JPH0753772A

JPH0753772A - 着色用樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0753772A
Application number: JP19954793A
Authority: JP
Inventors: Masato Ohashi; 正人大橋; Yasuaki Machida; 安章町田; Masashi Koide; 昌史小出; Junichi Suzuki; 淳一鈴木
Original assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Priority date: 1993-08-11
Filing date: 1993-08-11
Publication date: 1995-02-28
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JP3569928B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、熱可塑性樹脂着色用の樹脂組成物
の提供を目的とする。【構成】顔料、分散剤および熱可塑性樹脂を主成分と
する着色用樹脂組成物において、該分散剤が下記の化学
構造式で示される化合物であることを特徴とする着色用
樹脂組成物。ＣＨ₃-( ＣＨ₂）_x- ＣＨ₂-Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_nＨｘ；28〜48（平均）ｎ；１〜16 【効果】本発明の着色用樹脂組成物を用いれば、ポリ
オレフィン系樹脂の引張強度や曲げ強度、衝撃強度等の
機械物性の各強度値に対し５％以上の物性阻害を与え
ず、顔料分散性に優れ色ムラのない均一な着色が可能で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂着色用の
樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポリオレフィン系樹脂着色用組成
物には、顔料と分散剤とを混合した粉末状のドライカラ
ー、常温で液状の分散剤中に顔料を分散させたリキッド
カラーまたはペーストカラー、常温で固体の樹脂中に顔
料を分散させたペレット状、フレーク状あるいはビーズ
状のマスターバッチなどがある。これらの着色用組成物
は、用途によって、その特徴を生かして使い分けられて
いるが、これらのうち、取扱いの容易さ、使用時の作業
環境保全の面からマスターバッチが好んで用いられてい
る。そして、マスターバッチとして要求される性能も、
顔料濃度が高いこと、着色される熱可塑性樹脂の耐熱性
や強度などの諸物性に与える影響が小さいことなどと共
に、ポリオレフィン系樹脂の成形の精密化、高速化にと
もない以前にもまして顔料分散性や分配性が求められる
ようになった。

【０００３】マスターバッチに顔料分散性を付与する分
散剤としては、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステ
アリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ス
テアリン酸カルシウム、エチレンビスアマイド、ポリエ
チレンワックス、ポリプロピレンワックス、およびこれ
らの誘導体、酸変性体や酸変性体からなるワックス等の
１種または２種以上が一般的に用いられている。しか
し、例えば、熱可塑性樹脂を10数ミクロン径で高速紡糸
したり、フィルム化するなど高度な顔料分散が求められ
る場合には、上記分散剤では不充分であった。すなわ
ち、顔料分散不良による紡糸時の糸切れ、溶融紡糸機の
フィルターの目詰まり、フィルムでの成形不良などが発
生した。これらの問題を解決するために、マスターバッ
チの加工方法の改良や強力混練機により顔料分散性を向
上させる努力が行われてきた。しかし、上記問題を解決
するために十分な顔料分散能を発揮するものではなかっ
た。

【０００４】また、従来着色ペレットが使用されてきた
大型射出成形分野において、マスターバッチによる着色
の増加に伴い、成形品の着色において色ムラやフローマ
ークが問題となってきた。従来より、マスターバッチに
よる着色が施されてきたブロー成形やフィルム成形では
樹脂とマスターバッチの可塑化、混合及び混練は成形機
の押出機部分で行われる。射出成形機の場合、この可塑
化、混合、混練工程は、スクリューの後退するシリンダ
ー内で行われるが、混練力は押出機に比べ十分ではな
く、成形サイクルの短縮、成形樹脂の低粘度化に伴い混
練力は小さくなってきており、その結果、成形品の表面
に色ムラが発生しやすくなってきた。

【０００５】加えて、着色のコストダウンを目的に推進
されてきたマスターバッチの顔料含有率を上げた、高濃
度マスターバッチの出現による被着色樹脂へのマスター
バッチの添加量の減少化で、この色ムラやフローマーク
の発生はより起こり易くなってきた。これらの問題は、
各種熱可塑性樹脂で認められるが、家電や自動車部品で
使用量が増えてきたポリプロピレン系の樹脂で顕著であ
り、早急な解決が求められてきた。この問題を解決する
ため、マスターバッチの主要３成分（顔料、分散剤及び
ベースレジン）のうち、分散剤の含有量を増やしたり、
あるいはベースレジンを被着色樹脂の粘度より小さいも
のを使用するなどマスターバッチの溶融粘度をより低く
することで色ムラを解消することが行われてきた。しか
しながら、ポリプロピレン系の樹脂で無機フィラーを充
填されたものや、薄肉成形を目的にメルトフローレート
（以下ＭＦＲという）が25を超えるものは、色ムラやフ
ローマークが発生し易く、この問題の解決が待たれてい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記の
種々の欠点を改良すべく鋭意検討した結果、特定の化合
物を分散剤として用いた着色用樹脂組成物は、ポリオレ
フィン系樹脂の引張強度や曲げ強度、衝撃強度等の機械
物性の各強度値に対し５％以上の物性阻害を与えず、顔
料分散性に優れ色ムラのない均一な着色ができることを
見出し、本発明に至った。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、顔料、分散剤
および熱可塑性樹脂を主成分とする着色樹脂組成物にお
いて、該分散剤が下記の化学構造式で示される化合物で
あることを特徴とする着色樹脂組成物を提供する。ＣＨ₃-（ＣＨ₂）_x- ＣＨ₂-Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_n
Ｈｘ；28〜48（平均）ｎ；１〜16 該分散剤において市場に市販されているものとしては、
Ｕｎｉｔｏｘ（ペトロライト社製）が挙げられる。

【０００８】顔料としては、有機顔料および無機顔料が
あり、従来から熱可塑性樹脂の着色に使用されている公
知の顔料が使用できる。このような顔料としては、アゾ
系，アントラキノン系，フタロシアニン系，キナクリド
ン系，イソインドリノン系，ジオキサン系，ベリレン
系，キノフタロン系，ベリノン系，などの有機顔料、硫
化カドミウム，セレン化カドミウム，群青，二酸化チタ
ン，酸化鉄，酸化クロム酸塩，カーボンブラックなどの
無機顔料がある。

【０００９】熱可塑性樹脂としては、マスターバッチが
製造可能な樹脂であれば特に限定されることはなく、ポ
リオレフィン、ポリメチルペンテン，ポリスチレン，ポ
リ塩化ビニル，ポリエチレンテレフタレート，ポリブチ
レンテレフタレート，アクリロニトリル−ブタジエン−
スチレン（ＡＢＳ）樹脂，アクリロニトリル−ＥＰＤＭ
−スチレン（ＡＥＳ）樹脂，アクリル系樹脂，ポリアミ
ド，ポリカーボネート，ポリアセタール，ポリウレタン
等が挙げられる。

【００１０】なかでも、ＭＦＲが 0.1〜400 、好ましく
は10〜100 の範囲にあるポリオレフィン系樹脂は、ポリ
オレフィン系樹脂との相溶性が良いため、ポリオレフィ
ン系樹脂を着色する場合には好ましい。着色用樹脂組成
物に配合されるポリオレフィン系樹脂のＭＦＲが 0.1未
満の時は、着色されるポリオレフィン系樹脂との相溶性
が悪くなり、色ムラなどを生じると共に、着色された熱
可塑性樹脂の諸物性にも悪影響を生じる。ＭＦＲが 400
を超える場合には、マスターバッチ自体の機械的強度や
耐熱性が低くなり、マスターバッチの製造が困難になる
と共に、着色されるポリオレフィン系樹脂の耐熱性や、
強度などの諸物性に悪影響を与える。着色用樹脂組成物
に配合されるポリオレフィン系樹脂は、官能基変性、架
橋変性やグラフト化及びブロック化変性を施されたもの
でも良く、粉体状であってもペレット状であっても良
い。

【００１１】本発明の着色用樹脂組成物には、本発明の
効果を阻害しない範囲で、少量の酸化防止剤，紫外線吸
収剤等の安定剤や界面活性剤などの各種の添加剤を添加
することもできる。本発明の着色用樹脂組成物は、ほと
んどすべてのポリオレフィン系樹脂の着色に供すること
ができ、物性の向上を目的に無機フィラーやガラス繊
維、有機繊維などの強化材を含むものであっても良い。
例えば、従来のマスターバッチを用いた着色では実現不
可能であった強度などの機械物性や耐熱性などへの影響
がなく色ムラのない均一な着色が、無機充填剤や繊維強
化材を最大50重量％程度含むポリオレフィン系樹脂組成
物 100重量部に対して本発明の着色用樹脂組成物 4重量
部以下の少量添加で実現可能である。

【００１２】本発明の着色用樹脂組成物は、ポリオレフ
ィン系樹脂以外にポリメチルペンテン，ポリスチレン，
ポリ塩化ビニル，ポリエチレンテレフタレート，ポリブ
チレンテレフタレート，アクリロニトリル−ブタジエン
−スチレン（ＡＢＳ）樹脂，アクリロニトリル−ＥＰＤ
Ｍ−スチレン（ＡＥＳ）樹脂，アクリル系樹脂，ポリア
ミド，ポリカーボネート，ポリアセタール，ポリウレタ
ン等の熱可塑性樹脂にも配合することができる。

【００１３】本発明の着色用樹脂組成物の顔料分散性及
び着色力の向上は、分散剤中のエチレンオキサイドの顔
料に対する親和性によるものであり、分散剤中の水酸基
が顔料との間に極性的な結合が形成され、その回りが長
鎖アルキル基で包まれ、保護コロイド的な構造を取って
いるものと考えられる。本発明の着色用樹脂組成物は、
滑材、ホットメルト樹脂、インキ、塗料、接着剤などの
用途にも使用することが出来る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を具体的に実施例を持って説明
する。例中、部とは重量部を、％とは重量％をそれぞれ
表す。使用した分散剤を表１に示す。

【表１】

【００１５】〔実施例１〕分散剤Ａ１０％フタロシアニンブルー「リオノーブルー 7110V」５０％（東洋インキ製造社製）ポリプロピレン「三井ノーブレンJ4HG」４０％（三井石油化学工業社製，ＭＦＲ：30）上記３成分を３本ロールミルで混練し、スクリュー直径
65mmの押出成形機でペレット化し、マスターバッチを得
た。この際ストランド切れや脈流を生じることなしに順
調にマスターバッチを得ることができた。ポリプロピレ
ン「三井ノーブレンJ4HG」 100重量部に、得られたマス
ターバッチ 3部を混合して、縦型テスト紡糸機（富士フ
ィルター社製スピニングテスター）で、ホッパー下 230
℃、混練部、ダイス部 230℃で紡糸後３倍延伸を行い、
５デニールのポリプロピレン繊維を得た。紡糸性、目詰
まり性、延伸性共問題なく良好な分散性を示した。

【００１６】〔比較例１〕分散剤Ａをポリエチレン系樹
脂「APAO RT 2315」（宇部レキセン社製）に代えた以外
は実施例１と同様にしてマスターバッチを得た。この際
ストランド切れや脈流を生じることなしに順調にマスタ
ーバッチを得ることができた。次いで、実施例１と同様
にして紡糸を行ったが、目詰まりによる糸切れが発生し
た。

【００１７】〔実施例２〕分散剤Ａを分散剤Ｂに代えた
以外は実施例１と同様にしてマスターバッチを得た。次
いで、実施例１と同様にして紡糸を行ったところ、紡糸
性、目詰まり性、延伸性共問題なく良好な分散性を示し
た。〔比較例２〕分散剤Ａをポリプロピレンワックス「ビス
コール660P」（三洋化成社製）に代えた以外は実施例１
と同様にしてマスターバッチを得た。この際ストランド
切れや脈流を生じることなしに順調にマスターバッチを
得ることができた。次いで、実施例１と同様にして紡糸
を行ったところ、目詰まりによる糸切れが発生した。

【００１８】未分散顔料の目詰まり性を比較するため
に、実施例１、２及び比較例１、２で得られたマスター
バッチ10部を、それぞれポリプロピレン「三井ノーブレ
ンJ4HG」 100部に混合し、それぞれの混合物を先端に 5
00メッシュの金網を装着したスクリュー径が30mmの単軸
押出機で 3kg押し出した。先端部での圧力上昇値を表２
に示す。また、顔料の分散発色性を比較するために、実
施例１、２及び比較例１、２で得られたマスターバッチ
１部を、それぞれ酸化チタン５部およびポリプロピレン
「三井ノーブレンJ4HG」 100部と配合して２本ロールミ
ルで混練し、冷却プレスで 2mm厚のプレートに成形し
た。色差計（米国ハンター社製）にて 600nmの反射強度
を測定した結果を表２に示す。

【００１９】

【表２】

【００２０】〔実施例３〕分散剤Ｃ２０％酸化チタン「タイペーク CR-80」（石原産業社製）５０％カーボンブラック「三菱カーボンMA-100」（三菱化成工業社製）５％ポリエチレン「スミカセン G-808」（住友化学工業社製）２５％上記４成分をニーダーで混練し、実施例１と同様にして
ペレット化し、マスターバッチを得た。この際ストラン
ド切れや脈流を生じることなしに順調にマスターバッチ
を得ることができた。次いで、ＭＦＲ：6.5 のポリエチ
レン「ハイゼックス 2100J」（三井石油化学社製） 100
重量部に、得られたマスターバッチ３部を混合して、射
出成形機にて背圧０kg/cm²でプレートに成形した。

【００２１】〔比較例３〕分散剤Ｃの代わりにポリエチ
レンワックス「サンワックス131P」（三洋化成工業社
製）を用いた以外は実施例３と同様にしてマスターバッ
チを得た。この際ストランド切れや脈流を生じることな
しに順調にマスターバッチを得ることができた。次い
で、実施例３と同様にしてプレート成形品を得た。〔実施例４〕分散剤Ｃを分散剤Ｄに代えた以外は実施例
３と同様にしてマスターバッチを得た。この際ストラン
ド切れや脈流を生じることなしに順調にマスターバッチ
を得ることができた。次いで、実施例３と同様にしてプ
レート成形品を得た。

【００２２】〔比較例４〕分散剤Ｃをポリエチレンワッ
クス「サンワックス131P」10％およびスチレン−ブタジ
エン−スチレン共重合体「カリフレックスTRKX138S」
（シェル化学社製）10％に代えた以外は実施例３と同様
にしてマスターバッチを得た。この際ストランド切れや
脈流を生じることなしに順調にマスターバッチを得るこ
とができた。次いで、実施例３と同様にしてプレート成
形品を得た。

【００２３】〔実施例５〕分散剤Ｅ２０％酸化チタン「タイピュア R-101」（E.I.デュポン社製）２０％弁柄「トダカラー 180ED」（戸田工業社製）４０％ポリプロピレン「三井ハイポールJ740」（三井石油化学社製）２０％上記４成分を３本ロールミルで混練し、実施例１と同様
にしてマスターバッチを得た。この際ストランド切れや
脈流を生じることなしに順調にマスターバッチを得るこ
とができた。次いで、タルク20％を含有するポリエチレ
ン組成物「サンレットTA-120」（三井石油化学工業社
製） 100部に、得られたマスターバッチ３部を混合し
て、実施例３と同様にしてプレート成形品を得た。

【００２４】〔比較例５〕ポリプロピレンワックス「ビスコール550P」３０％（三洋化成工業社製）酸化チタン「タイピュア R-101」（E.I.デュポン社製）２０％弁柄「トダカラー 180ED」（戸田工業社製）４０％ポリプロピレン「三井ハイポールJ740」（三井石油化学社製）１０％上記４成分を３本ロールミルで混練し、実施例１と同様
にしてマスターバッチを得ようとしたが、この際ストラ
ンド切れや脈流を生じ、連続して順調にペレット形状の
良好なマスターバッチを得ることができなかった。次い
で、実施例５と同様にしてプレート成形品を得た。

【００２５】〔実施例６〕分散剤Ｅを分散剤Ｆに代えた
以外は、実施例５と同様にしてマスターバッチを得た。
次いで、実施例５と同様にしてプレート成形品を得た。〔実施例７〕分散剤Ｅを分散剤Ｇに代えた以外は、実施
例５と同様にしてマスターバッチを得た。次いで、実施
例５と同様にしてプレート成形品を得た。

【００２６】〔実施例８〕分散剤Ｈ４０％酸化チタン「タイピュア R-101」（E.I.デュポン社製）２０％弁柄「トダカラー 180ED」（戸田工業社製）４０％上記３成分を３本ロールミルで混練し、実施例１と同様
にしてマスターバッチを得た。この際ストランド切れや
脈流を生じることなしに順調にマスターバッチを得るこ
とができた。次いで、実施例５と同様にしてプレート成
形品を得た。〔実施例９〕分散剤Ｈを分散剤Ｉに代えた以外は、実施
例８と同様にしてマスターバッチを得た。次いで、実施
例５と同様にしてプレート成形品を得た。

【００２７】得られたプレート成形品について、機械的
物性の保持率、成形品表面の色ムラ、顔料分散度および
マスターバッチの生産性を評価した結果を表３に示す。
評価方法および評価基準を以下に示す。機械的物性の保持率：無着色樹脂の機械的物性(100％）に対する、マスターバッチで着色された樹脂の機械的物性の保持率（○：96％以上、△：90％〜96％、×：90％以下）成形品の色むら：目視判定（○：色むらなし、△：色むら少々あり、×：色むら顕著）マスターバッチの：スクリュー直径65mmの押出機による生産性生産性（○：良好、×：不良）

【００２８】顔料分散度：ポリプロピレン「三井ノーブレン
J4HG」 100重量部とマスターバッチ３部を配合した混練
物をプレス温度 170℃の条件下でプレス加工し、 0.1mm
の厚さのフィルムを得た。フィルム中の１μ以上50μ以
下の顔料の粒子数を、画像処理機「Luzex450」（東洋イ
ンキ製造社製）で測定した。（５： 1.0×10³個/cm²以下４： 1.0×10³〜 7.0×10³個/cm² ３： 7.0×10³〜 2.7×10⁴個/cm² ２： 2.7×10⁴〜 7.0×10⁴個/cm² １： 7.0×10⁴個/cm²以上）

【００２９】

【表３】

【００３０】

【発明の効果】本発明の着色用樹脂組成物は、顔料含有
率が非常に高いにもかかわらず、顔料分散性に優れてお
り、高度な顔料分散を要求される繊維製品の着色におい
て、その着色力及び加工性に大きな効果を発揮する。ま
た、従来、マスターバッチによる均一な着色が困難であ
った機械的物性や耐熱性などの物性が特に重視される無
機フィラーや繊維強化材を高含有率で含むポリオレフィ
ン系樹脂組成物の着色に対しても極めて有効であり、色
ムラのない着色が可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木淳一東京都中央区京橋二丁目３番13号東洋インキ製造株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】顔料、分散剤および熱可塑性樹脂を主成分
とする着色用樹脂組成物において、該分散剤が下記の化
学構造式で示される化合物であることを特徴とする着色
用樹脂組成物。ＣＨ₃-( ＣＨ₂）_x- ＣＨ₂-Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）_nＨｘ；28〜48（平均）ｎ；１〜16
【請求項２】熱可塑性樹脂が、メルトフローレート 0.1
〜400 の範囲にあるポリオレフィン系樹脂であることを
特徴とする請求項１記載の着色用樹脂組成物。