JP2006316178A - ポリプロピレン樹脂用着色樹脂組成物及び着色樹脂成形品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 熱可塑性樹脂(A)と、顔料(B)と、ポリプロピレンワックス(C)とを含むポリプロピレン樹脂(D)用着色樹脂組成物であって、
熱可塑性樹脂(A)と顔料(B)との界面自由エネルギーが40mN/m未満であり、
顔料(B)とポリプロピレン樹脂(D)との界面自由エネルギーが40mN/m以下であるポリプロピレン樹脂(D)用着色樹脂組成物。上記ポリプロピレン樹脂(D)用着色樹脂組成物と、プロピレン樹脂(D)とを用いて得られる着色樹脂成形品。
【選択図】 なし
Description
しかしながら、このポリプロピレン系を含むプラスチックの着色成形品は、顔料の分散不良に起因した色分かれ等による成形品外観不良という問題がしばしば発生する。色分かれは、成形速度の高速化に伴い顕著になる傾向がある。
また、高流動性エチレン・プロピレン共重合体着色成形品の色むらの問題に対して、マスターバッチの基材樹脂をポリプロピレン樹脂と直鎖状低密度ポリエチレンの特定比率で構成し、これにワックスと金属石鹸から選ばれた滑剤及び顔料を配合して得たマスターバッチを用いる事で、成形品の外観を損なうことなく、色むらのない成形品を得る技術がある(特許文献2)。
しかしながら高速押出成形やコンプレッション成形等のような高速成形条件下においては、上記の技術を用いても顔料の色分かれにより成形外観不良の発生が避けられなかった。
熱可塑性樹脂(A)と顔料(B)との界面自由エネルギーが40mN/m未満であり、
顔料(B)とポリプロピレン樹脂(D)との界面自由エネルギーが40mN/m以下であるポリプロピレン樹脂(D)用着色樹脂組成物である。
顔料(B)とポリプロピレン樹脂(D)との界面自由エネルギーが40mN/m以下なので、顔料(B)の分配性が良好である。
本発明で用いられる熱可塑性樹脂(A)としては、例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリメチルメタアクリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂やこれらの混合物などが挙げられる。
ポリオレフィン系樹脂としては、結晶性または非晶性ポリプロピレン、ポリブテン−1、ポリ−4−メチルペンテン、低密度または高密度ポリエチレン、エチレン−プロピレンのランダム、ブロックあるいはグラフト共重合体、α−オレフィンとエチレンあるいはプロピレンの共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体等が挙げられ、これらの1種または2種以上を用いることができる。
本発明で用いられる顔料(B)には、従来から印刷インキ、塗料、あるいは熱可塑性樹脂の着色に使用されている公知の有機顔料および無機顔料を用いることができる。
有機顔料としてはアゾレーキ、ハンザ系、ベンズイミダゾロン系、ジアリライド系、ピラゾロン系、イエロー系、レッド系等のアゾ系顔料;フタロシアニン系、キナクリドン系、ペリレン系、ペリノン系、ジオキサジン系、アントラキノン系、イソインドリノン系等の多環系顔料およびアニリンブラック等を挙げることができる。
無機顔料としては酸化チタン、チタンイエロー、酸化鉄、群青、コバルトブルー、酸化クロムグリーン、黄鉛、カドミウムイエロー、カドミウムレッド等の無機顔料およびカーボンブラック顔料を挙げることができる。
また、顔料(B)とポリプロピレン樹脂(D)との界面自由エネルギーがそれぞれ40mN/m以下であることが必要である。更に30mN/m以下がより好ましく、20mN/m以下が特に好ましい。
上記界面自由エネルギーを調整するため、顔料の表面処理をしてもよい。
各試料の表面自由エネルギーは、液滴接触角法にて標準液を用いて各試料の接触角を測定し、Youngの式、Dupreの式、拡張Fowkesの式より求められる。標準液として非極性液体、極性液体、水素結合性液体の3種類の液体が必要であり、本発明においては非極性液体としてヘキサデカン、極性液体としてヨウ化メチレン、水素結合性液体として水を用いて測定した値を用いた。
本発明で用いられるポリプロピレンワックス(C)としてはポリプロピレン、エチレンとプロピレンとの共重合体(ランダムまたはブロック共重合体)の他、プロピレンとα−オレフィン(エチレンもしくはプロピレンを除く)との共重合体等のワックス、メタロセン系ポリプロピレンワックス等が挙げられる。または、これら共重合体を熱分解したワックスであってもよい。
上記α−オレフィンとしては1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、4−メチル−1−ペンテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン等が挙げられる。1−ブテン、1−ヘキセンが好ましい。
尚、本発明における滴点は、ASTM D 3954に準拠して測定した値である。
本発明においてポリプロピレン樹脂(D)は、樹脂成形品製造の際に、上記ポリプロピレン樹脂(D)着色用樹脂組成物と混合され、溶融混練、成形される希釈樹脂(被着色樹脂)として用いられ、熱可塑性樹脂(A)と同種でも良い。
また、ポリプロピレン樹脂(D)と顔料(B)との界面自由エネルギーは40mN/m以下であることが必要である。
プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体のα−オレフィンとしては、例えばエチレン、ブテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1等の炭素数2または4〜8のα−オレフィンが挙げられる。プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体におけるα−オレフィンの含有量は1〜49重量%が好ましい。
本発明で用いられるスリップ剤(E)は、樹脂成形品に適度な滑り性を与えるために、必要に応じて配合される。スリップ剤(E)としては脂肪酸アミドが好ましい。例えばパルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、べヘニン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、オレイルパルミトアミド、ステアリルエルカアミド等が挙げられる。
本発明のポリプロピレン樹脂用着色樹脂組成物におけるスリップ剤(E)の含有量は、0.1〜30重量%が好ましく、1〜20重量%が特に好ましい。上記範囲より少ないと十分な滑り性効果が得られず、逆に上記範囲より多いと着色樹脂組成物の加工が困難であるので好ましくない。
本発明のポリプロピレン樹脂(D)用着色樹脂組成物は、上記(A)〜(C)成分、または(A)〜(C)と(E)成分とを混合し溶融混練して得られる、いわゆるマスターバッチである。
混合、溶融混練方法としては、初めに(B)と(C)とを混合し溶融混練後、次いで(A)を添加して更に溶融混練しても良いし、または(A)、(B)、(C)を同時に混合し溶融混練しても良い。
更に、(B)を複数種類用いる場合は、まず、(B)1種類と(C)とを混合し溶融混練して溶融混練物を作製した後に、複数種類の(B)(C)溶融混練物を混合し再度溶融混練しても良い。
本発明の着色樹脂成形品は、上記ポリプロピレン樹脂(D)用着色樹脂組成物を、ポリプロピレン樹脂(D)で希釈して成形して得られる。成形方法は押出成形、射出成形、ブロー成形など何れであってもよい。押出成形としてはコンプレッション成形、パイプ押出成形、ラミネート成形、Tダイ成形、インフレーション成形、溶融紡糸等がある。
なかでも通常の押出成形よりも成形速度が速い高速押出成形(生産速度150rpm程度)や、コンプレッション成形、特に射出成形の約10倍の成形速度である高速コンプレッション成形(生産速度500個/分以上、好ましくは700〜900個/分)において本発明の構成は顕著な効果を奏する。
(実施例1〜4、比較例1〜4)
表2に示すように、黄色顔料および緑色顔料を各々ポリオレフィンワックスと1:1の比で蒸気3ROLLにて分散混練し、顔料分散体を得た。
得られた顔料分散体と、熱可塑性樹脂、酸化チタン、エルカ酸アミドを表2の比率でヘンシェルミキサーでプレミックスした後、スクリュー直径30mm、L/D(スクリュー径/スクリュー長さ)=38〜42の押出機に供給し、回転数250rpm、設定温度180〜200℃の条件で溶融混錬、押し出して、着色樹脂組成物を得た。
(押出成形)
上記マスターバッチ1部と、希釈樹脂としてポリプロピレン(プロピレン−エチレンブロック共重合体、MFR=10)12部とを混合し、Tダイフィルム成形機(東洋精機製)を用いて成形温度160〜200℃、回転数50rpmと150rpmで各々溶融押し出し成形し、膜厚50μmのフィルム状の成形品を得た。
上記マスターバッチ1部と、希釈樹脂としてポリプロピレン(プロピレン−エチレンブロック共重合体、MFR=10)12部とを混合し、コンプレッション成形機(東洋精機製)を用いて成形温度160〜200℃、生産速度800個/分にて溶融押し出しコンプレッション成形し、三次元構造の成形品を得た。
(成形品外観の評価)
成形品の表面を目視により観察し、色分かれによる外観不良を以下の基準で評価した。評価結果を表4に示す。
○:色分かれなし
△:色分かれによる外観不良ややあり
×:色分かれによる外観不良多数あり
PP:プロピレン−エチレンブロック共重合体、MFR=7
PP−WAX(ア):ポリプロピレンワックス(滴点:120℃、密度:0.89g/cm3、粘度(170℃):50mPa・s)
PP−WAX(イ):ポリプロピレンワックス(滴点:90℃、密度:0.88g/cm3、粘度(170℃):200mPa・s)
PP−WAX(ウ):ポリプロピレンワックス(滴点:90℃、密度:0.88g/cm3、粘度(170℃):1800mPa・s)
PE−WAX(エ):ポリエチレンワックス(滴点:105℃、密度:0.92g/cm3、粘度(140℃):1000mPa・s)
縮合アゾ:黄色顔料(C.I.Pigment Yellow 93)
ジスアゾ:黄色顔料(C.I.Pigment Yellow 180)
フタロシアニングリーン:緑色顔料(C.I.Pigment Green 7)
二酸化チタン:白色顔料(C.I.Pigment WHITE 6)
*WAXの滴点は、ASTM D 3954に準拠して測定した。
*WAXの粘度は、PE−WAXはブルックフィールド型粘度計、PP−WAXは精密回転粘度計を用いて測定した。
Claims (9)
- 熱可塑性樹脂(A)と、顔料(B)と、ポリプロピレンワックス(C)とを含むポリプロピレン樹脂(D)用着色樹脂組成物であって、
熱可塑性樹脂(A)と顔料(B)との界面自由エネルギーが40mN/m未満であり、
顔料(B)とポリプロピレン樹脂(D)との界面自由エネルギーが40mN/m以下であるポリプロピレン樹脂(D)用着色樹脂組成物。 - ポリプロピレンワックス(B)の滴点が、60℃〜160℃である請求項1に記載のポリプロピレン樹脂(D)用着色樹脂組成物。
- ポリプロピレンワックス(B)の密度が、0.87〜0.92 g/cm3である請求項1又は2に記載のポリプロピレン樹脂(D)用着色樹脂組成物。
- ポリプロピレンワックス(B)の粘度(170℃)が、1〜10000mPa・sである請求項1〜3いずれかに記載のポリプロピレン樹脂(D)用着色樹脂組成物。
- ポリプロピレンワックス(B)がメタロセン系ポリプロピレンワックスである請求項1〜4いずれかに記載のポリプロピレン樹脂(D)用着色樹脂組成物。
- 更にスリップ剤(E)を含む請求項1〜5いずれかに記載のポリプロピレン樹脂(D)用着色剤組成物。
- スリップ剤(E)が脂肪酸アミドである請求項6に記載のポリプロピレン樹脂(D)用着色樹脂組成物。
- 請求項1〜7いずれかに記載のポリプロピレン樹脂(D)用着色樹脂組成物と、ポリプロピレン樹脂(D)とを用いて得られる着色樹脂成形品。
- 高速コンプレッション成形品である請求項8に記載の着色樹脂成形品。
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