JPS6054331B2 - ポリプロピレンワックスを基体とする着色材調製物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は着色材、特に顔料、をポリマー組成物、特にポ
リプロピレン中に顔料担体混合物の使用下分散させるこ
とに関するものである。

熱可塑性合成物質を着色するのに適当な顔料調製物は既
に公知である。

この様な顔料担体混合物はカラー顔料とポリオレフィン
との混合物に対する剪断力の作用によつて高められた温
度で製造することができる。

ドイツ国特許出願公告第１６６９６５１号明細書に記載
された発明はたとえば有機顔料１０ないし２５％及びポ
リエチレン９０ないし７５％から成り、このポリエチレ
ンの少なくとも半量は低分子のポリエチレンから成る顔
料調製物用混合物の使用に関するものである。しかしな
がらポリプロピレンの成形品、特にシート及びフィラメ
ントを着色するためにこの様な調製物を使用することは
次の欠点を有している。すなわちポリプロピレンとそれ
自体非相容性のポリエチレンワックスが表面に移動し、
そこで望ましくないフィルムとして認められることであ
る。顔料調製物の製造のためにポリプロピレンを使用す
ることも既に報告されている。

ドイツ国特許第１２３９０９３号明細書にはたとえば無
定形のエチレンープロピレンープロツクポリマー〔１５
０℃で熔融粘度５ないし３００Ｐａ．ｓ（５０００〜３
００００■Ｐ）〕と低分子の結晶質ポリプロピレン又は
ポリプロピレンに重合した、プロピレンとは異なるａ−
モノオレフィンの結晶質ポリマーとの混合物を使用する
ことが挙げられている。ドイツ国特許出願公開第１５４
４８３０号明細書にはプロピレン、ブテンもしくはヘキ
センの無定形のホモポリマー又はコポリマー又はプロピ
レンーエチレンープロツクコポリマーの使用が記載され
ている。

これらのポリマーの粘度も１５０℃で５ないし３００Ｐ
ａ．ｓ（５０００〜３０００００ｃｐ）、特に１０ない
し２００ＰａＩｓ（１００００〜２０００００：）Ｐ）
である。この無定形ポリプロピレンの製造は比較的経費
がかかり、また複雑である。というのは重合の他に更に
またかかるポリプロピレンを得るために抽出を行うから
である。数種の担体材料から成る混合物の場合には付加
的な操作としてその他の成分及び混合物の製造がこれに
加えられる。アイソタクチックポリプロピレンの機械的
性質は無定形ポリプロピレンの多量が組入れられること
によつて不都合な影響をうける。

この理由から無定形の部分はアイソタクチックポリプロ
ピレンの製造の際に大部分抽出される。今や本発明者は
着色材、特に顔料、のポリマー組成物、特にポリプロピ
レン中での分散を、着色材及びポリプロピレンワックス
の混合物から成る調製物−これはポリプロピレンワック
スが１７０℃で粘度０．５ないし５Ｐａ．ｓ（５００な
いし５００■Ｐ）、好ましくは１７０℃で１ないし５Ｐ
ａ．ｓ（１０００ないし５０００ＣＰ）、かつ４０ない
し９唾量％、好ましくは５０ないし８喧量％のアイソタ
クチック割合を有することを特徴とするものである。

−を使用することによつて、極めて容易に且つ好都合に
達成することができることを見い出した。この反応系の
適合性は驚くべきことである。というのは初めに述べた
様に一般に著しく高粘度のポリプロピレン又は複雑な多
成分系を使用しなければ調製物中での着色材のそれに応
じた良好な分散は達成できないからである。この関係か
らして、混和工程を行うための不可欠なエネルギーがよ
り低い粘度に応じて比較的少“なくてよく又はより簡単
な機械を使用することができるということは特別な利点
である。

その他の極めて著しい利点はこの様な低粘性担体材料が
スプレー式粒状化に極めて適していることである。

このことによつてポリマー紛未と固体の着色材、特に顔
料粉末とを、場合により更に安定剤又は酸化防止剤と共
に先す混合し、それによつて非常に良好な初期の分散を
達成することができる。このことはこの様な調製物の連
続的製造に際して特に有利である。Ｉ 着色材としては
染料、しかも好ましくは有幾の又は無機の顔料を使用す
ることができる。

それはたとえば二酸化チタン、カドミウムイエロー、カ
ーボンブラック、フタロシアニ顔料、アゾ顔料、ペリレ
ンー又はキナクリドンー誘導体並びに場合によりそれら
の混合物などである。着色材濃度は８唾量％まで、好ま
しくは２０ないし７喧量％である。

Ｈ．Ｐ．ＬｕＯｎｇＯ，Ｊ．Ａｐｐｌ．ＰＯｌｙｍ．Ｓ
ｃ］．３，第３０２頁（１９６０）及びＲ．Ｈ，Ｈｕｇ
ｔｌｅｓ，Ｊ．Ａｐｐｌ．ＰＯＩｙｍ．ＳＣｌ．ｌ３，
第４１頂（１９６９）による刊行物に基づき本発明によ
り使用されるポリプロピレンワックスのアイソタクチッ
ク部分は赤外線分析によつて１０．０μｍ及び１０．３
μｍでのピークの吸光度割合から測定される。

２５℃での密度は約０．８７〜０．８９である。

この様な性質を有するポリプロピレンワックスはたとえ
ばプロピレンを溶液の中でドイツ国特許出願公開第２３
２９６４１号明細書に記載されている特別なチーグラー
触媒の使用下に重合させることによつて製造することが
できる。

着色材調製物の製造は種々の公知の方法に従つて行うこ
とができる。

非連続的操作の装置としては通常その目的のために使用
されるミキサー及び捏和機が適当である。

したがつてたとえば出発成分：着色材、ポリプロピレン
ワックス及び楊合により添加物、たとえば湿潤剤及び酸
化防止剤をシグマ羽根型捏和機中で先ず混和し、熔融し
、捏和することができる。また着色材を予め熔融された
ポリプロピレンワックス中に導入し、申し分なく配分さ
れるまで捏和処理を続ける。次に示す操作が好ましい： ポリプロピレンワツクスを熔融し、シグマー羽根型捏和
機中に予め充填された着色材上に加え、次いで着色材が
ポリプロピレンワックス中に分散されるまて捏和する。

更に着色材調製物の製造は、２〜３の装置をあげれば、
これに対して適する、連続的に作動する単軸一及び二軸
−スクリュー押出し機並びにスクリュー捏和機〔たとえ
ばブスーコクネーター（Ｂｕｓｓ−ＫＯｋｎｅｔｅｒ）
〕又は捏和盤を有する二軸スクリュー捏和機（ヴエルナ
ー＆ブフライデレル社製）で行うことができることは勿
論である。これらの連続的に作動する機械を使用した場
合、着色材調製物は場合により直接粒状化される。それ
はダイ●ブレード又はストレーナー（Ｂｒｅａｋｅｒ）
ブレードの直後熱い糸状物を切断するか又は水中に糸状
物を挿入するかどちらかである。本発明により得られる
着色材調製物−これは粉末、フレーク又は粒状で存在す
ることができる一はポリマー組成物、特にポリプロピレ
ンの着色に極めて適している。

この新規な着色材調製物によつて着色されたシート及び
フィラメントは顔料の使用に際して極めて良好な顔料分
散を示す点で優れている。前記のポリプロピレンワック
スを用いて製造された顔料調製物は優れた流動性を有す
るために、簡単に加工の間少量を添加した場合でも顔料
調製物の均一分散が達成される。更に本発明による新規
な顔料調製物の付加的な利点はステーブルファイバー及
びフィラメントヤーンの着色の場合、ポリプロピレンワ
ックスを基体とする顔料調製物と異なり、担体材料が熱
的な後処理工程（伸展、固着、テキスチヤード化及びニ
ードリング）の間に表面に移動しないことにある。

次の例中、他に明記しない限り、１部ョは１重量部ョ及
び１パーセントョは０重量バーセントョを意味する。

温度は摂氏である。

触媒の製造 マグネシウムエチラート１７１ダをディーゼル油１００
０ｍ１中に懸濁させ、８５℃で四塩化チタン３３０ｍ１
を滴下する。

次いでこの懸濁液を１時間よく攪拌し、固体を数回デカ
ンテーシヨン及びディーゼル油の新たな添加によつて可
溶性チタン化合物から遊離させる。

かくして最初に添加したチタンの約２０％が固体上に固
着している。

ポリプロピレンワックスＡの製造 ディーゼル油（沸謄範囲１４０〜１６００）１５ｅを羽
根車付攪拌器を備えた５０ｅの容器中に先ず仕込・み、
次にプロピレンを圧力が４．５／くールとなるまで、つ
いで水素を圧力が５バールとなるまで圧入する。

１２０素に加熱した後ディーゼル油２ｅで希釈された前
述の触媒（固着したチタンに対して３０ｍＭ０ｅ）とア
ルミニウムジエチルモノクロラノイド３０ｎ１Ｍ０ｅと
アルミニウムトリエチル１２０ｎ１Ｍ０ｅとの混合物を
一定のガス供給割合（１時間につきプロピレン４ｋｇ及
び水素約６０ｅ）て反応器のガス相中の圧力及びガス組
成が一定に保たれる様に加える。

２〜３時間後少量の水の添加によつて反応を終了させ、
触媒及び溶剤を分離する。

形成されたワックスは熔融粘度１．２Ｐａ．ｓ（１２０
０ＣＰ）〔１７０℃で測定〕を示す。

ＩＲ一分析によればワックスの７２％は結晶質である。
密度は２０一で０．８９である。ポリプロピレンワック
スＢの製造 水素０．５バールの代りに水素圧を０．３／くールのみ
とし、アルミニウムトリエチル１００ｒｎＭ０ｅ１アル
ミニウムジエチルモノクロライド２００ＩｎＭ０ｅ及び
上述の触媒５０ｒｒ１Ｍ０ｅから成る触媒混合物を使用
した他は前述の方法で行つた。

かくして得られたワックスは１７００で熔融粘度４Ｐａ
．ｓ（４０００ｃＰ）を示し、密度は０．８８である。

ワックスの５５％が結晶質である。例１ ジスアゾ染料ピグメントイエロー８３（Ｃ．Ｉ．ＮＯ．
２ｌｌＯ８）２２（４）部を２０ｅ容量の冷却可能なシ
グマー羽根型捏和機（ヴエルナー＆プフライデレル社製
）中に先ず仕込む。

この予め仕込んだ顔料上に捏和しながら予め熔融され且
つ２０００に加熱されたポリプロピレンワックスＢ３３
（１）部を注加した。次いで更に一時間捏和する。この
際混合物の温度は捏和機を冷却して徐々に１３００とな
す。かくして得られた顔料調製物を冷却した後粒状に粉
砕する。例２ 例１に於て使用された黄色顔料の代りにピグメントレツ
ド１４９（Ｃ．Ｉ．ＮＯ．７ｌｌ３７）を使用し、ポリ
プロピレンワックスＢの代りにポリプロピレンワックス
Ａを使用して、前述と同様な操作を行つた。

かくして容易に分散しうる、相当する顔料調製物が得ら
れた。例３ カドミウムイエロー・ピグメントイエロー３７（Ｃ．Ｉ
．ＮＯ．７７ｌ９９）４２（１）部を２０ｅ容量の冷却
可能なシグマー羽根型捏和機（ヴエルナー＆プフライデ
レル社製）中に先ず仕込む。

これに捏和しながら、予め融解されかつ２０００に加熱
されたポリプロピレンワックスＢ２８（４）部を注加す
る。次いで更に４５分間捏和する。この際捏和される混
合物の温度は徐々に１３０。にする。冷却後調製物を粒
状に粉砕する。得られた顔料調製物はとりわけ射出成形
部材の着色にも適している。

この特別な目的に対しては一様な配分を保証するために
この高濃度調製物を自然色のポリマー、たとえばポリプ
ロピレンワックスあるいはポリプロピレン又はポリエチ
レンと調製混合して適当な加工濃度となすのが好ましい
。例４ 例１に記載の如くして得られた調製物を連続式配量装置
の充填ホッパー中に導入し、そこから繊維形成性ポリマ
ーに対して２．５％の量で二軸スクリュー押出し機の充
填域に導く。

この押出し機にはメルトインデックス４５（ＭＦＩ２３
Ｏ／５ｙ／１０分）のアイソタクチックポリプロピレン
が供給される。押出し機の末端で、融解し且つ着色され
たポリマー熔融物を歯車式ポンプを用いて２７５ポの温
度で多孔板−この板は内径１５０ｐｍの２４個の穴を有
する一を通してブレスし、ついで生成した紡糸フィラメ
ントを１２５０７ＴＬ／分の速度で２つのゴデツトロー
ラーを介して引き取り、円筒形のボビンに巻き上げる。

紡糸フィラメントを延伸した後７２ｄｔｅＸの繊度（２
禅−フィラメントから成る）、５．２ｇ／Ｄｅｎの引張
り強度（自重切断長さ４７ＲＫｍ）及ひ切断伸度２７％
のフィラメントヤーンが得られる。

このフィラメントヤーンは織物に於てすぐれた堅牢特性
を有する濃い帯赤黄色調を示す点で優れている。フィラ
メント横断面の顕微鏡的検査によつて顔料粒子が一様に
フィラメントの全断面に亘つ分布していることが認めら
れる。延伸されたフィラメントヤーン中の粒子の平均的
大きさは使用された調製物中の粒子の平均的大きさに相
当する。着色されたフィラメントヤーンを１３００で１
０分間熱固着した後の顕微鏡的検査によればフィラメン
ト表面に移動した担体粒子は全く認められなかつた。こ
れに対して市販の顔料濃縮物、たとえば市販のポリエチ
レンワックスを基体とするもので同様に着色した場合に
は担体粒子の移動が認められる。例５ 例２に従つて得られた顔料濃縮物２％をメルトインデッ
クス８（ＭＦＩ２３Ｏ／５ｆ／ｌ紛）のポリプロピレン
中へ徐々に回転する混和機を用いて添加する。

次いで混合物を広幅スリットノズルを備えた押出し機で
、２５００の温度で加工して、１００μｍの厚さの平面
シートにする。かくして得られたシートは均一でかつ濃
い色に着色している。

例６ 例３に従つて得られた顔料濃縮物１．５％をメルトイン
デックス８（ＭＦＩ２３Ｏ／５ｙ／１０分）を有する射
出成形タイプのポリプロピレン中へ徐々に回転する混和
機を用いて添加する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １７０℃で測定して粘度が０．５ないし５Ｐａ．ｓ
   であり且つ４０ないし９０重量％のアイソタクチック割
   合を示すポリプロピレンワックスを基体とすることを特
   徴とする着色材調製物。 ２ ポリプロピレンワックスの粘度が１ないし５Ｐａ．
   ｓ（１７０℃で測定）である特許請求の範囲第１項記載
   の調製物。 ３ ポリプロピレンワックスが５０ないし８０重量％の
   アイソタクチック割合を示す特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載の調製物。 ４ 着色材が顔料である特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項のいずれかに記載の調製物。 ５ 着色材割合が８０重量％までである特許請求の範囲
   第１項ないし第４項のいずれかに記載の調製物。 ６ 着色材割合が２０ないし７０重量％である特許請求
   の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の調製物。 ７ 粘度が０．５ないし５Ｐａ．ｓ（１７０℃で測定）
   及び４０ないし９０重量％のアイソタクチック割合を示
   すポリプロピレンワックスを基体とする着色材調製物を
   製造するにあたり、着色材及び場合により通常の添加物
   を熔融したポリプロピレンワックス中に分散させること
   を特徴とする上記調整物の製造法。８ 各成分を先ず混
   合し、次いで熔融し、捏和する特許請求の範囲第７項記
   載の方法。 ９ ポリプロピレンワックスを熔融し、これを予め存在
   する着色材に添加し、次いでこの着色材を熔融したポリ
   プロピレンワックス中に分散させる特許請求の範囲第７
   項記載の方法。 １０ 粘度が０．５ないし５Ｐａ．ｓ（１７０℃で測定
   ）及び４０ないし９０重量％のアイソタクチック割合を
   示すポリプロピレンワックスを基体とする着色材調製物
   を使用して熔融状態でポリオレフィンを着色する方法。 １１ 上記ポリオレフィンがポリプロピレンである特許
   請求の範囲第１０項記載の方法。