシュ段階までの
９０％縮小には材料の少なくとも３パスの縮小が必要で
あることを示すであろう。この分析は、第一段階を通る
通過において８０メッシュまで縮小されない粒子の６０
から７０パーセントを分離および再循環する必要がある
ということに基づいている。このようにこれらの粒子の
濾過、スクリーニング、および再循環が必要であること
によって、スラリー処理の複雑性もかなり増加する。こ
れに対して２工程プロセスにおいて、第一段階からのス
ラリー生産物はすべて、第二段階に直接投入されてもよ
く、これを所望の液化特性に至らせるためには、水の添
加が必要なだけである。

【００３０】したがって開示されているような２段階磨
砕方法は、反復される単一パス磨砕、その後の濾過、お
よび産出物の縮小されていない部分の再磨砕という現行
方法よりも、同数の機械の処理量を有意に増加させるこ
とが分かる。

【００３１】同様に、第一段階磨砕機がより粗い生産物
用に最適化されるので、第二段階磨砕機は、より均一な
細かい供給原料を受取ることによって、電力負荷が減少
する。その結果、磨砕機の総電力およびアンペア消費
は、ある一定の処理量の場合、先行技術に開示されてい
るように単一パス縮小を試みるために４つの磨砕機が用
いられている場合よりも少ない。

【００３２】１つまたはそれ以上の適切な添加剤の使用
は、エラストマーが磨砕されつつある時にエラストマー
を分割するのに役立つだけでなく、エラストマーとカラ
ーコンセントレートを、均一な組成物を形成するのに十
分なほど互いに近付けるために、湿式磨砕操作の水性環
境の環境を生じる。

【００３３】大部分のゴム化合物、実際に大部分のエラ
ストマー化合物は、１つまたはそれ以上の可塑剤、油、
エステル、または溶剤を含んでいる。したがって、生産
されつつあるエラストマー、ゴム、またはプラスチック
樹脂の配合プロセスの間、可塑剤、油、エステル、また
はその他の溶剤を添加することが必要であろう。エラス
トマー中になんらかの適切な比において可塑剤、油、エ
ステル、または溶剤を予備膨潤または予備分散させるこ
とが可能であり、当業者なら適切な比を選択することが
できるであろう。予備膨潤／予備分散工程において混合
される成分の比は一般に、少なくとも下記２つの要因に
よって左右される。第一に、下流処理操作に必要とされ
る最終生成物における２つの成分の所望比、第二に、２
つの成分の可溶性パラメーター（すなわち、油、可塑
剤、エステル、または溶剤が、特定の材料の飽和点を基
準にしてどれぐらい取り込まれうるか）である。いくつ
かの実施形態において、エラストマー対溶剤の比は、す
べて重量を基準として９０：１０から１０：９０、より
好ましくは７０：３０から３０：７０である。

【００３４】いくつかの実施形態において、芳香油５か
ら１０重量ｐｐｈ（ｐａｒｔｓ ｐｅｒ ｈｕｎｄｒｅ
ｄ）が、エラストマー化合物、例えばスチレンブタジエ
ンゴム（ＳＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエン（Ｂ
Ｄ）、またはブレンド中に分散されてもよく、１つまた
は複数の適切な油１００から２００重量ｐｐｈが、エチ
レンプロピレンターポリマーゴム（ＥＰＤＭ）組成物中
に分散されてもよい。あるいはまた、エステル型可塑剤
が、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）またはポリ塩化
ビニル（ＰＶＣ）中に分散されてもよい。飽和点に達し
なければ、加硫時に化合物から容易にはブルームしない
油が選択されることが望ましい。

【００３５】適切な溶剤、軟化剤、可塑剤、および芳香
油には、ポリイソブチレン、液体イソプレンゴム、液体
ブタジエンゴム、パラフィン油、芳香油、ナフテン油、
およびその他の植物油または鉱油が含まれる。

【００３６】軟化剤または可塑剤の量は好ましくは、下
流操作において製造されつつある最終生成物、例えばタ
イヤゴム組成物中の総ゴム含量１００重量部あたり、多
くても７０重量部、より好ましくは５から２５重量部で
ある。

【００３７】適切なエステルには、ジ（２−エチルヘキ
シル）アジペート（同様にジオクチルアジペートまたは
ＤＯＡとしても知られているもの）、ＤＯＳ、ＤＯＤ、
またはＰＶＣ中の可塑剤が含まれる。

【００３８】中でも特に、エラストマーの浸漬はエラス
トマーを膨潤させ、エラストマーから油を除去し、接着
剤をエラストマー中に溶解する。１つの実施形態例によ
れば、多様な水溶性添加剤が、浸漬液に添加されてもよ
い。添加剤は、エラストマーの浸漬中に用いられる時、
添加剤の不存在下に浸漬されたエラストマーと比較し
て、エラストマーの膨潤時間を減少させる。もう１つの
実施形態によれば、添加剤は、ゴムを膨潤させる化学薬
品であってもよいが、粘着付与剤、例えばテトラヒドロ
フラン（ＴＨＦ）またはジメチルホルムアミド（ＤＭ
Ｆ）ではない。その他の代替実施形態によれば、エラス
トマーを浸漬する時に多様な添加剤（下記のようなも
の）が用いられてもよい。好ましい実施形態によれば、
エラストマーを浸漬する時に用いられる添加剤は、脂肪
アミン、例えばハーキュリーズ社（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ，
Ｉｎｃ．）から商品として入手しうるデラミン（ＤＥＬ
ＡＭＩＮ”）である。

【００３９】好ましい実施形態によれば、この添加剤
は、任意には界面活性剤を含んでいてもよい芳香油また
はエステルである。

【００４０】樹脂産業において通常使用されているもの
が含まれるその他の配合剤も、この混合物に添加されて
もよく、あるいは溶剤、例えば芳香油、可塑剤、エステ
ル等に予備分散されていてもよい。例えば加硫剤、例え
ば硫黄および過酸化物；加硫促進剤、例えばチアゾー
ル、チウラム、スルフェンアミド、およびグアニジン
型；加硫補助剤、例えばステアリン酸および亜鉛華；活
性化剤、例えばジエチレングリコールおよびポリエチレ
ングリコール；補強剤、例えば様々なグレードのカーボ
ンブラック、例えばＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、および
ＳＡＦ、および炭酸カルシウム；充填剤、例えばサーマ
ルブラック、アセチレンブラック、黒鉛、粘土、および
タルク；および可塑剤、酸化防止剤、およびプロセスオ
イルである。追加配合剤は、結果として生じるエラスト
マー組成物の目的および用途に応じて、これらの様々な
配合剤の中から適切に選択されてもよい。共に予備分散
されることになる成分は、ミキサー、例えばロールまた
はバンバリー（Ｂａｎｂｕｒｙ）を用いて共に混練され
てもよい。

【００４１】適切な添加剤、例えば可塑剤または油を用
いた加硫ゴム（またはその他の微粒子材料）の予備膨潤
および／または予備分散は、いくつかの方法のうちの１
つで実施することができる。例えばエラストマーは、高
速ミキサー、例えばヘンシェル（Ｈｅｎｓｈｅｌ）、ま
たは当業者に知られているあらゆる高速ミキサーにおい
て、適切な可塑剤、油、エステル、または溶剤と混合さ
れてもよい。この予備分散は、ゴム粒子が−５０メッシ
ュ未満、または−８０メッシュ未満のその所望のサイズ
に磨砕される時に実施されてもよい。すなわち、可塑剤
／芳香油は、磨砕された細かい粒子の形成中に、すなわ
ち例えば米国特許第５，４１１，２１５号および／また
は第５，２３８，１９４号に開示されているような磨砕
操作中に添加されてもよい。これらの特許の開示は、そ
の全体が参照してここに組込まれる。あるいはまたエラ
ストマー（いくつかの実施形態において、好ましくは熱
可塑性ポリウレタン）は、水中の可溶化または分散され
た可塑剤／油の存在下に磨砕されてもよい。ここにおい
て、可塑剤／油の可溶化または分散は、油／可塑剤に加
えて、あるいはこれの代わりに用いることができる適切
な添加剤の使用によって行なわれる。磨砕プロセスは、
水から加硫ゴムへの可塑剤／油の移動を強制する。この
場合、残留油が水中に残らないように、水からエラスト
マーへの油の完全な移動を確保することは有利であろ
う。適切な添加剤は、例えば１９９９年２月１０日に出
願された米国特許出願第０９／２４７，５６９号に開示
されており、この特許はその全体が参照してここに組込
まれる。このような適切な添加剤には、カーボンブラッ
ク用の水混和性分散剤、例えばコネチカット州ノーウー
ク（Ｎｏｒｗａｌｋ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）のＲ．
Ｔ．ヴァンダービルト社（Ｒ．Ｔ．Ｖａｎｄｅｒｂｉｌ
ｔ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ）から
商品として入手しうるＤＡＸＡＤ３が含まれる。特に好
ましい実施形態によれば、約２５％ＤＡＸＡＤ３が、１
５％から６０％固体のエラストマースラリーに添加され
る。もう１つの実施形態によれば、添加剤は、界面活性
剤、例えばローム・アンド・ハース社（Ｒｏｈｍ ＆
Ｈａａｓ Ｃｏｍｐａｎｙ）から商品として入手しうる
トリトン−Ｘ（ＴＲＩＴＯＮ−Ｘ（商標））である。特
に好ましい実施形態によれば、添加剤は、スラリー中の
エラストマーの量を基準にして約１％から２０％、スラ
リー中のエラストマーの総重量の約１０％から１５％の
量でスラリーに添加される。

【００４２】この添加剤は、添加剤が存在しないスラリ
ーに比べて、スラリーの磨砕の第一パスにおいてより高
い収率を与える。添加剤の使用によって、添加剤が存在
しないスラリーから生産された粒子と比べて、より高い
品質の（すなわちより均一に細かく磨砕され、かつより
小さい剪断作用を有する）粒子を生じる。添加剤を有す
るスラリーは、より小さい所望のサイズの磨砕粒子の処
理量における有意な増加、および適切なサイズの縮小を
伴なわずにロール機を通過する粒子の割合を小さくす
る。このことだけでも有利であるが、それは、不十分に
縮小された粒子をスクリーニングし、これらを再磨砕す
る必要があることによって引起される経済的損失を減少
させることができるからである。さらには添加剤の使用
によって、添加剤が存在しないスラリーと比べて、スラ
リーの磨砕時間の減少を生じる。磨砕時間の減少は、磨
砕装置のホイールへの摩耗および損傷を減少させること
ができる。添加剤は、添加剤が存在しないスラリーと比
べて、より低い温度をスラリーに供給する。添加剤が存
在しないスラリーは、約４００°Ｆから４５０°Ｆの温
度に達するが、一方で、添加剤を有するスラリーは、約
３００°Ｆの温度に達する。スラリーの温度減少は有利
であるが、その理由は部分的には、高温がいくつかのポ
リマーを破壊することがあり、磨砕装置にはより少ない
絶縁材しか必要でなく、磨砕装置への熱損傷が減少し、
磨砕操作の温度が、エラストマーを磨砕する時に所望の
粘弾性効果を得るためによりよく制御されるからであ
る。

【００４３】添加剤は、エラストマーと化学的に反応し
て、より望ましいエラストマー粒子を生産する。エラス
トマー−添加剤生成物のガラス転移温度（Ｔｇ）は、添
加剤が存在しないエラストマー粒子生成物と比べて低下
している。より低いＴｇ値は、エラストマー−添加剤生
成物からの下流材料を生産するのに有利であるが、その
理由は、エラストマー−添加剤生成物が脆い状態から可
塑性状態へと変化するのにより低い温度が必要とされ、
このことはエネルギーコストを低減するからである。さ
らには添加剤はエラストマーと化学的に反応して、添加
剤が存在しないエラストマー粒子生成物と比べてより粘
着性のあるエラストマー−添加剤生成物を生じる。添加
剤は、あらゆる所望の量で添加されてもよい。好ましく
はこの添加剤は、０．５％から９５％、より好ましくは
５％から４０％、有利には５％から２０％の量で添加さ
れるが、好ましい実施形態において、これは約１０％ま
たは１０％の量で添加される。これらの各々の場合、エ
ラストマーの総重量を基準としている。

【００４４】もう１つの代替実施形態によれば、エラス
トマー（またはその他の微粒子材料または成分）は、も
う１つの樹脂、または樹脂の中和溶液、例えばロジン
酸、ロジン酸のダイマー、または重合ロジン酸、ウッド
あるいはトール油ロジンの存在下に磨砕されてもよい
が、それは、ロジン酸を加硫性化合物のトルエン溶液に
添加すると、早すぎる加硫によってゲル化し、溶液粘度
を有意に低下させるからである。適切な追加の中和剤
が、例えば米国特許出願番号第０９／２４７，５６９号
に開示されている。この特許はその全体が参照して組込
まれる。

【００４５】１つの実施形態によれば、添加剤は（天然
または合成の）樹脂である。その他の代替実施形態によ
れば、添加剤はロジン（すなわちヒドロフナントレン核
を有するモノカルボン酸の混合物）、例えばガムロジン
またはウッドロジンである。ロジンが特に有利である
が、その理由は、これらがエラストマースラリー中にお
いて分散剤として作用し、エラストマー−添加剤生成物
の粘着性に影響を与える傾向があるからである。本発明
の好ましい実施形態によれば、ロジンはトール油ロジン
（すなわち製紙プロセスの副生物）である。特に好まし
い実施形態によれば、トール油ロジンは、低い酸価を有
する。例えばアリゾナ・ケミカル社（Ａｒｉｚｏｎａ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）から商品として入
手しうるＸＰ５６である。もう１つの実施形態によれ
ば、添加剤は、樹脂酸（すなわち、ケミカル・アブスト
ラクツ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｂｓｔｒａｃｔｓ）系を
用いて数えた場合の炭素１３からのイソプロピル基側基
を含むアビエチン型の酸、または同じ炭素原子からのメ
チルおよびビニル基側基を含むピマル型の酸）である。
ほかの代替実施形態によれば、樹脂酸は、アビエチン酸
またはロジンソープ（すなわち水酸化ナトリウムで浸出
されたロジン）である。ロジンは、適切な塩基、例えば
アンモニア、水酸化アンモニウム、アミン（すなわちフ
リッシュ（Ｆｒｉｓｃｈ）アミン）でロジンを中和し
て、水溶性にされる。その他の有利な添加剤には、あら
ゆるロジン酸、重合ロジン酸、ロジン酸のエステル、ロ
ジン酸の分散液、ロジン酸のエステルの分散液、ロジン
酸のコポリマー、不均化ロジン酸、水素化ロジン酸、９
−アントラセンカルボン酸、２−エチルヘキサン酸、ア
セタールＲ−型酸、または酸を中和することによって水
に可溶になりうるあらゆる有機酸が含まれる。もう１つ
の実施形態によれば、添加剤はオレイン酸（すなわち獣
脂油または植物油に由来するもの）である。オレイン酸
は、エラストマー−添加剤生成物の粘着性を実質的に変
えることはない。もう1つの実施形態によれば、添加剤
は、オリジマー（すなわち、ほんのわずかなモノマー単
位だけから成る低分子量ポリマー分子（例えばダイマ
ー、トリマー、テトラマー））である。好ましい実施形
態によれば、このオリジマーは、約１００，０００ＣＰ
の粘度を有し、エラストマースラリー中で分散剤として
作用する傾向がある。オリジマーは、ポリマー材料、例
えばシンクレア・ペトロケミカルズ社（Ｓｉｎｃｌａｉ
ｒ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒ
ａｔｅｄ）から商品として入手しうるＳＭＡ３樹脂にお
いて、典型的な無水物官能性を提供する、スチレンと無
水マレイン酸との短鎖コポリマーを含んでいてもよい。
好ましい実施形態によれば、このオリジマーは、エチレ
ン−無水マレイン酸コポリマー、例えばモンサント・イ
ンダストリアル・ケミカル社（Ｍｏｎｓａｎｔｏ Ｉｎ
ｄｕｓｔｒｉａｌＣｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）から商品
として入手しうるＥＭＡ３樹脂である。

【００４６】任意には充填剤がスラリーに添加されても
よい。充填剤は、補強特性、温度変更特性、増加した高
表面積、および／または増加した引張り強さを有するエ
ラストマー−添加剤生成物またはエラストマー生成物を
形成するために、スラリーと組合わせるためにこのスラ
リー（すなわち、エラストマスラリーまたはエラストマ
ー−添加剤スラリー）に添加されてもよい。充填剤（例
えばナイロン）が最終エラストマー生成物と組合わされ
て、最終生成物に補強特性、温度変更特性、増加した高
表面積、および／または増加した引張り強さを与える。
本発明の特に好ましい実施形態によれば、充填剤はナイ
ロン材料である。

【００４７】平均分子量５０００から１，０００，００
０のあらゆる高分子量熱可塑性樹脂が、いくつかの実施
形態において特に適切であろう。ただし、本方法によっ
てサイズ縮小されうるあらゆる既知のエラストマーも良
好に作用するであろう。いくつかの適切な高分子量熱可
塑性樹脂には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−
ブテン−１、１−２ポリブタジエン、ポリスチレン、ポ
リ−ｏｃ−メチルスチレン、スチロール、ポリ塩化ビニ
ル、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド樹脂、ポリ
エステル樹脂、熱可塑性ポリウレタン、エチレン−プロ
ピレンブロックコポリマー、エチレンビニルアセテート
コポリマー、エチレン−エチルアクリレートコポリマ
ー、スチレン−ブタジエンブロックコポリマー、および
スチレン−イソプレンブロックコポリマーから成る群か
ら選ばれるものが含まれる。

【００４８】あらゆる着色剤、染料、または顔料を、当
業者に一般的に知られているエラストマーに着色するた
めに用いることができ、これは通常の種類のどれであっ
てもよく、これには例えば酸化鉄、酸化鉛、クロム酸ス
トロンチウム、カーボンブラック、コールダスト、二酸
化チタン、タルク、硫酸バリウム、並びに有色顔料、例
えばカドミウムイエロー、カドミウムレッド、クロムイ
エロー、および金属顔料、例えばアルミニウムフレーク
が含まれる。その他の着色剤、（有機または無機）染料
も、何らかの理由で所望であれば用いることができる。

【００４９】顔料の含量は通常、顔料対樹脂重量比とし
て表示される。本発明の実施において、顔料対樹脂重量
比は、２：１の高さにあり、いくつかの実施形態につい
ては、エラストマーの重量を基準にして、約０．０５か
ら１：１の範囲内にある。

【００５０】本発明の範囲内の適切な材料は、これらの
頭字語名称と共に、下記に列挙される。

【００５１】

【表１】

【００５２】「エラストマー粒子の生産」という用語
は、エラストマー生成物を組込んでいることがあるあら
ゆる生成物が、この用語の範囲内にあるものとされるか
ぎり、限定の用語として意図されるものではない。例え
ばエラストマー生成物は、空気ブローアスファルト、舗
装用アスファルト、屋根ふき用アスファルト（例えば屋
根板、屋根ふき材、下着、様々な膜等）、舗装用セメン
ト（すなわち、ポルトランドセメント）、あらゆるゴム
製品（例えばタイヤ、カーペットの裏打ち、靴のソー
ル、プラスチックゴミ容器等）、熱可塑性エラストマ
ー、自動車用品（すなわち、下部コーティング、バンパ
ー、ハウジング、ダッシュボード、カップホルダー
等）、絶縁材等の中に組込まれていてもよく、あるいは
その製造に有用なものであってもよい。

【００５３】本発明のほんのわずかな実施形態しか、本
開示には詳細に記載されていないが、この開示を吟味す
る当業者なら、本発明の新規教示および利点から著しく
逸脱することなく、多くの修正が実施形態例（例えばサ
イズ、構造、形状、および様々な要素の割合における変
形例、パラメーターの値、または材料の使用）において
可能であることが容易に理解できるであろう。したがっ
てこのような修正はすべて、添付クレームに規定されて
いるような本発明の範囲内に含まれるものとする。その
他の置換、修正、変更、および省略が、添付クレームに
示されているような本発明の精神から逸脱することな
く、設計、操作条件、および好ましい実施形態の配列に
おいて行なわれてもよい。

【００５４】その他の利点、特徴、および修正は、当業
者が容易に思いつくであろう。したがって本発明はその
より幅広い側面において、ここに記載され、示されてい
る特別な詳細、代表的な装置に限定されない。したがっ
て、添付クレームおよびその同等物によって規定されて
いるような一般的発明の概念の精神または範囲から逸脱
することなく、様々な修正が行なわれてもよい。

【００５５】クレームおよびここで用いられているよう
な冠詞、例えば「その（ｔｈｅ）」、「１つの（ａ）、
（ａｎ）」は、単数または複数を意味しうる。

【００５６】ここで言及されている文献はすべて、特に
その全体が参照してここに組込まれる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル ダブリュー． ルース アメリカ合衆国 ミシシッピー州 39180 ヴィックスバーグ フェアウェイズ ド ライブ 325 (72)発明者 ヴィクター エム． ディーブ アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 01752 マールボロー フリーモント ス トリート 81 Ｆターム(参考） 4F070 AA05 AA06 AA08 AA12 AA16 AA63 AC04 AC14 AC15 AC20 AC22 AC43 AE03 AE04 AE08 AE19 AE28 DA42 DA43 DA45

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エラストマーへの色の付与方法であっ
   て、エラストマーと十分な量の着色剤とを共磨砕して、
   着色粒子を生産することを含む方法。
2. 【請求項２】 さらに、前記エラストマーと前記着色剤
   との前記磨砕中に、添加剤を添加することを含む、請求
   項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 さらに、前記エラストマーと前記着色剤
   との前記磨砕中に、１つまたはそれ以上の可塑剤、油、
   エステル、または溶剤を添加することを含む、請求項１
   に記載の方法。
4. 【請求項４】 さらに、前記磨砕中に、１つまたはそれ
   以上の可塑剤、油、エステル、または溶剤を、重量を基
   準にしてエラストマー対前記可塑剤、油、エステル、ま
   たは溶剤比９０：１０から１０：９０で添加することを
   含む、請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】 さらに、前記磨砕中に、１つまたはそれ
   以上の可塑剤、油、エステル、または溶剤を、重量を基
   準にしてエラストマー対前記可塑剤、油、エステル、ま
   たは溶剤比７０：３０から３０：７０で添加することを
   含む、請求項１に記載の方法。
6. 【請求項６】 さらに、前記磨砕中に、１つまたはそれ
   以上の加硫剤、加硫補助剤、活性化剤、補強剤、可塑
   剤、酸化防止剤、またはプロセスオイルを添加すること
   を含む、請求項１に記載の方法。
7. 【請求項７】 この着色剤が、酸化鉄、酸化鉛、クロム
   酸ストロンチウム、カーボンブラック、コールダスト、
   二酸化チタン、タルク、硫酸バリウム、および有色顔料
   から成る群から選ばれる、請求項１に記載の方法。
8. 【請求項８】 前記磨砕が、湿式磨砕方法によって実施
   される、請求項１に記載の方法。
9. 【請求項９】 請求項１に記載の方法によって生産され
   た着色粒子。
10. 【請求項１０】 エラストマーへの色の付与方法であっ
    て、前記エラストマーを磨砕して磨砕エラストマーを形
    成すること；および添加剤および十分な量の着色剤と、
    前記磨砕エラストマーとを混合して着色粒子を生産する
    ことを含む方法。
11. 【請求項１１】 さらに、前記磨砕中に、１つまたはそ
    れ以上の可塑剤、油、エステル、または溶剤を添加する
    ことを含む、請求項１０に記載の方法。
12. 【請求項１２】 さらに、前記磨砕中に、１つまたはそ
    れ以上の可塑剤、油、エステル、または溶剤を、重量を
    基準にしてエラストマー対前記可塑剤、油、エステル、
    または溶剤比９０：１０から１０：９０で添加すること
    を含む、請求項１０に記載の方法。
13. 【請求項１３】 さらに、前記磨砕中に、１つまたはそ
    れ以上の可塑剤、油、エステル、または溶剤を、重量を
    基準にしてエラストマー対前記可塑剤、油、エステル、
    または溶剤比７０：３０から３０：７０で添加すること
    を含む、請求項１０に記載の方法。
14. 【請求項１４】 さらに、前記磨砕中に、１つまたはそ
    れ以上の加硫剤、加硫補助剤、活性化剤、補強剤、可塑
    剤、酸化防止剤、またはプロセスオイルを添加すること
    を含む、請求項１０に記載の方法。
15. 【請求項１５】 この着色剤が、酸化鉄、酸化鉛、クロ
    ム酸ストロンチウム、カーボンブラック、コールダス
    ト、二酸化チタン、タルク、硫酸バリウム、および有色
    顔料から成る群から選ばれる、請求項１０に記載の方
    法。
16. 【請求項１６】 前記磨砕が、湿式磨砕方法によって実
    施される、請求項１０に記載の方法。
17. 【請求項１７】 前記混合が、湿式磨砕方法によって実
    施される、請求項１０に記載の方法。
18. 【請求項１８】 さらに、前記混合中に、１つまたはそ
    れ以上の可塑剤、油、エステル、または溶剤を添加する
    ことを含む、請求項１０に記載の方法。
19. 【請求項１９】 請求項１０に記載の方法によって生産
    された着色粒子。
20. 【請求項２０】 エラストマーと着色剤とを含む着色粒
    子。