JP2682522B2 - 合成樹脂用粒状着色剤及びその製造方法 - Google Patents

合成樹脂用粒状着色剤及びその製造方法

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    • C09B67/0097Dye preparations of special physical nature; Tablets, films, extrusion, microcapsules, sheets, pads, bags with dyes

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性成形用樹
脂に対する粒状の着色剤に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、熱可塑性成形用樹脂に対する着色
剤としては、粉末状(ドライカラー)、粒状(グラニウ
カラー)、液状(リキッドカラー)、更には、樹脂中に
着色剤を高濃度に練り込んだマスターバッチと言われる
ものがある。
【0003】前記粉末状のドライカラーは、価格が安く
製造も簡単であるという長所はあるものの、粉末状のた
め、着色剤の飛散による、作業環境、成形機、作業者等
への汚染が最大の欠点であり、このため次第に使用され
なくなってきている。
【0004】粒状のグラニウカラーには、ソフト型とハ
ード型とがある。ソフト型のグラニウカラーは、輸送
中、及び成形時の成形用樹脂との混合時に混合機に投入
するまでは粒状のままであり、飛散しないと言われてい
る。しかし、実際には、その一部は粉体となり、更に、
成形用樹脂との混合機内では容易に粉状のドライカラー
となり、混合機内や成形機ホッパー付近の汚染の防止が
困難であるという欠点を有する。又、このソフト型のグ
ラニウカラーを製造するには、着色剤に分散剤を添加、
混合してドライカラーを作った後、油やワックスを添加
し、適当な混合羽根付混合機(スーパーミキサー等)で
適度な回転数で適度な時間混合することで、粒状着色剤
として製造されるのであるが、このようにして製造され
るソフト型ドライカラーは、粒径が極度に不揃いとなる
点と、前記したように作業者の手や機械に付着し、汚染
するという欠点があり、次第に使用されなくなってきて
いる。
【0005】一方、ハード型のグラニウカラーは、樹脂
やワックスで固めた粒状カラーであり、ソフト型のよう
に輸送時や混合機内で粉体となるといったこともなく、
成形機内における加熱により溶融するものである。しか
しながら、このハード型のグラニウカラーは、全体が高
度に固められており、又、後述するマスターバッチの場
合よりも着色成分が更に高濃度であることから、溶融不
良により成形用樹脂に対する分散不良が発生しやすい。
しかし、この従来のハード型のグラニウカラーの最大の
欠点は、製造工程が複雑なことである。即ち、従来のハ
ード型のグラニウカラーの製造方法は、 (1)染料、又は顔料等の着色成分に分散剤を添加、混
合し、ドライカラーを作る。 (2)ニーダー等を使用し、水、油、液状樹脂、固型樹
脂、ワックス等を添加し、混練りでペースト状にする
(但し、粉体のままの場合もある)。 (3)造粒機(ウドンやソーメン等を作る一般にミンチ
式と言われる押出機、又はそれに加熱ヒーターで加熱す
る。)で糸状に押し出し、これを切断してペレット状物
を作る。 (4)一般に、マルメライザー等と言われる整粒機で粒
状に揃える。 (5)篩で大粒と粉末を除外し、粒径を揃える。 (6)水分の多いものは乾燥機で乾燥し、製品とする。 このように、従来、ハード型のグラニウカラーを製造す
るには複雑な工程を要していた。
【0006】更に、液状のリキッドカラーは、製造工程
の複雑さと、保存するための容器の問題と、成形用熱可
塑性樹脂と混合して使用する場合に特殊なポンプが必要
となることから、使用されることが少ない。
【0007】又、マスターバッチは、現在の主流となり
つつあるが、第1工程で着色剤のドライカラーを作り、
第2工程で押出機を使った樹脂への練り込み工程を必要
とする。このため、押出機での作業の前後に材料のロス
が必ず出ることと、色替え時に混合機や成形機の掃除に
時間がかかる欠点と、コスト高になるといった欠点があ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
熱可塑性成形用樹脂に対する着色剤の問題点に鑑み、製
造工程が簡単であり、粒度が揃っており、計量精度の向
上により自動計量供給機を使用するときでも樹脂との混
合比が変化することがなく、又、作業者の手や、混合
機、成形機等の成形装置、更には作業環境等に対する汚
染もなく、更に、成形用樹脂に対する分散性がよく、し
かも、コストが高くならないような、熱可塑性成形用樹
脂に対する着色剤を提供することを目的とするものであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するための本発明に係る着色剤は、熱可塑性樹脂粉末粒
子を核とし、その表面に、有機又は無機の染料又は顔料
からなる着色成分、及び分散剤からなる着色剤組成物が
固着してなり、粒径が7〜100メッシュの範囲で、か
前記着色剤組成物1〜99重量部に対し、核となる熱
可塑性樹脂粉末が99〜1重量部の範囲の粒状の着色剤
である。更に、上記着色剤組成物100重量部に対し、
1〜10重量部の粘結剤を添加することができる。更
に、前記核となる熱可塑性樹脂粉末として、5〜20メ
ッシュ、20〜50メッシュ、50〜100メッシュと
いった具合に、粒径の巾の少ない樹脂の核を使用するこ
とで、更に粒度の均一な粒状着色剤とすることができ
る。
【0010】又、上記の着色剤を製造するには、核とな
る熱可塑性樹脂粉末、有機又は無機の染料又は顔料から
なる着色成分、及び分散剤を、混合機で混合し、前記熱
可塑性樹脂粉末の粒子表面に前記分散剤により着色成分
を固着するものである。この場合、核となる熱可塑性樹
脂粉末粒子の表面への染料又は顔料等の着色成分の固着
は、混合機による混合時の摩擦熱により分散剤を溶融さ
せることで行われる。又、粘結剤を使用する場合にあっ
ては、核となる熱可塑性樹脂粉末、有機又は無機の染料
又は顔料からなる着色成分、及び分散剤を、混合機で混
合し、更に、粘結剤を添加して混合することで前記熱可
塑性樹脂粉末の表面に前記着色成分を固着させるもので
ある。この場合は、前記着色成分と分散剤とを混合し、
充分摩擦熱が上昇しない時点で粘結剤を添加して更に混
合することが好ましい。
【0011】上記のように本発明に係る着色剤、及びそ
の製造方法における特徴は、熱可塑性樹脂粉末粒子を核
としている点であり、この核の表面に、染料や顔料から
なる着色成分を固着することで、粒度の揃った粒状着色
剤を非常に簡単に製造することができる。
【0012】
【発明の実施の態様】以下に、本発明に係る合成樹脂用
粒状着色剤の製造方法について詳細に説明する。先ず、
多段羽根を有する混合機に染料、又は顔料等の着色成分
と、それに必要な分散剤と、核となる合成樹脂粉末を入
れ、毎分1000回転以上の高速で混合すると、5分程
で羽根との間に発生する摩擦熱により分散剤が溶融し、
合成樹脂粉末の粒子表面に着色成分が固着し、粒状の着
色剤ができる。
【0013】更に、粘結剤を用いる場合にあっては、着
色成分と分散剤からなる着色剤組成物と、核となる合成
樹脂粉末とを混合し、摩擦熱が充分上昇しない程度の時
間(約3分)混合し、更に上記着色剤組成物100重量
部に対して1〜10重量部の粘結剤を添加して混合する
ことで、分散剤の溶融と粘結剤樹脂の溶融皮膜により更
に汚染のない粒状の着色剤ができる。
【0014】本発明の粒状着色剤が適用される成形用熱
可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン(PE)、
ポリプロピレン(PP)、エチレン・酢酸ビニルコポリ
マー(EVA)等のオレフィン系樹脂、ポリスチレン、
アクリロニトリル・スチレン樹脂(AS)、アクリロニ
トリル・ブタジエン・スチレン樹脂(ABS)等のスチ
レン系樹脂、その他、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレン
テレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)
等のエンジニアリングプラスチック(所謂、エンプラ)
等である。
【0015】そして、上記のような成形用熱可塑性樹脂
の粉末やペレット等に、本発明の粒状着色剤を添加、混
合し、これを成形することで、着色された合成樹脂製品
を得ることができる。
【0016】本発明に係る粒状着色剤において、核とな
る合成樹脂粉末は、上記のような成形用熱可塑性樹脂の
粉末、あるいは、それらと相溶性を有する熱可塑性樹脂
の粉末を使用するものであり、例えば、クマロン樹脂、
石油樹脂、テルペン系樹脂、ポリビニルブチラール(P
VB)、ポリビニルホルマール(PVFM)等である。
但し、前記の核となる合成樹脂は、着色成分や分散剤と
の混合時の摩擦熱により溶融しない軟化点を有すること
が必要であり、150℃以上の軟化点を有するものが好
ましい。又、この核となる合成樹脂粉末の粒径は、5〜
100メッシュの範囲のものが好ましく、更に、粒径の
差が少ないもの、即ち、粒度分布が狭く粒径が均一なも
のを用いることが、均一な粒径の粒状着色剤を得るうえ
で好ましい。
【0017】本発明で使用する分散剤は、一般に従来よ
り使用されているものであり、例えは、金属石鹸、高級
脂肪酸、界面活性剤、低分子量樹脂等の1種、又は2種
以上を組み合わせて使用することができる。
【0018】本発明で使用する粘結剤は、熱可塑性樹脂
であり、融点が150℃以下で、軟質ゴム状の皮膜を形
成しうるものが好ましい。この粘結剤としては、例え
ば、酢酸ビニル樹脂、ブタジエン樹脂、低分子量のポリ
エチレン樹脂、EVA樹脂、石油樹脂、マレイン酸樹
脂、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリビニルホル
マール(PVFM)、アイオノマー樹脂等である。これ
に更に可塑剤を少量添加すると、より好ましい結果とな
る。
【0019】
【実施例】
(実施例1)下記表1〜3に示すような配合により、染
料、又は顔料等の着色成分の適量と、分散剤と、核とな
る合成樹脂粉末とを、混合羽根が多段で、回転数170
0rpmのステンレス製、容量20リットル混合機(涛
和化学株式会社製)を使用し、5分間混合したところ、
混合羽根と前記原料との摩擦熱により内部温度が約12
0℃となり、分散剤が溶融し、粉末樹脂の粒子表面に染
料・顔料が固着し、ほぼ粒度の揃った粒状着色剤が出来
た。この粒状着色剤を、下段が100メッシュ、上段が
50メッシュの二段篩で不良品(粒度の不揃い)を分離
し、粒状着色剤の製品を得た。
【0020】
【表1】
【0021】この配合により、ベージュ色の粒状着色剤
(試料1−1)を得た。
【0022】
【表2】
【0023】この配合によりイエロー色の粒状着色剤
(試料1−2)を得た。
【0024】
【表3】
【0025】この配合により透明ブルー色の粒状着色剤
(試料1−3)を得た。
【0026】(実施例2)実施例1と同じ方法で、下記
表4〜6の配合により染料、顔料の着色成分の適量と分
散剤、更に核となる合成樹脂粉末を混合機で混合し、3
分混合したところで停止し、分散剤の溶融の進まない時
点で、粘結剤を添加して、再び約3〜4分混合した。実
施例と同様に篩にかけて粒度を揃えた。
【0027】
【表4】
【0028】この配合で、グリン色の粒状着色剤(試料
2−1)を得た。
【0029】
【表5】
【0030】この配合で、ホワイト色の粒状着色剤(試
料2−2)を得た。
【0031】
【表6】 この配合で、グレー色の粒状着色剤(試料2−3)を得
た。
【0032】(実施例3)上記の実施例1、2で得られ
た粒状着色剤の試料を、下記表7に示す各々の樹脂に添
加混合し、射出成形を行い、テスト板を作製し、色の分
散状態を調べた。結果を表7に示す。
【0033】
【表7】
【0034】表7に示す如く、本発明に係る着色剤の色
の分散状態は、いずれも満足な結果であった。
【0035】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る合成樹脂用
粒状着色剤は、 (1)核となる熱可塑性樹脂粉末と、染料又は顔料から
なる着色成分、及び分散剤、更に必要に応じて粘結剤を
加えて混合機で混合するだけで製造することができ、製
造工程が極めて簡単である。 (2)粒径が揃っており、計量精度が高く、樹脂との混
合比を一定にすることができ、又、成形用熱可塑性樹脂
に対する分散性が良好であるから、成形品における色の
バラツキがない。 (3)着色剤の飛散もなく、作業環境や成形機、作業者
等に対する汚染もなく、又、色替えの際の成形機ホッパ
ー等の掃除等も簡単である。 (4)前記のように、製造が容易であり、コスト高とな
るようなこともない。 といった、顕著な作用効果を奏するものである。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性樹脂粉末粒子を核とし、その表
    面に、有機又は無機の染料又は顔料からなる着色成分と
    分散剤とからなる着色剤組成物が固着してなり、粒径が
    7〜100メッシュの範囲であり、かつ前記着色剤組成
    物1〜99重量部に対し、核となる熱可塑性樹脂粉末が
    99〜1重量部の範囲である合成樹脂用粒状着色剤。
  2. 【請求項2】 上記着色剤組成物100重量部に対し、
    1〜10重量部の粘結剤を含有してなる請求項1記載の
    合成樹脂用粒状着色剤。
  3. 【請求項3】 核となる熱可塑性樹脂粉末、有機又は無
    機の染料又は顔料からなる着色成分、及び分散剤を、混
    合機で混合し、前記熱可塑性樹脂粉末の粒子表面に分散
    剤により前記染料又は顔料からなる着色成分を固着して
    粒径を7〜100メッシュの範囲としてなる合成樹脂用
    粒状着色剤の製造方法。
  4. 【請求項4】 混合機による混合時の摩擦熱により分散
    剤を溶融させて熱可塑性樹脂粉末の粒子表面に前記着色
    成分を固着してなる請求項記載の合成樹脂用粒状着色
    剤の製造方法。
  5. 【請求項5】 核となる熱可塑性樹脂粉末、有機又は無
    機の染料又は顔料からなる着色成分、及び分散剤を、混
    合機で混合し、更に、粘結剤を添加して混合することで
    前記熱可塑性樹脂粉末の表面に前記着色成分を固着して
    粒径を7〜100メッシュの範囲としてなる合成樹脂用
    粒状着色剤の製造方法。
  6. 【請求項6】 核となる熱可塑性樹脂粉末、着色成分、
    及び分散剤を混合し、混合による摩擦熱が充分に上昇し
    ない時点で粘結剤を添加し、更に混合してなる請求項
    記載の合成樹脂用粒状着色剤の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項1または請求項2に記載の粒状着
    色剤を、成形用熱可塑性樹脂と混合し、これを成形する
    ことからなる着色された合成樹脂成形品の製造方法。
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