JPS62119238A - 熱可塑性樹脂用無機粉体充填剤の分散剤 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ポリオレフィンやポリ塩化ビニール等の熱可
塑性樹脂に無機粉体の充填剤を添加するに際し、その初
期分散性を数置する分散剤に関するものである。

従来、ｎｈ述のような熱可塑性樹脂に、増量剤として、
また機械的特性を向上させる目的で、各種の無機粉体の
充填剤を配合することが行われている。この充填剤とし
ては、その目的に応じて、重質炭酸カルシウム、タルク
、沈降性炭酸カルシウム、クレイ、ホワイトカーボン等
が使用されている。

ところでこれらの充填剤は、粉体粒子の表面が親水性を
示すために吸湿し易く、水分の影響によって熱可塑性樹
脂中への充填剤の分散性が悪く、混線の仕方によっては
凝集物が生じる場合がある。

そのため射出成型や、インフレーション成型等の工程に
おいて熱可塑性樹脂と無機充填剤とを直接混練すると、
分散不良のために充填剤粒子の凝集が生じ、外観や機械
的特性が低下することが多かったのである。

また近年無機充填剤の性能を向上させる目的で粒子径を
小さくすることが検討されているが、粒子径が小さくな
るに伴い、分散性はさらに低下する傾向にある。

従来の技術 これらの問題を解決するため従来は予備混線によって無
機充填剤をフンバウンド化して分散性を向上させること
が行われていた。

また分散性を向上させるための分散剤として、ステアリ
ン酸やステアリン酸カルシウム等を添加することら行わ
れている。

発明が解決しようとする問題点 ところが無機充填剤をコンパウンド化する方法において
は、コンパウンドを得るためには高濃度の無機充填剤を
凝集させることなく均一に分散させる必要があり、コン
パウンドを得ること自体が極めて困難である。

またステアリン酸やステアリン酸カルシウム等の分散剤
を使用する方法においては、効果の点で充分ではなかっ
た。

本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、無機
充填剤を極めて良好に分散することができ、予備混線を
行うことなく成型磯に直接無機充填剤を添加しても充分
良好に分散させることができ、また予備混線を行う場合
にも短時間で均一に分散させることができ、且つ粒子径
の小さい充填剤であっても分散不良を起すことのない、
析着な無機粉体充填剤の分散剤を提供することを目的と
するものである。

問題点を解決する手段 而して本発明は、ヒドロキシ脂肪酸、ヒドロキシ基を含
有する樹脂酸及びこれらの誘導体からなる群から選ばれ
た、１種以上の有機カルボン酸及び／又はその誘導体を
含むことを特徴とするものである。

本発明において使用されるヒドロキシ脂肪酸としては、
リシノール酸、１２−ヒドロキシステアリン酸や、不飽
和脂肪酸を酸化して得られるヒドロキシ脂肪酸等が挙げ
られる。またこれらのエステル、アミド化合物や、アル
カリ土類等との金属塩も使用可能である。

またヒドロキシ基を含有する樹脂酸としては、ホルミル
化ロジンやマレイン化ロジンのエチレングリコールやグ
リセリンの部分エステル等のように、ロジン中に含まれ
る二重結合に種々の反応を行わびることにより得られる
、ヒドロキシ基を含有する樹脂酸が使用できる。

上記ヒドロキシ脂肪酸及びヒドロキシル基を含有する樹
脂酸としては、軟化点（環球法）が２５℃以上であって
、常温で固体であるものが好ましい。常温において液体
であるものは効果の発現が弱く好ましくないが、ラウリ
ン酸、パルミチン酸、ステアリン酸等の他の固体の脂肪
酸、樹脂酸又はワックス等と混合し、常温において固体
状を呈するようにすることにより、本発明の分散剤とし
ての効果が生じる。温合づる固体物質としては特に限定
されるものではないが、ヒドロキシ脂肪酸又はヒドロキ
シル基を含有する樹脂酸に化学構造が類似するものが好
ましい。

本発明の分散剤の使用方法は、無機粉体充填剤に表面処
理し、その粒子の表面にコーティングするのが好ましい
が、未処理の粉体充填剤と本発明の分散剤とを同時に熱
可塑性樹脂に添加しても良い。

本発明の分散剤の使用量は、無機粉体充填剤に対して０
．１〜５０重蟻％程度が適当であり、さらに好ましくは
１〜１０重量％とするのが望ましい。

作用 本発明におけるヒドロキシ脂肪酸等の作用機構は必ずし
ｂ明らかではないが、ヒドロキシ脂肪酸等におけるヒド
ロキシル基が親水性の粉体粒子表面に結合し、その粒子
の表面を疎水性とすることにより熱可塑性樹脂に対する
親和性を高めているものと考えられる。

しかしながら粉体充填剤を従来使用されていたステアリ
ン酸と本発明のヒドロキシ脂肪酸とでそれぞれ処理した
ものを圧縮成型し、表面の水に対する接触角を測定した
ところ、いずれもはス１２０度であって同程度の疎水性
を有しているが、熱可塑性樹脂に対する分散効果には大
きな差異が見られており、先に述べた作用だけでは充分
に説明できず、他に何等かの熱可塑性樹脂との親和性を
高める作用があるものと思われる。

また粉体充填剤を液状のヒドロキシ脂肪酸で処理した場
合と、固形のヒドロキシ脂肪酸や、液状のヒドロキシ脂
肪酸と固形の脂肪酸との混合物であって常温で固形のも
ので処理した場合とでは、熱可塑性樹脂に対する粉体充
填剤の分散効果は大きく異なっており、常温において固
形であることにより何等かの意味を持っていることも考
えられる。

発明の効果 本発明の分散剤で表面処理をしたＳ機粉体充填剤は、熱
可塑性樹脂に対して極めて良好な分散性を右しており、
はとんど分散不良による凝集物を生じることがなく、ま
たこの無機充填剤を配合した熱可塑性合成樹脂の基礎物
性も充分に良好なものとなる。

従ってＳ機充填剤を熱可塑性合成樹脂に混合する場合に
６、予備混線を行うことなく直接に射出成型機に投入す
ることも可能であり、また予備混線を行う場合において
も、その混線時間を短縮することができ、経済的である
と共に、熱可塑性合成樹脂の熱履歴を減少させて物性の
低下を防止することができる。

実施例 以下実施例により具体的に説明する。

実施例１ 比表面積１６０００＝ｊ、４の重炭酸カルシウム３００
ｇを１５０℃に加熱してミキサー中に加え、１７０℃に
Ｍｌした後、１２−ヒドロキシステアリン酸（軟化点８
２℃）を１５ｇ添加し、５分間攪拌して表面処理をする
。

得られた表面処理重炭酸カルシウムを２０重量％と、ポ
リプロピレン（徳山ソーダ株式会社製ＰＮ〜２４ＯＡ＞
８０重量％とを充分に混合して、予備混練をすることな
く、直接に射出成型機に仕込み、直径１０ｃＩｌｌの円
盤を射出成型しｌこ　。゛ （なお以下の実施例及び比較例においては、実施例１に
おける１２−ヒドロキシステアリン酸に代えて使用する
物質を示し、物質が異なる点と特に記載した点の他は、
実施例１と同様に操作する。） 実施例２ １２−ヒドロキシステアリン！！Ｉ（添加量を７．５９
とする。） 実施例３ ヒドロキシ化トール油脂肪酸（液状） 実施例４ １２−ヒドロキシステアリン酸（軟化点８２℃）とアク
クチツクポリプロピレン（軟化点１１２℃〉との等景況
合物（軟化点１１９℃）実施例５ 先ず１２−ヒドロキシステアリン酸く軟化点８２℃）で
最初に表面処理し、その上にアタクチックポリプロピレ
ン〈軟化点１１２℃）で表面処理する。

実施例６ １２−ヒドロキシステアリンＲ（軟化点８２℃）とステ
アリン酸（軟化点６４℃）との当量混合物（軟化点６７
℃） 実施例７ 先ず１２−ヒドロキシステアリン酸（軟化点８２℃）で
最初に表面処理し、その上にステアリン酸く軟化点６４
℃）で表面処理する。

実施例８ ヒドロキシ化トール油脂肪酸（液状）とステアリン酸く
軟化点６４℃）との当量混合物（軟化点５７℃） 比較例９ トールロジン（酸１１１１ｉ１７０、軟化点７５℃）に
無水マレイン酸１７重隋％を付加反応させた後、グリセ
９２１０重量部でエステル化してなる、部分エステル化
マレイン化ロジン（軟化点９８℃） 比較例１゜ １−一ルロジン（酸価１７ｏ１軟化点７５℃〉にパラホ
ルムアルデヒド７重最％を加熱下で反応させてなる、ホ
ルミル化ロジン（軟化点７５℃） 比較例１ 表面処理なし 比較例２ ステアリン酸（軟化点６４℃） 比較例３ 水添ひまし油（軟化点８９℃） 比較例４ トール油脂肪酸く液状） 比較例５ アタクチックポリプロピレン（軟化点１１２℃） 比較例６ ポリエチレングリコール（ＰＥＧ−２０００）（軟化点
５０℃） 試験項目 充填剤の分散性 充填剤の分散性は、成型した円盤の表面を目視によりＩ
！察して評価した。

一般に無機粉体充填剤の平均粒子径は２０μ以下であっ
て、電子顕微鏡で観察すると分散の良好なものは単一の
粒子に分散しているが、分散不良の充填剤は、−泡粒子
のＷｋ集体で５０〜１００μ以上となっている。そして
成型物中に凝集物として目視し得るものは約５０μ以上
であるので、目視によるＩＡ察により判定するのが適切
である。

而して分散性の評価の段階は、次の基準によった。

Ａ：円盤中に充填剤の凝集物が認められないもの Ｂ：円盤中に凝集物が１０個以下認められるもの Ｃ：ＢとＤとの間の段階のものを全て含む１）＋１００
μ以上の凝集物が円盤の全面に認められるもの 成型物の基礎物性 成型物の引張り強度（ＭＲ）　、曲げ強度（−櫨）及び
アイゾツト衝撃圃〈１−備る）を測定し　ｌこ　。

試験結果 試験の結果を表に示づ。

試験の結果から明らかなように、本発明の実施例のもの
はいずれも優れた分散性を有していることが分る。

実施例２に示す１２−ヒドロキシステアリン酸の聞を減
らした場合には、分散性の評価はＣであって必ずしも充
分な効果があるとは言えないようであるが、先の実施例
の条件では若干劣っているものの、予備混練を行った場
合には分散速成が速く、充分な効果が見られている。

また実施例６．７．８に見られるように、１２−ヒドロ
キシステアリン酸又はヒドロキシ化トール油脂肪酸をス
テアリン酸と混合して使用した場合にも、極めて良好な
分散性が見られている。特に液状のヒドロキシ化トール
油脂肪酸及びステアリン酸は、それぞれ単独では分散性
の評価が８及びＣであるが、それらの混合物の評価は八
であって、液状のヒドロキシ化脂肪酸を固形物と混合し
、常湿において固形のものとすることにより、分散性が
さらに向上することが分る。しかしながら混合する場合
においても、実施例４にＪ３けるアタクチックポリプロ
ピレンのように分子構造が大幅に異なる物質と混合した
場合には、効果の程度は劣っている。

また実施例４及び６に見られるように、ダブルコートに
よっても特別に効果は向上するとは認められない。

また、充填剤として比表面積２２０００＝ｊ／ｓの重炭
酸カルシウム、タルク（平均粒子径２μ）及び軽質炭酸
カルシウム（平均粒子径０．１μ）を使用して、これを
１２−ヒドロキシステアリン酸及びステアリン酸でそれ
ぞれ表面処理をして実施例と同様に評価したところ、各
充填剤についていずれも１２−ヒドロキシステアリン酸
による分散性の向上が認められた。

また比表面積１６０００＝ｊＡの重炭酸カルシウムを１
２−ヒドロキシステアリン酸及びステアリン酸で表面処
理をし、これをポリエチレン及びポリ塩化ビニールとそ
れぞれ混合して射出成型をして、実施例と同様の評価を
したところ、１２−ヒドロキシステアリン酸についてポ
リプロピレンの場合と同様の効果が認められた。

また、重炭酸カルシウムを１２−ヒドロキシステアリン
酸及びステアリン酸でそれぞれ表面処理をし、これを内
容量　１００３１１２の小型ニーグーでポリプロピレン
に混練し、表面処理をしない重炭酸カルシウムの場合と
比較した。この結果、表面処理をしない重炭酸カルシウ
ムでは混入に長時間を要したが、ステアリン酸で表面処
理をしたものは混入り間が短縮され、１２−とドロキシ
ステアリン酸で表面処理をしたものは、さらに短時間で
混練することができた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ヒドロキシ脂肪酸、ヒドロキシ基を含有する樹脂酸
   及びこれらの誘導体からなる群から選ばれた、１種以上
   の有機カルボン酸及び／又はその誘導体を含むことを特
   徴とする、熱可塑性樹脂用無機粉体充填剤の分散剤 ２　有機カルボン酸及び／又はその誘導体が、軟化点が
   ２５℃以上であることを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項記載の熱可塑性樹脂用無機充填剤の分散剤 ３　有機カルボン酸誘導体が、有機カルボン酸のグリコ
   ールエステル又はグリセリンエステルを主成分とするも
   のであることを特徴とする、特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載の熱可塑性樹脂用無機充填剤の分散剤 ４　ヒドロキシ脂肪酸が、ヒドロキシ化トール油脂肪酸
   を主成分とするものであることを特徴とする、特許請求
   の範囲第１項、第２項又は第３項記載の熱可塑性樹脂用
   無機充填剤の分散剤