JP2022553012A

JP2022553012A - 増強された耐久性を有する色素及びそれを用いて作製された可塑性材料

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Publication number: JP2022553012A
Application number: JP2022523111A
Authority: JP
Inventors: エル－ショウバリー，モダッサー; ムンドル，リー・クリス; ワトソン，マーク・ビー
Original assignee: イネオス・ピグメンツ・ユーエスエー・インコーポレイテッド
Priority date: 2019-10-18
Filing date: 2020-10-15
Publication date: 2022-12-21
Also published as: US11891525B2; AU2020365572A1; WO2021074854A1; EP4045600A1; MX2022004648A; CA3154545A1; CN114729202A; BR112022007394A2; US20210130620A1

Abstract

本発明は、二酸化チタン材料の耐久性を増大させるための方法を提供し、この方法は、クエン酸及びアルミナ供給源を二酸化チタン粒子及び水の水性スラリーと混合して混合物を形成することであって、この混合物は、酸性ｐＨを有する；ならびに約７．５を超えないｐＨまでこの混合物のｐＨを上昇させて、アルミナコーティング二酸化チタン粒子を形成することを、含む。本発明はまた、ポリマー材料中に分散された本発明によって調製されたアルミナコーティング二酸化チタン粒子を含む、着色プラスチック物品も、提供する。

Description

本開示は、コーティングされた二酸化チタン（ＴｉＯ_２）粒子に関する。本発明はさらに、このような粒子を作る方法及び可塑性材料を着色するためにこのような粒子を用いる方法に関する。

優れたＵＶ光吸収性色素である二酸化チタン（ＴｉＯ_２）は、プラスチック産業において、プラスチックの耐久性を上げるために長い間用いられてきた。ＵＶ光の直接的な吸収によるプラスチックを構成するポリマーの分解は、ポリマー中に二酸化チタンを組み込むことによって、低減されるか又はなくなる。

光吸収に関連する分解の別の形態は、光触媒分解である。ＵＶ光に曝した後、少数の励起したＴｉＯ_２粒子は、エネルギーを有し得、これは、ＴｉＯ_２表面上の水及び酸素と相互作用し得る色素へと輸送される。この相互作用は、ヒドロキシル及びスーパーオキシドラジカルの形成をもたらす。次に、スーパーオキシドラジカルは、有機バインダーと相互作用することができ、それによって、バインダーを分解する。

塗料及びコーティング産業における光触媒分解に対する一般的解決法は、不活性酸化物によるＴｉＯ_２粒子の表面処理を（通常は、ＳｉＯ_２及び／又はＡｌ_２Ｏ_３によるカプセル封入によって）提供し、これは、光触媒カスケードが開始することすら防ぐ（すなわち、励起したＴｉＯ_２粒子と水／酸素との間の相互作用がない）。しかし、不活性酸化物によるＴｉＯ_２粒子のコーティングは、二酸化チタンがプラスチックの直接的な分解を防ぐ能力を損なう。

プラスチック製品における色素としての使用のために増強された耐久性を有する二酸化チタン材料について、当該分野ではなお需要が存在している。

発明の概要
本開示は、二酸化チタン材料の耐久性を増大させるための方法を提供する。本開示の方法は、色素材料としての、種々の製品、特に半耐久性プラスチック材料として指定されている製品における、使用に好適な、アルミナコーティング二酸化チタン粒子を提供する。本開示の方法は、強い耐久性と良好な操作特性とを、驚くべき低さのアルミナ包含レベルで併せ持つ材料を、提供する。

１つの態様において、本開示は、以下を含む、二酸化チタン材料の耐久性を増大させる方法を提供する：クエン酸及びアルミナ供給源を二酸化チタン粒子及び水の水性スラリーと混合して混合物を形成することであって、この混合物は、酸性ｐＨを有する；ならびに、約７．５を超えないｐＨまでこの混合物のｐＨを上昇させて、アルミナコーティング二酸化チタン粒子を形成すること。

特定の実施形態において、混合物中のクエン酸の量は、二酸化チタン粒子の重量に基づいて少なくとも約０．１重量％、例えば、二酸化チタン粒子の重量に基づいて約０．１％～約０．５重量％である。

特定の実施形態において、混合物中のアルミナ供給源の量は、二酸化チタン粒子の重量に基づいて少なくとも約０．５重量％、例えば、二酸化チタン粒子の重量に基づいて約０．５％～約３重量％である。アルミナの供給源の例としては、硫酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム又はアルミン酸カリウム、塩化アルミニウム、及びそれらの組み合わせが挙げられる。

ｐＨを上昇させる工程より前の上記混合物のｐＨは、代表的に、約５．５未満、例えば約１．０～約４．０である。ｐＨを上昇させる工程は、代表的に、ｐＨを約６．０～約７．５まで上昇させることを含む。

別の態様において、本開示は、ポリマー材料中に分散された、本明細書中で記載の方法によって調製されたアルミナコーティング二酸化チタン粒子を含む、着色プラスチック物品を提供する。

本開示は、非限定で、以下の実施形態を含む。

実施形態１：二酸化チタン材料の耐久性を増大させるための方法であって、以下：
ａ）クエン酸及びアルミナ供給源を二酸化チタン粒子及び水の水性スラリーと混合して混合物を形成することであって、この混合物は、酸性ｐＨを有する；ならびに
ｂ）約７．５を超えないｐＨまでこの混合物のｐＨを上昇させて、アルミナコーティング二酸化チタン粒子を形成すること
を含む、前記方法。

実施形態２：前記混合物中のクエン酸の量が、二酸化チタン粒子の重量に基づいて少なくとも約０．１重量％である、実施形態１～２のいずれか１項に記載の方法。

実施形態３：前記混合物中のクエン酸の量が、二酸化チタン粒子の重量に基づいて約０．１％～約０．５重量％である、実施形態２に記載の方法。

実施形態４：前記混合物中のアルミナ供給源の量が、二酸化チタン粒子の重量に基づいて少なくとも約０．５重量％である、実施形態１～３のいずれか１項に記載の方法。

実施形態５：前記混合物中のアルミナ供給源の量が、二酸化チタン粒子の重量に基づいて約０．５％～約３重量％である、実施形態１～４のいずれか１項に記載の方法。

実施形態６：前記アルミナ供給源が、硫酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム又はアルミン酸カリウム、塩化アルミニウム、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、実施形態１～５のいずれか１項に記載の方法。

実施形態７：前記混合物の酸性ｐＨが、約５．５未満である、実施形態１～６のいずれか１項に記載の方法。

実施形態８：前記混合物の酸性ｐＨが、約１．０～約４．０である、実施形態１～７のいずれか１項に記載の方法。

実施形態９：前記混合物のｐＨを、約６．０～約７．５のｐＨまで上昇させることを含む、実施形態１～８のいずれか１項に記載の方法。

実施形態１０：無機ホスフェート、ポリアルコール、アルカノールアミン、オルガノスルホン酸化合物、又はそれらの組み合わせから選択される１つ以上の表面処理によって二酸化チタン粒子を処理することをさらに含む、実施形態１～９のいずれか１項に記載の方法。

実施形態１１：ポリマー材料中に分散された、実施形態１～１０のいずれか１項に記載の方法によって調製されたアルミナコーティング二酸化チタン粒子を含む、着色プラスチック物品。

本開示のこれら及び他の特徴、態様及び利点は、下に簡潔に説明する添付の図面と共に、後述の詳細な説明を読むことから明らかとなるであろう。本発明は、上記の２つ、３つ、４つ又はそれ以上の実施形態の任意の組み合わせ、ならびに本開示に記載される任意の２つ、３つ、４つ又はそれ以上の特徴又は要素の組み合わせを、このような特徴又は要素が本明細書中の特定の実施形態の記載と明示的に組み合わされているか否かに関わらず、含む。本開示は、本発明の任意の分離可能な特徴又は要素が、その種々の態様及び実施形態のいずれかにおいて、文脈が反対の指示を明示しない限り組み合わせ可能であることが意図されるものと考えられるべきであるように、全体的に読まれることが意図される。

本発明を一般用語で説明したが、ここで、添付の図面に対し、以下のように参照する。

本発明の実施形態及び比較材料の耐候試験の結果を図解する。本発明の実施形態の耐候試験の結果を図解する。本発明の実施形態の耐候試験の結果を図解する。

発明の詳細な説明
本発明は、種々の実施形態を参照して、以下により完全に説明される。これらの実施形態は、本開示が徹底してかつ完全であるように、そして完全に本発明の範囲を当業者に伝えるように、提示される。実際に、本発明は、多くの異なった形態で実施され得るのであり、本明細書中に示される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が適切な法的必要条件を満たすように提示される。本明細書中及び添付の特許請求の範囲において使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」は、文脈が反対の指示を明示しない限り、複数の言及を含む。

Ｉ．二酸化チタン前駆体粒子
本開示の方法において使用される二酸化チタン（ＴｉＯ_２）前駆体粒子は、変更され得る。詳細には、粒子サイズ、粒子形態学、結晶多形、微結晶サイズ、孔サイズなどが、本開示の特定の実施形態において変更され得る。二酸化チタンベース粒子は、２つの結晶形態、すなわち通常は塩化物プロセス及び硫酸塩プロセスによって製造されるルチル型、及び通常は硫酸塩プロセスによって製造されるアナターゼ型で、商業的に製造されている。これらの両プロセスは、一般に、米国特許第ＲＥ２７，８１８号及び米国特許第２，５５９，６３８号（本明細書中で参照として組み込まれる）において記載される。本明細書中で記載される方法は、ＴｉＯ_２のアナターゼ多形及びルチル多形の両方を用いて実施され得る。

二酸化チタンは、ルチルの結晶構造を有しても、又はアナターゼの結晶構造を有してもよいが、二酸化チタンは、主にルチル形態であることが好ましい場合がある。この文脈において、「主に（ｐｒｅｄｏｍｉｎａｔｅｌｙ）」は、コーティング組成物中の二酸化チタン粒子の５０重量％より多くがルチル形態であることを意味することが意図される。１つ以上の実施形態において、二酸化チタンの約７５％以上、約９０％以上、約９５％以上、又は約９９％以上（重量％で）が、ルチル形態である。いくつかの実施形態において、二酸化チタン粒子は、実質的に純粋なルチル形態として特徴づけられ得、これは、ナターゼ結晶形態の含量が、約３重量％未満、約２重量％未満、又は約１重量％未満であることを意味する。二酸化チタンは、アナターゼ形態の二酸化チタンを全く含まなくてもよく、これは、アナターゼ結晶形態が結晶学によって検出不能であることを意味する。粒子の特性評価は、公知の技術、例えば、走査型電子顕微法（「ＳＥＭ」）、透過型電子顕微法（ＴＥＭ）、Ｘ線回折分光学（ＸＲＤ）、又は光拡散技術（例えば、ＭａｌｖｅｒｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＬｔｄ．，Ｕ．Ｋ．による動的光拡散）を用いて実施され得る。

前駆体ＴｉＯ_２粒子の粒子サイズは、本発明において特に限定されない。特定の実施形態において、前駆体ＴｉＯ_２粒子は、約０．１μｍ～約８μｍ、約０．２μｍ～約６μｍ、約０．５μｍ～約５μｍ、約０．６μｍ～約４μｍ、約０．７μｍ～約３μｍ、又は約０．８μｍ～約２μｍの平均一次粒子サイズを有する。平均サイズは、例えば、超音波処理の後に、ＭａｌｖｅｒｎＭａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ２０００などのレーザー回折粒子アナライザーによってサンプル試験を行うことにより、決定され得る。粒子の一次粒子サイズは、粒子を完全に囲む球の最小の直径をいう。本開示における使用に好適であり得る着色等級二酸化チタンの例は、米国特許第６，３４２，０９９号において提示されており、その開示は参照として組み込まれる。本明細書中に記載される範囲内の異なる平均粒子サイズを有する粒子の混合物を使用することもできる。

ＩＩ．処理プロセス
本開示のプロセスは、代表的に、前駆体二酸化チタン粒子の水性スラリーを、クエン酸（代表的に固体形態で又は水溶液の形態で使用される）及びアルミナ供給源（代表的に固体形態であるがアルミナ供給源の種類に依存して液体形態である可能性もある）と混合することによって実施される。スラリー中のＴｉＯ_２の濃度は、約５０ｇ／ｌ～約６００ｇ／ｌ、より代表的には約１５０ｇ／ｌ～４５０ｇ／ｌの範囲に及び得るが、より低いレベル及びより高いレベルもまた、可能である。

加えるクエン酸の量は、変更され得るが、代表的に、二酸化チタン粒子の重量に基づいて少なくとも約０．１重量％の範囲内であり、代表的な範囲は、約０．１％～約０．５重量％（例えば、約０．１５～約０．３５重量％）である。特定の実施形態において、クエン酸の量は、約０．５重量％未満、又は約０．４５重量％未満、又は約０．４重量％未満、又は約０．３５重量％未満、又は約０．３０重量％未満として特徴づけられる。本発明から逸脱することなく、他の有機酸、例えば、他のポリカルボン酸（１つより多くのカルボキシル官能基を有する酸を意味する）、そして特に、１つより多くのヒドロキシ官能基を有するポリカルボン酸などが、クエン酸と置換されてもよいことに、留意されたい。さらなる酸の例としては、ジヒドロキシマロン酸、酒石酸、リンゴ酸及びタルトロン酸が挙げられる。

アルミナ供給源は、硫酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム又はアルミン酸カリウム、塩化アルミニウム、及びそれらの組み合わせを含む例によって変更され得る。加えるアルミナ供給源の量もまた変更されてもよいが、代表的に、二酸化チタン粒子の重量に基づいて少なくとも約０．１重量％の範囲内であり、代表的な範囲は、約０．２５％～約３．０重量％（例えば、約０．５～約２．５重量％）である。特定の実施形態において、アルミナ供給源の量は、約３．０重量％未満、又は約２．５重量％未満、又は約２．０重量％未満として特徴づけられる。

クエン酸及びアルミナ供給源の添加の順序は、クエン酸がアルミナ供給源の前にもしくは後に、又はアルミナ供給源との混合物として、二酸化チタンに加えられるように、変更されてもよい。特定の実施形態において、まずクエン酸が二酸化チタンスラリーと完全に混合され、そしてこの混合物が、アルミナ供給源添加の前に、一定期間、例えば少なくとも約１０分間、時間をおかれてもよい。

クエン酸及びアルミナ供給源と混合する時点でのスラリーの温度は、好都合にも室温（約２０～約２５℃）であるが、少し高い温度、例えば約３０～約６０℃の範囲内の温度が使用されてもよい。より高い温度は、無定形に対してアルミナ結晶化度を促進する。この温度範囲は、代表的に、このプロセスを通して維持される。アルミナの結晶化を遅らせるためには、より低い温度が望ましい。

一旦この混合物が調製されると、この混合物のｐＨがモニタリングされ、そして必要に応じて、この混合物を酸性ｐＨにするように調整される。水性混合物のｐＨ混合物は、代表的に、約５．５未満、又は約５．０未満、又は約４．５未満、又は約４．０未満、又は約３．５未満であり、代表的に約１．０～約４．０のｐＨの範囲内である。全ての成分が混合された後、この混合物は、代表的には、一定期間、例えば、少なくとも約５分間又は少なくとも約１０分間又は少なくとも約１５分間（例えば、約５～約３０分間）、時間をおかれる。

その後、この混合物のｐＨは、塩基（代表的に水酸化ナトリウムなどの強塩基）のゆっくりとした添加（例えば、滴下）によって、約７．５に達するよりも高くないｐＨまで、代表的には、約６～約７．５、より代表的には約６．５～約７．０に達する最終ｐＨ範囲まで、上げられる。塩基のゆっくりとした添加のための時間の長さの例は、少なくとも約１５分間又は少なくとも約３０分間である。ｐＨ調整後、この混合物は、代表的には、一定期間、例えば、少なくとも約５分間又は少なくとも約１０分間又は少なくとも約１５分間（例えば、約５～約３０分間）、時間をおかれる。

二酸化チタン粒子上に析出する場合、アルミナが無定形形態であることが望ましい。アルミナ供給源を非常に酸性である混合物に添加し（上述のとおり）、次いでゆっくりとｐＨを上げることにより、アルミナは、無定形形態で析出する。ｐＨ又は温度を上げすぎた場合、アルミナの望まざる結晶化が生じ得る。

プロセスにおいて使用するアルミナの量の増加は、耐久性を増大し得るが、他の不都合な性質もまたもたらす。例えば、無定形アルミナは、非常に吸水性であるので、より高レベルのアルミナは、処理した二酸化チタン粒子が加えられるプラスチック物品に、例えばレーシング（ｌａｃｉｎｇ）のような問題の増大によって、悪い影響を与え得る。無定形アルミナ処理はまた、処理した粒子の流動性を低減する傾向があり、これは、操作性の問題をもたらし得る。

上記のプロセスは、アルミナコーティング二酸化チタン粒子を生じ、これは、上記のプロセスの完了後に、濾過されそして洗浄されてもよい。生じたアルミナコーティング二酸化チタン粒子は、驚くべき強いレベルの耐久性を示す。

また、二酸化チタン粒子は、当該分野で公知の１つ以上の化合物によって、さらに表面処理されてもよい。例えば、二酸化チタン粒子は、無機ホスフェート、ポリアルコール（例えば、トリメチロールエタン及びトリメチロールプロパン）、アルカノールアミン（例えば、トリエタノールアミン）、オルガノスルホン酸化合物（例えば、アルファオレフィンスルホネート（ＡＯＳ）化合物、例えば、式（Ｒ－ＳＯ_３）_ＸＭ^Ｘ＋を有する化合物であって、ここで、Ｒは、２～２２の炭素原子を有する飽和、不飽和、分枝鎖状、直鎖状又は環状の有機基を表し；Ｘは、１、２、３又は４であり；及びＭは、水素、金属イオン、アンモニウムイオン又は有機アンモニウムイオン、例えばプロトン化トリエタノールアミンを表す）、又はそれらの組み合わせによって、処理されてもよい。この表面処理は、本明細書中で記載されるプロセスの任意の時点で行い得るが、代表的に、アルミナによる処理後に行われる。

種々の材料による二酸化チタンの処理は、色素耐久性を増大させるための文献に記載されている。しかし、これらの公知のコーティング技術の多くは、シリカ又はリン含有材料（例えば、リン酸又はヘキサメタリン酸ナトリウム）の使用を必要とする。本開示においては、シリカもリン材料も必要ではない。特定の実施形態において、本開示の方法及び本開示のアルミナコーティング二酸化チタン粒子の両方は、シリカ及びリンの一方又は両方を、実質的に又は完全に含まないことが特徴づけられ得る。「実質的に含まない」は、「微量又は全く含まない」又は「意図的に添加しない」ことを意味し、また、痕跡量しか有さない及び／又は故意ではない量しか有さないことを意味する。例えば、特定の実施形態において、「実質的に含まない」は、アルミナコーティング二酸化チタン粒子の重量に基づいて、１．０ｗｔ％未満、０．５ｗｔ％未満、０．２５ｗｔ％又は０．０１ｗｔ％未満を意味する。

ＩＩＩ．使用例
本開示によって作られたアルミナコーティング二酸化チタン粒子は、プラスチック物品、例えば、半耐久性物品の範疇に入れられるものにおいて、色素としての使用のために、特に充分に適している。プラスチック物品の例としては、プラスチックシート及びフィルム（例えば、農業用フィルム及びシート、食品包装フィルムなど）及び不織布が挙げられる。このような物品において使用されるポリマー材料の例は、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）などの熱可塑性樹脂、ポリエチレン及びポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリスチレン、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）などを含んでもよい。

しかし、この粒子はまた、種々の他の用途、例えば、木製又はプラスチック製の物品（自動車部品を含む）、日焼け止め及び化粧用調合物、触媒製品、光電池、ゴムベースの製品、及びガラス製品を含む種々の物品のための表面コーティングなどにおいて、都合よく使用されてもよい。

本発明は、以下の実施例により、より完全に説明される。この実施例は、本発明を説明するために示されるものであり、本発明を限定すると解釈されるものではない。反対の指示がない限り、全ての部及び百分率は、重量部及び重量百分率であり、そして全ての重量百分率は、反対の指示がない限り、乾燥ベースで表されている（水含量除外することを意味する）。

実施例１
青い色の二酸化チタンスラリーを、４００ｇ／ｌに調整し、そして室温にて撹拌した。固体のクエン酸を、ＴｉＯ_２の重量に基づいて０．３重量％のクエン酸に達するために充分な量で加え、そしてこのスラリーを、１０分間にわたる時間置いておいた。固体の硫酸アルミニウム１６水和物（９７％活性）を、１０分間にわたって、ＴｉＯ_２の重量に基づいて１．８重量％のアルミナに達するために充分な量で加えた。この混合物を、さらに３０分間にわたる時間置いておいた。ｐＨを確認し、そして必要に応じて、２．９のｐＨに達するように調製した。濃水酸化ナトリウム（５０重量％に達する）を、少なくとも３０分間にわたる間、６．０のｐＨに達するまで、混合しながら滴下した。次いで、この混合物を、１０分間にわたる時間置いておいた。水酸化ナトリウムの滴下を、７．５のｐＨに達するまで再開した。次いで、この混合物を、１０分間にわたる時間置いておき、ｐＨを試験し、そして必要に応じて調整して、７．５のｐＨを維持した。このスラリーを、さらに約１０分間の間置いておき、次いで濾過し、そして洗浄した。このサンプルを、オーブン内で１１０℃にて一晩乾燥させた。乾燥サンプルを、有機性の、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）により、０．１５％ＴＭＰ（ＴｉＯ_２の重量に基づいて計算した）で処理した。サイズ縮小を、マイクロナイザー（流体エネルギーミル）上で達成した。

実施例２：耐候試験
耐候試験を行い、本発明によって調製した処理済ＴｉＯ_２粒子を、種々の他のＴｉＯ_２粒子材料と比較した。具体的には、上記の実施例１によって調製した（すなわち、０．３％クエン酸及び１．８％アルミナを用いて調製した）本発明の材料を、２ロットの市販の半耐久性二酸化チタン製品（本明細書中以後比較例１及び比較例２と呼ぶ）、ならびに高性能低耐久性ＲＣＬ１８８二酸化チタン製品（ＩＮＥＯＳＰｉｇｍｅｎｔｓから入手可能）及び高耐久性ＲＣＬ６９６二酸化チタン製品（ＩＮＥＯＳＰｉｇｍｅｎｔｓから入手可能）と比較した。サンプル調製及び耐候試験プロトコールを、以下に示す。

白色ＬＤＰＥ濃縮物－２０ｗｔ％ＴｉＯ_２色素：
各二酸化チタン材料について、１７５．５ｇ８．０ＭＩＬＤＰＥ樹脂中４３．９ｇＴｉＯ_２の乾燥混合物を手で混合し、次いで、ＲｈｅｏＭｉｘ３０００チャンバー及びＢａｎｂｕｒｙＭｉｘｉｎｇブレードを備えたＨａａｋｅＰｏｌｙＬａｂＯＳＴｏｒｑｕｅＲｈｅｏｍｅｔｅｒ上で調合した。ＲｈｅｏＭｉｘ３０００チャンバーを７５℃まで事前に加熱し、そしてローター速度設定点を５０ＲＰＭにした。チャンバーを閉じ、そしてこの混合物を、チャンバー温度設定点が１０５℃に上昇する前に、１．０分間にわたり加工した。混合トルクを、そのピークについて観察し、そしてサンプルを、このピークを越えてさらに３．０分間にわたって加工した。混合チャンバーから濃縮溶融物を取り出し、そしてＣｏｎａｉｒＧｒａｎｕｌａｔｏｒを用いて直ちにペレット化した。

１４ｗｔ％ＴｉＯ_２色素への希釈：
ペレット化した濃縮物を、未使用の８．０ＭＩＬＤＰＥと合わせ、そして手で転がして混ぜて、平均１４ｗｔ％ＴｉＯ_２色素を達成した。添加する未使用の８．０ＭＩＬＤＰＥの質量を、以下の式を用いて計算した。

フィルム製造：
１４ｗｔ％希釈を、８ｉｎハンガーフィルムダイを備えた２４：１（Ｌ：Ｄ）Ｋｉｌｌｉｏｎ１インチ押出機を通して加工した。溶融物を、クロムメッキの水で冷やした１０インチのロールシステムを用いてフィルムにキャスティングし、そしてクロムメッキの水で冷やした４インチのニップロールを通して供給して、１０インチ幅、２ミル厚の白いフィルムを製造した。押出機及びキャストフィルム取り出しシステムを、以下の条件下で操作した：
スクリュー速度（ＲＰＭ）：９０．０
温度（ゾーン１、ゾーン２、ゾーン３、クランプ、染料；℃）：１６５．５、１７６．７、１９３．３、２１２．８、２３２．２
取り出しモーター速度（ＲＰＭ）：４２．３
冷却ロール温度範囲（取出し口、℃）：１８．９～２１．２
フィルムを、２３℃及び相対湿度５０％にて暗環境チャンバー内で保存した。

フィルム露光（ＱＵＶ）：
フィルムを、Ｑ－ＬａｂＱＵＶ／ＳＥ内に取り付け、そしてＡＳＴＭＧ１５１及びＧ１５４によって、失敗するまで露光した。この試験における失敗は、フィルムの両表面を通る何らかの通り抜けとして定義される。

フィルム調製：
バルクのフィルムを、ＡＳＴＭＤ６２８７で指定される二重刃剪断カッターを用いて、１インチ×１０インチの標本に切断した（ベースライン設定に加えて各試験時間間隔につき１０枚の標本）。フィルムを、調製前及び調製後に、暗環境チャンバー内に２３℃及び相対湿度５０％にて保存した。

標本特性評価：
各標本を、厚みの変動を考慮し、Ｍｉｔｕｔｏｙｏ７３２６Ｓフィルム厚ゲージを用いて、長さに沿って４カ所で厚みを測定した。標本を、Ｄａｔａｃｏｌｏｒ６００分光光度計を用いて、Ｌ＊、ａ＊、及びｂ＊について評価した。引張試験を、空気を入れたゴムの薄フィルムグリップを備えたＩｎｓｔｒｏｎ４４６５において、ＡＳＴＭＤ８８２にしたがって実施した。

耐候性試験暴露：
耐候性試験（ＷＯＭ）マウンティングフレームの上に掛けた標本を、各末端で垂直に取り付け、そしてプラスチッククリップの位置で固定した。ＷＯＭ暴露を、ＡＳＴＭＧ１５５にしたがって実施した。

試験の結果を、図１に示す。この図面において、各時点に、リーチデータ点について示すエラーバーと共に、各サンプルを配置した（左から右へ、０時間、１００時間、２００時間、３００時間及び４００時間）。示されるとおり、本発明の半耐久性例は、ＷＯＭ試験ごとに、比較例１材料及び比較例２材料より優れた比較耐候結果を示し、そして高耐久性ＲＣＬ６９６ＩＮＥＯＳＰｉｇｍｅｎｔ製品と比較して同様の性能もしくはわずかな改善を示した。

実施例３：有機処理比較
実施例１と同じ基礎的なプロセスの後、サンプルを、ＴＭＰよりもむしろアルファオレフィンスルホネート（ＡＯＳ）を用いる有機処理によって、調製した。例えば、本明細書中に参照として組み込まれる米国特許第６、６４６、０３７号において示される、ＡＯＳ化合物及びＡＯＳ化合物を用いる処理方法を、参照されたい。サンプルを、２つの異なるＡＯＳ包含レベル（０．８０％及び１．２％、ＴｉＯ_２の重量に基づいて計算した）及び２つの異なるアルミナレベル（０．６％及び１．８％ＴｉＯ_２の重量に基づいて計算した）で調製した。

実施例２の耐候試験を、全てのＡＯＳサンプルに対して繰り返した。そして、結果を図２に示す。示されるとおり、実施例１のＴＭＰサンプルに匹敵する性能を提示するＡＯＳの使用が、図１に示される。

さらなる比較として、別のサンプルを実施例１にしたがって調製し、それを実施例２の耐候試験に供した。図３は、実施例１で記載されるように調製した１．８％アルミナＡＯＳサンプル及び１．８％アルミナＴＭＰサンプルを、並べて提示する。示されるとおり、耐候性能は、全てのサンプルについて非常に類似していた。

上述の説明及び添付の図面に提示された技術の恩恵を受けて、本発明の多くの改変及び他の実施形態が、本発明の属する分野の当業者によって想到されるであろう。したがって、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、改変及び他の実施形態が、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれることが意図される。特定の用語が本明細書中で使用されるが、これらは、一般的かつ記述的な意味のみで使用されており、限定の目的のものではない。

Claims

二酸化チタン材料の耐久性を増大させるための方法であって、以下：
ｃ）クエン酸及びアルミナ供給源を二酸化チタン粒子及び水の水性スラリーと混合して混合物を形成することであって、この混合物は、酸性ｐＨを有する；ならびに
ｄ）約７．５を超えないｐＨまでこの混合物のｐＨを上昇させて、アルミナコーティング二酸化チタン粒子を形成すること
を含む、前記方法。
前記混合物中のクエン酸の量が、二酸化チタン粒子の重量に基づいて少なくとも約０．１重量％である、請求項１に記載の方法。
前記混合物中のクエン酸の量が、二酸化チタン粒子の重量に基づいて約０．１％～約０．５重量％である、請求項２に記載の方法。
前記混合物中のアルミナ供給源の量が、二酸化チタン粒子の重量に基づいて少なくとも約０．５重量％である、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
前記混合物中のアルミナ供給源の量が、二酸化チタン粒子の重量に基づいて約０．５％～約３重量％である、請求項４に記載の方法。
前記アルミナ供給源が、硫酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム又はアルミン酸カリウム、塩化アルミニウム、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
前記混合物の酸性ｐＨが、約５．５未満である、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
前記混合物の酸性ｐＨが、約１．０～約４．０である、請求項７に記載の方法。
前記混合物のｐＨを、約６．０～約７．５のｐＨまで上昇させることを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
無機ホスフェート、ポリアルコール、アルカノールアミン、オルガノスルホン酸化合物、又はそれらの組み合わせから選択される１つ以上の表面処理によって二酸化チタン粒子を処理することをさらに含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
ポリマー材料中に分散された、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法によって調製されたアルミナコーティング二酸化チタン粒子を含む、着色プラスチック物品。