JP2003292790A - 樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、機械的強度、耐光性及び耐老化性
に優れた樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 酸化亜鉛粒子粉末の粒子表面がアルコキ
シシランから生成するオルガノシラン化合物又はポリシ
ロキサンによって被覆されていると共に該被覆にカーボ
ンブラックが付着している平均粒子径０．０１〜１０．
０μｍの複合粒子粉末であり、前記カーボンブラックの
付着量が前記酸化亜鉛粒子粉末１００重量部に対して１
〜１００重量部である複合粒子粉末を含有する樹脂組成
物からなる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、機械的強度、耐光性及
び耐老化性に優れた樹脂組成物を提供する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、酸化亜鉛（亜鉛華）及びカー
ボンブラックは、加硫促進剤あるいは補強剤として、ゴ
ム及びプラスチック等の樹脂組成物に用いられている。 【０００３】酸化亜鉛は、紫外線の光を吸収することか
ら、紫外線遮断効果を有することが知られている。しか
しながら、光酸化の触媒作用を有しており、樹脂組成物
中の他の顔料の変退色を促進すると共に、樹脂組成物の
老化を助長するという問題を有している。 【０００４】カーボンブラックは、抗酸化剤としてポリ
エチレンの耐光性の向上に役立つことが知られている一
方、粒子サイズが平均粒子径０．００５〜０．０５μｍ
程度の微粒子であるため、樹脂組成物中への分散が困難
であり、また、かさ密度が０．１ｇ／ｃｍ^３程度とかさ
高い粉末であるため、取り扱いが困難で、作業性が悪い
という問題を有している。 【０００５】そこで、補強剤等の添加剤が樹脂組成物中
に均一に分散されていると共に、機械的強度、耐光性及
び耐老化性に優れた樹脂組成物が強く求められている。 【０００６】これまでに、表面活性の抑制を目的とし
て、シリカ系物質等で被覆された酸化亜鉛等を配合した
樹脂組成物（特開２０００−３１９１２８号公報、特開
２００１−５８８２１号公報）、粒子表面がポリシロキ
サン又はカップリング剤で被覆された酸化亜鉛粒子粉末
（特開平７−１８７６７４号公報、特開平８−５９８９
０号公報等）等が提案されている。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】補強剤等の添加剤が樹
脂組成物中に均一に分散されていると共に、機械的強
度、耐光性及び耐老化性に優れた樹脂組成物は現在最も
要求されているところであるが、未だ得られていない。 【０００８】即ち、前出特開２０００−３１９２１８号
公報、特開２００１−１１３３９号公報記載の酸化亜鉛
は、粒子表面をシリカ及びアルキル変性シリカ等のシリ
カ系物質又はケイ酸亜鉛等で被覆したものであるが、表
面活性を抑制する効果としては不十分であるため、これ
らを用いて得られた樹脂組成物は十分な耐老化性を有し
ていない。 【０００９】また、前出特開平７−１８７６７４号公
報、特開平８−５９８９０号公報記載の酸化亜鉛は、粒
子表面をメチルハイドロジェンポリシロキサン又はシラ
ンカップリング剤で被覆したものであるが、表面活性を
抑制する効果としては不十分であるため、これらを用い
て得られた樹脂組成物は十分な耐老化性を有していな
い。 【００１０】なお、特開平１１−３２３１７４号公報に
は、黒色酸化鉄粒子粉末又は黒色含水酸化鉄粒子粉末の
粒子表面にアルコキシシランから生成するオルガノシラ
ン化合物が被覆されており、該オルガノシラン化合物被
覆にカーボンブラック微粒子粉末が付着している鉄系黒
色複合粒子粉末が記載されているが、樹脂組成物中に配
合した場合に補強効果が弱く、機械的強度に優れた樹脂
組成物を得ることは困難である。 【００１１】そこで、本発明は、補強剤等の添加剤が樹
脂組成物中に均一に分散されていると共に、機械的強
度、耐光性及び耐老化性に優れた樹脂組成物を提供する
ことを技術的課題とする。 【００１２】 【課題を解決する為の手段】前記技術的課題は、次の通
りの本発明によって達成できる。 【００１３】即ち、本発明は、酸化亜鉛粒子粉末の粒子
表面がアルコキシシランから生成するオルガノシラン化
合物又はポリシロキサンによって被覆されていると共に
該被覆にカーボンブラックが付着している平均粒子径
０．０１〜１０．０μｍの複合粒子粉末であり、前記カ
ーボンブラックの付着量が前記酸化亜鉛粒子粉末１００
重量部に対して１〜１００重量部である複合粒子粉末を
含有することを特徴とする樹脂組成物である。 【００１４】本発明の構成をより詳しく説明すれば次の
通りである。 【００１５】本発明に係る樹脂組成物は、芯粒子である
酸化亜鉛粒子の粒子表面にアルコキシシランから生成す
るオルガノシラン化合物又はポリシロキサン被覆されて
いると共に該被覆にカーボンブラックが付着している複
合粒子粉末を含有する。 【００１６】先ず、本発明における複合粒子粉末につい
て述べる。 【００１７】本発明における酸化亜鉛粒子粉末の粒子形
状は、球状、粒状、多面体状、針状、紡錘状、米粒状、
フレーク状、鱗片状及び板状等のいずれの形状であって
もよい。 【００１８】酸化亜鉛粒子の粒子サイズは、平均粒子径
が０．００９〜９．９５μｍ、好ましくは０．０１４〜
７．４５μｍ、より好ましくは０．０１９〜４．９５μ
ｍである。 【００１９】平均粒子径が９．９５μｍを超える場合に
は、得られる複合粒子粉末が粗大粒子となり、これを配
合して得られた樹脂組成物は機械的強度が低下するため
好ましくない。 【００２０】酸化亜鉛粒子粉末のＢＥＴ比表面積値は
０．５ｍ^２／ｇ以上である。ＢＥＴ比表面積値が０．５
ｍ^２／ｇ未満の場合には、酸化亜鉛粒子が粗大であった
り、粒子及び粒子相互間で焼結が生じた粒子となってお
り、得られる複合粒子粉末もまた粗大粒子となり、これ
を配合して得られた樹脂組成物は機械的強度が低下する
ため好ましくない。得られる樹脂組成物の機械的強度を
考慮すると、酸化亜鉛粒子粉末のＢＥＴ比表面積値は、
好ましくは１．０ｍ^２／ｇ以上、より好ましくは１．５
ｍ^２／ｇ以上である。酸化亜鉛粒子の粒子表面へのアル
コキシシラン又はポリシロキサンによる均一な被覆処理
及びカーボンブラックによる均一な付着処理を考慮する
と、その上限値は５００ｍ^２／ｇであり、好ましくは４
００ｍ^２／ｇ、より好ましくは３００ｍ^２／ｇである。 【００２１】酸化亜鉛粒子の耐光性は、後述する評価方
法により、ΔＥ^＊値の下限値は通常５．０を超え、上限
値は１２．０、好ましくは１１．０、より好ましくは１
０．０である。 【００２２】本発明における被覆物は、化１で表わされ
るアルコキシシランから生成するオルガノシラン化合
物、並びに、化２で表わされるポリシロキサン、化３で
表わされる変成ポリシロキサン、化４で表わされる末端
変成ポリシロキサン又はこれらの混合物である。 【００２３】 【化１】 【００２４】アルコキシシランとしては、具体的には、
メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラ
ン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキ
シシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメト
キシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニル
ジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、デ
シルトリメトキシシラン等が挙げられる。 【００２５】酸化亜鉛粒子の粒子表面へのカーボンブラ
ックの付着強度を考慮すると、メチルトリエトキシシラ
ン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシ
ラン、イソブチルトリメトキシシラン、フェニルトリエ
トキシシランから生成するオルガノシラン化合物がより
好ましく、最も好ましくはメチルトリエトキシシラン、
メチルトリメトキシシラン及びフェニルトリエトキシシ
ランから生成するオルガノシラン化合物である。 【００２６】 【化２】 【００２７】 【化３】【００２８】 【化４】 【００２９】酸化亜鉛粒子の粒子表面へのカーボンブラ
ックの付着強度を考慮すると、メチルハイドロジェンシ
ロキサン単位を有するポリシロキサン、ポリエーテル変
成ポリシロキサン及び末端がカルボン酸で変成された末
端カルボン酸変成ポリシロキサンが好ましい。 【００３０】アルコキシシランから生成するオルガノシ
ラン化合物又はポリシロキサンの被覆量は、オルガノシ
ラン化合物被覆酸化亜鉛粒子粉末、又は、ポリシロキサ
ン被覆酸化亜鉛粒子粉末に対してＳｉ換算で０．０２〜
５．０重量％であることが好ましく、より好ましくは
０．０３〜４．０重量％であり、更により好ましくは
０．０５〜３．０重量％である。 【００３１】０．０２重量％未満の場合には、酸化亜鉛
粒子粉末１００重量部に対して１重量部以上のカーボン
ブラックを付着させることが困難である。５．０重量％
を超える場合には、酸化亜鉛粒子粉末１００重量部に対
してカーボンブラックを１〜１００重量部付着させるこ
とができるため、必要以上に被覆する意味がない。 【００３２】本発明におけるカーボンブラックは、ファ
ーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラ
ック等のカーボンブラックを用いることができる。 【００３３】カーボンブラックの付着量は、酸化亜鉛粒
子１００重量部に対して１〜１００重量部である。 【００３４】１重量部未満の場合には、酸化亜鉛粒子の
表面活性を抑制することができないため、これを配合し
て得られた樹脂組成物は機械的強度が低下する。１００
重量部を超える場合には、アルコキシシランから生成す
るオルガノシラン化合物又はポリシロキサンを介してカ
ーボンブラックを酸化亜鉛粒子の粒子表面に付着させる
ために非常に大きな機械的せん断力が必要となり、工業
的に不利となる。 【００３５】本発明における複合粒子粉末の粒子形状や
粒子サイズは、芯粒子である酸化亜鉛粒子の粒子形状や
粒子サイズに大きく依存し、芯粒子に相似する粒子形態
を有している。 【００３６】即ち、本発明における複合粒子粉末は、平
均粒子径が０．０１〜１０．０μｍ、好ましくは、０．
０１５〜７．５μｍ、より好ましくは０．０２〜５．０
μｍである。 【００３７】本発明における複合粒子粉末の平均粒子径
が１０．０μｍを超える場合には、粒子サイズが大きす
ぎるため、これを配合して得られた樹脂組成物は機械的
強度が低下する。平均粒子径が０．０１μｍ未満の場合
には、樹脂組成物中への分散が困難となる場合がある。 【００３８】本発明における複合粒子粉末のＢＥＴ比表
面積値は１．０〜５００ｍ^２／ｇが好ましく、より好ま
しくは１．５〜４００ｍ^２／ｇ、更により好ましくは
２．０〜３００ｍ^２／ｇである。ＢＥＴ比表面積値が
１．０ｍ^２／ｇ未満の場合には、粒子が粗大であった
り、粒子及び粒子相互間で焼結が生じた粒子となってお
り、これを配合して得られた樹脂組成物は機械的強度が
低下する。 【００３９】本発明における複合粒子粉末のカーボンブ
ラックの脱離率は２０％以下が好ましく、より好ましく
は１５％以下である。カーボンブラックの脱離率が２０
％を越える場合には、脱離したカーボンブラックにより
樹脂組成物中での均一な分散が阻害されるため、得られ
る樹脂組成物は機械的強度が低下する。 【００４０】本発明における複合粒子粉末の耐光性は、
後述する評価方法において、ΔＥ^＊値で５．０以下が好
ましく、より好ましくは４．０以下である。 【００４１】本発明における複合粒子粉末の安息角は、
４５°以下が好ましく、より好ましくは４０°以下であ
る。 【００４２】本発明における複合粒子粉末の表面活性度
は、後述する評価方法により２％以下が好ましく、より
好ましくは１．５％以下である。 【００４３】次に、本発明に係る樹脂組成物について述
べる。 【００４４】本発明に係る樹脂組成物の目視観察による
分散状態は、後出評価法による４又は５、好ましくは５
であり、樹脂組成物の耐光性ΔＥ^＊値は５．０以下、好
ましくは４．０以下であり、引張り強度は５．０×１０
^６Ｐａ以上、好ましくは１．０×１０^７Ｐａ以上であ
り、耐老化性は１９０℃で３０分間加熱した際の変色部
分の割合が５％以下、好ましくは０％であり、６０分間
加熱した際の変色部分の割合が１０％以下、好ましくは
５％以下であり、１２０分間加熱した際の変色部分の割
合が１５％以下、好ましくは１０％以下である。 【００４５】本発明に係る樹脂組成物中における複合粒
子粉末の配合割合は、樹脂１００重量部に対して０．０
１〜２００重量部の範囲で使用することができ、樹脂組
成物のハンドリングを考慮すれば、好ましくは０．０５
〜１５０重量部、更に好ましくは０．１〜１００重量部
である。 【００４６】本発明に係る樹脂組成物における構成基材
としては、複合粒子粉末と周知の熱可塑性樹脂ととも
に、必要により、滑剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸
収剤、各種安定剤等の添加剤が配合される。 【００４７】樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリブテン、ポリイソブチレン等のポリオレフィ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルペンテン、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ
スチレン、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、ス
チレン−酢酸ビニル共重合体、アクリロニトリル−ブタ
ジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ＥＰＤ
Ｍ−スチレン共重合体、アクリル系樹脂、ポリアミド、
ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリウレタン等の
熱可塑性樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール
樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹
脂、ロジン・エステル、ロジン、天然ゴム、合成ゴム等
を用いることができる。 【００４８】添加剤の量は、複合粒子粉末と添加剤との
総量が樹脂に対して５０重量％以下であればよい。添加
剤と複合粒子粉末の含有量の総量が５０重量％を超える
場合には、成形性が低下する。 【００４９】本発明に係る樹脂組成物は、樹脂原料と複
合粒子粉末をあらかじめよく混合し、次に、混練機もし
くは押出機を用いて加熱下で強いせん断作用を加えて、
複合粒子粉末の凝集体を破壊し、樹脂組成物中に複合粒
子粉末を均一に分散させた後、目的に応じた形状に成形
加工して使用する。 【００５０】次に、本発明における複合粒子粉末の製造
法について述べる。 【００５１】本発明における複合粒子粉末は、酸化亜鉛
粒子粉末とアルコキシシラン又はポリシロキサンとを混
合し、酸化亜鉛粒子粉末の粒子表面をアルコキシシラン
又はポリシロキサンによって被覆し、次いで、アルコキ
シシラン又はポリシロキサンによって被覆された酸化亜
鉛粒子粉末とカーボンブラックを混合することによって
得ることができる。 【００５２】酸化亜鉛粒子粉末の粒子表面へのアルコキ
シシラン又はポリシロキサンによる被覆は、酸化亜鉛粒
子粉末とアルコキシシランの溶液又はポリシロキサンと
を機械的に混合攪拌したり、酸化亜鉛粒子粉末にアルコ
キシシランの溶液又はポリシロキサンを噴霧しながら機
械的に混合攪拌すればよい。添加したアルコキシシラン
又はポリシロキサンは、ほぼ全量が酸化亜鉛粒子粉末の
粒子表面に被覆される。 【００５３】なお、被覆されたアルコキシシランは、そ
の一部が被覆工程を経ることによって生成する、アルコ
キシシランから生成するオルガノシラン化合物として被
覆されていてもよい。この場合においてもその後のカー
ボンブラックの付着に影響することはない。 【００５４】アルコキシシラン又はポリシロキサンを均
一に酸化亜鉛粒子粉末の粒子表面に被覆するためには、
酸化亜鉛粒子粉末の凝集をあらかじめ粉砕機を用いて解
きほぐしておくことが好ましい。 【００５５】酸化亜鉛粒子粉末とアルコキシシラン又は
ポリシロキサンとの混合攪拌、カーボンブラックと粒子
表面にアルコキシシラン又はポリシロキサンが被覆され
ている酸化亜鉛粒子粉末との混合攪拌をするための機器
としては、粉体層にせん断力を加えることのできる装置
が好ましく、殊に、せん断、へらなで及び圧縮が同時に
行える装置、例えば、ホイール型混練機、ボール型混練
機、ブレード型混練機、ロール型混練機を用いることが
でき、ホイール型混練機がより効果的に使用できる。 【００５６】前記ホイール型混練機としては、エッジラ
ンナー（「ミックスマラー」、「シンプソンミル」、
「サンドミル」と同義語である）、マルチマル、ストッ
ツミル、ウエットパンミル、コナーミル、リングマラー
等があり、好ましくはエッジランナー、マルチマル、ス
トッツミル、ウエットパンミル、リングマラーであり、
より好ましくはエッジランナーである。前記ボール型混
練機としては、振動ミル等がある。前記ブレード型混練
機としては、ヘンシェルミキサー、プラネタリーミキサ
ー、ナウターミキサー等がある。前記ロール型混練機と
しては、エクストルーダー等がある。 【００５７】酸化亜鉛粒子粉末とアルコキシシラン又は
ポリシロキサンとの混合攪拌時における条件は、酸化亜
鉛粒子粉末の粒子表面にアルコキシシラン又はポリシロ
キサンができるだけ均一に被覆されるように、線荷重は
１９．６〜１９６０Ｎ／ｃｍ（２〜２００Ｋｇ／ｃ
ｍ）、好ましくは９８〜１４７０Ｎ／ｃｍ（１０〜１５
０Ｋｇ／ｃｍ）、より好ましくは１４７〜９８０Ｎ／ｃ
ｍ（１５〜１００Ｋｇ／ｃｍ）、処理時間は５分〜２４
時間、好ましくは１０分〜２０時間の範囲で処理条件を
適宜調整すればよい。なお、撹拌速度は２〜２０００ｒ
ｐｍ、好ましくは５〜１０００ｒｐｍ、より好ましくは
１０〜８００ｒｐｍの範囲で処理条件を適宜調整すれば
よい。 【００５８】アルコキシシラン又はポリシロキサンの添
加量は、酸化亜鉛粒子粉末１００重量部に対して０．１
５〜４５重量部が好ましい。０．１５〜４５重量部の添
加量により、酸化亜鉛粒子粉末１００重量部に対してカ
ーボンブラックを１〜１００重量部付着させることがで
きる。 【００５９】酸化亜鉛粒子粉末の粒子表面にアルコキシ
シラン又はポリシロキサンを被覆した後、カーボンブラ
ックを添加し、混合攪拌してアルコキシシラン又はポリ
シロキサン被覆にカーボンブラックを付着させる。必要
により更に、乾燥乃至加熱処理を行ってもよい。 【００６０】カーボンブラックは、少量ずつを時間をか
けながら、殊に５分〜２４時間、好ましくは５分〜２０
時間程度をかけて添加するか、若しくは、酸化亜鉛粒子
粉末１００重量部に対して５〜２５重量部のカーボンブ
ラックを、所望の添加量となるまで分割して添加するこ
とが好ましい。 【００６１】混合攪拌時おける条件は、カーボンブラッ
クが均一に付着するように、線荷重は１９．６〜１９６
０Ｎ／ｃｍ（２〜２００Ｋｇ／ｃｍ）、好ましくは９８
〜１４７０Ｎ／ｃｍ（１０〜１５０Ｋｇ／ｃｍ）、より
好ましくは１４７〜９８０Ｎ／ｃｍ（１５〜１００Ｋｇ
／ｃｍ）、処理時間は５分〜２４時間、好ましくは１０
分〜２０時間の範囲で処理条件を適宜調整すればよい。
なお、撹拌速度は２〜２０００ｒｐｍ、好ましくは５〜
１０００ｒｐｍ、より好ましくは１０〜８００ｒｐｍの
範囲で処理条件を適宜調整すればよい。 【００６２】カーボンブラックの添加量は、酸化亜鉛粒
子粉末１００重量部に対して１〜１００重量部であり、
好ましくは３〜９５重量部、より好ましくは５〜９０重
量部である。 【００６３】カーボンブラックの添加量が１重量部未満
の場合には、酸化亜鉛粒子の表面活性を抑制することが
できないため、これを配合して得られた樹脂組成物は機
械的強度が低下する。１００重量部を超える場合には、
アルコキシシランから生成するオルガノシラン化合物又
はポリシロキサンを介してカーボンブラックを酸化亜鉛
粒子の粒子表面に付着させるために非常に大きな機械的
せん断力が必要となり、工業的に不利となる。 【００６４】乾燥乃至加熱処理を行う場合の加熱温度
は、通常４０〜１５０℃が好ましく、より好ましくは６
０〜１２０℃であり、加熱時間は、１０分〜１２時間が
好ましく、３０分〜３時間がより好ましい。 【００６５】なお、アルコキシシランを用いた場合に
は、これらの工程を経ることにより、最終的にはアルコ
キシシランから生成するオルガノシラン化合物となって
被覆されている。 【００６６】 【発明の実施の形態】本発明の代表的な実施の形態は、
次の通りである。 【００６７】粒子の平均粒子径は、いずれも電子顕微鏡
写真に示される粒子３５０個の粒子径をそれぞれ測定
し、その平均値で示した。 【００６８】比表面積値は、ＢＥＴ法により測定した値
で示した。 【００６９】複合粒子粉末のアルコキシシランから生成
するオルガノシラン化合物又はポリシロキサンに含有さ
れるＳｉ量のそれぞれは「蛍光Ｘ線分析装置３０６３Ｍ
型」（理学電機工業（株）製）を使用し、ＪＩＳ Ｋ０
１１９の「けい光Ｘ線分析通則」に従って測定した。 【００７０】複合粒子粉末に付着しているカーボンブラ
ックの被覆量は、「堀場金属炭素・硫黄分析装置ＥＭＩ
Ａ−２２００型」（株式会社堀場製作所製）を用いて炭
素量を測定することにより求めた。 【００７１】複合粒子粉末に付着しているカーボンブラ
ックの脱離率（％）は、下記の方法により求めた値で示
した。カーボンブラックの脱離率が０％に近いほど、複
合粒子粉末の粒子表面からのカーボンブラックの脱離量
が少ないことを示す。 【００７２】被測定粒子粉末３ｇとエタノール４０ｍｌ
を５０ｍｌの沈降管に入れ、２０分間超音波分散を行っ
た後、１２０分間静置し、比重差によって被測定粒子粉
末と脱離したカーボンブラックを分離した。次いで、分
離した被測定粒子粉末に再度エタノール４０ｍｌを加
え、更に、２０分間超音波分散を行った後、１２０分間
静置し、比重差によって被測定粒子粉末と脱離したカー
ボンブラックを分離した。この被測定粒子粉末を１００
℃で１時間乾燥させ、前述の「堀場金属炭素・硫黄分析
装置ＥＭＩＡ−２２００型」（株式会社堀場製作所製）
を用いて炭素量を測定し、下記式に従って求めた値をカ
ーボンブラックの脱離率（％）とした。 【００７３】 【数１】カーボンブラックの脱離率（％）＝｛（Ｗａ−
Ｗｅ）／Ｗａ｝×１００ Ｗａ：複合粒子粉末のカーボンブラック付着量 Ｗｅ：脱離テスト後の複合粒子粉末のカーボンブラック
付着量 【００７４】複合粒子粉末の安息角（°）は、「パウダ
テスタ」（ホソカワミクロン株式会社製）を用いて測定
を行った。安息角が小さいほど複合粒子粉末の流動性が
優れていることを示す。 【００７５】複合粒子粉末の表面活性度は、下記に示し
た残存溶剤量を測定することによって評価した。 【００７６】まず、試料粉末１ｇと溶剤（ＭＥＫ）１０
ｇを秤り取り、３時間浸漬した後、２４時間風乾し、更
に、６０℃で２４時間乾燥し、乾燥後の試料粉末のカー
ボン量を「堀場金属炭素・硫黄分析装置ＥＭＩＡ−２２
００型」（株式会社堀場製作所製）を用いて測定し、残
存カーボン量を定量して求めた。残存カーボン量が少な
いほど溶剤の残存が少なく、粉体の表面活性が抑制され
ていることを示す。 【００７７】酸化亜鉛粒子粉末、カーボンブラック及び
複合粒子粉末の耐光性は、後述する方法に従って作製し
た原色エナメルを、冷間圧延鋼板（０．８ｍｍ×７０ｍ
ｍ×１５０ｍｍ）（ＪＩＳ Ｇ−３１４１）に１５０μ
ｍの厚みで塗布、乾燥して塗膜を形成し、得られた測定
用塗布片の半分を金属製フォイルで覆い、「アイ スー
パーＵＶテスター」（ＳＵＶ−Ｗ１３（岩崎電気株式会
社製））を用いて、紫外線を照射強度１００ｍＷ／ｃｍ
^２で６時間連続照射した後、金属製フォイルで覆うこと
によって紫外線が照射されなかった部分と紫外線照射し
た部分との色相（Ｌ^＊値、ａ^＊値、ｂ^＊値）をそれぞれ
測定し、紫外線が照射されなかった部分の測定値を基準
に、下記数２に従って算出したΔＥ^＊値によって示し
た。 【００７８】 【数２】ΔＥ^＊値＝（（ΔＬ^＊値）^２＋（Δａ^＊値）^２
＋（Δｂ^＊値）^２）^１／２ ΔＬ^＊値： 比較する試料の紫外線照射有無のＬ^＊値の
差 Δａ^＊値： 比較する試料の紫外線照射有無のａ^＊値の
差 Δｂ^＊値： 比較する試料の紫外線照射有無のｂ^＊値の
差 【００７９】原色エナメルの作製：上記試料粉体１０ｇ
とアミノアルキッド樹脂１６ｇ及びシンナー６ｇとを配
合して３ｍｍφガラスビーズ９０ｇと共に１４０ｍｌの
ガラスビンに添加し、次いで、ペイントシェーカーで４
５分間混合分散した後、アミノアルキッド樹脂５０ｇを
追加し、更に５分間ペイントシェーカーで分散させて、
原色エナメルを作製した。 【００８０】また、樹脂組成物の耐光性は、後述する方
法によって作製した樹脂プレートの半分を金属製フォイ
ルで覆い、「アイ スーパーＵＶテスター」（ＳＵＶ−
Ｗ１３（岩崎電気株式会社製））を用いて、紫外線を照
射強度１００ｍＷ／ｃｍ^２で６時間連続照射した後、金
属製フォイルで覆うことによって紫外線が照射されなか
った部分と紫外線照射した部分との色相（Ｌ^＊値、ａ^＊
値、ｂ^＊値）をそれぞれ測定し、紫外線が照射されなか
った部分の測定値を基準に、前記数２に従って算出した
ΔＥ^＊値によって示した。 【００８１】複合粒子粉末の樹脂組成物への分散性は、
得られた着色樹脂プレート表面における未分散の凝集粒
子の個数を目視により判定し、５段階で評価した。５が
最も分散状態が良いことを示す。 ５：未分散物認められず、 ４：１ｃｍ^２当たり１個以上５個未満、 ３：１ｃｍ^２当たり５個以上１０個未満、 ２：１ｃｍ^２当たり１０個以上５０個未満、 １：１ｃｍ^２当たり５０個以上。 【００８２】樹脂組成物の引張り強度は、ＪＩＳ Ｋ７
１１３に従って、１号試験片を作製して測定した。 【００８３】耐老化性は、複合粒子粉末を練り込んだ着
色樹脂プレート（縦１．５ｃｍ×横１．５ｃｍ×厚み１
ｍｍ）を１９０℃で加熱したときに、変色して樹脂が劣
化した部分の面積Ｓと加熱前の着色プレートの表面積Ｓ
_０（１．５×１．５＝２．２５ｃｍ^２）との比Ｓ／Ｓ_０
を５％刻みで定量することにより求めた。 【００８４】即ち、（Ｓ／Ｓ_０）×１００が０％のとき
は劣化が無い状態を示し、（Ｓ／Ｓ _０）×１００が１０
０％のときは樹脂が完全に劣化した状態を示す。 【００８５】＜複合粒子粉末の製造＞酸化亜鉛粒子粉末
（粒子形状：粒状、平均粒子径１．０１２μｍ、ＢＥＴ
比表面積値３．３ｍ^２／ｇ、耐光性ΔＥ^＊値５．２４）
１１．０ｋｇをエッジランナー「ＭＰＵＶ−２型」（製
品名、株式会社松本鋳造鉄工所製）に投入し、２９４Ｎ
／ｃｍ（３０Ｋｇ／ｃｍ）で３０分間混合撹拌を行い、
粒子の凝集を軽く解きほぐした。 【００８６】次に、メチルトリエトキシシラン（商品
名：ＴＳＬ８１２３：ＧＥ東芝シリコーン株式会社製）
１１０ｇを２００ｍｌのエタノールで混合希釈して得ら
れるメチルトリエトキシシラン溶液を、エッジランナー
を稼動させながら上記酸化亜鉛粒子粉末に添加し、５８
８Ｎ／ｃｍ（６０Ｋｇ／ｃｍ）の線荷重で３０分間混合
攪拌を行った。なお、このときの撹拌速度は２２ｒｐｍ
で行った。 【００８７】次に、黒色顔料Ａ（種類：カーボンブラッ
ク、粒子形状：粒状、平均粒子径０．０２μｍ、ＢＥＴ
比表面積値１３４．０ｍ^２／ｇ、耐光性ΔＥ^＊値１２．
６５）１，６５０ｇを、エッジランナーを稼動させなが
ら１０分間かけて添加し、更に３９２Ｎ／ｃｍ（４０Ｋ
ｇ／ｃｍ）の線荷重で２０分間、混合攪拌を行い、メチ
ルトリエトキシシラン被覆の上にカーボンブラックを付
着させた後、乾燥機を用いて１０５℃で６０分間加熱処
理を行い、複合粒子粉末を得た。なお、このときの撹拌
速度は２２ｒｐｍで行った。 【００８８】得られた複合粒子粉末は、平均粒子径が
１．０１５μｍの粒状粒子粉末であった。ＢＥＴ比表面
積値は１２．５ｍ^２／ｇ、安息角は３７°、表面活性度
は０．８２、耐光性ΔＥ^＊値は２．０９であり、カーボ
ンブラックの脱離率は７．４％であった。メチルトリエ
トキシシランから生成したオルガノシラン化合物の被覆
量はＳｉ換算で０．１５重量％であり、付着しているカ
ーボンブラックの量は、Ｃ換算で１２．９９重量％（酸
化亜鉛粒子粉末１００重量部に対して１５重量部に相当
する）であった。 【００８９】電子顕微鏡写真観察の結果、黒色顔料Ａが
ほとんど認められないことから、黒色顔料Ａのほぼ全量
がメチルトリエトキシシランから生成するオルガノシラ
ン化合物被覆に付着していることが認められた。 【００９０】＜樹脂組成物の製造＞前記複合粒子粉末
２．０ｇとポリ塩化ビニル樹脂粉末１０３ＥＰ８Ｄ（日
本ゼオン株式会社製）４７．５ｇとを秤量し、これらを
１００ｍｌポリビーカーに入れ、スパチュラでよく混合
して混合粉末を得た。 【００９１】得られた混合粉末にステアリン酸カルシウ
ムを０．５ｇ加えて混合し、１６０℃に加熱した熱間ロ
ールのクリアランスを０．２ｍｍに設定した後、前記混
合粉末を少しずつロールにて練り込んで樹脂組成物が一
体となるまで混練を続けた後、樹脂組成物をロールから
剥離して着色樹脂プレート原料として用いた。 【００９２】次に、表面研磨されたステンレス板の間に
上記樹脂組成物を挟んで１８０℃に加熱したホットプレ
ス内に入れ、９８，０００ｋＰａ（１トン／ｃｍ^２）の
圧力で加圧成形して厚さ１ｍｍの着色樹脂プレートを得
た。得られた着色樹脂プレートの分散状態は５であり、
耐光性はΔＥ^＊値で２．３１、引張り強度１．４×１０
⁷Ｐａ、１９０℃で加熱した時の変色した部分の割合
は、３０分間加熱した場合０％、６０分間加熱した場合
０％、１２０分間加熱した場合５％以下であった。 【００９３】 【作用】本発明において最も重要な点は、酸化亜鉛粒子
粉末の粒子表面がアルコキシシランから生成するオルガ
ノシラン化合物又はポリシロキサンによって被覆されて
いると共に、該被覆にカーボンブラックが付着している
複合粒子粉末を配合した樹脂組成物は、機械的強度、耐
光性及び耐老化性に優れるという事実である。 【００９４】本発明に係る樹脂組成物の耐光性が優れる
理由としては、樹脂組成物中に配合する充填材として、
紫外線吸収能を有する酸化亜鉛粒子粉末とカーボンブラ
ックからなる複合粒子粉末を用いたことによるものと考
えている。 【００９５】本発明に係る樹脂組成物の耐老化性が優れ
る理由として、本発明者は、次のように考えている。通
常、加硫促進剤として樹脂組成物中に配合されている酸
化亜鉛粒子粉末は、光酸化の触媒作用を有しているた
め、表面活性が高く、樹脂の老化を助長するが、本発明
に係る樹脂組成物に配合されている複合粒子粉末は、酸
化亜鉛粒子の粒子表面に抗酸化剤としての機能を有する
カーボンブラックをアルコキシシランから生成するオル
ガノシラン化合物又はポリシロキサンを介して付着させ
ているため、酸化亜鉛粒子の表面活性を低減させ、その
結果、樹脂の劣化を抑制できたものと考えている。 【００９６】また、本発明に係る樹脂組成物の機械的強
度が優れている理由として、本発明者は次のように考え
ている。一般に、補強剤として樹脂組成物中に配合され
ているカーボンブラックは、微粒子であることに起因し
て通常は凝集体として挙動するため、樹脂組成物中での
分散性が悪く、十分な補強効果を得られないが、本発明
の樹脂組成物に配合されている複合粒子粉末は、比較的
分散の容易な酸化亜鉛粒子の粒子表面にアルコキシシラ
ンから生成するオルガノシラン化合物又はポリシロキサ
ンを介してカーボンブラックを付着させているため、樹
脂組成物中での分散が容易であると共に、酸化亜鉛粒子
の粒子表面に付着しているカーボンブラックによって粒
子表面に凹凸が生じ、その結果、複合粒子相互間の面接
触が抑制されることにより、樹脂組成物中での分散性が
向上し、効果的に補強効果を発揮できたものと考えてい
る。 【００９７】 【実施例】次に、実施例及び比較例を示す。 【００９８】芯粒子１〜３：芯粒子粉末として表１に示
す特性を有する酸化亜鉛粒子粉末及びヘマタイト粒子粉
末を用意した。 【００９９】 【表１】 【０１００】黒色顔料：黒色顔料として表２に示す諸特
性を有するカーボンブラック及びアニリンブラックを用
意した。 【０１０１】 【表２】 【０１０２】複合粒子１〜８：芯粒子の種類、アルコキ
シシラン又はポリシロキサンによる被覆工程における添
加物の種類、添加量、エッジランナー処理の線荷重及び
時間、黒色顔料の付着工程における黒色顔料の種類、添
加量、エッジランナー処理の線荷重及び時間を種々変化
させた以外は、前記発明の実施の形態と同様にして複合
粒子粉末を得た。 【０１０３】このときの製造条件を表３に、得られた複
合粒子粉末の諸特性を表４に示す。 【０１０４】 【表３】【０１０５】 【表４】【０１０６】＜樹脂組成物＞ 実施例１〜３、比較例１〜７：充填剤の種類を複合粒子
粉末、芯粒子、黒色顔料に種々変化させた以外は、前記
発明の実施の形態と同様にして樹脂組成物を得た。 【０１０７】このときの製造条件及び得られた樹脂組成
物の諸特性を表５に示す。 【０１０８】 【表５】 【０１０９】 【発明の効果】本発明に係る複合粒子粉末を含有する樹
脂組成物は、優れた機械的強度、耐光性及び耐老化性を
有する樹脂組成物として好適である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｃ 3/12 Ｃ０９Ｃ 3/12 Ｆターム(参考） 4G047 AA02 AB04 AC03 AD03 4J002 AC001 AC011 AF021 BB031 BB121 BB171 BB181 BC031 BC041 BC071 BG031 BH011 BN131 BN151 CB001 CC031 CD001 CF001 CF061 CF071 CG011 CK021 CL001 CP031 DA036 DE106 FB076 FB086 GT00 4J037 AA11 CA02 CB23 CC28 DD05 FF17 FF22

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 酸化亜鉛粒子粉末の粒子表面がアルコキ
   シシランから生成するオルガノシラン化合物又はポリシ
   ロキサンによって被覆されていると共に該被覆にカーボ
   ンブラックが付着している平均粒子径０．０１〜１０．
   ０μｍの複合粒子粉末であり、前記カーボンブラックの
   付着量が前記酸化亜鉛粒子粉末１００重量部に対して１
   〜１００重量部である複合粒子粉末を含有することを特
   徴とする樹脂組成物。