JP4558318B2 - プラスチック可溶性着色剤の粒状製剤を製造する方法 - Google Patents
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Description
本発明は、プラスチックに可溶性である着色剤の粒状製剤を製造する方法及び当該着色剤の粉立ちの少ない粒状製剤に関する。
着色剤及び５．０重量％までのポリグリコールを含む、プラスチックに可溶性である着色剤粒体を製造する方法が、たとえばＤＥ−Ａ−４０３８００２から公知である。しかし、これらの製剤は、このような着色剤粒体に現在求められている要件をすべて満たすわけではない。
したがって、たとえば食品分野における着色剤粒体の使用及びプラスチック又はポリマー粒子の、非常に高い温度を伴う練り込み着色にも適する、粉立ちが少なく、摩擦に対して安定である新規な粒状製剤がなおも要望されている。
驚くことに今、本発明にしたがって製造される粒状製剤が上記規準を実質的に満たすということがわかった。
したがって、本発明は、プラスチックに可溶性である着色剤の粒状製剤を製造する方法であって、着色剤の調製から得られるろ過ケークを水に懸濁させ、着色剤の重量に対して計算して０．１〜５．０重量％、好ましくは０．３〜４．０重量％、特に０．５〜３．５重量％のポリビニルピロリドン又はラウリル硫酸ナトリウム及び適宜さらなる補助剤をそれに加え、次いで水性懸濁液を乾燥させて粒体を形成することを含む方法に関する。
本発明の方法に適した着色剤は、たとえば、Color Index, 3rd Edition (3rd Revison 1987 including Additions and Amendments to No. 85)の「Solvent Dyes」の下に記載されている着色剤である。
本発明の方法において、好ましいものは、プラスチックに可溶性であるアゾ、アントラキノン、スチレン、ピラゾロン、キノフタロン、ナフタジン、ペリノン、クマリン、チオキサンテン、チオインジゴのクラスの着色剤及び金属錯体着色剤である。
本発明の方法において、特に好ましいものは、以下の式の着色剤の使用である。
式（１）〜（２０）の着色剤は公知であり、一般に公知の方法にしたがって調製することができる。
本発明の方法で使用されるポリビニルピロリドン［ポリ（１−ビニル−２−ピロリジノン）略称ＰＶＰ］は、一般式
（式中、ｎは、整数である）
で示される、約２５００〜９０００００g/molの分子量を有するポリマー化合物である。
で示される、約２５００〜９０００００g/molの分子量を有するポリマー化合物である。
本発明の方法において、好ましいものは、５０００〜７５００００g/mol、特に１００００〜９００００g/mol、より具体的には１００００〜５００００g/molの分子量を有するポリビニルピロリドンである。
本発明の方法において適宜に使用を考慮することができるさらなる補助剤は、たとえば、橋掛け添加物、緩衝剤及び特にいわゆる粘度調整剤を含む。このような粘度調整剤の例としては、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース及び特にメチルセルロースを挙げることができる。
粒状化の前に、プラスチックに可溶性の着色剤及び着色剤の重量に対して計算して０．１〜５．０重量％、好ましくは０．３〜４．０重量％、特に０．５〜３．５重量％の式（２１）のポリビニルピロリドン又はラウリル硫酸ナトリウムを含む水性懸濁液に対し、着色剤の重量に対して計算して０．１〜３．５重量％、好ましくは０．２〜２．５重量％の粘度調整剤を加えることが好ましい。
プラスチックに可溶性である着色剤ならびに着色剤の重量に対して計算して０．１〜５．０重量％の式（２１）のポリビニルピロリドン又はラウリル硫酸ナトリウム及び適宜さらなる補助剤を含む水性懸濁液の粒状化は、好ましくは、噴霧乾燥又は流動床粒状化によって実施する。
好ましい実施態様では、プラスチックに可溶性の着色剤及び着色剤の重量に対して計算して０．１〜５．０重量％の式（２１）のポリビニルピロリドン又はラウリル硫酸ナトリウムを含む水性懸濁液を、たとえば回転子／固定子ミル及び／又はビードミル中で均質化して、粒径１〜１００μmの分散系を形成する。そして、得られた分散系を噴霧乾燥機、好ましくは加圧ノズル塔の中で噴霧乾燥させて微粒を形成する。
さらなる好ましい実施態様では、プラスチックに可溶性である着色剤及び着色剤の重量に対して計算して０．１〜５．０重量％の式（２１）のポリビニルピロリドン又はラウリル硫酸ナトリウムを含む水性懸濁液の粘度を、着色剤の重量に対して計算して０．１〜３．５重量％の粘度調整剤の添加によって所望の値に調節し、その懸濁液を、たとえば回転子／固定子ミル及び／又はビードミル中で均質化して、粒径１〜１００μmの分散系を形成する。そして、得られた分散系を噴霧乾燥機、好ましくは加圧ノズル塔の中で噴霧乾燥させて微粒を形成する。
均質な懸濁液は、有利には、乾燥の前に、好ましくは緩衝剤系又は弱塩基、たとえばＮＨ4ＯＨ又はＮａ2ＣＯ3を使用してｐＨ値８超えに調節する。
調製される微粒の粒径は、広い範囲で異なることができ、一般に５〜１０００μm、好ましくは２０〜７５０μm、特に５０〜２５０μmである。
本発明はまた、
（Ａ）プラスチックに可溶性の着色剤、
（Ｂ）着色剤の重量に対して計算して０．１〜５．０重量％のポリビニルピロリドン又はラウリル硫酸ナトリウム、及び
（Ｃ）適宜、さらなる補助剤
を含む、プラスチックに可溶性の着色剤の粒状製剤に関する。
（Ａ）プラスチックに可溶性の着色剤、
（Ｂ）着色剤の重量に対して計算して０．１〜５．０重量％のポリビニルピロリドン又はラウリル硫酸ナトリウム、及び
（Ｃ）適宜、さらなる補助剤
を含む、プラスチックに可溶性の着色剤の粒状製剤に関する。
好ましい粒状製剤は、
成分（Ａ）として、プラスチックに可溶性の着色剤９５〜９９．９重量％、及び
成分（Ｂ）として、着色剤の重量に対して計算して０．１〜５．０重量％のポリビニルピロリドン
を含む。
成分（Ａ）として、プラスチックに可溶性の着色剤９５〜９９．９重量％、及び
成分（Ｂ）として、着色剤の重量に対して計算して０．１〜５．０重量％のポリビニルピロリドン
を含む。
さらなる好ましい粒状製剤は、
成分（Ａ）として、プラスチックに可溶性の着色剤９１．５〜９９．８重量％、
成分（Ｂ）として、着色剤の重量に対して計算して０．１〜５．０重量％のポリビニルピロリドン、及び
成分（Ｃ）として、着色剤の重量に対して計算して０．１〜３．５重量％の粘度調整剤
を含む。
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成分（Ｂ）として、着色剤の重量に対して計算して０．１〜５．０重量％のポリビニルピロリドン、及び
成分（Ｃ）として、着色剤の重量に対して計算して０．１〜３．５重量％の粘度調整剤
を含む。
さらなる好ましい粒状製剤は、
成分（Ａ）として、プラスチックに可溶性の着色剤９５〜９９．９重量％、及び
成分（Ｂ）として、着色剤の重量に対して計算して０．１〜５．０重量％のラウリル硫酸ナトリウム
を含む。
成分（Ａ）として、プラスチックに可溶性の着色剤９５〜９９．９重量％、及び
成分（Ｂ）として、着色剤の重量に対して計算して０．１〜５．０重量％のラウリル硫酸ナトリウム
を含む。
さらなる好ましい粒状製剤は、
成分（Ａ）として、プラスチックに可溶性の着色剤９１．５〜９９．８重量％、
成分（Ｂ）として、着色剤の重量に対して計算して０．１〜５．０重量％のラウリル硫酸ナトリウム、及び
成分（Ｃ）として、着色剤の重量に対して計算して０．１〜３．５重量％の粘度調整剤
を含む。
成分（Ａ）として、プラスチックに可溶性の着色剤９１．５〜９９．８重量％、
成分（Ｂ）として、着色剤の重量に対して計算して０．１〜５．０重量％のラウリル硫酸ナトリウム、及び
成分（Ｃ）として、着色剤の重量に対して計算して０．１〜３．５重量％の粘度調整剤
を含む。
着色剤、ポリビニルピロリドン及びラウリル硫酸ナトリウムに関して、プラスチックに可溶性の着色剤の粒状製剤を製造する方法に関して本明細書で上記した定義及び好ましい意味が当てはまる。
適宜に使用されるさらなる補助剤に関しても同様に、プラスチックに可溶性の着色剤の粒状製剤を製造する方法に関して本明細書で上記した定義及び好ましい意味が当てはまる。
本発明の着色剤粒体は、特に繊維、粒体、膜又は成形物の形態のポリマー粒子又は熱可塑性プラスチックを着色するのに特に使用される。これらはまた、光学部品で使用される成形物、たとえばレンズ及びヘッドライトレンズならびに食品パッケージを着色するのに特に適している。
本発明にしたがって着色することができる好ましいポリマー粒子又は熱可塑性プラスチックは、高分子量有機材料として、非常に一般には誘電率２．５以上のポリマー、特にポリエステル、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレン／アクリロニトリル（ＳＡＮ）又はアクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）である。ポリエステル、ＰＣ及びＡＢＳが特に好ましい。さらに特別に好ましいものは、テレフタル酸又はナフタレン−２，６−ジカルボン酸とグリコール類、特にエチレングリコールとの重縮合によって得ることができる直鎖状芳香族ポリエステルあるいはテレフタル酸と１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサンとの縮合物、たとえばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレン−２，６−ジカルボキシレート（ＰＥＮ）又はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴＰ）ならびにポリカーボネート、たとえばα，α−ジメチル−４，４−ジヒドロキシジフェニルメタン及びホスゲンから形成されるポリカーボネート又はポリ塩化ビニル及びポリアミドに基づくポリマー、たとえばポリアミド−６もしくはポリアミド−６，６である。
本発明の着色剤粒体で着色されたプラスチックはまた、液体食品及び特に固体食品を包装するのに適している。
本発明の着色剤粒体を使用する高分子量有機材料の着色は、たとえば、ロールミル、混合装置又は練磨装置を使用して着色剤粒体を基材と添加混合し、着色剤粒体を高分子量材料中に溶解又は微分散させることによって実施される。
次いで、着色剤粒体を添加混合した高分子量有機材料を、そのものは公知の方法、たとえば圧延、圧縮成形、押出し成形、コーティング、スピニング、注型又は射出成形によって加工すると、その結果、着色された材料がその最終形状を得る。本発明の着色剤粒体の添加混合はまた、実際の加工工程の直前に、たとえば、着色剤粒体及び粒状又は微粉状の高分子量有機材料ならびに適宜、他の成分、たとえば添加物を直接押出し機の入口区域に連続的に計量供給して、加工の直前に成分を混合させることによって実施することもできる。しかし、一般的には、本発明の着色剤粒体を高分子量有機材料に事前に混入することが、より均一に着色された基材を得ることができるため、好ましい。
本発明はまた、本発明の着色剤粒体の上述の使用に関する。
以下の例が本発明を説明する。断りない限り、部は重量部であり、％値は重量％である。温度は摂氏度で表す。重量部と容量部との関係は、グラムと立方センチメートルとの関係と同じである。
例１
実験室用反応装置中、式
実験室用反応装置中、式
の着色剤１４７．０重量部を含有する水性着色剤ろ過ケーク３９２．０重量部を、激しく攪拌しながら室温で、ポリビニルピロリドンＫ３０ １．５重量部及び水１２０．５重量部と均質に混合したのち、Frymaミルで練磨した。その後、得られた分散系を、入口温度１５０℃及び出口温度１０５〜１１０℃の実験用噴霧器中で噴霧乾燥させた。平均粒径５〜１５μm及び残留水分１％以下の粉立ちの少ないさらさらした粒体が得られた。
例２
実験室用反応装置中、式
実験室用反応装置中、式
の着色剤２９５．５重量部を含有する水性着色剤ろ過ケーク３６９．５重量部を、激しく攪拌しながら、ポリビニルピロリドンＫ３０ ３．０重量部、ヒドロキシプロピルメチルセルロース３．０重量部及び水２９０．０重量部と均質に混合した。そして、均質な懸濁液を、入口温度１５０℃及び出口温度１０５〜１１０℃の実験用噴霧器中で噴霧乾燥させた。平均粒径５〜１５μm及び残留水分１％以下の粉立ちの少ないさらさらした微粒が得られた。
例３
攪拌器を備えた装置中、式
攪拌器を備えた装置中、式
の着色剤２９５．５重量部を含有する水性着色剤ろ過ケーク３６９．５重量部を、激しく攪拌しながら室温で、ポリビニルピロリドンＫ３０ ４．４重量部、ヒドロキシプロピルメチルセルロース３．０重量部及び水２９０．０重量部と均質に混合して、懸濁液の乾燥物質含量を約２０重量％に調節した。二分割ノズルを有するNIROパイロットプラントスケール噴霧器を使用して、均質な懸濁液を、入口温度１５０℃、出口温度１０５〜１１０℃及び水分気化容量１kg/hで噴霧乾燥させた。平均粒径３０〜１００μm及び粒径範囲１０〜３００μmならびに残留水分１％以下の粉立ちの少ないさらさらした着色剤粒体が得られた。
例４
攪拌器を備えた装置中、式
攪拌器を備えた装置中、式
の着色剤２９５．５重量部を含有する水性着色剤ろ過ケーク３６９．５重量部を、激しく攪拌しながら室温で、ラウリル硫酸ナトリウム４．５重量部、ヒドロキシプロピルメチルセルロース３．０重量部及び水２９０．０重量部と均質に混合した。噴霧盤を有するNIROパイロットプラントスケール噴霧器を使用して、均質な懸濁液を、入口温度１５０℃及び出口温度１０５〜１１０℃で噴霧乾燥させた。平均粒径２０〜１００μm及び粒径範囲１０〜２５０μmならびに残留水分１％以下の粉立ちの少ないさらさらした着色剤粒体が得られた。
例５
攪拌器を備えた装置中、式（３）の着色剤２９５．５重量部を、水を使用して、ポリビニルピロリドンＫ１７ ４．４重量部及びメチルセルロース３．０重量部とでスラリーにし、激しく攪拌しながら均質に混合した。ＮＨ4ＯＨ溶液の添加によって均質なスラリーをｐＨ値９超えに緩衝し、水の添加によって固形分を約２５重量％に調節した。二分割ノズルを有するNIRO噴霧器を使用して、均質な懸濁液を、入口温度１５０℃及び出口温度１０５〜１１０℃で噴霧乾燥させた。粒径１０〜２００μm及び残留水分１重量％未満の粉立ちの少ないさらさらした着色剤粒体が得られた。
攪拌器を備えた装置中、式（３）の着色剤２９５．５重量部を、水を使用して、ポリビニルピロリドンＫ１７ ４．４重量部及びメチルセルロース３．０重量部とでスラリーにし、激しく攪拌しながら均質に混合した。ＮＨ4ＯＨ溶液の添加によって均質なスラリーをｐＨ値９超えに緩衝し、水の添加によって固形分を約２５重量％に調節した。二分割ノズルを有するNIRO噴霧器を使用して、均質な懸濁液を、入口温度１５０℃及び出口温度１０５〜１１０℃で噴霧乾燥させた。粒径１０〜２００μm及び残留水分１重量％未満の粉立ちの少ないさらさらした着色剤粒体が得られた。
例６〜２１
例１〜５に記載の手順と同様にして、式（５）〜（２０）の着色剤を噴霧乾燥させて粒体及び微粒を形成した。
例１〜５に記載の手順と同様にして、式（５）〜（２０）の着色剤を噴霧乾燥させて粒体及び微粒を形成した。
Claims (7)
- プラスチックに可溶性である着色剤の粒状製剤を製造する方法であって、着色剤の調製から得られるろ過ケークを水に懸濁させ、着色剤の重量に対して計算して０．１〜４．０重量％のポリビニルピロリドン、着色剤の重量に対して計算して０．１〜３．５重量％の粘度調整剤及び適宜さらなる補助剤をそれに加え、次いで水性懸濁液を乾燥させて粒体を形成することを含む方法。
- 使用する粘度調整剤が、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース又はメチルセルロースである、請求項１記載の方法。
- 粒状化を噴霧乾燥によって実施する、請求項１又は２記載の方法。
- （Ａ）プラスチックに可溶性の着色剤、
（Ｂ）着色剤の重量に対して計算して０．１〜４．０重量％のポリビニルピロリドン、
（Ｃ）着色剤の重量に対して計算して０．１〜３．５重量％の粘度調整剤、及び
適宜、さらなる補助剤
を含む、請求項１記載の方法により得られる、プラスチックに可溶性の着色剤の粒状製剤。 - 請求項４記載の粒状製剤の使用を含む、着色されたプラスチック又は着色されたポリマー粒子を製造する方法。
- 着色されたプラスチック又は着色されたポリマー粒子の製造における、請求項４記載の粒状製剤の使用。
- 食品パッケージを着色するための請求項４記載の粒状製剤の使用。
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