JPH02502196A - 感熱性物体を成形するための熱成形可能な組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 感熱性物体を成形するため の熱成形可能な組成物 本発明は、ポリアルキレン樹脂、好ましくはポリエチレンおよびパラフィン可塑 剤をベースとする、好ましくは射出成形による成形品に適当な熱成形可能な樹脂 組成物に関する。

この組成物は無機顔料充填剤、好ましくは発光顔料を含み、従って暗闇で見られ る物質、特に発光サインを成形により製造するため用いられる。

より流体にしおよびポリエチレン自身を成形するに必要な温度より低い温度にお いて射出成形を可能とするためポリエチレンにパラフィンワックスを混入するこ とは公知である、従って、ＧＢ−Ａ−１，２４６，２２２（ＳＵＮ　ＯＩＬ　Ｃ ０）ＩＰＡＮＹ）は、溶融状態に保つに十分な温度に加熱した「キャリヤー」物 質（例えば石油ワックス、炭化水素、合成ワックス等）をそれのみでは熱成形困 難である熱可塑性樹脂の粒子と混合し、次いで半液体状態のこの混合物を金型内 に成形し、さらにその内部で熱可塑性樹脂粒子が完全に液化するよう加熱し、最 後に成形品を冷却することを開示している。

この文献はこの方法が熱成形樹脂、例えばポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ エステル、ポリアミド等、特に５００．０００〜３，０００．ＯＯＯの分子量を 有するポリスチレンに適当であり、パラフィンの割合は樹脂の１〜７５重量％と 様々であることを示している。用いた液体パラフィンの粘度は、同じ温度の樹脂 の１７１０以下、好ましくは１／１００のオーダーである。粘度の値として、２ １０〒（９０°Ｃ）においテ４０および８７　ＳＵＳ単位を用い（６０ＳＵＳ単 位は１０センチストークに相当する）、これはとても低粘度である。

ＪＰ−Ａ−５７１７４３２８（ＡＳＡＨＩ　Ｃ）ＩＥＭＩｃＡＬ　ＩＮＤ、）は 融点以下の温度において、３０〜１１０℃で溶融する流動化剤０．０３〜３部お よび顔料０．０５〜１部と混合後のポリエチレンの成形を開示している。

例として、この文献はポリエチレン１部、Ｔｉ０ｚ　０．３部およびステアラミ ド０．１部の混合物を挙げており、この混合物を成形し「改質」物質を提供して いる（これはステアラミドを含まない対照と比べ表面条件、樹脂体中の顔料のよ りよい分散、よりよい機械特性に関する）。

低融点パラフィンワックスにより可塑化されたポリエチレンもしくは他の熱可塑 性樹脂からなる従来技術の成形対象物用の公知の組成物の利点にもかかわらず、 小さな物質、例えば最大寸法０．１〜５ｍの成形、特に射出成形に適当な組成物 を提供することが望ましく、この組成物は比較的多量、例えば組成物の総量に対 し５０〜８０重量％のオーダーの無機充填剤を含んでなる。

本発明の組成物、例えば請求項１に規定されたものは、そのような目的を達成す るに適当である。

本発明の組成物により達成すべき主要な目的の１つはとても小さな物体、例えば 時計の文字盤に付けるプラスチックサイン（文字、数字、特殊な標識等）を成形 することである。

この点について、通常の方法による時計の文字盤への発光サインの付着にはいく つかの問題がある。実際に、このサインは通常硫化亜鉛、ポリマー樹脂およびこ の樹脂の溶媒を混合することにより製造され、文字盤の一定の部分に手で付着さ れるペーストの小さな塊からなる。この塊に用いられる物質の量および文字盤上 のその位置が正確でないため望ましくない目に見える不規則性となり、この欠点 を克服するためこのサインが再生可能な形状で製造される方法、例えば熱成形も しくはミクロ注入による方法を用いることが望ましい。成形したサインをその後 通常の方法により文字盤にはめた。この方法の利点は自己発光サインを含む場合 、すなわちサインの材料が明らかな安全上の理由のためスクラップとして廃棄さ れず節約すべき放射活性物質を一部含んでいる場合特に重要である。本発明の組 成物はそのような用途に特に適当である。

さらに本発明の組成物は５０〜８０重量％の範囲の無機顔料を有していても８０ 〜１５０°Ｃにおいて比較的低い粘度を有しているので比較的低温において成形 実施が可能であり、従って４００〜１００ＯＮ／ｒｒｆのオーダーの圧力下で成 形可能であることに注目すべきである。また、自己発光サインの製造の場合、１ ５０°Ｃを越えない（好ましくは８０〜１４０°Ｃ）成形温度がかなり望特徴は 成形不合格品の再生に関して産業上かなり重要である。

従って、本発明の組成物を用いる場合、美的魅力および発光能をそれほど損なう ことなくサンプルを１０回再生可能であることに注目すべきである。

本発明に係る組成物において、熱成形可能な樹脂はポリアルキレン樹脂、例えば ポリプロピレン、ポリエチレンおよびポリスチレンより選ばれる。比較的高分子 量、例えば１００．０００〜５．０００．０００のポリエチレン（高圧ポリエチ レン）が好ましくは用いられる。そのようなポリマーの軟化点は通常８０〜１０ ０℃以上であり、可塑剤を用いずその成形に必要な温度は１８０〜２２０°Ｃま たはそれ以上であり、これは前記の理由のため避けるべき温度範囲である。

用いられる可塑剤はワックス、ステアリンもしくはパラフィンであり、その化学 構造は熱可塑性樹脂と同じである。従って、ポリエチレンの場合、市販入手可能 なパラフィンもしくは石油ワックスが都合がよいが、所望により異なる原料、例 えば植物の生成物を用いてもよい。樹脂の重量に対するパラフィンの重量は３〜 ７５重量％のオーダーである。この範囲の限界は以下の要因により異なる。３％ 未満の可塑剤の量は特別なケースと考えられるが通常そのような低率のパラフィ ンの溶解作用は不十分であり、樹脂の成形温度の低下はあまり十分ではなく、さ らに、可塑剤の割合がとても低いと成形した樹脂は脆（なる。可塑剤の濃度範囲 の他方において、多すぎると成形した本体の機械特性が損なわれるので勧められ ない。通常、好ましい範囲の成形可能な有機相の１＝３０〜１：２の可塑剤およ び樹脂の混合物からなる。後者は可塑剤中で加熱および撹拌することにより簡単 に溶解する。

本発明の組成物に用いられる無機顔料充填剤の選択に関しては特に制限はない、 １つの特定の用途において、上記のように、ＺｎＳが好ましくは用いられるが、 他の顔料、発光物質もしくは発光物質ではない、例えば珪酸亜鉛、チタン酸バリ ウム、タングステン酸ストロンチウム等も適当である。総組酸物に対する顔料充 填剤の量は８０〜９０％であってよい。発光剤として例えばＺｎＳを用いる場合 ４０重量％以下ではその発光作用は不十分となるので、成形組成物は顔料を高率 含むことがとても重要である。明らかに、組成物中の可塑剤の割合が多くなると 与えられた温度において許容される粘度を保ちながら均一に混入する顔料の割合 は高くなる。その結果、特別な場合において、当業者は顔料の割合を高め同時に 熱可塑性樹脂の割合を低下させる。通常、当業者は成形品に与える特性により樹 脂、可塑剤および充填剤のそれぞれの割合をいかにするかを周知している。

前記のように、本発明の組成物の重要な用途の１つは時計の文字盤用の自己発光 サインの製造である。この用途において、まず液体可塑剤中の樹脂の溶解が加熱 下行なわれ、その後必要な量の顔料充填剤がこの溶液中に分散される。顔料の粒 子は通常とても細かく、例えば０．１〜５０４のオーダーである。顔料と共に発 光活性剤、例えばトリチウムの如きβ−エミッターを有するポリマーを混入して よい、トリチウムを含むポリマーは市販入手可能である。

次いで、例えば射出によりこの組成物を成形する。射出温度は熱分解の危険を避 けるため８０〜１５０℃、好ましくは１００〜１２０°Ｃである。成形品を文字 盤に取り付ける場合、樹脂体と共に成形された締付ビンにより取り付ける。この ビンにより、サインはビンと合うよう文字盤に正確にあけた穴により文字盤に正 確に固定され、その後このビンは熱により文字盤にシールされる。この文字盤上 への固定法は時計製造技術において公知である。

以下の例は本発明を説明する。

開よ 加熱可能なホモジナイザー−ニーグー装置に粒状ポリエチレン（ＰＥ）タイプ１ ５９１　（数平均分子量Ｍｎ６５、重量平均分子量Ｍｗ　１９，０００、ビーカ ー軟化温度（ＶＳＰ）ＡＳＴＭ　Ｄ　１５２５−７０Ｔ１００〜１０３°Ｃ）を ２７０ｇ、パラフィン（ＰＦ）を３０ｇ、および放射活性硫化亜鉛（ＺｎＳ　） を７００　ｇ入れた。この混合物を均質な組成物が得られるまで１２０°Ｃで１ 時間混合した。

冷却後、破片に分け、その大部分は１〜３ＩＩＩＩＯの大きさであった。この粒 子を射出成形機内に入れ、１２０℃で時計の文字盤に取り付けるサインに成形し た。このサインは約（Ｌ　８　ｍｍの大きさの半球形であった。このサインは温 かい温度においてさえすぐれた機械特性を有し、時計の文字盤に取り付けた場合 、とても美しい対称的形状を与える。

比較として、パラフィンを用いないで対照組成物を製造し、これは約２００°Ｃ 以上の温度で均質化しなければならず、射出成形サインを製造するためには２６ ０°Ｃの温度が必要であり、この温度では放射活性硫化亜鉛は分解してしまった 。

１２０’Ｃで加工してよい射出熱成形可能な組成物を製造する前記例の方法を繰 り返した。これはトリチウムを含むポリスチレン樹脂により放射活性にされたＺ ｎＳを７５重重量、高圧ポリエチレンを１２．５％およびパラフィンｍ、ｐ、４ ０℃を１２．５％含んでなる。直径ｌＯ圓および高さ１５ｍａ＋のシリンダーを 例１のようにして射出成形し、このシリンダーを９０℃で一晩放置し、形状の変 化はみられなかった。しかし、約１００〜１１０°Ｃで軟化がおこりはじめた。

貫主 例２のようにして射出成形したシリンダーの耐熱性を調べた。このシリンダーは 例１と同じ組成物（ＰＨ２７／ＰＦ　３／ＺｎＳ　７０（サンプル１））より製 造された。相当する対照ＰＦ　３０／ＺｎＳ　７０を２２０℃で成形しくサンプ ルＣ）および例２と同様のテストシリンダー（ＰＨ１２，５／ＰＦ　１２．５／ ＺｎＳ　７５　（サンプル２））も製造した。

シリンダーを以下の表に示す種々の温度で１時間加熱した。

その温度限界以上では、シリンダーは軟化し丸いパンチにつぶれ、このパッチの 直径は溶融体の粘度に反比例した。結果を以下に示す。

温　度　　　パッチの直径（Ｗ） １００−　　　−　　　軟化 １１０　　　　　　　　　軟化　　４０１１５　　　　　軟化　　２７４０ 国際調査報告 国際調査報告

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも４０重量％の割合の無機顔料、低〜中融点のパラフィンもしくは 炭化水素ワックスからなる可塑剤および熱可塑性樹脂を含んでなる無機物および 熱可塑性物質をベースとする熱成形可能な組成物であって、小さな大きさの物体 、特に１００μｍ〜５ｍｍの最大寸法を有する物体の正確な成形に適当であり、 可塑剤中の樹脂の溶液中の顔料の均質分散液からなり、可塑剤の融点が４０〜９ ５℃の範囲であり、樹脂に対するこの可塑剤の比が３〜７５％でありおよび融点 におけるその粘度が１００〜５０００センチストークの範囲内であることを特徴 とする組成物。
2. ２．熱可塑性樹脂が高圧ポリエチレンであることを特徴とする、請求項１記載の 組成物。
3. ３．無機顔料がＺｎＳ，ＳｒＳ，ＢａＴｉＯ３，ＳｒＷＯ４、および珪酸亜鉛よ り選ばれることを特徴とする請求項１記載の組成物。
4. ４．顔料が自己発光であり、光発生活性が放射活性物質により与えられることを 特徴とする、請求項１記載の組成物。
5. ５．無機顔料の割合が組成物の８０〜９０重量％であることを特徴とする、請求 項１記載の組成物。
6. ６．許容な成形温度が８０〜１５０℃であることを特徴とする、請求項１記載の 組成物。
7. ７．許容な成形圧力が４０〜１００ｋｇ／ｃｍであることを特徴とする、請求項 １記載の組成物。
8. ８．可塑剤がパラフィンワックスであることを特徴とする、請求項１記載の組成 物。