JPS6291554A - 着色ポリエステル組成物 - 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】 炎五公１ 本発明は、着色剤を混合しても比特性が悪化することの
ない均一に着色された着色ポリエステル組成物に関する
。

ざらに具体的には、本発明は、着色剤を特定の組合せの
ポリエステルに配合することにより、ブリードアウト等
の着色剤に起因する比特性の悪化が防止され、かつ着色
剤が均一微細に分散された着色材料分野に好適な着色ポ
リエステル組成物に関する。

先行技術 熱可塑性重合体例えばポリエステルなどは、機械的特性
と優れた成形加工性等により各種分野で幅広く使用され
ている。適用の広さから着色を必要とＪる分野も少なく
なく、かつ着色することにより、より多くの応用が期待
される。

また、近年では着色剤は、いわゆる学術的見地からは色
素という概念によってもとらえられており、従来の染Ｉ
ｔ、顔料、食用色素、化粧用色素などといった着色剤の
色を右することのみを利用１゛る用途だけでなく、色素
レーデ、色素半導体、液晶、などといったその物理的お
よ゛び化学的性質をも利用する用途も、今後多くなりつ
つある。このようへ観点から着色剤くずなわら色素）を
、機械的特性、成形加工性に優れた高分子化合物中へ種
々の分散形態で分散せることは、着色剤（色素）として
の機能を抽ぎ出す為に重要な技術となっている。

容色操作は、単純混合によるような出来るだけ簡単な操
作によるのが望まれる。しかしながら、ポリエステルに
着色剤をブレンドしたときは、不均一分散による斑模様
やひどい時には表面にブリードを起こしたり。あるいは
着色剤の存在によりポリエステルが木来持つ性質、例え
ば表面特性として帯電特性、塗装性、耐薬品性、ｆ、ｆ
ど、が著しく損なわれたりして、到底実用に供し得るも
のが得られない。

このことは、従来の技術は単に着色剤の高分子化合物中
への均一分散のみを目的としており、高分子集合体ある
いは複合体として着色組成物を認識していないため、着
色剤の導入場所の制御等の考え方がなされていなかった
からであると思われる。

Ｌ！！ｌ！Ｌ亘 要　　旨 本発明はポリエステルを着色しようとするときの問題点
、すなわち斑模様のような不均一な分散と、表面特性の
悪化とを一挙に解決することを目的とするものである。

本発明はこの問題点に対し、着色剤の機能とポリエステ
ルの機能を明確に区別すべく、両者を組成物中の７トリ
クス（Ｉ！続相）と分散相へ振り分けたものである。す
なわち、分散相に着色剤をｉ］じ込めて７１−リクスの
ポリエステルへの影響を防ぎ、さらに分散相を微細かつ
均一に分散させて着色剤の均一性を計るとによって、前
記目的が達成されることを見出して成されたものである
。

また、着色剤を逆にマトリクスに充填させた場合には、
着色剤によってさらに新しい効果も１ｑられることも見
出した。

従って、本発明による着色ポリエステル組成物は、着色
剤との親和力が異なる２種以上のポリエステルと、該着
色剤とを共に配合したことを特徴とするものである。

本発明では、２種以上のポリエステルを用いるが着色剤
が存在しない場合は、ミクロ相分離現象は観察できない
のが普通である。しかし、驚くべき事に特定の複数ポリ
エステルと特定着色剤を配合した場合は、ミラ０相分ｉ
Ｉ！現象が観察された。

肱−Ｊ 本発明によれば前記の目的が達成されて、本発明組成物
は着色剤が均一に分散されていると共に着色剤のブリー
ドアウト等、表面特性悪化がなくなる。また、着色剤を
適宜選択することによって、例えば電気特性、耐候性、
等をさらに改良することができる。

１１ユ且豆り五Ｉ ポリエステル 本発明で用いるポリニスデルは、一般的に使用されてい
る多塩基酸と多価アルコールの重縮合によって得られる
ものから適宜選んで用いられ、本発明による着色ポリエ
ステル組成物が用いられる通常の温度において固体状の
もの、を使用することができる。

多塩基酸は、二〜四塩基酸が好ましく、より好ましいの
は二〜三塩基酸、特に二塩基酸である。

これらの多塩基酸として、例えば（イ）芳香族カルボン
酸、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、トリメリド酸
など、（ロ）飽和脂肪族カルボン酸、例えばアジピン酸
、こはく酸、ｎ−ドデセニルこはく酸、イソ−ドデセニ
ルこはく酸、ｎ−ドデシルこはく酸、ｎ−オクチルこは
く酸、イソ−オクチルこはく酸、ｎ−ブチルこはく酸、
ヘキサヒドロテレフタル酸など、（ハ）不飽和カルボン
酸、例えばマレイン酸、フマル酸など、が挙げられる。

なお、ポリエステルの合成に当っては、これらの多塩基
酸はその低級アルキルエステルあるいは無水物の形で用
いられることが普通であろう。

また、多価アルコールは、２〜６価アルコールが好まし
く、より好ましいのは２〜３価アルコールである。これ
らの多価アルコールとして、例えば（イ）エチレングリ
コール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオー
ル、ヘキナメチレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル、２．２゜４．４−テトラメチレングリコール、グリ
セリン、トリメチロールプロパン、ビスフェノールＡ、
水素化ビスフェノールＡ１ソルビト−ルなど、または（
ロ）それらのアルキレンオキサイド付加物、（特にエチ
レンオキサイド、プロピレンオキザイド）例えば、ポリ
オキシエチレン（１０）ソルビトール、ポリオキシプロ
ピレンく５）グリセリン、ポリオキシエチレン（４）ペ
ンタエリスリ１〜−ル、ポリオキシプロピレン（２，２
＞−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン
、ポリＡ−１ニジエチレン（２）−２，２−ビス（４−
ヒドロキシフェニル）プロパン等が挙げられろ。

本発明の効果が著しく発揮されるポリエステルは、ガラ
ス転移温度については４０〜１５０℃、特に６０〜１３
０℃のものが、また数平均分子ｍについては５００〜３
００００．特に１０００〜２００００のものが、効果が
大きい。また、本発明組成物を塗料、現像剤、バインダ
ー剤等の分野に応用したときの実用面からみると、Ｘ線
解析による結晶化度が５％未満の非品性のもの、特に溶
剤可溶性のものが好ましい。

伍１肚乙豆亘１ 本発明で用いられることのできる着色剤は、着色剤が分
散相に充填される場合には、少なくとも次の二つの要件
を備えたものでなければならない。

ｉ）　分散相あるいはマトリクスを構成するポリエステ
ルの中に入り込む性質を有していること。

従って、一般には、マトリックスと分散相を構成するポ
リニスデルのいずれかに対してより大ぎい親和性を有し
ている着色剤が好ましい。着色剤がそのままでは上記の
性質を有していない場合は、これを他の成分で処理など
することにより上記性質を付与してもよい。

換君寸れば、着色剤が、それ自体として或いは他の成分
で処理等されることによって、７１〜リツクスあるいは
分散相を構成するポリエステルのいずれか一方に対して
より大きな親和性を有していること。

ｉｉ）　　着色剤の大きさく平均分散径）は、着色剤が
分散相の中に入り込む場合は該分散相の大ぎさより小さ
いこと。

本発明で用いる着色剤は、着色の際に変色や樹脂特性上
の異常を生じさせないものであれば差し支えなく用いる
ことができる。具体的には、例えば、ローダミンＢ等の
１ｇ基性染料、酸性染料、蛍光染料、アゾ系染料、アン
トラキノン系染料、アジン系染料、金属錯化合物系染料
の外、ベンガラ、酸化チタン、カドミウムイエロー、カ
ドミウムレッド、塩基性染料レーキ、フタロシアニン系
顔料などがある。中でも、染料または右Ｒｍ料、特に前
者、が組成物の透明性を阻害しない点で好ましい。

親和力 本発明は、着色剤が分散相あるいは７トリクスを構成す
る成分中に充填されていることを一つの特徴とするもの
である。すなわち、着色剤の親和性がマトリクスあるい
は分散相のどちらか一方に対してより大であることと共
に、マトリクス、分散相および着色剤の相互作用が重要
である。例えば、本発明組成物は、常温固体状態はいう
までもなく、一旦熱履歴を受けて溶融状態を経ても、着
色剤が分散相あるいはマトリクスに留まっていることが
必要である。換言すれば、着色剤のマ］・リクスあるい
は分散相への拡散を防止しであることが重要である。

着色剤が分散相内に留まってマトリクスへ拡散しないよ
うにするためには、マトリクスポリエステル（Ａ）−着
色剤（Ｃ）間の電気的引力よりも分散相ポリエステル（
Ｂ）−着色剤（Ｃ）間の電気的引力が大きくなるような
組合せを選ぶことが望ましい。

また、着色剤がマトリクスに留まって分散相へ拡散しな
いようにするためには、電気的引力の大小の関係が上記
と逆になるように組合せを選ぶことが望ましい。　・ マトリクスポリエステル（Ａ）と分散相ポリエステル（
Ｂ）とを電気的性質の異なったものとづるためには、い
ずれか一方に所定の電気的性質を発現するための官能基
を導入するかあるいは両方にそれぞれ相反する電気的性
質を発現するための官能基を導入することが望ましく、
例えば、酸（＋ｎｉの高いポリエステルと低いポリエス
テル、水１１？Ｊｓ価の高いポリエステルと低いポリエ
ステル、酸価の高いポリエステルと水ＭＷ価の高いポリ
エステル、などの組合せによる選択が可能である（その
Ｊ：うな官能基を持つポリエステルが既に存在するなら
ばそれを選択使用してもよいことはいうまでもない）。

このような官能基を有するポリエステルとしては、例え
ば、負の電気的性質を持つものとして不飽和有機酸、そ
のアルキルエステルまたはその無水物（具体的にはアク
リル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸やその
無水物等）を、正の電気的性質を持つものとしてアミノ
あるいはアミド基を持つビニル甲聞体あるいはその４級
化塩等（具体的にはＮ、Ｎ−ジメチルアミノエチルメタ
クリレート、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレ
ート、Ｎ−エチル−Ｎ−フェニルアミノエチルメタクリ
レート、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリアミ
ド、Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリアミド、
Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリルアミド、Ｎ、
Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリルアミド、ビニルピ
リジン、ビニルピペリジン等）を、共単量体として含む
共重合体（グラフト共重合体を含む）からなるポリエス
テルがある。

”曹／　？゛′１のンＪ 本発明の組成物において、分散相はマトリクス中に微細
かつ均一に分散されていることが好ましい。このような
均−分散系は、７１へりラスと分散相を構成するポリエ
ステル（着色剤分有重合体）との別械的ブレンドの場合
においては、それらの組成の種類（分子…、分子過分布
、共弔合比、等をも考慮する）、ブレンド条件（装置、
温度、混線速度、時間等）等を適宜選択することにより
形成させることができる。

マトリクス中の分散相の粒径大きざは、分散相、マトリ
クス共にポリエステルを用いているので制限する要素は
特にないが、透明性等の観点からは分散相の粒径は１０
μ（ミクロン）以下が好ましく、とりわけ５μ以下が好
ましい。ここでいう粒径とは、試料断面の電子顕微鏡の
観察によって測定される平均−次粒子径（Ｈａｒｔｉｎ
の径）である。

欠−」Ｌ−間 実施例−１ （着色ポリエステル組成物（Ｉ）の収得）非品性飽和ポ
リエステル（Ａ）　（東洋紡績社製［バイロンＧＶ２３
０Ｊ　ニガラス転移温度６２℃、酸価５５ｋＯｌ−（ｍ
ｇ／ｇ、水Ｆ［１１基価１．０ｋＯＨ１ｌ！９／Ｕ、数
平均分子ム約４０００）２５重組部と、ローダミンＢベ
ース５重岱部とを、ベン１−付二軸押出機にて１４０℃
で溶融混練した。このものの２５蛋蚤部と、非品性飽和
ポリエステル（Ｂ）（東洋紡績社製「バイロンＧＶ１０
０Ｊ　ニガラス転移温度５１．１℃、水酸基価４０ｋＯ
Ｉ−ｌＩｎｇ／ｇ、酸価２．ＯｋＯＨＩＩｔｇ／ｇ、分
子岳約３０００）７０重置部とを、ベント付二軸押出機
にて１４０℃で溶融混練して着色ポリエステル組成物（
Ｉ）を得た。

（ミクロ相分離の観察） この着色ポリエステル組成物（Ｉ）からプレスシートを
作成した。このプレスシートを断面をつくり、イオンエ
ツチング処理の後、断面を走査型電子顕微鏡により観察
したところ、分散相の平均粒径は−０，５μであり、マ
トリクス中に均一微細に分散していた。

また、スライドグラスとカバーグラスとの間に着色ポリ
ニスデル組成物（Ｉ）をはさみ、ホットプレス上で熱溶
融させて薄膜化した。この薄膜を透過型光学顕微鏡にＪ
：す、観察したところ、着色剤は分散相に充填されてい
た。

（無着色ポリエステル組成物の収１７およびその観察） ポリエステル（Δ）とポリエステル（Ｂ）を用い、着色
剤を加えない以外は同様な溶融混合を実施して、同様な
評価方法によりポリエステル組成物を観察した。その結
果、いわゆるミクロ相分離は明確には観察できなかった
。

（電子写真用カラートナーにおける応用）１！７られた
着色剤組成物（Ｉ＞を、ジェットミルににり微粉砕して
平均粒径１２μの、電子写真用カラートナーを１！７だ
。このものの摩擦帯電量をブローオフ法で測定したとこ
ろ一２３μＣ／９で、良好な帯電特性を示した。さらに
この１〜ナーを、ギヤーオーブン中４５℃で１ケ月保持
し、着色剤のブリードアウトを促進した後、摩擦帯電量
を測定したところ、−２４μＣ／ｇとほとんど変化がな
く安定な帯電特性を示すことがわかった。

比較例−１ ポリエステル（Ａ）９５重間部と、ローダミンＢベース
５重量部とを、ベント付二軸押出機にて１４０℃で溶融
混練して、一種類のポリエステルに着色剤を分散させた
組成物を得た。これを実施例−１と同様に微粉砕して、
平均粒径１３μの電子写真用カラートナーを１９だ。こ
のもののＩｇ擦帯雷聞を測定したところ、−２２μＣ／
ｇと、良好な帯電特性を示した。しかし、実施例−１と
同様のブリードアラ１〜促進テスト後は一１３μＣ／９
と低下してしまうことがわかった。

実施例−２ （着色ポリエステル組成物（ＩＩ）の収得およびその観
察） 実施例−１で用いたポリエステル（Ａ＞４５重組部、銅
フタロシアニン２５組部部とをベン１〜付二軸押出機に
て１／ＩＯ℃で溶融混練した。このｂのの７０＝ｌｌ１
部と実施例−１で用いたポリエステル（［３＞３０Φ母
部とを、ベント付二軸押出機にて１／１０℃で溶融混練
して着色ポリエステル組成物（ＩＩ）を得た。このもの
を、実施例−１と同様な評価方法を実施したところ、分
散相は平均粒径が０．５μであり、マトリクス中に均一
微細に分散していた。また着色剤はマトリクスに充填さ
れていた。

（プレスシートにおける応用） 得られた着色ポリエステル組成物（ＩＩ）から実施例−
１と同様な方法によってプレートシー１〜を作成した。

このものの誘電率を測定したところ、周波数１０　ｋ　
Ｈｚで５．３．１００　Ｋ　ｌ−１ｚで５゜１であった
。

比較例−２ ポリエステル（Ａ）７５ｆ［１部と、銅フタロシアニン
２５車聞部とを、ベント付二軸押出機にて１４０℃で溶
融混練して、一種類のポリエステルに着色剤を分散さ、
せた着色ポリエステル組成物を（ｑた。このものの誘電
率を測定したところ、周波数１０ＫＩ−ＩＺｒ２．９．
１００　Ｋ　Ｉ−Ｉ　Ｚで２．８と着色ポリエステル組
成物（ＩＩ）の約２／３程度であった。

出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 参考写真の簡単な説明 参考写真１は、実施例１によって得られた着色ポリエス
テル組成物の粒子構造を示す走査型電子顕微鏡写真であ
る。

参考写真２は、実施例１によって得られた着色ポリエス
テル組成物の粒子構造を示す透過型光学顕微鏡写真であ
る。

参考写真３は、実施例１において比較のために得られた
無着色ポリエステル組成物の粒子構造を示す走査型電子
顕微鏡写真である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 着色剤との親和力が異なる２種以上のポリエステルを、
   該着色剤と共に配合したことを特徴する、着色ポリエス
   テル組成物。