JP7439946B2 - 熱可塑性樹脂組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Description
CnH2n+1(OCH2CH2)mOH ・・・(1)
(式中、 nは1~100の整数であり、 mは1~100の整数である。 )
[1]ポリエステル樹脂(A)と、
金属酸化物を主成分とする無機化合物と、
熱重量分析による5%減量温度が250℃以上である両親媒性分子と、
を含有するマスターバッチ。
熱重量分析による5%減量温度が250℃以上である両親媒性分子と、
を含有する水分散体。
ポリエステル樹脂(A)100質量部に対して、前記水分散体を1質量部以上300質量部以下で供給し、溶融混合する工程(II)と、
を有する、マスターバッチの製造方法。
本実施形態のマスターバッチ(熱可塑性樹脂組成物ともいう)は、ポリエステル樹脂(A)と、金属酸化物を主成分とする無機化合物と、熱重量分析(TGA:Thermogravimetric Analysis)による5%減量温度が250℃以上である両親媒性分子とを含有する。
上記マスターバッチ中のポリエステル樹脂(A)、無機化合物及び両親媒性分子の合計の質量を100質量%としたときの、ポリエステル樹脂(A)の含有量は、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上、更に好ましくは50質量%以上の範囲としてよく、また、好ましくは99質量%以下の範囲としてよい。ポリエステル樹脂(A)の含有量が30質量%以上であると、無機化合物に対するマトリックス樹脂としてのポリエステル樹脂(A)の含有量が適量となり、マスターバッチ中に上記無機化合物をより高分散し易くなり、99質量%以下であると無機化合物が適量となり、該無機化合物の所望の特性をより発現させ易くなる。したがってポリエステル樹脂(A)の含有量を上記範囲内の値とする。
無機化合物は、上述のように金属酸化物を主成分とする。主成分とは、上記無機化合物全体の質量を100質量%としたときの、金属酸化物が50質量%よりも大きいことを意味する。また、無機化合物は1種又は2種以上の金属酸化物からなるものであってもよい。
両親媒性分子としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
・モノステアリン酸グリセリル(HLB値4.0)、自己乳化型モノステアリン酸グリセリル(HLB値6.0)、モノオレイン酸グリセリル(HLB値2.5)などのグリセリン脂肪酸エステル類;
・ポリリシノレイン酸ポリグリセリル-6(HLB値3.9)、モノステアリン酸ジグリセリル(HLB値5.0)、モノオレイン酸ジグリセリル(HLB値6.5)、ジオレイン酸ジグリセリル(HLB値7.0)、モノイソステアリン酸ジグリセリル(HLB値5.5)、モノステアリン酸テトラグリセリル(HLB値6.0)、モノオレイン酸テトラグリセリル(HLB値6.0)、トリステアリン酸デカグリセリル(HLB値7.5)、トリオレイン酸デカグリセリル(HLB値7.0)、ペンタステアリン酸デカグリセリル(HLB値3.5)等のポリグリセリン脂肪酸エステル類(A);
・モノラウリン酸ヘキサグリセリル(HLB値14.5)、モノミリスチン酸ヘキサグリセリル(HLB値11.0)、モノラウリン酸デカグリセリル(HLB値15.5)、モノミリスチン酸デカグリセリル(HLB値14.0)、モノステアリン酸デカグリセリル(HLB値12.0)、モノイソステアリン酸デカグリセリル(HLB値12.0)、モノオレイン酸デカグリセリル(HLB値12.0)、ジイソステアリン酸デカグリセリル(HLB値10.0)等のポリグリセリン脂肪酸エステル類(B);
・モノパルミチン酸ソルビタン(HLB値6.7)、モノステアリン酸ソルビタン(HLB値4.7)、セスキステアリン酸ソルビタン(HLB値4.2)、トリステアリン酸ソルビタン(HLB値2.1)、モノイソステアリン酸ソルビタン(HLB値5.0)、セスキイソステアリン酸ソルビタン(HLB値4.5)、モノオレイン酸ソルビタン(HLB値4.3)、セスキオレイン酸ソルビタン(HLB値3.7)等のソルビタン脂肪酸エステル類;
・POE(3)ラウリルエーテル(HLB値8.0)、POE(5)ラウリルエーテル(HLB値1.0)、POE(5)イソセチルエーテル(HLB値8.0)、POE(3)セチルエーテル(HLB値6.0)、POE(5)セチルエーテル(HLB値8.0)、POE(2)ステアリルエーテル(HLB値8.0)、POE(5)ステアリルエーテル(HLB値8.0)、POE(6)ステアリルエーテル(HLB値8.0)、POE(5)イソステアリルエーテル(HLB値8.0)、POE(2)オレイルエーテル(HLB値7.5)、POE(3)オレイルエーテル(HLB値6.0)、POE(5)オレイルエーテル(HLB値8.0)、POE(5)オクチルドデシルエーテル(HLB値7.0)、POE(5)ベヘニルエーテル(HLB値7.0)、POE(5)デシルテトラデシルエーテル(HLB値6.0)、POE(3)2級アルキルエーテル(HLB値8.0)、POE(5)コレステリルエーテル(HLB値7.0)等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類(A);
・POE(4.2)ラウリルエーテル(HLB値11.5)、POE(7)ラウリルエーテル(HLB値11.0)、POE(9)ラウリルエーテル(HLB値14.5)、POE(10)ラウリルエーテル(HLB値12.0)、POE(12)ラウリルエーテル(HLB値13.0)、POE(15)ラウリルエーテル(HLB値14.0)、POE(20)ラウリルエーテル(HLB値15.0)、POE(30)ラウリルエーテル(HLB値16.0)、POE(50)ラウリルエーテル(HLB値17.0)、POE(10)イソセチルエーテル(HLB値11.0)、POE(15)イソセチルエーテル(HLB値13.0)、POE(20)イソセチルエーテル(HLB値14.0)、POE(25)イソセチルエーテル(HLB値15.0)、POE(5.5)セチルエーテル(HLB値10.5)、POE(7)セチルエーテル(HLB値11.5)、POE(10)セチルエーテル(HLB値13.5)、POE(12)セチルエーテル(HLB値12.0)、POE(15)セチルエーテル(HLB値15.5)、POE(17)セチルエーテル(HLB値13.0)、POE(20)セチルエーテル(HLB値17.0)、POE(23)セチルエーテル(HLB値18.0)、POE(8)ステアリルエーテル(HLB値10.0)、POE(11)ステアリルエーテル(HLB値11.0)、POE(15)ステアリルエーテル(HLB値12.0)、POE(20)ステアリルエーテル(HLB値18.0)、POE(25)ステアリルエーテル(HLB値14.0)、POE(30)ステアリルエーテル(HLB値15.0)、POE(40)ステアリルエーテル(HLB値16.0)、POE(10)イソステアリルエーテル(HLB値11.0)、POE(15)イソステアリルエーテル(HLB値12.0)、POE(20)イソステアリルエーテル(HLB値13.0)、POE(25)イソステアリルエーテル(HLB値14.0)、POE(3)オレイルエーテル(HLB値6.0)、POE(7)オレイルエーテル(HLB値10.5)、POE(8)オレイルエーテル(HLB値10.0)、POE(10)オレイルエーテル(HLB値14.5)、POE(12)オレイルエーテル(HLB値11.0)、POE(15)オレイルエーテル(HLB値16.0)、POE(20)オレイルエーテル(HLB値17.0)、POE(23)オレイルエーテル(HLB値14.0)、POE(50)オレイルエーテル(HLB値18.0)、POE(10)オクチルドデシルエーテル(HLB値10.0)、POE(16)オクチルドデシルエーテル(HLB値12.0)、POE(20)オクチルドデシルエーテル(HLB値13.0)、POE(25)オクチルドデシルエーテル(HLB値14.0)、POE(25)オクチルドデシルエーテル(HLB値14.0)、POE(10)ベヘニルエーテル(HLB値10.0)、POE(20)ベヘニルエーテル(HLB値16.5)、POE(30)ベヘニルエーテル(HLB値18.0)、POE(15)デシルテトラデシルエーテル(HLB値11.0)、POE(20)デシルテトラデシルエーテル(HLB値12.0)、POE(25)デシルテトラデシルエーテル(HLB値13.0)、POE(4)(C12-15)アルキルエーテル(HLB値10.5)、POE(8)(C9-11)アルキルエーテル(HLB:13.9)、POE(10)(C12-15)アルキルエーテル(HLB値15.5)、POE(5)2級アルキルエーテル(HLB値10.5)、POE(7)2級アルキルエーテル(HLB値12.0)、POE(10)コレステリルエーテル(HLB値10.0)、POE(15)コレステリルエーテル(HLB値11.0)、POE(20)コレステリルエーテル(HLB値12.0)、POE(24)コレステリルエーテル(HLB値13.0)、POE(30)コレステリルエーテル(HLB値14.0)等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類(B);
・POE(2)ラウリルアミン(HLB値5.2)、POE(2)ステアリルアミン(HLB値5.1)、POE(3)牛脂プロピレンジアミン(HLB値5.9)、N-ビス-N-シクロへキシルアミン(HLB値4.8)、POE(2)メタキシレンジアミン(HLB値7.9)等のポリオキシエチレンアルキルアミン類(A);
・POE(5)ラウリルアミン(HLB値10.4)、POE(7)ラウリルアミン(HLB値12.1)、POE(10)ラウリルアミン(HLB値13.6)、POE(30)ラウリルアミン(HLB値17.5)、POE(7)エチレン牛脂アミン(HLB値11.0)、POE(8)エチレン牛脂アミン(HLB値11.9)、POE(10)エチレン牛脂アミン(HLB値12.7)、POE(13.5)エチレン牛脂アミン(HLB値11.0)、POE(20)エチレン牛脂アミン(HLB値15.5)、POE(30)エチレン牛脂アミン(HLB値16.7)、POE(40)エチレン牛脂アミン(HLB値17.4)、POE(7)ステアリルアミン(HLB値10.7)、POE(10)ステアリルアミン(HLB値12.8)、POE(15)ステアリルアミン(HLB値14.3)、POE(20)ステアリルアミン(HLB値15.3)、POE(30)ステアリルアミン(HLB値16.7)、POE(45)ステアリルアミン(HLB値17.6)、POE(15)牛脂プロピレンジアミン(HLB値13.4)、POE(50)ステアリルプロピレンジアミン(HLB値17.4)、POE(4)メタキシレンジアミン(HLB値11.3)等のポリオキシエチレンアルキルアミン類(B);
・POE(50)ステアリルアミド(HLB値17.8)等のポリオキシエチレンアルキルアミド類。
R-(CH2CH2O)m-H ・・・(2)
マスターバッチは、その機能の主旨を逸脱しない範囲において、上記ポリエステル樹脂(A)、無機化合物及び両親媒性分子以外の他の成分が含まれてもよい。
その他の成分としては、具体的には、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、滑剤、難燃剤、充填材等が挙げられる。
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物および成形体は、マスターバッチと、ポリエステル樹脂(B)とを配合してなる。熱可塑性樹脂組成物または成形体は、上記マスターバッチと、ポリエステル樹脂(B)とを配合させたものの硬化物(加熱により軟化流動した状態が冷却により固化したもの)である。熱可塑性樹脂組成物は、特に制限されないが、例えばマスターバッチから熱可塑性樹脂成形体を得る際の中間成形体であり、ペレット状や粉末状等の所定形態を有する材料を意味する。
熱可塑性樹脂組成物または成形体中のマスターバッチ及びポリエステル樹脂(B)の合計の質量を100質量%としたときの、上記マスターバッチの含有量は、好ましくは1質量%以上の範囲としてよく、また、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは70質量%以下の範囲としてよい。
また、熱可塑性樹脂組成物または成形体中のマスターバッチ及びポリエステル樹脂(B)の合計の質量を100質量%としたときの、両親媒性分子の含有量は、好ましくは0.01質量%以上の範囲としてよく、また、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは20質量%以下の範囲としてよい。
熱可塑性樹脂組成物または成形体は、その機能の主旨を逸脱しない範囲において、上記ポリエステル樹脂(A)、無機化合物、両親媒性分子(A)及び両親媒性分子(B)以外の他の成分が含まれてもよい。
その他の成分としては、具体的には、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、滑剤、難燃剤、充填材等が挙げられる。
本実施形態に係るマスターバッチの製造方法は、金属酸化物を主成分とする無機化合物と、熱重量分析による5%減量温度が250℃以上である両親媒性分子とを混合して、上記無機化合物を1質量%以上80質量%以下含有する水分散体を準備する工程(I)と、ポリエステル樹脂(A)100質量部に対して、前記水分散体を1質量部以上300質量部以下で供給し、溶融混合する工程(II)とを有する。
水分散体は、その機能の主旨を逸脱しない範囲において、上記無機化合物、両親媒性分子及び水溶性アルコール以外の他の成分が含まれてもよい。
その他の成分としては、具体的には、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、滑剤、難燃剤、充填材等が挙げられる。
溶融混合工程における加熱温度は、マトリックス樹脂であるポリエステル樹脂の溶融のし易さに応じて決定されるが、好ましくは260℃以上、より好ましくは270℃以上、更に好ましくは280℃以上の範囲としてよく、また、好ましくは320℃以下、より好ましくは310℃以下、更に好ましくは300℃以下の範囲としてよい。加熱温度が2600℃以上であると、ポリエステル樹脂を溶融し易くなり、該ポリエステル樹脂中に無機化合物を分散させやすくなり、320℃以下であれば、各成分の熱劣化を抑制することができる。
マスターバッチをペレット状とする場合には、溶融混練後、ストランドを形成し、そのストランドを、ペレタイザを用いて切断してペレット状にする。ペレット状のマスターバッチは、さらなる成形を行うための材料として使用することができ、例えば熱可塑性樹脂組成物または成形体用の材料として用いることができる。ペレット状のマスターバッチは、成形機(例えば、射出成形機、押出成形機等)によって成形することができる。
本実施形態に係る熱可塑性樹脂組成物または成形体の製造方法は、上記製造方法によって得られたマスターバッチと、ポリエステル樹脂(B)とを溶融混合する。これにより、直接、上記熱可塑性樹脂成形体を得ることができるが、一旦、ペレット状または粉末状の熱可塑性樹脂組成物を得る工程を経てから、得られたペレット状または粉末状の熱可塑性樹脂組成物を溶融成形する工程を経て目的とする熱可塑性樹脂成形体を得ることもできる。このようにマスターバッチを経由して熱可塑性樹脂成形体を得ることで、熱可塑性樹脂成形体中で無機化合物を安定的に均一分散することができ、無機化合物による所望の機能、特性を熱可塑性樹脂成形体に十分に付与することができる。また、上記マスターバッチを経て熱可塑性樹脂成形体を成形することで、ポリエステル樹脂の加水分解が大幅に抑制され、成形性(加工性)、機械特性及び外観品質を向上することができる。
熱可塑性樹脂成形体を糸状(フィラメント、ステープル、中空糸)とする場合には、溶融混練後、所定断面形状を有する一又は複数の孔から溶融樹脂を吐出させて糸状にすることができる。糸状の熱可塑性樹脂成形体は、更に延伸、熱処理、撚り合わせなどの後処理を経て成形されてもよいし、他の糸と混合して紡績して混紡糸や混繊糸を構成してもよい。
熱可塑性樹脂成形体を不織布状とする場合には、溶融混練後、溶融樹脂から成形された繊維をネット上で集積することにより不織布状にすることができる。不織布状の熱可塑性樹脂成形体は、更にバインダーによる繊維同士の結合や外力の付与によって繊維同士を絡めるなどの後処理を経て成形されてもよい。
熱可塑性樹脂成形体をフィルム状とする場合には、溶融混練後、溶融樹脂をスリット状の孔から吐出させる(押出す)ことによりフィルム状にすることができる。フィルム状の熱可塑性樹脂成形体は、更にプレス成形法又は真空成形法によって成形してもよいし、ベース層上に形成されて多層フィルムを構成してもよい。
(水分散体の製造)
酸化チタン粒子(石原産業株式会社製「ST-21」、平均粒子径20nm)30質量部、両親媒性分子としてポリオキシエチレンアルキルエーテル(三洋化成工業株式会社製「エマルミンNL110」、TG5%減量温度370℃、HLB値14.4)1質量部、水溶性アルコールとしてエタノール1質量部に、水68質量部を加え、ホモジナイザーを用い水分散体(1)を得た。
ポリエチレンテレフタレート(ユニチカ株式会社製「MA-2101M」、極限粘度(IV)0.63))100質量部を30mmφの二軸ベント式押出機(設定温度280℃、捕捉粒子径40μmのメッシュフィルター)内で溶融混練し、押出機上流部から水分散体(1)30質量部を液添ノズルから注入し、水分をベント口から蒸発させながら溶融混練した。得られた熱可塑性樹脂組成物をペレット化してマスターバッチ(1)を得た。
ポリエチレンテレフタレート(ユニチカ株式会社製「SA-1206」、極限粘度(IV)1.07)90質量部にマスターバッチ(1)10質量部を混合し、150℃で12時間、真空乾燥し、次いで、紡糸機を用いて紡糸温度290℃で溶融紡糸を行い、3倍延伸により3dtex(繊維径約15μm)のフィラメント(1)を得た。
(水分散体の製造)
両親媒性分子をソルビタン脂肪酸エステル(花王株式会社製「レオドールSP-30V」、TG5%減量温度300℃、HLB2.1)に変更したこと以外は実施例1と同様に行い、水分散体(2)を得た。
水分散体(1)を水分散体(2)に変更したこと以外は実施例1と同様に行い、マスターバッチ(2)を得た。
マスターバッチ(1)をマスターバッチ(2)に変更したこと以外は実施例1と同様に行い、フィラメント(2)を得た。
(水分散体の製造)
両親媒性分子をポリグリセリン脂肪酸エステル(阪本薬品工業株式会社製「SYグリスターML-500」、TG5%減量温度260℃、HLB13.4)に変更したこと以外は実施例1と同様に行い、水分散体(3)を得た。
水分散体(1)を水分散体(3)に変更したこと以外は実施例1と同様に行い、マスターバッチ(3)を得た。
マスターバッチ(1)をマスターバッチ(3)に変更したこと以外は実施例1と同様に行い、フィラメント(3)を得た。
(水分散体の製造)
両親媒性分子をポリオキシエチレンアルキルエーテル(三洋化成工業株式会社製「エマルミンNL110」TG5%減量温度370℃、HLB値14.4)及びソルビタン脂肪酸エステル(花王株式会社製「レオドールSP-30V」、TG5%減量温度300℃、HLB2.1)の2種類に変更したこと以外は実施例1と同様に行い、水分散体(4)を得た。
水分散体(1)を水分散体(4)に変更したこと以外は実施例1と同様に行い、マスターバッチ(4)を得た。
マスターバッチ(1)をマスターバッチ(4)に変更したこと以外は実施例1と同様に行い、フィラメント(4)を得た。
(水分散体の製造)
両親媒性分子をポリオキシエチレンアルキルエーテル(三洋化成工業株式会社製「エマルミンNL110」TG5%減量温度370℃、HLB値14.4)及びポリグリセリン脂肪酸エステル(阪本薬品工業株式会社製「SYグリスターML-500」、TG5%減量温度260℃、HLB13.4)の2種類に変更したこと以外は実施例1と同様に行い、水分散体(5)を得た。
水分散体(1)を水分散体(5)に変更したこと以外は実施例1と同様に行い、マスターバッチ(5)を得た。
マスターバッチ(1)をマスターバッチ(5)に変更したこと以外は実施例1と同様に行い、フィラメント(5)を得た。
(水分散体の製造)
酸化チタン粒子を酸化ケイ素粒子(信越化学工業社株式会社製「QSG-30」、平均粒子径30nm)に変更したこと以外は実施例1と同様に行い、水分散体(6)を得た。
水分散体(1)を水分散体(6)に変更したこと以外は実施例1と同様に行い、マスターバッチ(6)を得た。
マスターバッチ(1)をマスターバッチ(6)に変更したこと以外は実施例1と同様に行い、フィラメント(6)を得た。
(水分散体の製造)
酸化チタン粒子を酸化ケイ素粒子(信越化学工業社株式会社製「QSG-30」、平均粒子径30nm)に変更したこと以外は実施例4と同様に行い、水分散体(7)を得た。
水分散体(1)を水分散体(7)に変更したこと以外は実施例4と同様に行い、マスターバッチ(7)を得た。
マスターバッチ(1)をマスターバッチ(7)に変更したこと以外は実施例4と同様に行い、フィラメント(7)を得た。
(水分散体の製造)
酸化チタン粒子を酸化亜鉛粒子(堺化学工業株式会社製「FINEX-30」、平均粒子径35nm)に変更したこと以外は実施例4と同様に行い、水分散体(8)を得た。
水分散体(4)を水分散体(8)に変更したこと以外は実施例4と同様に行い、マスターバッチ(8)を得た。
マスターバッチ(4)をマスターバッチ(8)に変更したこと以外は実施例4と同様に行い、フィラメント(8)を得た。
[実施例9]
(水分散体の製造)
酸化チタン粒子を酸化アルミニウム粒子(住友化学株式会社製「AA-04」、平均粒子径300nm)に変更したこと以外は実施例4と同様に行い、水分散体(9)を得た。
水分散体(4)を水分散体(9)に変更したこと以外は実施例4と同様に行い、マスターバッチ(9)を得た。
マスターバッチ(4)をマスターバッチ(9)に変更したこと以外は実施例4と同様に行い、フィラメント(9)を得た。
[実施例10]
(水分散体の製造)
酸化チタン粒子を亜酸化銅粒子(シグマアルドリッチ株式会社製、平均粒子径350nm)に変更したこと以外は実施例4と同様に行い、水分散体(10)を得た。
水分散体(4)を水分散体(10)に変更したこと以外は実施例4と同様に行い、マスターバッチ(10)を得た。
マスターバッチ(1)をマスターバッチ(10)に変更したこと以外は実施例4と同様に行い、フィラメント(10)を得た。
(マスターバッチの製造)
ポリエチレンテレフタレートをポリブチレンテレフタレート(三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製「ノバデュラン(登録商標)5008」、IV0.85)に変更し、更に押出加工温度を260℃に変更したこと以外は実施例4と同様に行い、マスターバッチ(11)を得た。
ポリエチレンテレフタレートから変更したポリブチレンテレフタレート(三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製「ノバデュラン(登録商標)5010L」、IV1.00)90質量部にマスターバッチ(11)10質量部を混合し、120℃で12時間、真空乾燥し、次いで、紡糸機を用いて紡糸温度260℃で溶融紡糸を行い、3倍延伸により3dtexのフィラメント(11)を得た。
(フィルムの製造)
ポリエチレンテレフタレート(ユニチカ株式会社製「SA-1206」、極限粘度(IV)1.07)90質量部にマスターバッチ(4)10質量部を混合し、150℃で12時間、真空乾燥し、次いで、100mm幅のTダイを接続した20mm単軸押出機を用いて製膜温度280℃で溶融製膜を行い、厚さ10μmのフィルム(1)を得た。
(水分散体、マスターバッチ及びフィラメントの製造)
両親媒性分子としてのポリオキシエチレンアルキルエーテルを不使用としたこと以外は実施例1と同様に行い、水分散体(11)、マスターバッチ(12)、フィラメント(12)を得た。
(水分散体、マスターバッチ及びフィラメントの製造)
両親媒性分子としてポリオキシエチレンアルキルエーテルをプロピレングリコール脂肪酸エステル(花王株式会社製「カオーホモテックスPS-200SV」、TG5%減量温度220℃)に変更したこと以外は実施例1と同様に行い、水分散体(12)、マスターバッチ(13)及びフィラメント(13)を得た。
(マスターバッチ及びフィラメントの製造)
水分散体を不使用とし、酸化チタン粒子9質量部、ポリオキシエチレンアルキルエーテル0.3質量部、ポリグリセリン脂肪酸エステル0.3質量部及びエタノール0.3質量部を直接、ポリエチレンテレフタレート(ユニチカ株式会社製「MA-2101M」、極限粘度(IV)0.63)90.1質量部と混合し、二軸押出機にて溶融混練して、マスターバッチ(14)を作成し、実施例1と同様の工程を経てフィラメント(14)を得た。
(フィラメントの製造)
水分散体及びマスターバッチの双方を不使用とし、酸化チタン粒子0.9質量部、ポリオキシエチレンアルキルエーテル0.03質量部、ポリグリセリン脂肪酸エステル0.03質量部及びエタノール0.03質量部を直接、ポリエチレンテレフタレート(ユニチカ株式会社製「SA-1206」、極限粘度(IV)1.07)99.01質量部と混合し、紡糸機にて溶融混練して、実施例1と同様の工程を経てフィラメント(15)を得た。
(フィルムの製造)
ポリエチレンテレフタレート(ユニチカ株式会社製「SA-1206」、極限粘度(IV)1.07)90質量部にマスターバッチ(14)10質量部を混合し、150℃で12時間、真空乾燥し、次いで、100mm幅のTダイを接続した20mm単軸押出機を用いて製膜温度280℃で溶融製膜を行い、厚さ10μmのフィルム(2)を得た。
得られたマスターバッチ(1)~(14)について、25mm単軸押出機のスクリュ先端部位に濾過径25μmの焼結フィルターを設置し、マスターバッチを1kg通過させた際の差圧を計測し、差圧が1MPa以下である場合を非常に良好「◎」、1~5MPa以下を良好「〇」、5MPaを超え10MPa以下をやや不良「△」、通過しなかった場合を不良「×」とした。
得られたフィラメント(1)~(15)について、紡糸の際の糸切れ頻度を評価した。これを同一の試料について5回実施し、平均値とした。糸切れの発生が3回未満である場合を良好「○」、3回以上10回未満をやや不良「△」、10回以上を不良「×」とした。
得られたフィラメント(1)~(15)を0.1g切り取り、プレパラートでフィルム状にプレスした後、光学顕微鏡観察(倍率200倍)により、粒子像を得て、無作為に選んだ少なくとも1000個の粒子(一次粒子であってもよいし、更に二次粒子が含まれていてもよい)それぞれについて粒子径(円相当径)を測定した。粒子径20μm以上の粒子が1個未満である場合を非常に良好「◎」、1~5個を良好「〇」、6~19個をやや不良「△」、20個以上を不良「×」とした。
得られたフィルム(1)~(2)について、製膜時の安定性を評価した。濾過径20μmの焼結フィルターを設置し、原料10kg分を製膜し加工性を評価した。昇圧することなく製膜終了した場合を良好「〇」、昇圧して製膜終了した場合をやや不良「△」、昇圧しても製膜できなかった場合を不良「×」とした。
得られたフィルム(1)~(2)を0.1g切り取り、プレパラートでフィルム状にプレスした後、光学顕微鏡観察(倍率200倍)により、粒子像を得て、無作為に選んだ少なくとも1000個の粒子(一次粒子であっても、さらに二次粒子が含まれていてもよい)それぞれについて粒子径(円相当径)を測定した。粒子径20μm以上の粒子が1個未満である場合を非常に良好「◎」、1~5個を良好「〇」、6~19個をやや不良「△」、20個以上を不良「×」とした。
更に、実施例1~11では、水分散体(1)~(10)のいずれかを用いてマスターバッチ(1)~(11)を製造し、且つそのマスターバッチを用いてフィラメント(1)~(11)を製造すると、フィラメント中の粒子径20μm以上の粒子が5個以下であり、フィラメント成形時に金属酸化物の二次凝集が防止され、金属酸化物の分散安定性が高いことが分かった。特に、実施例4~5,7~8では、両親媒性分子としてポリオキシエチレンアルキルエーテル(TG5%減量温度370℃)及びソルビタン脂肪酸エステル(TG5%減量温度300℃)の2種、又は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(TG5%減量温度370℃)及びポリグリセリン脂肪酸エステル(TG5%減量温度260℃)の2種を用い、且つ、金属酸化物として酸化チタン粒子、酸化ケイ素粒子又は酸化亜鉛粒子を用いると、フィラメント中の粒子径20μm以上の粒子が1個未満であり、フィラメント成形時に金属酸化物の二次凝集が十分に防止され、金属酸化物の分散安定性が極めて高いことが分かった。
また実施例12では、水分散体(4)を用いてマスターバッチ(4)を製造し、且つそのマスターバッチを用いてフィルム(1)を製造すると、粒子径20μm以上の粒子が1~5個であり、フィルム成形時に金属酸化物の二次凝集が防止され、金属酸化物の分散安定性が高いことが分かった。
更に、比較例1では、水分散体(11)を用いてマスターバッチ(12)を製造し、且つそのマスターバッチを用いてフィラメント(12)を製造すると、フィラメント中の粒子径20μm以上の粒子が20個以上であり、実施例1~11と比較してフィラメント中に凝集粒子が非常に多く存在しており、金属酸化物の凝集防止性が劣った。
更に、比較例2では、水分散体(12)を用いてマスターバッチ(13)を製造し、且つそのマスターバッチを用いてフィラメント(13)を製造すると、フィラメント中の粒子径20μm以上の粒子が20個以上であり、実施例1~11と比較してフィラメント中に凝集粒子が多く存在しており、金属酸化物の凝集防止性が劣った。
更に、比較例3では、水分散体を用いずにマスターバッチ(14)を製造し、且つそのマスターバッチを用いてフィラメント(14)を製造すると、フィラメント中の粒子径20μm以上の粒子が20個以上であり、実施例1~11と比較してフィラメント中に凝集粒子が非常に多く存在しており、金属酸化物の凝集防止性が劣った。
また比較例5では、水分散体を用いずにマスターバッチ(14)を製造し、且つそのマスターバッチを用いてフィルム(2)を製造すると、フィルム中の粒子径20μm以上の粒子が20個以上であり、実施例12と比較してフィルム中に凝集粒子が非常に多く存在しており、金属酸化物の凝集防止性が劣った。
Claims (7)
- 金属酸化物を主成分とする無機化合物と、熱重量分析による5%減量温度が250℃以上である両親媒性分子とを混合して、前記無機化合物を1質量%以上80質量%以下含有する水分散体を準備する工程(I)と、
ポリエステル樹脂(A)100質量部に対して、前記水分散体を1質量部以上300質量部以下で供給し、溶融混合する工程(II)と、
を有する、マスターバッチの製造方法。 - 請求項1に記載の製造方法によって得られたマスターバッチと、ポリエステル樹脂(B)とを溶融混合する工程を有する、熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
- 前記マスターバッチ及び前記ポリエステル樹脂(B)の合計の質量を100質量%としたときの、前記マスターバッチの含有量が1質量%以上90質量%以下となるように、前記マスターバッチと前記ポリエステル樹脂(B)を溶融混合する、請求項2に記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
- 請求項2又は3に記載の製造方法によって得られた熱可塑性樹脂組成物を溶融成形する工程を有する、熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
- 請求項1に記載の製造方法によって得られたマスターバッチと、ポリエステル樹脂(B)とを溶融混合する工程を有する、熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
- 前記マスターバッチ及び前記ポリエステル樹脂(B)の合計の質量を100質量%としたときの、前記マスターバッチの含有量が1質量%以上90質量%以下となるように、前記マスターバッチと前記ポリエステル樹脂(B)を溶融混合する、請求項5に記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
- 前記マスターバッチ及び前記ポリエステル樹脂(B)を用いて、フィラメント、ステープル、不織布、中空糸及びフィルムから選択されるいずれかを成形する、請求項4~6のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
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