JPS5839846B2 - ネツカソセイザイリヨウヘノ テンカザイノ コンゴウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱プラスチックス、特に製造の際溶液または溶
融物として得られる熱プラスチックスへの添加剤の混合
に係る。

熱プラスチックス、たとえばポリオレフィン類の例を挙
げるとエセン、プロペン、ブテン−１及び４−メチル
ペンテン−■のホモ重合体及び共重合体は通常添加剤、
たとえば熱−安定剤、酸化防止剤、紫外線安定剤、内部
または外部潤滑剤、帯電防止剤、閉塞防止剤、腐食禁止
剤の添加を必要とする。

熱プラスチックスは場合により粒状に加工し５る粉末と
して得られる。

添加剤は直接かような粉状プラスチックス材料と混合で
きるか、あるいはその一部と混合して次に熱プラスチッ
クスの主体と混合して主回分を形成してもよい。

通常固体ポリオレフィン、特に高密度ポリエチレン、た
とえば密度中なくとも０．９４のポリエチレンは溶液重
合によって得られる。

この型式の方法は米国特許第２８６２９１７号および第
３４９１０７３号明細書と、英国特許第１２３５０６２
号および第１２５１１７７号明細書に記載されている。

このようにして得た重合体の溶液から重合体溶融物を回
収し、次にこれを粒状に押し出す。

かような材料中に混合された多くの添加剤は固体であり
、重合体溶融物に添加剤を計量して添加することは困難
である。

重合体に通常より多い添加剤部分を混合すれば溶液とな
しうるが、ある種の添加剤、たとえばカーボン ブラッ
ク、金属炭酸塩、及び酸化物は不溶性である。

溶液中に必要とされる不溶解添加剤を分散させるため溶
媒中に可溶な添加剤を溶解させることは可能であり、か
ような溶液または懸濁液は次に加工、たとえば押出装置
に供給される。

しかし多くの場合必要な添加剤をすべて溶解する溶媒は
なく、不利とされる単一の加工工程を行う時多くの溶液
類を利用することが必要となる。

たとえばかような液体媒体を押し出すためには、特に適
当な排気処理装置を使用せねばならず、これは高価につ
く。

添加剤の懸濁液を使用することは同様な欠点を有する。

多くの固体添加剤の融点は２５０℃以下である。

かような融解可能な添加剤は量を計って溶融状態で添加
できるが、これが実施には種々の問題がある。

このようにして添加は徐々に行われ、かくて添加剤をあ
る時間溶融状態に保持することが必要である。

添加剤は無機化合物を含んでいてもよいが、これらは通
常温度を上げると変色する傾向のある有機または有機金
属化合物である。

融解の温度は広範囲に変動し、高融点では変色度を増す
。

変色を制限するには融解物の温度を出来るだけ低く、す
なわち融点かまたは融点の僅か上に保持すべきである。

もし温度が融点以下に低下すれば溶融体は全部または一
部固体の硬いケーキに固化する。

供給管及び弁に局部冷却が容易に起り、硬い固体の塊が
形成してかような部分を閉塞する結果に導くこともあり
うる。

我々の別に提案中の発明は融点２５０℃を越えない添加
剤または添加剤類を鉱油に混合し、得られた組成物を溶
融状態で溶解または溶融された熱プラスチックスに添加
することを包含するかような添加剤の１つまたはそれ以
上を熱プラスチックスに混合する方法を提供するもので
ある。

もし熱プラスチックスに導入される添加剤（類）が炭素
原子１０個またはそれ以上の脂肪族カルボン酸と、元素
の周期表の第■、第■または第■族の金属、特にアルカ
リ土類金属、たとえばマグネシウムおよび（または）カ
ルシウムとの塩より成るか、またはこれらを含むならば
、前記の我々の提案中に記載したように少量の鉱油の添
加は十分満足な結果を与えな（・ことが発見された。

もしかような金属塩類、特にステアリン酸カルシウムが
少量の鉱油とともに加熱されると、これらは容易に粘り
強い高度に粘稠な非均質塊状体を形成し、これを計量し
て熱プラスチックスに導入するのは困難である。

鉱油の多量を使用して若干の改良は得られるがその場合
でも若干の欠点は存する。

このようにして前記カルボン酸塩の融点、たとえばステ
アリン酸カルシウムの約１６０℃より高い温度を使用し
なげれば一般に適度な流体添加は達成されない。

この欠点は、融点２５０℃よりも高くない添加剤が炭素
原子１０個またはそれ以上を有する脂肪族カルボン酸と
、元素周期表の第■、第■または第■族の金属との１つ
またはそれ以上の塩より成るか、あるいはこれらを含む
添加剤であって、これら添加剤または添加剤類を炭素原
子１０個またはそれ以上を有する脂肪族カルボン酸のア
ミド及び鉱油とともに鉱油中で混合し、得られた組成物
を流動状態で溶解または溶融された熱プラスチックスに
添加する１つまたはそれ以上の前記添加剤を混合する方
法を提供する本発明によって克服することができる。

本発明によるアミドの混合は粘り強い高度に粘稠な非均
質体を形成せずに溶融状態を容易に達成できる混合物を
提供し、かようにして流体の計量を容易になしうる。

熱プラスチックスに混合しうるカルボン酸の塩類の例は
飽和または不飽和カルボン酸、たとえばラウリン酸、ミ
リスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキシン
酸、ベヘニン酸、オレイン酸、エライジン酸及びエルカ
酸のナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム
、亜鉛、カドミウム及びアルミニウム塩類を含む。

ステアリン酸塩は使用が望ましいものであり、ステアリ
ン酸カルシウムは、たとえば塩化ビニル重合体、ポリエ
ステル、ポリオレフィン及びアクリロニトリル−ブタジ
ェン−スチレン重合体を包含する多くの種類の熱プラス
チックスに対する普通の添加剤である。

ステアリン酸カルシウムを含有する本発明による混合物
はステアリン酸カルシウムの融点（１６０℃）よりもか
なり低い温度で溶融し、熱プラスチックス、たとえば熱
可塑性材料が加工される押出装置中に計量した量で容易
に添加できる流動融解物を形成する。

本発明により使用しうるカルボン酸アミドの例はオレオ
アミド、ステアラアミド、エルカアミド、ベヘナアミド
、または脂肪酸アミド類の混合物、たとえば牛脂アミド
、または置換されたアミド類、たとえばメチレン ビス
−ステアラアミド、エチレン ビス−ステアラアミド及
びエチレン ビス（ヒドロキシ−ステアラアミド）を含
む。

カルボン酸アミドの使用量は存在する脂肪族カルボン酸
塩に基く少なくとも１０重量％が好ましい。

アミドの量は脂肪族カルボン酸塩の量より大きくてもよ
いが、かような過剰は経済的理由のために制限される。

カルボン酸塩に基く４０〜２００重量％が好ましく、特
に８０〜１２０重量％のアミドが使用される。

本発明による方法はそれらの調製で溶融物または溶液と
して得られる熱プラスチックスへの添加剤の添加に特に
適する。

溶液は通常溶媒を、たとえば蒸発によって除去して溶融
物に加工される。

熱可塑性溶融物は通常押出装置中で例えば粒状に加工さ
れる。

添加剤及び鉱油の混合物を融解された状態に在るその少
なくともより犬なる部分で溶解または溶融された熱プラ
スチックスに添加することは本発明の実施により可能な
のである。

計量した量を熱プラスチックスの処理される押出装置に
供給することが望ましい。

本発明の方法はまた、例えば単量体となりうるが、重合
体はその中に溶解しないベヒクル中の重合によるか、ま
たは気相中の重合により粉末として得たプラスチックス
への添加剤を押出装置中で加工する場合の添加にも好適
なものである。

添加剤はこれまで別個の混合装置の使用を必要とする乾
燥配合によって粉末プラスチックス材料に混合されて来
た。

本発明はかような混合を余分なものとした。

それ数本発明は極めて経済的である。本発明による方法
で使用する鉱油は実質上無色で主として精製された脂肪
族炭化水素より戒り実質的に芳香族または不飽和な化合
物を含まない、いわゆる白色油が好ましい。

かような油は潤滑油留分をたとえば溶媒抽出により、続
いて発烟硫酸の処理による精製で調製できる。

特に適当な工業用等級の白色油は１４０’Ｆ（６０℃）
において４５〜１０５秒のレッドウッド１号による種々
の粘度で利用でき「リセラ（ＲＩＳＥＬＬＡ）Ｊなる商
標の下で得られる油である。

１４０’Ｆにおいて夫々的４５及び７０秒レッドウッド
１の粘度を有するリセラ１７及びリセラ２９は特に好適
である。

選れた白色油は少なくとも大部分が２５０℃以上の粘度
範囲を有するものである。

低融点添加剤に対しては低沸点範囲を有する油、たとえ
ば、特に圧力下で押し出される時は少なくとも大部分が
１５０℃以上で沸騰する油が使用される。

白色油は容易にポリオレフィンに混和される。

少量の微粉砕した非融解化合物を添加剤とともに混合し
てもよい。

添加剤、カルボン酸アミドと、及び鉱油の混合物は融解
された時このように微粉砕された固体を実質上ペースト
状分散体として含有する。

本発明による混合物はそれ自体で融解しうる添加剤より
もかなり低温で溶融する。

このことは脂肪族カルボン酸のアルカリ金属、アルカリ
土類金属または土類金属との塩が一般に１００℃以上の
温度で溶融するため特に重要である。

このようにしてステアリン酸カルシウムはステアリン酸
カルシウムの純度により１６０〜１８０℃の温度で溶融
する。

溶融相を融解し保持する際にかなり低温を使用しうるの
で変色の問題は起らないか、起っても極めて僅かな程度
である。

さらに重要な利益はペースト体がたとえば管内の局部冷
却により固化され形成されろということである。

かようなペースト状であって、固体でないものはそのペ
ースト体が静止の溶融物により追い出され、かくして導
管の閉塞は回避される。

重合体が溶液で得られる重合においては微粉砕した非溶
融添加剤をも含み５る溶融添加剤を重合直后に重合体溶
液に添加してもよい。

溶融混合物は溶媒の除かれた溶融重合体に添加すること
が望ましい。

重合体は、たとえば粒状に加工される押出装置で添加を
行うのが有利である。

望ましい結果をうるためには、すなわち融点の十分な引
下げおよび溶融した融解物の十分なペースト状の組成、
鉱油量をその中に混合された添加剤の全量の少なくとも
１０重量％にすべきである。

一般に油の量は熱プラスチックス材料の最終性質が明ら
かに影響を受ける程多くすべきではない。

それ放油の重量による量は添加剤の重量による量の３倍
以上でないこと、特に多くともそれに等しいことが望ま
しい。

プラスチックス材料が食料の包装に使用される時には油
の量を制限することが望ましい。

このようにして油の量はプラスチックス材料の量に基く
重量の０．２〜０．３％を超えないことが望ましい。

多くの場合に、そうすれば添加剤の上記集合状態が多く
達成されるであろう。

しかしもし添加剤を多量使用すればプラスチックス材料
に基く鉱油はより犬なる割合を使用する必要がある。

従来の安定剤を例えば重合体に熱および（または）酸化
に対するよりよい抵抗性を与えるため添加剤組成物中に
含有させてもよい。

熱安定剤と酸化防止剤との間の明確な区別は必ずしも可
能ではなく、例えば立体障害のあるフェノール、芳香族
アミン、チオエーテル誘導体、ジチオカルバメート及び
それ自体著名な他の安定剤及び市販の、たとえば２・６
−ジー第３−ブチル−ｐ−クレゾール、４・４−ブチリ
デン−ビス−（６−第３ブチルｍ−クレゾール）、４・
４′−メチレン−ビス（２・６−ジー第３ブチル−フェ
ノール）、オクタデシル−３−（３・５−ジー第３ブチ
ル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート；ジラウ
リルチオジプロピオネート、ジステアリル チオジプロ
ピオネート、アリール及びアルキルＮ−置換ｐ−フェニ
レンジアミン及びジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛が
使用できる。

通常の紫外線安定剤はベンゾフェノンまたはベンゾトリ
アゾールの誘導体、たとえば：２−ヒドロキシ−４−ｎ
−オクチルオキシ−ベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−
４−ドデシルオキシベンゾフェノン、５−クロロ−２−
（２’−ヒドロキシ３′、５’−ジ−４３ブチル−フェ
ニル）ベンゾトリアゾール及び２・２′−ジヒドロキシ
−４−オクチルオキシベンゾフェノンである。

油の中に混合しうる他の添加剤は内部および（または）
外部潤滑剤である。

外部潤滑剤もまた解放剤、滑り剤及び閉塞防止剤と称せ
られる。

二本発明の方法はポリオレフィン組成物、特に溶液
として得たポリエチレン組成物に使用することが望まし
い。

添加剤は通常少量、たとえば１％を越えず、普通は０．
２％より多（なく、特に約０．１％の重量で ：の少割
合で使用される。

次に本発明の実施例と比較例を与える。

比較実験 １ 融点１７０℃のステアリン酸カルシウムとリセラ１７の
油の等重量部を攪拌しながら徐々に加熱した。

約１２０℃で最早や攪拌できない非常に濃い粘稠な混合
物が形成された。

約１６０℃において十分に溶融された混合物が形成され
た。

温度が下がった時処理のできない濃い粘稠な塊状体が再
び形成された。

比較実験 ２ ステアリン酸カルシウムと、融点７６℃のオレオアミド
の等重量部を徐々に加熱した。

約１３０℃で十分に均質な液状体が形成された。

冷却すると約７０℃でペーストが形成され、これはさら
に冷却すると硬くなり、閉塞さるべき状態を生ずる。

この硬質体は１００℃またはそれ以上に加熱するまでは
溶融しない。

もし脱混合が起る、すなわちステアリン酸カルシウムが
分離すれば、１００℃をかなり越えた温度に加熱する必
要がある。

管の中で分離したステアリン酸カルシウムは硬いケーキ
を形成し、これは間もなく閉塞に導き１６０℃以上に加
熱されるまでは消失しない。

実施例 １ ステアリン酸カルシウム、オレオアミド及びリセラ１７
の等重量部を８０℃に加熱した時均質な液状体が形成し
た。

６５℃においてこの集団はなお容易に計量ができた。

６５℃以下の温度ではペースト状になるが導管を通じて
圧入することは出来た。

温度がさらに下ると、ペースト体はさらに粘り強くなり
、最早や導管から圧入することができない程粘り強くな
るので温度は４０℃以下に下げないことが望ましい。

温度を４０℃と６５℃の間の温度に上げると再び導管内
に圧入することができる位柔軟にすることができる。

比較実験 ３ ステアリン酸カルシウム、ｎ−オクタデシル２−（４−
ヒドロキシ−３・５−ジー第３ブチルフエニル）プロピ
オネート（ＩＲＧＡＮＯＸ１０７６の商標で入手したも
の）及びリセラ１７の油の等重量部を加熱しながら混合
した。

１００〜１５０℃の温度で、粘り強く、粘稠になった。

１６０℃以上で十分に融解した。

１６０℃以下に冷却すると、粘り強（粘稠な状態となり
導管を閉塞した。

実施例 ２ オレオアミドを添加したことを除き、比較実験３に従っ
て混合物を調製した。

オレイン酸アミドの重量による量は他の成分の量に等し
く、このような組成物は１：ｌ：１：ｌの比であった。

混合物を８０〜１３０℃に加熱した時容易に処理しうる
液状体が得られ、これは６０℃において容易に計量でき
た。

このものは導管に閉塞を生ぜず容易に圧入することがで
きた。

本発明の実施の態様をとり括めで説明すると次のように
なる。

（１１前記アミドが前記脂肪族カルボン酸塩に基く少な
くとも１０重量％の割合で使用される特許請求の範囲に
記載の方法。

（２）前記アミドが４０〜２００重量％の前記割合で存
在するようにした前記（１）に記載の方法。

（３）前記アミドが８０〜１２０重量％の前記割合で存
在するようにした前項（２）に記載の方法。

（４）前記鉱油が実質上無色な白色油である特許請求の
範囲並に実施の態様（１）〜（３）のいずれかに記載の
方法。

（５）前記白色油が少なく２５０℃以上のより犬なる部
分に沸点範囲を有する前項（４）に記載の方法。

（６）鉱油の重量による量が混合された添加剤の全量の
少なくとも１０重量％である特許請求の範囲並に実施の
態様（１）〜（５）のいずれかに記載の方法。

（７）鉱油の重量による量が混合された添加剤の重量の
３倍以上でないようにした前項（６）に記載の方法。

（８）鉱油の重量による量が多（でも混合さるべき添加
剤の重量に等しいようにした前項（７）に記載の方法。

（９）鉱油の重量による重量が熱可塑性材料に基く重量
による０、５％以上でないようにした特許請求の範囲並
に実施の態様（１）〜（８）のいずれかに記載の方法。

ａＯ）前記鉱油が１４０’Ｆ（６０℃）において４５〜
１０５秒レッド１の粘度を有する特許請求の範囲並に実
施の態様（１）〜（９）のいずれかに記載の方法。

（１１） 熱可塑性材料がポリオレフィン溶液である
特許請求の範囲並に実施の態様（１）〜（１０）のいず
れかに記載の方法。

ａｚ ポリオレフィンがポリエチレンなる前項（１１
）に記載の方法。

α３）特に実施例を引用してこＮに実質的に記載した特
許請求の範囲による方法。

０４）特許請求の範囲並に実施の態様（１）〜（１３）
のいずれかに記載の方法によって得られる添加剤を含有
する熱プラスチック。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炭素原子１０個またはそれ以上を有する脂肪族カル
   ボン酸と、元素の周期表の第１、第■または第■族の金
   属との塩１つまたはそれ以上から成るか、またはこれら
   を含む添加剤類の添加剤を炭素原子１０個またはそれ以
   上を有する脂肪族カルボン酸のアミド及び鉱油とともに
   鉱油中で混合し、得られた組成物を流動状態において溶
   解または溶融した熱可塑性材料に添加することを特徴と
   する融点が２５０℃を越えない１つまたはそれ以上の添
   加剤を混合する方法。