JP3353842B2 - 熱可塑性エラストマー用着色剤組成物 - Google Patents
熱可塑性エラストマー用着色剤組成物Info
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Description
置へ顔料のプレートアウトがない熱可塑性エラストマー
用着色剤組成物に関するものである。
が優れ、成形し易いことから天然素材を代替しつつ種々
の用途で使われてきているが、原料価格や成形法の変
化、安全衛生や環境保護などの変化で、同一用途でもプ
ラスチックの材質はその都度変遷してきている。
リサイクルし易く環境汚染も少ないという観点から、ゴ
ムあるいは軟質PVCの代替材として熱可塑性エラスト
マーが幅広い用途で射出成形、押出成形あるいはカレン
ダー成形にてパッキング材、チューブ、シート等に加工
され利用されている。
諸性質の向上を成形品に与える目的で行なわれ、射出成
形、押出成形あるいはカレンダー成形の段階で顔料や染
料を分散し易い状態に加工処理した粉末状、液状、粒状
の着色剤によってなされている。着色剤は顔料や染料に
分散助剤を加えた着色成分か、あるいは樹脂を加え、単
に混合したり、溶融混練したりして、得られるものであ
るが、プラスチックの材質や用途によってその着色成分
は種々変化させるのが一般的である。
は着色剤を用いた場合、一般的にはあまり成形加工性を
損することはないが、PVC加工分野では射出成形で金
型キャビティー内壁に着色した汚染物の付着がおき、同
様に押出成形では押出機ダイスリップ部に生じ、カレン
ダー成形では加工ロール表面に生ずるという現象があっ
た。この現象を”プレートアウト”と称するが、一度こ
れが起きると、成形品への金型転写性が低下し、成形品
に筋が入ったり、表面が汚れたり、艶が変化するなどの
外観不良を引き起こしてしまっていた。
なされるが、成形操作を止め取り除く作業は煩雑であ
り、成形コストを大きくするという欠点があった。又、
汚染物が染料、顔料、滑剤あるいは安定剤等のPVCの
配合成分またはそれらの熱分解物と推定されるため、プ
レートアウト防止方法としてPVC中の安定剤である
金属石鹸の組合わせを変える方法、酸化ケイ素系無機
物を加える方法、公知文献(プラスチック配合剤の理
論と実際、(株)プラスチックエージ、1971年版)
で示されるP、S、Clを含む極圧潤滑剤を加える方法
など種々考案されている。しかしながら金属石鹸の組合
せ変更や酸化ケイ素系無機物の添加は実用化されている
ものの、極圧潤滑剤を加える方法は実用化されていなか
った。
トマーも着色して成形すると、PVCと同様なプレート
アウトが発生し、成形品の品質低下、加工性の低下を招
いている。そこでPVCで実施しているプレートアウト
防止方法が検討されているが、金属石鹸や酸化ケイ素系
無機物の添加方法はその効果が乏しいという問題があ
り、新しい方法の提案が求められていた。
な状況の元、防止効果の高い方法について鋭意研究した
結果、顔料のプレートアウトを防止する効果的な方法を
見出した。即ち、顔料に特定のシラン化合物と酸基を有
する低分子量樹脂とを加え、混練磨砕処理して作った組
成物が、成形装置への顔料のプレートアウトを極端に低
下させることを見出した。
表面処理し、オレフィン系樹脂の着色成形品の成形収縮
や変形を防ぐ方法に応用されていたり、同様の処理で無
機顔料の樹脂への分散を向上させる方法に応用されてき
たりしている。
ト防止効果がなく、別の方法が求められていた。一方、
酸基を有する低分子量熱可塑性樹脂は、塩化ビニル樹脂
の滑性を制御し、加工性を改善するために用いられた
り、異種樹脂同士の相溶化剤、或は樹脂の多物質への接
着性向上に用いられていたりしているが、顔料の表面処
理に用い、プレートアウト防止効果を示すことはなかっ
た。
顔料を処理することによって、それぞれからは予想でき
ない、顔料のプレートアウト防止効果が得られるという
ものであり、顔料を、特定のシラン化合物としてアミノ
アルコキシシラン化合物を用いて表面処理し、酸基を有
する低分子量の熱可塑性樹脂の溶融体と混練磨砕処理す
ることで効果が発揮される。
ン化合物とは、次の化合物である。
ン、 (CH3CH2O)3Si(CH2)3NH2 (2)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、 (CH3O)3Si(CH2)3NH2 (3)β−アミノエチルトリプロポキシシラン、 (CH3CH2CH2O)3Si(CH2)2NH2 (4)N−(γ−アミノプロピル)−γ−アミノプロピル
トリエトキシシラン、 (CH3CH2O)3Si(CH2)3NH(CH2)
3NH2 (5)N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン、 (CH3O)3Si(CH2)3NH(CH2)2NH
2
エチル)]アミノプロピルトリメトキシシラン、 (7)N,N−ビス[3−(メチルジメトキシシリル)プ
ロピル]エチレンジアミン、 (8)p−[N−(2−アミノエチル)アミノメチル]フ
ェネチルトリメトキシシラン、 (CH3O)3Si(CH2)2φCH2NH(C
H2)2NH2 (9)N−[(3−トリメトキシシリル)プロピル]−m
−フェニレンジアミン、 (CH3O)3Si(CH2)3NHφNH2 (10)N−[(3−トリメトキシシリル)プロピル]ジエ
チレントリアミン、 (CH3O)3Si(CH2)3[NH(CH2)2]
2NH2 (11)N−[(3−トリメトキシシリル)プロピル]トリ
エチレンテトラミン (CH3O)3Si(CH2)3[NH(CH2)2]
3NH2 (但し化学式中、φはベンゼン環を表わす)である。
耐水性、耐熱性、耐薬品性の向上のための改質剤とし
て、強化プラスチック分野においては無機充填材と有機
マトリックスとの接着向上材として利用されている。
分解され、無機材料と有機材料との界面の結合に寄与す
る作用を有していることから、顔料に対して表面処理剤
として働き、オレフィン系樹脂着色成形品の成形収縮や
変形を防止することが知られている。
分子量熱可塑性樹脂とは、分子量が1千から数万の熱可
塑性樹脂で、合成段階で酸基をラジカル共重合或はグラ
フト共重合などで化学構造中に含む樹脂と、合成段階で
は含まないが、酸化等の後処理で分子中に含む樹脂であ
る。
ン系及びスチレン系樹脂であり、酸基はα、β−不飽和
カルボン酸またはその無水物が多く用いられる。酸基は
例えば、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、マ
レイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無
水イタコン酸、ハイミック酸、無水ハイミック酸などで
あり、オレフィン系低分子量樹脂で例示するとアライド
ケミカル社のエチレンーアクリル酸共重合、あるいは酸
化型ポリエチレンのA−Cポリエチレンワックス、三洋
化成工業(株)の無水マレイン酸ポリエチレンあるいは
ポリプロピレンのユーメックス(商品名)、三井石油化
学工業(株)の酸変性ポリエチレンあるいは酸化型ポリ
エチレンの三井ハイワックス(商品名)などを挙げるこ
とができる。
キシシラン化合物或は酸基を有する低分子樹脂でそれぞ
れ処理しても熱可塑性エラストマー中の顔料のプレート
アウト防止効果はなく、これらを組み合わせ、溶融磨砕
処理することによって初めてプレートアウト防止効果が
得られることである。
する添加量は特に制限はないが、顔料100重量部当り、
0.1重量部以上、好適には5〜30重量部となる範囲が選択
できる。
OH/gr)が1以上の物が、いずれも使用できるが、顔料
に加えたシラン化合物の量に対応して、適宜その使用量
を変えることができる。
の反応当量を超えない酸量となるよう低分子量樹脂の加
える量を調製した方がよい。顔料の処理は1)ヘンシェ
ルミキサーのような高速攪拌機の中に顔料を仕込み、シ
ラン化合物或はシラン化合物の加水分解液を加え良く混
合させ、その後長時間放置または加熱処理し、シラン化
合物との反応を行なわせ、次に、ニーダー、加熱3本ロ
ール、押出機等の混練機で、酸基を有する低分子量樹脂
と加熱溶融混練し顔料を磨砕処理させる方法、2)直
接、上述の混練機中で顔料と低分子量樹脂とシラン化合
物を混合混練してしまう方法などを挙げることができ
る。いずれにしても溶融混練で磨砕処理するには、顔料
100重量部に対して、低分子量樹脂が10重量部以上必要
であり、効率よく練るには40重量部以上が望ましい。
の量がシラン化合物の処理量より制約を受けるので、シ
ラン化合物処理量のの少ない場合や、酸価の大きな低分
子量樹脂を用いる場合は、酸基を有する低分子量樹脂量
が少なくなり、効率よく練れなくなるので、適宜、その
他の低分子量樹脂で希釈増量することができる。希釈増
量用低分子量樹脂には酸基を有する低分子量樹脂と同
様、熱可塑性樹脂一般にわたって分子量1千から数万ま
での物が使用できる。
工分野で公知のものであり、酸化チタン、酸化亜鉛、弁
柄、チタニウムオキサイド系焼成顔料、群青、アルミン
酸コバルト、カーボンブラックなどの無機顔料とアゾ
系、キナクリドン系、ペリレン系、アンスラキノン系、
フタロシアニン系、キノフタロン系、イソインドリノン
系、スレン系、ジケトピロロピロール系などの有機顔料
と硫酸バリウム、炭酸カルシウム、タルクなどの体質顔
料である。
よって、溶融混練磨砕処理物を更に微粉砕した粉末状着
色剤、或は熱可塑性エラストマーをふくむ熱可塑性樹脂
で更に溶融混練して得られる粒状着色剤いずれの形態に
もでき、通常、これらの着色組成物は熱可塑性エラスト
マーに対し、0.1重量部から20重量部の添加率で加えら
れる。
物の主要構成成分とその製法は上記の通りであるが、プ
レートアウト防止以外の用途適性や成形加工性の改善の
ために熱安定剤、光安定剤、難燃剤、可塑剤或は充填剤
などを必要に応じて加えることができる。
マーは分子中にゴム弾性を有する柔軟性成分(軟質相)
と塑性変形防止の分子拘束成分(硬質相)を有する熱可
塑性ポリマーであれば良い。
と、例えばポリスチレンを硬質相としポリブタジエンま
たはポリイソプレンあるいは水素添加ポリブタジエンな
どを軟質相としたシェルケミカル社のKraton、旭化成工
業(株)のタフプレンあるいは日本合成ゴム(株)のJ
SR TRのようなスチレン系エラストマー:ポリエチ
レンあるいはポリプロピレンを硬質相としエチレンプロ
ピレンラバー、エチレン−プロピレンターポリマーなど
を軟質相とした三井石油化学工業(株)のミラストマ
ー、住友化学工業(株)の住友TPEあるいは三菱モン
サント化成(株)のSantprene Nのようなオレフィン系
エラストマー:ポリウレタンを硬質相としポリエーテル
あるいはポリエステルを軟質相とした大日本インキ化学
工業(株)のパンデックスのようなウレタン系エラスト
マー:ポリエステルを硬質相としポリエーテルを軟質相
としたデュポンジャパンリミテッドのハイトレルの様な
エステル系エラストマー:ポリアミドを硬質相としポリ
エステルあるいはポリエーテルを軟質相とするアミド系
エラストマー:結晶性ポリエチレンを硬質相としエチレ
ン−酢酸ビニルコポリマーあるいはエチレン−エチルア
クリレートコポリマーを軟質相とするエラストマーなど
を挙げることができる。
際、これら熱可塑性エラストマーの加工性改善や用途適
性改善のため、エラストマーの基本構造に類似するポリ
マーとか、ブリードやブルーム、耐熱性、耐候性などを
考慮して鉱油、可塑剤、熱安定剤、光安定剤などが成形
加工段階で更に加えられる。
でもプレートアウト防止効果が損なわれることはない
が、熱可塑性エラストマーの中で特に顕著な効果を示す
のがオレフィン系エラストマーである。
に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されず幅広
い応用範囲を持つものである。なお、実施例、比較例に
おける部及び%表示はすべて重量基準である。
載の酸変性低分子量ポリオレフィン0〜50部と低分子量
ポリエチレン50〜0部とを小型ミキサーで混合し、続い
て、予めイソプロピルアルコールで50%希釈の表1記載
のアミノアルコキシシラン化合物10〜20部を更に少量ず
つ添加しながら混合して合計100〜120部の混合物を得
た。
温にて外気に曝して6時間静置した後、110〜120℃に加
熱した小型三本ロールミルにて細かいフレーク状の混練
物に加工した。
うに低密度ポリエチレン(MFR=7)52〜60部に対し
40〜48部加え小型ミキサーで混合したのち、160℃に温
度設定された30mmφ2軸押出機で溶融混練して、ペレッ
ト状着色剤に賦型した。
型されたペレット状着色剤をオレフィン系熱可塑性エラ
ストマー(三井石油化学(株)製ミラストマー5030N)1
00部に対し4部加え、180℃に加熱した6インチ二本ロ
ールにてロール回転数24rpm、ロール間隔0.6mmの条件で
5分間良く混練した後ロールから混練物を取り除いた。
プレートアウトの発生は混練物を取り除いた後のロー
ル表面の汚染状態を観察するとともに、混練物と等量の
硬質ポリ塩化ビニルコンパウンド(PVC重合度1050、
安定剤5%含有)を続いて5分間良く混練して得られる
ポリ塩化ビニルシートの着色状態を観察することから判
定した。
明のアミノアルコキシシラン化合物と酸変性低分子量ポ
リオレフィンを加え加熱溶融混練した組成物は、顔料の
プレートアウトが無い。
る。 プレートアウト防止効果 5:ロール表面に汚染を全く認めず、ポリ塩化ビニルシ
ートが着色しない。 4:ロール表面の汚染は認め難く、ポリ塩化ビニルシー
トの着色もそれ単独では認め難いが、無着色シートと付
き合わせると着色を認める。 3:ロール表面の汚染が認められ、ポリ塩化ビニルシー
トが着色する。 2:ロール表面全体が汚染され、ポリ塩化ビニルシート
がかなり着色する。 1:ロール表面全体が色濃く汚染されポリ塩化ビニルシ
ートが著しく着色する。
成は重量部。 添加剤名 ・アミノアルコキシシラン化合物(50%IPA希釈) A:γ−アミノプロピルトリエトキシシラン Nuc A−1100(日本ユニカー(株)製) B:N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメ
チルジメトキシシラン TSL−8345(東芝シリコーン(株)製) C:p−[N−(2−アミノエチル)アミノメチル]フ
ェネチルトリメトキシ シラン TSL−8205(東芝シリコーン(株)製)
KOH/gr) ユーメックス1010(三洋化成(株)製) E:マレイン酸変性型(分子量3000、酸価30mg
KOH/gr) ユーメックス2000(三洋化成(株)製) F:無変性(分子量5000) サンワックス161P(三洋化成(株)製)
30部及び酸化チタン(ルチル型)10部の混合物50部と
し、アルコキシシラン化合物としてアミノアルコキシシ
ラン化合物を含む各種アルコキシシラン化合物のイソプ
ロピルアルコール50%希釈液を用いた以外、実施例1〜
4と比較例1〜6に記載された方法と同様の方法で、顔
料のプレートアウトの発生状況を観察した。
アウト評価結果を記載してあるが、表に記載されている
ようにアミノアルコキシシラン化合物と酸変性低分子量
ポリオレフィンを併用した以外は白っぽい赤紫色の顔料
のプレートアウト物が加熱2本ロール表面に発生し、プ
レートアウト防止効果を示さなかった。
成は重量部。 添加剤名 ・アルコキシシラン化合物(50%IPA希釈) A:表1と同じ。 G:N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン TSL−8340(東芝シリコーン(株)製) H:γ−クロロプロピルトリメトキシシラン TSL−8320(東芝シリコーン(株)製) I:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン TSL−8350(東芝シリコーン(株)製) J:γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン TSL−8370(東芝シリコーン(株)製) K:γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン TSL−8380(東芝シリコーン(株)製)
/gr) ハイワックス1105A(三井石油化学(株)製) F:表1と同じ。
%含むイソプロピルアルコール溶液を酸化型低分子量ポ
リオレフィン100〜80 部に対し、0〜20部加え小型ミキ
サーで混合する。
チタン(ルチル型)5部、カーボンブラック(ファーネ
ス型)5部、チタンイエロー(Cr-Sb-Tioxide) 2部、
フタロシアニンブルー(β型)38部を加え、120〜130℃
に加熱した小型ニーダーにて15分間溶融混練し、続いて
水冷却をしながら溶融物の固化粉砕を行なった。
ように28.5〜30部をポリプロピレン(ホモ、MFR=
9)71.5〜70部に加え小型ミキサーで混合したのち、20
0 ℃に温度設定された30mmφ2軸押出機で溶融混練して
ペレット状着色剤に賦型した。
られたペレット状着色剤をオレフィン系熱可塑性エラス
トマー(三井石油化学(株)製ミラストマー8030N)80
部と低密度ポリエチレン(MFR=7)20部に加え混合
した後、20mmφTダイ押出機で200℃の設定温度で、ス
クリュ回転数45rpmにてシートを60分間押し出した。
を洗浄剤として5分間押し出した後、ダイス部分を分解
してダイス内壁の着色物付着の状態を調べた。表3に記
載されているように、アミノアルコキシシラン化合物と
酸化型低分子量ポリオレフィンとで処理された顔料組成
物には青い付着物の発生が殆ど無かった。
成は重量部。 添加剤名 ・アルコキシシラン化合物(50%IPA希釈) A:表1と同じ。
r) ハイワックス320MP(三井石油化学(株)製) N:酸化型(分子量2600、酸価17mg KOH/
gr) ハイワックス4202E(三井石油化学(株)製)
有する低分子量樹脂を混練磨砕処理して作ることを特徴
とする着色組成物を用いることによって、熱可塑性エラ
ストマー組成物の成形時における成形装置への汚染物の
プレートアウトを防止できる。
ー成形の加工性が良好となり、外観に優れた成形物を得
ることができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 (1)顔料100重量部と、(2)γ−アミノ
プロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリ
メトキシシラン、β−アミノエチルトリプロポキシシラ
ン、N−(γ−アミノプロピル)−γ−アミノプロピル
トリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン、3−[N−アリル
−N−(2−アミノエチル)]アミノプロピルトリメト
キシシラン、N,N−ビス[3−(メチルジメトキシシ
リル)プロピル]エチレンジアミン、p−[N−(2−
アミノエチル)アミノメチル]フェネチルトリメトキシ
シラン、N−[(3−トリメトキシシリル)プロピル]
−m−フェニレンジアミン、N−[(3−トリメトキシ
シリル)プロピル]ジエチレントリアミン及びN−
[(3−トリメトキシシリル)プロピル]トリエチレン
テトラミンからなる群から選ばれるアミノアルコキシシ
ラン化合物0.1〜40重量部と、(3)酸基を有する低
分子量熱可塑性樹脂10〜100重量部とからなること
を特徴とする熱可塑性エラストマー用着色剤組成物。 - 【請求項2】 (1)顔料100重量部と、(2)γ−アミノ
プロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリ
メトキシシラン、β−アミノエチルトリプロポキシシラ
ン、N−(γ−アミノプロピル)−γ−アミノプロピル
トリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン、3−[N−アリル
−N−(2−アミノエチル)]アミノプロピルトリメト
キシシラン、N,N−ビス[3−(メチルジメトキシシ
リル)プロピル]エチレンジアミン、p−[N−(2−
アミノエチル)アミノメチル]フェネチルトリメトキシ
シラン、N−[(3−トリメトキシシリル)プロピル]
−m−フェニレンジアミン、N−[(3−トリメトキシ
シリル)プロピル]ジエチレントリアミン及びN−
[(3−トリメトキシシリル)プロピル]トリエチレン
テトラミンからなる群から選ばれるアミノアルコキシシ
ラン化合物0.1〜40重量部と、(3)酸基を有する低
分子量熱可塑性樹脂10〜100重量部とを加熱可塑化
下に混練磨砕処理することを特徴とする熱可塑性エラス
トマー用着色組成物の製法。
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---|---|---|---|
JP32542592A JP3353842B2 (ja) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | 熱可塑性エラストマー用着色剤組成物 |
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KR20130069565A (ko) * | 2010-04-09 | 2013-06-26 | 다우 코닝 코포레이션 | 고체 실란 |
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1992
- 1992-12-04 JP JP32542592A patent/JP3353842B2/ja not_active Expired - Lifetime
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