JP2755655B2 - 顔料−プラスチックマスターバッチの製造法、ならびに被膜製造法および押出被覆法 - Google Patents

顔料−プラスチックマスターバッチの製造法、ならびに被膜製造法および押出被覆法

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、顔料−プラスチックマスターバッチの製造
法に関する。
従来の技術 一般に知られているように、二酸化チタンは、種々の
プラスチック製品に顔料を含有させる際に多くの場合使
用される顔料である。この二酸化チタンは、ルチル形変
態およびアナターゼ形変態で使用することができ、しか
もSiO2ないしはAl2O3で後処理した形で使用することが
できる。二酸化チタンの代わりに、コバルトブルーおよ
びコバルトバイオレットのように別の無機酸化物顔料が
使用される。
プラスチックにおいての顔料特性の完全な開発ならび
に支障のない加工のための前提条件は、顔料凝集物の完
全な分配および顔料粒子の均一な分布にある。このこと
は、特に薄い被膜またはフィルム(25〜50μ)の製造の
際に特に重要である。それというのも、顔料凝集物は、
孔形成、ひいてはフィルムの亀裂をまねく。したがっ
て、良好に分散させることが必要である。
従って、ポリオレフィンに顔料を含有させるために、
有利には純粋な顔料が使用されるのではなく、顔料−プ
ラスチック濃厚物、所謂顔料が既に分散されて存在して
いるマスターバッチが使用される。このような濃厚物の
製造は、特殊な作業方法でプラスチック相を介して行な
われる。このためには、混練機、ロールミルおよび押出
機が適当であり、この場合には、剪断力の上昇により分
散状態の改善が惹起される。
今日の公知技術水準によれば、マスターバッチを製造
するための種々の方法が提案されている(例えば、米国
特許第4650747号明細書、特開昭60−75832号公報)。全
ての方法は、分散助剤(例えば、ステアレートのような
高級脂肪酸の塩もしくはエステル)の使用および有機試
薬もしくは無機試薬(例えば、チタン酸アルキル、アル
カノールアミン、アルキルポリシロキサン、アルミン酸
ジルコニウム)を用いての二酸化チタン表面の処理を必
要とすることを示す。
上記方法の欠点は、分散剤および別の助剤の使用にも
拘らずさらに顔料ポリオレフィンの分離、ひいては既に
記載した支障をまねきうる。
なかんずく、種々の助剤を用いての顔料粒子の処理
は、不利であると思われる。明らかに、顔料粒子は、不
完全にのみ被覆され、それによって最適な分散可能性は
保証されない。従って、さらに例えば押出被覆の際に高
い篩残滓量、ノズルおよび孔の閉塞、ならびにフィルム
の亀裂によって認めることができる顔料凝集物が生じ
る。
更に、凝集物が新規に形成されるので、使用した顔料
の濃度は、1つの範囲に置かれており、したがって屡々
望ましい濃度ないしは必要な濃度は、達成することがで
きない。
もう1つの欠点は、分散助剤を使用することにある。
この分散助剤は、発汗し、かつ表面上で沈澱することが
でき、このことは、ポリオレフィン被膜またはポリオレ
フィン部材の後処理の際に困難をまねく。
また、高分子量物体または固体物質の表面上で重合を
行なうことができ、この重合は、例えばポリアクリルニ
トリルでのガラスパールの表面の被覆を結果として生じ
る(N.W.Johnston他、Polym.Prep.Amer.Chem.Soc.Div.,
Polym.Chem.,17、No.2、1976、第491頁)。この場合、
重合は、ラジカル開始剤を用いて開始される。顔料、例
えばTiO2上での被覆重合の前記方法を転用しようと試み
た場合には、実際に顔料の大部分の粒子は重合体によっ
て被覆されているが、押出被覆の際に顔料凝集物の高い
含量によって既述した支障がなお強く生じた。顔料の満
足な分布を得るためには、分散助剤の等量を使用しなけ
ればならない。
発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、ポリオレフィン物質中での良好な顔
料分布および例えばフィルムに対して支障のない加工を
保証しかつその際に分散助剤をできるだけ除去すること
ができる方法を開発することである。
課題を解決するための手段 この課題は、第1工程において顔料粒子懸濁液に第IV
副族〜第VIII副族の遷移金属の化合物を添加し、該化合
物の固着によって顔料粒子の表面を活性化し、第2工程
においてガス状オレフィンを導入し、第3工程において
第IV副族〜第VIII副族の遷移金属の化合物ならびに第I
族〜第III族の元素の金属有機化合物を含有する自体公
知の触媒系を用いて重合させるような方法によって解決
される。この場合、重合は、無機酸化物顔料の表面上で
金属有機触媒系の使用によって行なわれる。
そのためには、例えばTiCl3/Al(C2H5、TiCl4/Mg
Cl2/Al(C2H5、TiCl4/MgCl2/Al(i−C4Hg)33、Ti
Cl4/Mg(OC2H52/Al(C2H5、TiCl4/Mg(OC2H52/
Al(i−C4H9、TiCl4/Al(C2H52H、Ti(OC2H54
/Al(C2H5、VCl4/Al(C2H5、VCl4/Al(C2H52
Cl、VOCl3/Al(i−C4H92Cl、VOCl3/Al(C2H52Cl、
(C6H52Zr(CH32/アルミノオキサン、(C3H52ZrC
l2/アルミノオキサン、CrO3/SiO2、Zr(C2H53/SiO2
のようなチーグラー触媒系またはフィリップス触媒系が
属する。
1つの好ましい構成要件の場合、顔料は、種々の溶剤
中、例えば炭化水素混合物中に懸濁され、顔料表面は、
記載したように活性化され、引続きガス状オレフィンが
導入される。この懸濁液をオレフィンで飽和した後、望
ましい重合を開始させるために触媒系の添加が行なわれ
る。しかし、重合反応は、飽和の達成前に開始すること
ができる。
特に好ましいオレフィンは、エチレンまたはエチレン
−α−オレフィン混合物である。また、ガス状オレフィ
ンの導入前に液状または固体状のα−オレフィンの少量
部分を懸濁液中に添加することもできる。
顔料表面を活性化するための特に適当な化合物は、Ti
ハロゲン化物、Vハロゲン化物およびこれら双方の組合
せ物である。また、チタンエステルクロリドおよび種々
のジルコニウム化合物、例えばビスシクロペンタジエニ
ルジルコンジメチルは、活性化に適当である。
無機酸化物顔料は、例えば無機後処理および/または
有機後処理しないかまたは無機後処理および/または有
機後処理した全部の二酸化チタン変態、ZrO2、コバルト
ブルー、コバルトバイオレットまたは別の混合酸化物、
例えばアルカリ土類金属チタン酸塩およびZn−チタン酸
塩である。
意外なことに、前記種類の重合を実施する場合には、
顔料粒子の極めて均一な分布を生じる。重合体の鎖長の
成長は、顔料表面上の外部で行なわれるだけではなく、
孔内でも行われており、それによって顔料粒子の破壊が
惹起されることが認められる。その上、顔料粒子は、完
全に重合体によって被覆されているものと思われる。し
かし、このことは、表面を本発明により活性化した後に
初めて触媒系成分の少なくとも1種類を顔料表面上に固
着させ、かつそれに続いて触媒系の添加により重合を開
始させることによって行なわれる。本発明の卓越せる作
用は、第2a図および第2b図から認めることができる。
全く同様に、良好な結果は、エチレンを別のオレフィ
ンで共重合させる際に観察された。この場合には、約C
26〜C28までの鎖長を有するα−オレフィンを使用する
ことができる。
重合の際に生成された重合体の分子量を制御すること
は、常法で、例えば調整剤としての水素を使用すること
によって行なうことができる。
本明細書中に記載された本発明方法は、次の利点を有
する: −濃厚物の製造の際に顔料凝集物を全く生成しないこ
と; −後加工の際に顔料−ポリオレフィンを全く除去しない
こと; −場合によっては存在する顔料凝集物を完全に微粉砕す
ること; −分散助剤が不要であること。
実施例 次に、本発明を実施例によってさらに詳説する。
例 1 二酸化チタン100g(ルチル型2073、クロノス社(Kron
os))およびトルオール1.5(モレキュラーシーブに
より乾燥した)を窒素ガス雰囲気下で2のガラス製反
応容器中に入れた。
この懸濁液を攪拌下に80℃に加熱し、これに表面活性
剤としてのTiCl4 1.1gを添加し、引続きエチレンで飽和
した。飽和の後、次いで重合を変性されたチーグラー触
媒系の添加によって1×10-4モル/(チタン含量に対
して)の濃度で開始させ、この場合には、さらにエチレ
ンを導入した。この場合使用した触媒系を公知方法(西
ドイツ国特許出願公開第1795197号明細書)で調製し
た;この触媒系は、モル比Al/Ti=125でMg(OC2H52/T
iCl4/Al(i−C4H9に基づいている。重合は、80
℃、1.15バールのエチレン圧力(全体圧=1.5バール)
および1250U/minの攪拌機回転数で行なわれた。
エチレン濃度は、約0.08モル/であり、かつエチレ
ン分圧から算出することができた。
重合をポリエチレン100gが形成された後にエチレン供
給を中断させることによって停止させた。反応生成物
(白色粉末)を濾別し、アセトンで洗浄し、かつ60℃で
真空乾燥した。
例 2 例1の場合と同様にして実施したが、懸濁液に反応器
中で重合の開始前にヘキセン−10.25モル/を添加し
た。
重合を重合体100gが形成された後に停止させた。共重
合体は、ヘキセン−14.5モル%を含有する。
例 3 例1の場合と同様にして実施したが、懸濁液に反応器
中で重合の開始前にオクテン−10.25モル/を添加し
た。
重合を重合体100gが形成された後に停止させた。共重
合体は、オクテン−12.5モル%を含有する。
例 4 例1の場合と同様にして実施したが、懸濁液に反応器
中でテトラデセン−10.25モル/を添加した。共重合
体は、テトラデセン−11.5モル%を含有する。
例 5 例1の場合と同様にして実施したが、懸濁液に反応器
中でオクタデセン−10.25モル/を添加した。共重合
体は、オクタデセン−11.5モル%を含有する。
例 6 例1の場合と同様にして実施したが、懸濁液に反応器
中で表面活性剤としてのVCl4 1.1gを添加し、引続きエ
チレンで飽和した。重合を[VCl4/Al(C2H52Cl]触媒
をV含量に対して1×10-4モル/の濃度で添加するこ
とによって開始させた。
例 7 例1の場合と同様にして実施したが、コバルトブルー
100gを顔料として使用した。
比較例 A.例1の場合と同様にして実施したが、反応を表面を活
性化することなしに開始させた。
B.例1の場合と同様にして実施したが、重合をt−ブチ
ルペルオキシマレイン酸0.6gを用いて開始した。
C.比較のために市販の顔料プラスチック濃厚物(分散助
剤としてのステアレートの使用下で)を採用した。
記載した例中に包含されている濃厚物を180℃で小板
に圧縮し、かつこの小板をX線撮影した。
【図面の簡単な説明】
第1図は、重合体マトリックス中の定量的な顔料分布粒
子構造を示す写真であり、a,bおよびcは、比較例A、
比較例Bおよび比較例Cにより得られた試料の重合体マ
トリックス中の定量的な顔料分布粒子構造を示し、 第2図は、重合体マトリックス中の顔料分布粒子構造を
示す写真であって、aおよびbは、例1により得られた
試料および例7により得られた試料の重合体マトリック
ス中の顔料分布粒子構造を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08F 292/00 C08F 292/00 C09D 17/00 C09D 17/00 D21H 27/36 D21H 1/02 C (56)参考文献 特開 昭55−29522(JP,A) 特開 昭57−179205(JP,A) 特開 昭60−106810(JP,A) 特開 昭58−167624(JP,A) 特開 昭60−75832(JP,A) 特開 昭49−347(JP,A)

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】顔料−プラスチックマスターバッチを懸濁
    法またはガス相法によるオレフィンの表面重合によって
    製造する方法において、第1工程において顔料粒子懸濁
    液に第IV副族〜第VIII副族の遷移金属の化合物を添加
    し、該化合物の固着によって顔料粒子の表面を活性化
    し、第2工程においてガス状オレフィンを導入し、第3
    工程において第IV副族〜第VIII副族の遷移金属の化合物
    ならびに第I族〜第III族の元素の金属有機化合物を含
    有する自体公知の触媒系を用いて重合させることを特徴
    とする、顔料−プラスチックマスターバッチの製造法。
  2. 【請求項2】チタンハロゲン化物及び/又はバナジウム
    ハロゲン化物を用いて活性化する、請求項1記載の方
    法。
  3. 【請求項3】表面をチタンエステルクロリドまたは四塩
    化チタンを用いて活性化する、請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】表面をビスシクロペンタジエニルジルコニ
    ウムジエチルまたはビスシクロペンタジエニルジルコニ
    ウムジクロリドまたはビスシクロペンタジエニルジルコ
    ニウムジフェニルを用いて活性する、請求項1記載の方
    法。
  5. 【請求項5】変性されたチーグラー触媒系[Mg(OC
    2H52/TiCl4/Al(i−C4H9]を使用する、請求項
    1から4までのいずれか1項に記載の方法。
  6. 【請求項6】顔料として二酸化チタンを使用する、請求
    項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
  7. 【請求項7】顔料としてルチル形の二酸化チタンを使用
    する、請求項6記載の方法。
  8. 【請求項8】顔料としてアナターゼ形の二酸化チタンを
    使用する、請求項6記載の方法。
  9. 【請求項9】顔料として酸化アルミニウムで後処理され
    た二酸化チタンを使用する、請求項6記載の方法。
  10. 【請求項10】顔料として二酸化ケイ素で後処理された
    二酸化チタンを使用する、請求項6記載の方法。
  11. 【請求項11】顔料としてコバルトブルーを使用する、
    請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
  12. 【請求項12】顔料としてコバルトバイオレットを使用
    する、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方
    法。
  13. 【請求項13】重合のためにエチレンを使用する、請求
    項1から12までのいずれか1項に記載の方法。
  14. 【請求項14】重合を他のオレフィン、殊にα−オレフ
    ィンの存在下で実施する、請求項1から13までのいずれ
    か1項に記載の方法。
  15. 【請求項15】被膜製造法において、請求項1から14ま
    でのいずれか1項に記載により得られたマスターバッチ
    を使用することを特徴とする被膜製造法。
  16. 【請求項16】紙、ボール紙、厚紙またはフィルムの押
    出被覆法において、請求項1から14までのいずれか1項
    に記載により得られたマスターバッチを使用することを
    特徴とする押出被覆法。
JP1033897A 1988-02-16 1989-02-15 顔料−プラスチックマスターバッチの製造法、ならびに被膜製造法および押出被覆法 Expired - Lifetime JP2755655B2 (ja)

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