JP2009510213A - ポリマー粒子の被覆のための方法 - Google Patents

Abstract

ポリマー粒子の被覆のための方法であって、添加剤、ポリマーと相溶性である皮膜形成バインダー、および分散媒を含む組成物を粒子と接触させることと、バインダーが皮膜を形成することができ、かつポリマーの軟化温度Ｔ_ｐ未満である粒子温度で分散媒を除去することと、添加剤を含有するバインダーの層をポリマー粒子上に形成および固化させることとを含み、ポリマー粒子が、これらが組成物と接触される間および添加剤を含有するバインダーの層が形成および固化される間は相互運動を維持される、方法。
【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明

本発明は、ポリマー粒子の被覆のための方法であって、添加剤、皮膜形成バインダー、および場合により分散媒（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ ａｇｅｎｔ）を含む組成物をこの物体と接触させることと、添加剤を含有するバインダー層をこの物体の表面に形成および固化させることとを含む方法に関する。

この種の方法は国際公開第０３／０８７１９８号パンフレットより周知であり、ここでは、例えばノズルを通してまたは噴射剤を利用して分散液を噴霧することによって、添加剤およびバインダーの溶液または分散液をポリマー粒子に接触させている。その後、噴霧系の洗浄作用を有する液体がプラスチックペレットの存在下に噴霧される。この周知の方法により、均一に被覆されたプラスチック粒子を得ることができるが、例えば空気輸送を行う間は、粒子に加わる機械的な負荷が高くなる可能性があり、それによって被覆の一部または全部がポリマーペレットから剥がれる可能性があることがわかっている。

本発明の目的は、機械的な力に対する耐性が周知のものよりも高い被覆が得られる、ポリマー粒子の被覆のための方法を提供することにある。

この目的は、本発明に従い、バインダーがポリマーと相溶性であり、かつポリマー粒子が接触している間ならびに添加剤を含有するバインダーの層が形成および固化されている間はこれらが相対運動を維持することと、この接触および形成が、粒子の軟化温度Ｔ_ｐ未満である適用温度およびバインダーが皮膜を形成することができる温度で実施されることとにより達成される。

このようにして適用された被覆がポリマー粒子に非常に強固に結合していることと、多くの場合、ポリマー粒子の外面にバインダーおよびポリマーが混ざり合った境界層さえ形成されていることが見出された。

本明細書におけるバインダーおよび添加剤の混合物の固化とは、粒子上の混合物の層を、もはや粒子同士がくっつき合わず、かつこの層がもはや壁面上で剥がれない状態にすることを意味する。

混合物中に分散媒が存在しない場合は、例えば、バインダーをその軟化温度Ｔ_ｂ未満に冷却するかまたはバインダー中で反応（例えば重合）を起こすことによって固化を行ってもよい。これは、バインダー−添加剤混合物を粒子全体に均一に分布させるのに必要な時間が経過した後、例えば冷却ガス（例えば、空気または窒素）を吹き付けることにより容器内の温度を低下させることによって達成することができる。粒子の冷却は、それよりも低温の壁面に接触することによっても起こり得る。

混合物中に分散媒が存在する場合は分散媒を蒸発させ（通常、こうすることにより、バインダー−分散媒混合物の軟化温度が上昇する）、それと並行してまたはその後に、分散媒が存在しない場合にバインダーを固化させるための上述の手段を実施することによって固化を行ってもよい。

バインダーは、分散媒中に分散もしくは乳化させるかまたは溶解させてもよい。混合物または溶液中のバインダーのガラス転移温度は、通常、バインダー単独のＴ_ｂよりも低くなるであろう。分散媒を除去すると、実際のＴ_ｂは、分散媒を完全に除去した場合のバインダー単独のＴ_ｂまで上昇するであろう。バインダー中に少量の分散媒または溶媒が存在することがＴ_ｂを降下させるのに既に十分であることが見出された。このことによって、被覆される材料のＴ_ｐよりも高いＴ_ｂを有するバインダーを使用することもやはり可能になる。

分散媒は、バインダーの溶媒としての役割を果たすこともできる。

この方法は、バインダーが皮膜を形成することができる温度で実施される。この温度は、分散媒と混合されていてもいなくても、ＡＳＴＭ標準Ｄ２３５４に準拠して、各バインダー毎に測定することができる。この試験方法を実施するために必要な設備は市販されており、その例として、Ｒｈｏｐｏｉｎｔ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｌｔｄ．のＭＦＦＴ Ｂａｒが挙げられる。

このような温度においては、被覆すべき粒子が互いに接触した際にバインダーまたはバインダー−分散媒の組合せがこれらの上に均一に広がり、そして添加剤を含有するバインダー皮膜が形成されることが見出された。

好ましくは、分散媒を除去する際の温度をＴ_ｐより少なくとも５℃低くする。こうすることにより、ポリマー粒子の形状および堅さが確実に保持され、それによって、粒子が相対運動により相互に接触する際に、これよりも軟かいバインダー含有組成物に対し、後者がポリマー粒子の外面全体に均一に分布するのに十分な力が生じる。非晶質ポリマーの場合は、ポリマーの軟化温度Ｔ_ｐとしてガラス転移温度を用い、半結晶性および結晶性ポリマーの場合は、ＤＳＣを用いて毎分１０℃の昇温速度で測定された融点をこの温度として用いる。

分散媒を除去する際の温度を、バインダーの軟化温度であるＴ_ｂより少なくとも５℃高くし、しかしながらＴ_ｐよりも低くすることも好ましい。こうすることにより、分散媒のより多くの部分が除去されてポリマー粒子表面全体への組成物の分布にバインダーの粘度が重要な役割を果たし始めた場合も、上記粒子の相互接触の際に生じる力によってバインダーをポリマー粒子表面全体に規則正しく分布させるのに十分な軟らかさが確保される。

多くの場合、バインダーは、分散媒を吸収することによっても軟化する。このため、バインダーが十分に軟らかく維持されるのに十分に長い時間確実に分散媒が存在したままであり、それによってポリマー粒子が相互接触する際にそれを粒子表面全体に規則正しく分布させることができるという条件下であれば、バインダーの軟化温度が本方法を実施する温度より高い場合も本方法を実施することができる。このことは、より多量の分散媒を添加するかまたは分散媒から生じる蒸気をよりゆっくりと排出することによって達成することができる。好適な条件は実験的に容易に見出すことができる。

本発明による方法においては、ポリマー粒子が被覆される。この粒子は、押出機や他のポリマー加工設備の供給原料として用いられるようなペレットであってもよい（通例はそうであろう）が、所望により、より大きな粒子でも、たとえ物体であっても、本発明による方法を用いて被覆することができる。加工される好適なポリマー（多くの場合、添加剤と混合される）としては、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンポリマー、ポリアセタール、ポリスチレン等の熱可塑性ポリマーが挙げられる。

ポリマー粒子は、添加剤、ポリマーと相溶性である皮膜形成バインダー、および分散媒を含む組成物と接触される。

本方法は、慣用の添加剤、例えば、着色剤、滑剤、発泡剤、顔料、染料、酸化防止剤、熱およびＵＶ安定剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、剥離剤、ならびに難燃剤に好適である。特に本方法は、顔料や染料等の着色剤を含む被覆を施すのに好適である。その理由は、ポリマーペレットを加工する際に均一に着色された物体を得るためには、これらが被覆中に均一に分布していることが非常に重要であるということと、処理および輸送の際に着色剤が遊離すると非常に厄介であることとにある。組成物中に１種またはそれ以上の添加剤が存在してもよい。

好適な皮膜形成バインダーは、溶解、分散、または溶融加工を行うことによって互いに密着した薄層を得ることができる物質である。その例としては、オリゴマーおよびポリマーが挙げられる。

本発明による方法に使用される組成物中のバインダーが満たすべき追加要件は、これが粒子のポリマーと相溶性でなければならないことにある。

本発明の構成においては、バインダーが以下の試験の少なくとも１つに合格すれば相溶性であるとみなされる。

第１の試験においては、同量のポリマーおよび乾燥バインダーを混練機または押出機で溶融混合する。結果として得られた混合物の試料を標準的なＤＳＣパンに載せ、ＤＳＣ装置で毎分１０℃の昇温速度で加熱する。この加熱曲線において、バインダーおよびポリマー単独の対応する値の間に位置するガラス転移温度のピークが１つだけ認められた場合、バインダーはポリマーと相溶性であるとみなされる。

上述の試験に従いポリマー−バインダーの組合せが相溶性であるとみなすことができない場合は、以下の試験に付すことができる。

本発明による方法において使用しようとしているバインダーの分散液または溶液の所定量を、例えば低温粉砕によって得られた同量のポリマー粉末と混合してＤＳＣパンに載せる。次いで、合わせた材料をＤＳＣ装置で分散媒を蒸発させながらＴ_ｐまで加熱する。本発明の構成においては、２番目の加熱曲線において測定されたバインダーのガラス転移温度が、ポリマーと一緒に加熱したことによって、バインダーおよびポリマー単独のガラス転移温度の値の差の少なくとも５％上昇している場合も、バインダーおよびポリマーが相溶性であるとみなされる。

ほとんどのバインダー材料およびポリマー単独のガラス転移温度は周知であるが、所望により別々にＤＳＣ走査を行うことによって、これらを別々に測定することができる。

バインダーがポリマーと相溶性である場合、本発明による方法によって、バインダー層をペレットに非常に良好に接着させる境界層がバインダーとポリマーとの間に得られることが見出された。一般に、この境界層の厚さは少なくとも０．１μｍであり、その中にバインダーおよびポリマーの両方が存在している。

本組成物はさらに分散媒を含有している。この分散媒は、バインダーおよび１種または複数種の添加剤と併せて、これらの成分が（場合により、それ自体周知の分散剤を適用して）その中で安定な分散状態を形成することができるように選択される。分散剤がポリマーペレットの被覆中に存在すると、ペレット中のポリマーの特性およびこれから最終的に作製される物体の特性に望ましくない影響を与える可能性があるため、好ましくは分散剤を添加しないかまたは最小量で添加する。場合により必要とされる分散剤の量を最小限に抑えるためには、バインダーが親液性基を有すると有利である。

本組成物を介して特定量のポリマー粒子に接触されるバインダーおよび添加剤の量は、ポリマー粒子の被覆が所望の厚さならびに所望の添加剤およびバインダー含有量を有するように選択される。実際は、添加剤、バインダー、およびポリマー粒子全体に対する添加剤およびバインダーの合計の比率は、０．００１〜５重量％、好ましくは０．００１〜３（さらには１）重量％の間にある。下限値は、添加剤の最低限望ましい比率によって決まり、一方、上限値は、ポリマーの特性に及ぼされ得る悪影響に関し許容されるバインダーの最大量によって決まる。バインダー：添加剤比は、一般に、１：１０〜１０：１の間にあり、バインダーの相対量は、好ましくは、被覆層内に添加剤を十分に封入しかつ加工後のポリマー中に添加剤を十分に分散させるのに必要な量に限られる。一般に、約１：１の比であれば十分である。

ポリマーに対する被覆の比率がここに規定したものであり、かつペレットの大きさが慣用の０．５〜５ｍｍである場合、被覆層の厚みは典型的には１〜１０μｍとなるので、被覆中の少なくとも９０％の添加剤粒子の大きさは、好ましくは１０μｍ未満、より好ましくは５μｍ未満である。添加剤の粒子が分散媒に溶解しない場合は、好ましくは添加剤を所望の大きさにして分散媒に添加する。これらがしっかりと溶解する場合は、より大きな粒子から開始してもよく、これが溶解することによって自動的に大きさが小さくなり、分子レベルにさえなるであろう。

こうした理由から、組成物中のバインダー粒子の大きさは、不溶性の添加剤のそれよりも広い範囲から選択することができる。その上限値は、バインダー粒子が分散媒中で（場合により許容可能な量の分散剤を適用して）安定な分散状態を形成しなければならないという要件によって定まる。他の要件は、一般にそれよりも厳しくないが、ポリマー粒子の大きさによって課せられるものである。バインダーをその軟化温度を超える温度でポリマー粒子全体に効果的に広げるためには、バインダー粒子の大きさは、好ましくは最大でもポリマー粒子の大きさの５０％、より好ましくは最大でも３０％とする。

バインダーが分散媒に可溶な場合は、添加剤に関し上述した理由から、組成物中により大きなバインダー粒子を使用することができる。

バインダーは、好ましくは、添加剤に対し不活性であり、それによって添加剤は、被覆中でも依然として所望の特性を示す。バインダーおよび添加剤は、組成物中に別々に存在してもよいが、添加剤が既にバインダーに混合されていることも可能である。後者の場合は、一般に、組成物中で安定な分散状態を得るために必要な分散剤が低減されるとともに、分散媒の所要量を低減させることが可能になるため、有利である。

この組成物がポリマー粒子と接触され、そして分散媒が除去されると、それによって、添加剤を含有するバインダーの層が粒子上に残留する。この接触は、例えば、容器内で粒子上に組成物を注ぐかもしくは噴霧するかまたはそれ以外の方法で粒子を組成物で湿らせることによって実施することができる。これは段階的に行ってもよく、その都度組成物の一部を粒子に供給し、分散媒を例えば蒸発によって除去した後に次の分を、というようにして、組成物全体が供給されるまでこれを続ける。粒子は、組成物と接触される前に既に所望の温度を与えられていてもよく、粒子内に存在する熱によって分散媒が蒸発する。さらに、蒸発を促進するために、例えば熱風を用いるかまたは熱放射によって追加の熱を供給してもよい。

分散媒を除去する間は、粒子に相対運動を維持させながら、粒子を組成物の一部（これは液体であり、粒子から滴となって垂れてくるであろう）とも繰り返し接触させる。このようにして、組成物全体ならびにその中に存在する量の添加剤およびバインダーが粒子に適用されると同時に、粒子同士がくっつき合うことさえ防止される。粒子上に存在する組成物は、依然として許容可能な量を超える分散媒が存在することと、バインダーがその軟化温度を超える温度で存在することとにより、粘着性を有する可能性がある。

この方法は、バインダーが皮膜を形成することができる温度で実施される。この温度は、分散媒と混合されていてもいなくても、ＡＳＴＭ標準Ｄ２３５４に準拠して、バインダー毎に測定することができる。この試験方法を実施するために必要な設備は市販されており、その例として、Ｒｈｏｐｏｉｎｔ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｌｔｄ．のＭＦＦＴ Ｂａｒが挙げられる。

このような温度においてポリマー粒子が相対運動することによりこれらが互いに接触することの機械的作用により、被覆すべき粒子が互いに接触する際にバインダー−分散媒の組合せ中のバインダーがこれらの上に均一に広がり、添加剤を含有するバインダーの皮膜が形成されることが見出された。

本発明による方法のステップの１つは、添加剤含有バインダー層をペレット上で固化させることである。これは、この層の粘着性が低減されて、ペレットを互いに付着させている力がせいぜい振盪や撹拌などの小さな機械的荷重をかければペレットが分離するであろう程度まで小さくなることを意味すると理解される。このような小さな機械的荷重とは、例えば、包装体への注入もしくはそこからの注出または貯蔵用ドラム缶への充填もしくはそこからの排出であろう。

バインダー層が固化された場合に限り、維持していた粒子の運動を停止して、被覆された粒子を、被覆を行っていた空間から取り出す。この方法を実施する際に、被覆された粒子の相互の付着性を低減させることができる方法が幾つかある。１つの可能性は、使用されるバインダー組成物の軟化温度がペレットの温度よりも高くなる量の分散媒を蒸発させることである。他の可能性は、ペレットの温度をバインダー組成物の軟化温度未満に下げることである。バインダーがポリマーに可溶である場合は、粒子のポリマーがバインダー中にある程度溶解し始めることとなり、それによってバインダーの軟化温度が上昇するであろう。他の実施形態においては、バインダー分子同士またはバインダー分子とポリマーとが重合することによって付着性が改善される反応性バインダーが使用される。層を固化させるために選択される方法に応じて、溶媒は上記固化の前、途中、後に除去される。組成物が接触される温度を上昇させることと、任意的な気体または空気流（これと一緒に組成物が供給されるかまたは場合によりこれによって流動層が維持される）を用いることとが上記除去を助ける。

粒子の運動の維持は、周知の方法で実施することができる。例えば、粒子を底部から上方に吹き上げる空気または不活性ガスを（所望により選択された温度に加熱して）使用して流動層を維持することが挙げられる。場合により、被覆に使用される組成物もこの空気と一緒に供給することが可能であるが、この組成物を頂部または側部から供給することも可能である。好ましくは、粒子は、撹拌ギアによって運動を維持され、次いで、好ましくは、バインダーの軟化温度Ｔ_ｂ未満の温度に冷却される。

添加剤を含むバインダーの固化層が粒子上に形成された後も、この層は依然として粒子を互いに結合させる傾向を幾らか有している可能性がある。しかしながら、その場合は、一般に、もはや粒子が設備の平滑面（金属、ガラス、またはセラミックス）上で剥がれることはない。

粒子の粘着性が例えば上述の方法の１つに従うことにより許容可能な水準まで低下した後は、維持させていた運動を停止してもよく、また、温度を低下させてもよい。温度をＴ_ｂの領域、例えばそれよりも約５℃高い温度まで低下させた時点で相対運動を停止させても、その結果として、粒子を再び分離させるのに例えば振盪または軽い撹拌といった小さな機械的荷重で十分なほど軽い相互接着しか生じないことがわかった。これは、バインダー層が依然として分散媒を最大で１０、５、または２重量％含んでいる場合にさえ起こる。許容可能な温度および水分含有量は分散媒およびバインダーの組合せに依存するが、実験的に簡単に決定することができる。

バインダーが非晶質ポリマーである場合は、バインダーの軟化温度Ｔ_ｂとしてガラス転移温度を用い、バインダーが半結晶性または結晶性ポリマーである場合は、これを融点とすることが好ましい。バインダーが分散媒に溶解する場合は、バインダーが分散媒に溶解する温度を超える温度から開始すべきである。分散媒が除去されるに従い濃度が上昇することによってこの溶解温度が上昇するであろう。そして特定の最小濃度においては、バインダーのガラス転移温度または融点が決定要因となるであろう。したがって、バインダーの分散媒溶液を用いる場合は、バインダーが運動している粒子全体に広がって分布することが可能となる条件を維持するために、粒子の温度をその時点において該当する温度よりも常に高くすることが必要になるであろう。分散媒除去工程の開始時においては、これは溶解温度であり、その終了時においては、これは上記軟化温度となる。壁面および使用される任意の撹拌ギアへの付着を防止するために、好ましくは壁面の温度を粒子の温度および組成物の温度（これらは原則として同じである）よりも常に低くする。

バインダーは、被覆を適用した後の溶融工程においても依然としてポリマーと均一に混合できるように選択される。したがってバインダーは、好ましくは熱可塑性ポリマーであり、被覆工程の間、架橋は全くまたはわずかしか起こらない。

バインダーは粒子のポリマーと併せて選択され、このポリマーと相溶性であるという要件を満たさなければならない。さらにバインダーは、既に前述したことではあるが、皮膜を形成できることが必要であると同時に、適用される添加剤にいかなる望ましくない影響も与えるべきではない。

本発明による方法を用いて添加剤含有被覆をポリアミド、ポリエステル、およびポリエーテルに適用するのに好適なバインダーとしては、例えば、ポリオキサゾリン（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ．のＡｑｕａｓｏｌ（登録商標）等）およびアルコール、カルボン酸、アミン、またはイソシアネートから選択される２個の反応基を有するモノマーを重合させることによって調製される樹脂が挙げられる。適用されるモノマーの少なくとも一部は、バインダーの乳化または溶解を可能にするのに十分な分散媒との親和性を有するべきである。この種のバインダーの好適な例としては、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、およびこれらの組合せ等のポリエーテルが挙げられる。重合後に、樹脂および分散媒の両方と親和性のある物質を添加することも可能である。その例として、分散媒である水との親和性を有するポリエチレンオキシドブロックとのブロック共重合体が挙げられる。イソシアネートを用いてこれらの基を封止することにより、一部のみを重合させることも可能である。このようにすると、バインダーが適用される際の分子量がより低くなり、したがって、ペレット全体に分布させることがより容易になる一方で、被覆後にさらに重合させることが可能となり、また、被覆されたポリマーとの結合の中に入り込むことさえ可能となり、その結果として混合状態が改善され、ペレットはもはや粘着性を有しなくなるという利点がある。

ポリカーボネートのペレットおよびその異なる形状の物体の被覆ならびにポリエステルにはＮｅｏｘｉｌ ００１０（登録商標）（ＤＳＭ）が特に好適であることがわかった。これを用いて被覆されたペレットを加工した後のポリマーは、その濁りのなさ（ｃｌａｒｉｔｙ）を完全に保持していることがわかった。

本発明による方法を用いてポリオレフィン上に添加剤含有被覆を適用するのに好適なバインダーは、変性ポリオレフィン（好ましくは、酸化または親液性基でグラフトされている）、ＥＶＡ、またはＰＶＡのエマルジョンであり、場合により、より機械的強度の高い被覆を得るために、ポリエステル、ポリウレタン、またはエポキシ樹脂のエマルジョン（例えばＮｅｏｘｉｌ（登録商標）のブランド名（ＤＳＭ）で入手可能なものなど）と混合される。ＬＬＤＰＥのエマルジョンも、この材料の融点が他の多くのポリオレフィンよりも低いことから好適である。さらなるバインダーとしては、乳化重合によって調製されるポリスチレンやポリブタジエン等が非常に好適である。それは、これらがエマルジョンとしてそのまま利用できるためである。シルウェット（Ｓｉｌｗｅｔ）（登録商標）添加剤（クロンプトン（Ｃｒｏｍｐｔｏｎ））の１種またはビックヘミー（Ｂｙｋ Ｃｈｅｍｉｅ）の添加剤の１種（Ｂｙｋ３３１から３４８の群の一部）などの湿潤剤を添加すると、ポリオレフィンやスチレンポリマー等の疎水性ポリマーを使用する場合のペレットのぬれが向上する。

ポリスチレン、ＨＩＰＳ、ＡＢＳ等のスチレンポリマーは、ポリオレフィンと同じバインダーで被覆してもよい。ポリビニルピロリドンの水溶液がナイロン−６ペレットの被覆に特に好適であることが見出された。

本発明を以下の実施例により例示するが、これらに限定されるものではない。

被覆されたペレットおよび混合機に対し以下の試験を実施した：
・混合機、ドラム、および撹拌機の付着物の観察。
・混合機の水による清掃のしやすさ。湿った布で混合機内面の狭い部分を擦り、その表面および布を観察する。
・清掃を行わずに被覆サイクルを繰り返した後の混合機の付着物。
・被覆されたペレットの機械的強度。金属缶の中でペレットをハンマーで叩き、缶およびハンマーの表面を観察する。
・試料から試験板への射出成形。色の一様性を試験し、ペレットから押出成形によって作製された試験板の色と比較する。

［実施例１］
加熱された回転ドラム（４２ｒｐｍ）および撹拌機（４５０ｒｐｍ）を有するアイリッヒ（Ｅｉｒｉｃｈ）ミキサーにアクロン（Ａｋｕｌｏｎ）Ｋ２２２−ＫＧＶ４ナイロン−６を１０００ｇ充填する。ペレットは白色であり（Ｆ８．０４．８１．ＬＰ）、白色顔料（ＴｉＯ_２）以外にガラス繊維および難燃剤を含んでいる。ペレットを１３０℃に加熱し、この温度に到達した後、被覆用分散液２５グラムを加える。ポリアミドの分解を防ぐため、弱い窒素気流をドラム内に導入する。この被覆用分散液は、染料（Ｍａｒｃｏｌｅｘ Ｒｅｄ ＥＧ、サンドプラスト（Ｓａｎｄｏｐｌａｓｔ）Ｏｒａｎｇｅ ３Ｇ、またはＭａｃｒｏｌｅｘ Ｂｌｕｅ ＥＲ）１．００グラムおよびＡｑｕａｚｏｌ２００（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ Ｉｎｃ．）２．５０グラムを水２１．５ｇ中にウルトラタラックス（ｕｌｔｒａｔｕｒｒａｘ）Ｔ２５ローター−ステーター混合機を用いて混合することにより調製される。

１０分間混合した後、アイリッヒの内容物を排出し、被覆されたペレットを金属容器に回収する。

［実施例２］
Ａｑｕａｚｏｌ ２００に替えてＰＶＰ Ｋ３０を用いて実施例１を繰り返した。

［比較実験Ｉ］
ａｅｒｏ ｃｏａｔｅｒ Ｓｔｒｅａ−１にアクロンＫ１２３を１０００グラム充填し、６５℃（１４０ｍ^３／ｈ）の空気を注入してペレットを加熱した。水を噴霧して出口温度を４５℃に調節した。温度が安定化した後、被覆用分散液を約１５分以内に適用した。

［比較実験ＩＩ〜ＶＩ］
ディオスナ（Ｄｉｏｓｎａ）高速ブレンダーにアクロンＫ１２３ナイロン−６ペレット４ｋｇを充填し、ペレットを１３０℃に加熱した。次いで、この混合物に、溶融ワックス３０．０ｇ、白色顔料（ＴｉＯ_２）２０．０ｇ、および黒色顔料（ブラックパールズ（Ｂｌａｃｋ ｐｅａｒｌｓ）８８０）４．０ｇを含む高温の混合物を加え、１０００ｒｐｍで１０分間混合した。同様に、ヘキストワックス（Ｈｏｅｃｈｓｔ Ｗａｃｈｓ）ＰＰ２３０バインダーを用いて、５グラムのＭａｃｒｏｌｅｘ ｂｌｕｅ ＲＢを２０グラムのワックスに加えた分散液／溶液で４ｋｇのナイロン６を被覆した。この顔料混合物はＨａａｋｅブレンダーで調製した。以下のワックスについて試験を行った；
ステアリン酸カルシウム、ＬＤＰＥワックス、エルカミド（Ｅｒｕｃａｍｉｄｅ）、アクラワックス（Ａｃｒａｗａｘ）Ｃ、およびヘキストワックスＰＰ２３０。

１０分間被覆を行った後、ブレンダーを冷却し、生成物の温度が７０℃になった時点で排出した。

実施例１〜２および比較実験Ｉ〜ＶＩの結果を表１にまとめた。

［実施例３］
１０００ｇの量のポリカーボネートＸａｎｔｈａｒ ＰＣ ２４Ｒを中華鍋で加熱し、へらでかき混ぜる。次いで、被覆用分散液を加え、熱風機で発生させた熱風を流して水分を除去する。着色被覆を行った後、バインダー分散液１、２、３、および４と一緒に上塗りを施した。被覆を行う前のペレットの温度は約１４０℃であった。

バインダー分散液１；Ｍａｃｒｏｌｅｘ ｙｅｌｌｏｗ ６Ｇを２．５００３ｇ、Ｎｅｏｘｉｌ ００１０バインダー（ＤＳＭ Ｒｅｓｉｎｓ、４０％ポリウレタン分散液）を６．１８ｇ。上塗りＮｅｏｘｉｌ ００１０バインダーを３．１１ｇ。
バインダー分散液２；Ｍａｃｒｏｌｅｘ ｙｅｌｌｏｗ ６Ｇを２．５００１ｇ、Ｎｅｏｘｉｌ ０２０８バインダー（ＤＳＭ Ｒｅｓｉｎｓ、４０％ポリプロピレンワックス分散液）を８．０１ｇ。上塗りＮｅｏｘｉｌ ０２０８を３．０８ｇ。
バインダー分散液３；Ｍａｃｒｏｌｅｘ ｙｅｌｌｏｗ ６Ｇを２．４９９８ｇ、ＰＶＰ Ｋ−９０を３．００ｇの水４２ｇ中溶液。上塗りＰＶＰ Ｋ−９０を２．００ｇの水２８ｇ中溶液。
バインダー分散液４；二軸押出機で調製されたコンパウンド、Ｍａｃｒｏｌｅｘ ｙｅｌｌｏｗ ６Ｇを０．２５％含むポリカーボネート。

この材料を乾燥し、標準的な条件である２９０℃および厳しい（ａｂｕｓｅ）条件である３２０℃で、機械内の滞留時間を５分間として射出成形することによって試験板を調製した。この試験板を目視検査により比較する。

バインダー分散液１および４からは完全に濁りがなく透明な試験板が得られる。１および４は見分けがつかない。

バインダー分散液２を用いた板は不透明であり、したがって明らかに異なっている。バインダー分散液３を使用した板も同様にやや不透明である。厳しい条件下においては、実験２および３の板は幾分薄黒くなり、また濁りも幾分増加したように見える。

［実施例４］
６種類の異なる色の分散液を用いて広範囲に異なる色の試験板を調製した。白色着色剤は、まずＮｅｏｘｉｌ ００１０被覆用分散液を作製する樹脂中に乳化させることによって分散させた。この乳化工程は、樹脂中に存在するＴｉＯ_２を用いても可能であった（樹脂中５０％（ｍ／ｍ）Ｔｉｏｎａ ＲＬ−９１）。ブラックパールズ８００を５０グラムおよびｎｅｏｘｉｌ ００１０を２００グラムの分散液を４００ｂａｒの高圧ホモジナイザーを通過させることにより黒色の分散液を調製した。染料２０グラムを、分散剤を用いることなく水８０グラム中に均質化させることによって染料分散液を調製した。

こうして作製されたペレットの組成を表２に示す。

透明および不透明色（ｆｉｌｌｅｄ ｃｏｌｏｒ）の両方の板を調製することができる。

成形後の着色剤の分散および分布は良好である。

よりバインダー含有量の高いペレット（１３、１４、および２１）は、乾燥中に粘着する傾向にある。

試料を加熱するかまたはＰＶＰで上塗りすることによって粘着を低減することが可能であった。

電子顕微鏡観察により試料２１を調査した。

写真１においては、被覆中およびポリマー中にＴｉＯ_２着色剤が分布していることが認められる。バインダーおよびポリマーが互いに混ざり合ったため、被覆とポリマーとの急激な境目がない。これにより、非常に良好な付着が得られる。

表２の被覆されたポリマーペレットをアルミニウムカップに載せ、ハンマーで叩く。着色剤がアルミニウムやハンマーに付着することなく、ペレットを円盤状に平らにすることができる。

［実施例５］
ブランソン（Ｂｒａｎｓｓｏｎ）超音波浴に入れた小型ビーカー内で、０．９９グラムの量のＨＰ ｕｌｔｒａ滑石をアセトン３．４グラムに分散させた。次いで、Ｎｅｏｘｉｌ ００１０を５．０グラムおよび水５０グラムをこの分散液中に混合した。

この被覆用分散液を実施例４で説明した中華鍋内でアーニテル（Ａｒｎｉｔｅｌ）ＫＰ３１３９３５５０（ＤＳＭ ＥＰ）１０００グラムに適用した。これにより、乾燥後に、被覆されたアーニテル１００３グラムが得られる。滑石は表面に非常に良好に付着しており、ペレットを取り扱う際にも粉塵／微粉は生じない。成形後のポリマー中には滑石が良好に分散および分布している。

［実施例６］
この実施例においては、５％の量の顔料および５％の量のバインダーでナイロン６を被覆する。ＰＶＰ Ｋ１５およびＰＶＰ Ｋ２５ １００グラムを水１００グラム中に溶解した溶液を調製した。次いで、赤色酸化鉄顔料１００グラムを各溶液にゆっくりと加え、分散させた。顔料の大半を添加すると、これ以上顔料を分散させることが難しくなってきた。この時点でディスパービック（ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ）１９０を２滴（約０．１ｍｌ）および残りの顔料を加えた。いずれの分散液も注ぐことが可能であったが、ＰＶＰ Ｋ２５の分散液は非常に粘性が高い。

６０グラムの量の上述の分散液を中華鍋の中でアクロン Ｋ１２３ペレット３６０グラムに加え、へらでかき混ぜた。次いで、この系を熱風で乾燥させた。ＰＶＰ Ｋ１５の分散液の場合は、ペレットが乾燥した後に粉塵が中華鍋の外に吹き飛ばされる。また、粒子をハンマーで叩くと被覆の一部が欠ける。ナイロンの破損した面はやはり赤色であるか一部赤色である。ＰＶＰ Ｋ２５の場合は、被覆工程においては、中華鍋の表面から薄片が多少剥がれただけで微粉は生じない。ペレットをハンマーで叩いて平らにすると、材料が多少欠ける。

ＰＶＰ−Ｋ１５は分子量が低いので非常に脆く、機械的な力で容易に磨損して微粉になる。

［実施例７］
上に説明する被覆用分散液６グラムおよび水５４グラムを混合することによって少量の被覆を適用した。今回は、希釈された着色剤６０グラムを用いてアクロンＫ１２３ ３９６グラムを中華鍋の中で被覆し、それによって着色剤が約０．５％担持された。この場合、被覆されたペレットは非常に強固であり、被覆工程中における粉塵はＰＶＰ Ｋ１５バインダーを用いてさえも形成されなかった。

ペレットはハンマーで平らにすることができ、着色剤の剥離は目視では観察されなかった。

［実施例８および比較実験］
写真２は、被覆されたペレット１００グラムを１リットル瓶に詰め、次いで、これを手で激しく振ったものの写真である。各瓶を前後に１００回ずつ振った。
Ａ）顔料０．５％を担持させた、ＰＶＰ Ｋ１５ ０．５％を含む実施例７のペレット。
Ｂ）比較、顔料５％およびＰＶＰ−Ｋ１５を５％の被覆で被覆されたペレット。
Ｃ）Ｍａｃｒｏｌｅｘ Ｂｌｕｅ ＲＧを０．１２６％および固形Ｎｅｏｘｉｌ ００１０ ０．２５％を含む、表２の試料１１によるペレット。
Ｄ）比較、Ｍａｃｒｏｌｅｘ Ｂｌｕｅ ＲＧを０．１２５％およびヘキストワックスＰＰ２３０を０．５％で被覆したペレット。

Claims (10)

1. ポリマー粒子の被覆のための方法であって、
   前記粒子を、添加剤、前記ポリマーと相溶性である皮膜形成バインダー、および分散媒を含む組成物と接触させることと、
   前記バインダーが皮膜を形成することができ、かつ前記ポリマーの軟化温度Ｔ_ｐ未満である粒子温度で前記分散媒を除去することと、
   前記ポリマー粒子上に添加剤含有バインダー層を形成および固化させることと
   を含み、前記ポリマー粒子が、これらが前記組成物と接触されている間ならびに前記添加剤含有バインダー層が形成および固化されている間は相対運動を維持される、方法。
2. 固化が、前記バインダーの軟化温度Ｔ_ｂが上昇して前記粒子温度を超えるまで前記分散媒を除去することによって起こる、請求項１に記載の方法。
3. 前記ポリマーが、前記バインダーに可溶である、請求項１に記載の方法。
4. 前記バインダーが、それ自身または前記ポリマーと反応性を有する、請求項１に記載の方法。
5. 前記分散媒を除去する際の前記粒子温度が、Ｔ_ｐより少なくとも５℃低い、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記分散媒を除去する際の前記粒子温度が、Ｔ_ｂより少なくとも５℃高いが、Ｔ_ｐよりも低い、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 添加剤、バインダー、およびポリマー粒子全体に対する添加剤およびバインダーの合計の比率が、０．００１〜５重量％の間にある、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記バインダーが、分散媒に可溶である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記添加剤が前記バインダーに混合されており、かつ前記バインダーが前記分散媒に不溶である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法に従い被覆されたポリマー粒子を、前記ポリマーの融点を超える温度で加工する、添加剤を含有するポリマー物体の調製方法。