JP4220240B2 - フィルムを着色するための粉末顔料調製物 - Google Patents

Description

本発明は、特にポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）のフィルムを着色するのに適した粉末顔料調製物に関する。

欧州特許出願第０，７１８，３２７号には、押出成型物を製造するために、高分子化合物中での顔料分散剤として使用する、ポリ（メタ）アクリル酸メチルコポリマーが記載されている。

米国特許出願第４，９４８，５４６号には、無機顔料で着色したＰＭＭＡの柔軟性シートの製造方法が記載されている。その方法では、顔料を指定したアクリルコポリマー中で液状もしくはシロップ状に分散させた形態で使用している。

標準的な顔料調製物は、フィルムの脆化または着色フィルム中に斑点の発現を起こすまたはこれを防止できないので、ＰＭＭＡの薄いフィルムを着色することは当業者が直面する特に大きな課題である。

本発明の目的は、得られるフィルムに斑点または細孔をもたらすことなく、薄いＰＭＭＡフィルムを着色できる粉末顔料調製物を見出すことであった。

驚くべきことに、指定した組成物からなるアクリル樹脂を含む下記の顔料調製物が、提起されている目的を達成することを見出した。

本発明は、アクリル樹脂が、４００００から８００００ｇ／モル、好ましくは、５００００から７００００ｇ／モル、特に５５０００から６５０００ｇ／モルの平均モル質量Ｍｗを有し、かつ５０から６５モル％のメタクリル酸エチル、３０から４５モル％のメタクリル酸ブチル、０．５から５モル％のメタクリル酸からなるコポリマーである、アクリル樹脂中に分散した有機もしくは無機顔料を含む粉末顔料調製物を提供する。

本発明の文脈では、前記アクリル樹脂は、５５から６０モル％、特に５７から５９モル％のメタクリル酸エチル、３５から４０モル％、特に３７から３９モル％のメタクリル酸ブチル、および１から５モル％、特に２から４モル％のメタクリル酸を含有することが好ましい。

メタクリル酸ブチルとしては、メタクリル酸ｎ−ブチルまたはメタクリル酸イソブチルを使用することが好ましい。メタクリル酸ｎ−ブチルが特に好ましい。

特に好ましい有機顔料には、モノアゾ、ジスアゾおよびレーキアゾ顔料、アゾ縮合顔料、ベンズイミダゾロン系、ナフトール系、イソインドリノン系、イソインドリン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アンザンスロン系、ペリレン系、ペリノン系、チオインジゴ系、チアジンインジゴ系、キノフタロン系、ジオキサジン系、またはジケトピロロピロール系顔料、およびカーボンブラックが含まれる。

例としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン２５、４１、Ｐ．バイオレット１９、Ｐ．Ｙ．１７、１１０、Ｐ．Ｒ．１０１、１８５、２５４、Ｐ．ブルー１５：１、１５：３、およびＰ．グリーン７がある。

特に好ましい無機顔料には、チタン酸ニッケル、チタン酸クロム、酸化鉄、群青、酸化クロム、および二酸化チタンが含まれる。

顔料とアクリル樹脂の重量比は、好ましくは７０：３０から３０：７０、特に５５：４５から４５：５５である。

好ましい粉末顔料調製物は、本質的に、
ａ）３０から７０重量％、好ましくは４５から５５重量％の顔料と、
ｂ）７０から３０重量％、好ましくは５５から４５重量％の前記アクリル樹脂と、
ｃ）０から８重量％、好ましくは２から４重量％の潤滑剤と、
ｄ）０から１０重量％、好ましくは０から１重量％の通常の他の添加物とからなり、すべての成分の和が１００重量％である調製物である。

本発明によって使用されるアクリル樹脂は、通常の方法、例えば、当業者に知られている溶液重合または乳化重合の技術によって調製することができる。

成分ｃ）は、例えば、エポキシ化した大豆油、脂肪族アルコールエトキシレート、および脂肪酸エステルなどの潤滑剤を適切に含むことができる。

適切な成分ｄ）の例としては、湿潤剤、粉立防止剤、消泡剤および固結防止剤が含まれる。

本発明の顔料調製物は、顔料をアクリル樹脂中に分散させること、その混合物を１００から１６０℃、好ましくは１００から１５０℃、特に１００から１４０℃で可塑化すること、次いでそのプラスチックの塊（ｍａｓｓ）を細かく砕くことによって製造することができる。

顔料を、適切には粉末の形態で、好ましくは、アクリル樹脂または成分ｂ）、ｃ）、および／またはｄ）の混合物に分散させて混ぜ込み、次いでその混合物を、１００から１６０℃、好ましくは１００から１５０℃の温度で、蒸気を導入して可塑化する。この混ぜ込みは、通常、分散コンパウンダ（ｃｏｍｐｏｕｎｄｅｒ）を使用して行う。蒸気の導入中および導入後に、混合物を適切に混練する。続いて、好ましくは少量の水を加えて、細かく砕くために可塑化した塊を６０から８０℃の温度に冷却する。次いで、その脆い塊をコンパウンダ中で細分化し（ｆｒａｃｔｉｏｎａｔｅ）、機械ミル中で摩砕する。最初に成分ｂ）、ｃ）、および／またはｄ）を混合し、次いで、上記したように蒸気を導入して可塑化し、次いで混練によって顔料をプラスチックの塊の中に混ぜ込む手順を用いることもできる。

混練時間は１０から６０分が適切である。摩砕後の粒子径は一般に１００から２００μｍである。本発明の顔料調製物は、自由流動性で粉立ちがなく、計量が容易である。

本発明の顔料調製物は、例えば、プラスチック、塗料、印刷インクなどの高分子量材料を着色するための着色剤としての使用に適している。ＰＭＭＡの着色用、特にＰＭＭＡフィルムの着色用に特に有利に使用される。これは、顔料調製物を熱可塑性ＰＭＭＡ中に混ぜ込むことによって行うことができ、配合物の全重量に対して、例えば０．５から８重量％の顔料濃度に調合された配合物が得られる。この混ぜ込みは、通常の混練機または押出機を使用して、好ましくは、１８０から２２０℃の温度で実施することができる。

こうして製造した調合配合物を、他の加工ステップ、例えば、フィルムを製造しているステップで使用することができる。フィルムは、例えば、本発明の顔料調製物を１つまたは複数の可塑化装置上で、ＰＭＭＡ担持材料と一緒にまたは前記調合配合物の形態で、例えば１９０から２２０℃で溶融し、次いで下流側の機械を用いてフィルム形状にすることによって製造することができる。適切な可塑化装置には、好ましくは、押出機またはコンパウンダが含まれる。

押出設備としては、単一押出設備または共押出設備が使用でき、カレンダー設備も使用できる。例えば５から１０００μｍ、好ましくは、８０から１２０μｍの個々の厚みに応じて、異なるダイ／カレンダー用ニップを使用する。本発明のフィルムの使用分野は積層フォイルが好ましい。

本発明の顔料調製物の特に有利な点は、高濃度の顔料を有する調合したＰＭＭＡ配合物を提供することができ、これを斑点および細孔なしに薄いフィルムに直接加工できることである。

本発明に従って製造される顔料調製物は、例えば、１成分または２成分の粉末トナー（１成分または２成分現像剤とも称する）、磁気トナー、液体トナー、重合トナーおよび特殊トナーなどの、電子写真用のトナー中および現像剤中の着色剤としての使用にも適している。

適切なトナーバインダーは付加重合樹脂、重付加樹脂、および重縮合樹脂、例えば、スチレン樹脂、スチレンアクリル酸樹脂、スチレンブタジエン樹脂、アクリル酸樹脂、ポリエステル樹脂、およびフェノール系エポキシ樹脂、ポリスルホン、ポリウレタンなどであり、単独でも組み合わせてもよく、またポリエチレンおよびポリプロピレンがある。それらには電荷調整剤、ワックスまたは流動補助剤などの他の成分を含むことができ、あるいは後で、そうした添加物で改質することができる。

本発明に従って製造される顔料調製物はまた、例えば、金属、木材、プラスチック、ガラス、セラミック、コンクリート、繊維材料、紙またはゴムからなる物品の表面塗装に使用する粉末または粉体塗装材料中、特に摩擦電気的または界面動電的に噴霧できる粉末塗装材料中の着色剤としての使用に適している。

粉体塗装として使用される樹脂は、一般に、エポキシ樹脂、カルボキシおよびヒドロキシ含有ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂およびアクリル樹脂であり、通常の硬化剤を一緒に含む。樹脂の組合せも使用される。例えば、エポキシ樹脂は、しばしばカルボキシおよびヒドロキシ含有ポリエステル樹脂と組み合わせて使用される。典型的な硬化剤は（樹脂系に応じて）、例えば、酸無水物、イミダゾール、およびジシアンジアミドおよびその誘導体、キャップした（ｃａｐｐｅｄ）イソシアナート、ビスアクリルウレタン、フェノール系およびメラミン系樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、オキサゾリンおよびジカルボン酸である。

本発明によって製造された顔料調製物はさらに、水性と非水性両方のインクジェット用インク中、およびホットメルト加工に従って作用するインク中の着色剤、また「電子インク」用の着色剤としての使用にも適している。

さらに、本発明によって製造された顔料調製物は、減法および加法両方の色発生用カラーフィルタの着色剤としての使用にも適している。

本発明を下記の実施例により例示する。部は重量部を表す。

分散コンパウンダ中で、アクリル樹脂（５８モル％のメタクリル酸エチル、３９モル％のメタクリル酸ｎ−ブチルおよび３モル％のメタクリル酸からなり、モル質量が５９０００ｇ／モル）２２５部と、エポキシ化大豆油９部とを、室温で混合する。次いで蒸気（１３０℃）を導入してその塊を可塑化する。２２５部のＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：１を、１５分かけてプラスチックの塊中に小分けして混ぜ込み、続いて１１０℃でさらに３０分間混練する。続いて、少量の水を加えて塊を細かく砕き、コンパウンダのスイッチを切り、冷却した後、脆い塊をコンパウンダ中で細分化する。次いで機械ミル中で摩砕する。こうして粉末顔料調製物を作製する。

分散コンパウンダ中で、アクリル樹脂（６０モル％のメタクリル酸エチル、３８モル％のメタクリル酸ｎ−ブチルおよび２モル％のメタクリル酸からなり、モル質量が６００００ｇ／モル）２２５部と、エポキシ化大豆油９部とを、室温で混合する。次いで蒸気（１３０℃）を導入してその塊を可塑化する。２２５部のＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９を、１５分かけてプラスチックの塊中に小分けして混ぜ込み、続いて１１０℃でさらに３０分間混練する。続いて、少量の水を加えて塊を細かく砕き、コンパウンダのスイッチを切り、冷却した後、脆い塊をコンパウンダ中で細分化する。次いで機械ミル中で摩砕する。こうして粉末顔料調製物を作製する。

分散コンパウンダ中で、アクリル樹脂（５６モル％のメタクリル酸エチル、４０モル％のメタクリル酸ｎ−ブチルおよび４モル％のメタクリル酸からなり、モル質量が６００００ｇ／モル）２２５部と、エポキシ化大豆油９部とを、室温で混合する。次いで蒸気（１３０℃）を導入してその塊を可塑化する。２２５部のＣ．Ｉ．ピグメントレッド２５４を、２０分かけてプラスチックの塊中に小分けして混ぜ込み、続いて１１０℃でさらに３０分間混練する。続いて、少量の水を加えて塊を細かく砕き、コンパウンダのスイッチを切り、冷却した後、脆い塊をコンパウンダ中で細分化する。次いで機械ミル中で摩砕する。こうして粉末顔料調製物を作製する。

分散コンパウンダ中で、アクリル樹脂（５８モル％のメタクリル酸エチル、３９モル％のメタクリル酸ｎ−ブチルおよび３モル％のメタクリル酸からなり、モル質量が５９０００ｇ／モル）２２５部と、エポキシ化大豆油１８部とを、室温で混合する。次いで蒸気（１３０℃）を導入してその塊を可塑化する。２２５部のＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１７を、２０分かけてプラスチックの塊中に小分けして混ぜ込み、続いて１１０℃でさらに３０分間混練する。続いて、少量の水を加えて塊を細かく砕き、コンパウンダのスイッチを切り、冷却した後、脆い塊をコンパウンダ中で細分化する。次いで機械ミル中で摩砕する。こうして粉末顔料調製物を作製する。

分散コンパウンダ中で、アクリル樹脂（５７モル％のメタクリル酸エチル、４０モル％のメタクリル酸ｎ−ブチルおよび３モル％のメタクリル酸からなり、モル質量が５９０００ｇ／モル）２２５部と、エポキシ化大豆油１８部とを、室温で混合する。次いで蒸気（１３０℃）を導入してその塊を可塑化する。２２５部のＣ．Ｉ．ピグメントレッド１８５を、２２分かけてプラスチックの塊中に小分けして混ぜ込み、続いて１１０℃でさらに３０分間混練する。続いて、少量の水を加えて塊を細かく砕き、コンパウンダのスイッチを切り、冷却した後、脆い塊をコンパウンダ中で細分化する。次いで機械ミル中で摩砕する。こうして粉末顔料調製物を作製する。

分散コンパウンダ中で、アクリル樹脂（５８モル％のメタクリル酸エチル、３９モル％のメタクリル酸ｎ−ブチルおよび３モル％のメタクリル酸からなり、モル質量が５９０００ｇ／モル）２２５部と、エポキシ化大豆油１８部とを、室温で混合する。次いで蒸気（１３０℃）を導入してその塊を可塑化する。２２５部のＣ．Ｉ．ピグメントレッド１０１を、２０分かけてプラスチックの塊中に小分けして混ぜ込み、続いて１１０℃でさらに３０分間混練する。続いて、少量の水を加えて塊を細かく砕き、コンパウンダのスイッチを切り、冷却した後、脆い塊をコンパウンダ中で細分化する。次いで機械ミル中で摩砕する。こうして粉末顔料調製物を作製する。

使用例：
ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）と、例えば、潤滑剤、付着防止剤、熱安定剤および可塑剤などの添加剤と、実施例１から６由来の粉末顔料調製物とを、回分式の混合操作で、混合物が均一になるまで混合する。得られた調合配合物を加圧、加熱下で遊星ロール型押出機に通し溶融させる。

この操作の過程で、本発明の顔料調製物を同様に溶融させ、可塑化された材料中最適の効果が得られるように分散させ、その結果均一に着色される。

遊星ロール型押出機によって、可塑化され着色された材料を、コンベヤーベルト上に押し出し、カランダーロールに通し、そこでまず、回転している２個の加熱金属ロール間のニップでさらに溶融させる。

次の下流側のロールによって、さらに均一化され、シート状最終製品に相応する厚みに調整される。

このようにして斑点および細孔のない着色したＰＭＭＡフィルムを得る。

Claims (4)

1. アクリル樹脂中に分散させた顔料を含み、前記アクリル樹脂は、平均モル質量Ｍｗが４００００から８００００ｇ／モルであり、および５０から６５モル％のメタクリル酸エチル、３０から４５モル％のメタクリル酸ブチルおよび０．５から５モル％のメタクリル酸からなるコポリマーである、粉末顔料調製物の、特にポリメタクリル酸メチルからなる着色フィルムへの使用。
2. 前記顔料が、モノアゾ、ジスアゾおよびレーキアゾ顔料、アゾ縮合顔料、ベンズイミダゾロン系、ナフトール系、イソインドリノン系、イソインドリン系、フタロシアニン系、キナクリドン系、アンザンスロン系、ペリレン系、ペリノン系、チオインジゴ系、チアジンインジゴ系、キノフタロン系、ジオキサジン系、またはジケトピロロピロール系顔料、あるいはカーボンブラックである請求項１に記載の使用。
3. 前記顔料が、チタン酸ニッケル、チタン酸クロム、酸化鉄、群青、酸化クロムまたは二酸化チタンである請求項１または２に記載の使用。
4. 顔料調整物が、
   ａ）３０から７０重量％の顔料と、
   ｂ）７０から３０重量％の前記アクリル樹脂と、
   ｃ）０から８重量％の潤滑剤と、
   ｄ）０から１０重量％の通常の他の添加物とからなり、すべての成分の和が１００重量％である請求項１から３のいずれか一項に記載の使用。