SE417622B - Dammfritt fergkoncentrat for infergning av termoplastmaterial - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 40 7114395-6 2 termoplastmaterial, varvid anpassningen av färgkoncentratet till olika typer av termoplastmaterial åstadkommes genom att man använ- der olika slags bärare i färgkoncentratet. Det vanliga är, att man som bärare i färgkoncentratet använder samma termoplastmate- rial som skall infärgas. Om sålunda en produkt skall tillverkas av PVC, användes PVC även som bärare i färgkoncentratet, och skall produkten tillverkas av polystyren eller polyolefin, an- vändes polystyren resp. polyolefin som bärare osv. Det krävs sålunda ett stort sortiment av färgkoncentrat för att kunna till- godose de olika behov som kan uppkomma i produktionen av termo- plastprodukter, nämligen en typ av färgkoncentrat för varje typ av termoplastmaterial, och eftersom det finns många olika termo- plastmaterial att välja på vid tillverkningen av produkter av skilda slag, innebär detta att plastfabrikerna får hålla ett lager av lika många typer färgkoncentrat som antalet använda termoplastmaterial. Förväxling kan lätt förekomma och kan bli ödesdiger, eftersom ett färgkoncentrat med bärare av visst termo- plastmaterial inte kan blandas med andra termoplastmaterial.

Tillverkningen av färgkoncentratet sker på så sätt, att man till bäraren, som sålunda valts med tanke på den avsedda använd- ningen av färgkoncentratet, sätter mellan 20 och 50 % färgpigment- partiklar i vikt räknat tillsamman med vissa smörjmedel. Denna blandning plasticeras i en strängsprutmaskin och pelleteras eller granuleras till ett färgkoncentrat (masterbatch), avsett för just det termoplastmaterial som ingår i färgkoncentratet. Det sålunda framställda färgkoncentratet användes sedan till infärgning av det som basråvara använda termoplastmaterialet i den plastfabrik, där färdigprodukten tillverkas, varvid färgkoncentratet till- sättes i en mängd av l ä 2 % för erhållande av den önskade färg- nyansen på den färdiga plastprodukten.

Det skall här nämnas, att jämsides med infärgningen av bas- råvaran med användning av ett färgkoncentrat, innefattande färgpigmentpartiklar som är dispergerade i en bärare, förekommer den s. k. torrinfärgningen, som innebär att man i plastfabriken tillsätter färgpigmentpartiklarna direkt till det som basråvara använda termophstmaterialet via en blandare, så att det finför- delade färgpigmentet fäster på plastgranulatet. Denna metod är emellertid förkastlig ur miljösynpunkt, eftersom färgpigmentet förorsakar ohälsosam dammspridning. En helt dammfri tillförsel av färgpigmentet till basråvaran är därför vad som eftersträvas l0 l5 20 äzs 30 35 40 7714395-6 idag, och i det avseendet har användningen av ett färgkoncentrat av här avsett slag visat sig vara att föredraga.

Såsom torde ha framgått av det föregående, föreligger emellertid behov av ett dammfritt färgkoncentrat som är universellt användbart till olika typer av termoplastmaterial, så att de många olika typerna eller kvaliteterna i samma färg, som nu förekommer, kan reduceras till en enda typ och kvalitet. De krav som måste ställas på bäraren i ett sådant universellt användbart dammfritt färgkoncentrat för infärgning av termoplastmaterial är i första hand följande: l. Bäraren skall kunna upptaga färgpigmentpartiklar till 50 ä 70 % av sin egen vikt. 2. Bäraren skall ha en plasticeringstemperatur, som ligger under det som basråvara använda termoplastmaterialets plasticerings- temperatur, och skall senast vid en temperatur, som ligger vid basråvarans plasticeringstemperatur,ha lägre viskositet än basråvaran. 3. Bäraren skall kunna avge färgpigmentet till basråvaran och skall kunna dispergeras i denna utan nämnvärd inverkan på slutproduktens fysikaliska eller kemiska egenskaper. 4. Bäraren skall ha en i kallt tillstånd sammanhängande struktur, så att produkten låter sig pelleteras eller granuleras till samma storlek som basråvaran. 5. Bäraren bör därtill ha en smörjande och stabiliserande verkan.

Enligt uppfinningen har man funnit, att man kan erhålla ett damm- fritt färgkoncentrat av det inledningsvis angivna slaget, vid vilket bäraren uppfyller de fem ovan uppräknade egenskaperna, om bäraren ut- göres av ett i termoplastmaterialet dispergerbart aromatiskt harts, framställt av ett oxiderat mineraloljedestillat, innehållande aromatiskt bundet kol, och/eller ett oxiderat lösningsmedelsextrakt av mineralolje destillat, innehållande aromatiskt bundet kol, varvid aromathalten sva- rar mot ett VGC-värde (VGC = Viscosity Gravity Constant) enligt ASTM (American Society for Testing Materials) D 2l40 av lägst 0,85, och med en medelmolekylvikt av l50 - 600, och/eller en genom förestring av hartssyror modifierad, oljefri alkyd, som framställts av ett hartsmate- rial, innehållande mera än 95 vikt-% fria hartssyror, och som har en mjukningspunkt av lägst 90°C, uppmätt enligt kula-ring-metoden.

Uppfinningen beskrives närmare i det följande med avseende på ett par belysande utföringsexempel.

EXEMPEL l En lämplig bärare i färgkoncentratet enligt uppfinningen, när 10 l5 25 30 35 40 7714395-6 det gäller mörka färgnyanser, är det aromatiska harts, som marknads- föres av AB Nynäs-Petroleum under det inregistrerade varumärket Nyomer. Detta aromatiska harts framställes genom det sätt som är be- skrivet i svenska patentskriften 7406252-2 (383 528) och dess tillägg 75l2352-l (388 870); och det har sådan molekylär sammansättning, att det i erforderlig grad kan dispergeras i de allra flesta nu kända termoplasterna utan nämnvärd försämring av de ursprungliga egenskaper- na hos den basråvara, i vilken det Nyomer innehållande färgkoncentra- tet dispergeras.

Vid framställningen av färgkoncentratet enligt uppfinningen dispergeras färgpigmentpartiklar av önskad kulör i en av Nyomer be- stående bärare på sedvanligt sätt, varvid färgpigmentet utgör 50 ä 70 % av bärarens vikt, beroende på vilken nyans som önskas. Blandningen av färgpigment och bärare plasticeras i en strängsprutmaskin och pellete- ras eller granuleras på vanligt sätt. Det sålunda erhållna färgkon- centratet har visat sig ha en dispergerande, smörjande och stabilise- rande verkan, när det tillsättes det som basråvara använda termo- plastmaterialet.

Nyomer är i sig själv mörkbrun, och dess användning som bärare .av färgpigmentpartiklar är därför begränsad till mörka färgnyanser. Å andra sidan medför den då en nedbringning av kostnaderna genom att bidraga till färgsättningen med åtföljande minskad förbrukning av dyrbart färgpigmentmaterial.

Ett problem vid utomhusanvändning av exempelvis bruna färgtoner är plastmaterialets begränsade motståndskraft mot värme på grund av solbestrålning. Plastmaterialets ökade värmeabsorption vid bland annat bruntoning medför plastiska rörelser i materialet, så att produkten ofta formförändras på grund av att inbyggda spänningar i materialet utjämnas. En av anledningarna till formförändringar vid solbestrålning av framför allt bruntonade produkter är den omständigheten, att järn- oxidfärger ingår som pigment. Plastmaterial, som är infärgat med brunt färgkoncentrat enligt uppfinningen, vilket inte innehåller järnoxid utan har sin färg enbart från den av Nyomer bestående bäraren, har visat sig formstabilt för utomhusanvändning, och dessutom är den med sådant färgkoncentrat âstadkomna infärgningen av plastmaterialet ljusäkta. Färgkoncentratet enligt uppfinningen är sålunda en god UV-stabilisator mot blekning av givna färgtoner på grund av de i solljuset ingående ultravioletta strålarna.

Nyomer har en ytterligare egenskap, då den användes som bärare i färgkoncentrat, i fråga om bland annat styv PVC. Bäraren 10 15 20 25 30 35 40 7714395-6 5 utgör nämligen därvid en s. k. högmolekylär mjukgörare, varmed avses att bäraren har egenskapen att mjukgöra styv PVC vid plasti- ceringstemperaturen utan att motsvarande mjukhet uppkommer i kallt tillstånd. Styv PVC förblir sålunda styv vid normala användnings- temperaturer, men bäraren har förmågan att mjukgöra PVC:n under plasticeringsskedet vid plasticeringstemperaturen, vilket under- lättar färgpigmentets avgivande och även underlättar plastice- ringen av basråvaran utan att detta innebär mjukgörning av färdig- produkten.

Eftersom styv PVC är den avgjort mest svårhanterliga av alla nu kända moderna termoplaster och eftersom Nyomer fungerar enligt ovan på styv PVC, kan man därav sluta sig till att funk- tionen är densamma för de flesta andra termoplaster. _ Sammanfattningsvis kan sålunda konstateras, att användningen. av Nyomer eller annat liknande aromatiskt harts inom ramen för uppfinningstanken, sådan den framgår av patentkraven, innebär att det erhålles ett universellt användbart dammfritt färgkoncentrat, i vilket bäraren utgör ett både inre och yttre smörjmedel vid tillförsel och dispergering av färgpigmentet samt därjämte fungerar som stabilisator mot nedbrytning av den färdiga produk- ten i vissa fall och som spänningsutjämnande stabilisator i andra fall för avlastning av spänningar, som eljest skulle kunna inbyggas i själva produkten under dess övergång från plastiskt tillstånd till kallt tillstånd, varjämte bäraren, särskilt i samband med styv PVC, fungerar som högmolekylär mjukgörare.

EXEMPEL 2 En lämplig bärare i färgkoncentratet enligt uppfinningen, då det gäller ljusa och kritvita färgtoner, där Nyomer inte kan ifrågakomma, är den hartsmodifierade alkyd, som marknadsföres av Bergviks Hartsprodukter AB under varumärket Berigid 100.

Denna hartsmodifierade alkyd framställes genom det sätt som är beskrivet i svenska patentskriften 356 060, och även om den i första hand tillkommit för inblandning i polyvinylkloridmaterial, har det visat sig, att den även är lämplig för inblandning i helt andra plaster, såsom polystyren och polyeten.

Ett vitt pigment kan exempelvis med användning av Berigid 100 ha följande sammansättning: Vitt färgpigment, TiO2 200 delar Berigid 100 150 delar Tallolja 15 delar Vax 15 delar 10 15 20 25 30 35 40 p7v1uz9s-6 É 6 Framställningen av färgkoncentratet med tillämpning av* detta recept kan ske på samma sätt som angivits ovan i samband med användningen av Nyomer.

Berigid 100 har i sig själv en mjukningspunkt på cirka ll0°C och kan modifieras enligt nedan för uppnående av en.lägre mjukningspunkt: För mjukningspunkt 7l°C Berigid 100 70 % Tallharts 20 % Tallolja 10 % För mjukningspunkt 67°C Berigid 100 67,5 % Tallharts 20 % Tallolja 12,5 % För mjukningspunkt 6200 Berigid 100 65 % Tallharts 20 % Tallolja 15 % Till de ovan angivna blandningarna kan sättas färgpigment- partiklar i en koncentration som överstiger 50 %, varvid det vid behov även kan tillsättas något vax, såsom angivits i receptet för vitt pigment.

Berigid 100 och Nyomer har sådana egenskaper, att de kan blandas med varandra, då det gäller vissa färgnyanser. I ett färgkoncentrat, som är baserat på Berigid 100, kan det sålunda inblandas Nyomer för åstadkommande av en mörkare färgnyans. I ett färgkoncentrat som är baserat på Nyomer, kan det bli aktuellt att inblanda Berigid 100 för uppnående av högre glans, bättre gelatineringseffekt och kapacitetsökning. I sistnämnda fall räcker det med en tillsats av 5 - 30 % till det totala Nyomer- -receptet, som då innehåller kanske upp till 50 % kolsvart. Vid så hög färgpigmentkoncentration är gelatineringshjälp av enormt stor betydelse.

De ovan angivna modifierade blandningarna med Berigid 100 sänker även mjukningspunkten för Nyomer, i det fall att denna ingår i färgkoncentratet, under bibehållande av egenskapen hos Nyomer att fungera som universalbärare.

Claims (3)

10 15 20 25 771143996 PATENTKRAV
1. l. Dammfritt färgkoncentrat, vilket är universellt använd- bart med avseende på infärgning av termoplastmaterial och inne- fattar färgpigmentpartiklar, som är dispergerade i en bärare, k ä n n e t e c k n a t av att bäraren utgöres av ett i termo- plastmaterialet dispergerbart aromatiskt harts, framställt av ett oxiderat mineraloljedestillat, innehållande aromatiskt bundet kol, och/eller ett oxiderat lösningsmedelsextrakt av mineralolje- destillat, innehållande aromatiskt bundet kol, varvid aromat- halten svarar mot ett VGC-värde (VGC = Viscosity Gravity Constant) enligt ASTM (American Society for Testing Materials) D 2140 av lägst 0,85, och med en medelmolekylvikt av 150 - 600, och/eller en genom förestring av hartssyror modifierad, oljefri alkyd, som framställts av ett hartsmaterial, innehållande mera än 95 vikt-% fria hartssyror, och som har en mjukningspunkt av lägst 90°C, upp- mätt enligt kula-ring-metoden.
2. 2. Färgkoncentrat enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att mängden färgpigmentpartiklar utgör 50 à 70 % av bärarens vikt.
3. 3. Färgkoncentrat enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a t av att det är granulerat till en kornstorlek, som huvud- sakligen överensstämmer med kornstorleken hos det termoplast- material, som färgkoncentratet skall inblandas i. ANFÖRDA PU BLI KÅTIONER: Sverige 181 527 (8 m:13) Storbritannien 209 094, 240 852, 1 377 519 Tyskland 2 435 819 (D06P 1/44)