JPH04328138A - 粒状着色剤およびその製法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は染顔料の分散性に優れ、
汚染性の少ない熱可塑性樹脂用着色剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂の着色には、染顔料
を金属石鹸等と混合又は練肉し、粉末状としたドライカ
ラー、樹脂中に高濃度に染顔料を分散させ、ペレット状
、板状、フレーク状などに賦形したマスターバッチカラ
ー等の着色剤が主に用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ドライカラー
は、顔料濃度は高く、着色コストが安価な着色剤である
が、嵩が不安定で、しかも容器、機材等に付着し易いの
で秤量性が悪く、かつ飛散し易いので環境を汚染させる
という課題があった。

【０００４】又、マスターバッチカラーは、非飛散性、
分散性に優れ、比較的嵩が一定で秤量性の良いカラーで
あるが、この物の生産は樹脂と染顔料とを樹脂の加熱溶
融下で混練し、取り扱い易い形状に賦形するという長い
工程を経る為、生産コストが著しく高く、しかもマスタ
ーバッチの担体樹脂や染顔料の熱変質を招き易く、時に
は被着色樹脂の物性を減じさせるおそれがあった。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明者等は、この様な状
況に鑑みて鋭意研究した結果、熱可塑性樹脂粒子の表面
上に、多価アルコール脂肪酸エステルおよび無機質微粒
子を含有してなる固着剤の溶融被覆層を形成した後、染
顔料を含有してなる粉末状の着色剤を該溶融被覆層に固
着せしめてなる粒状着色剤は、生産工程が短く、生産が
容易で、安価であるにもかかわらず、整粒が容易で着色
剤が脱落しにくく、秤量性および非飛散性に優れて取扱
い易いことを見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００６】即ち、本発明は、熱可塑性樹脂粒子からな
る中心核と、それを包囲する固着剤含有着色剤層とから
なる粒状着色剤において、固着剤が常温固形の多価アル
コール脂肪酸エステルおよび無機質微粒子を含有してな
るものであることを特徴とする粒状着色剤、

【０００７
】熱可塑性樹脂粒子の表面上に、常温固形の多価アルコ
ール脂肪酸エステルおよび無機質微粒子を含有してなる
固着剤の溶融被覆層を形成した後、染顔料を含有してな
る粉末状の着色剤を該溶融被覆層に固着せしめることを
特徴とする粒状着色剤の製法、および

【０００８】熱可
塑性樹脂粒子と、常温固形の多価アルコール脂肪酸エス
テルおよび無機質微粒子を含有してなる固着剤と、染顔
料を含有してなる粉末状着色剤とを熱可塑性樹脂が溶融
しない温度以下で、かつ多価アルコール脂肪酸エステル
融点以上の温度で攪拌して、熱可塑性樹脂粒子の表面上
に固着剤含有着色剤層を形成させ加え、攪拌冷却するこ
とを特徴とする粒状着色剤の製法を提供するものである
。

【０００９】本発明で中心核として用いる熱可塑性樹脂
粒子としては、多価アルコール脂肪酸エステルの融点で
溶融しない常温固形の樹脂粒子がいずれも使用でき、な
かでも１００℃で溶融しない樹脂粒子が好ましい。その
代表例としては、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン
、ポリスチレン、ポリメチルメタアクリレート、アクリ
ロニトリルスチレン共重合体、アクリロニトリルスチレ
ンブタジエン共重合体、ナイロン６、ナイロン６６、ナ
イロン１２などが挙げられる。粒子の形状としては円柱
状又は球状が好ましく、粒子径としては１〜１０ｍｍの
範囲が好ましい。

【００１０】本発明で使用する固着剤は、常温固形の多
価アルコール脂肪酸エステルと無機質微粒子とを含有し
てなる混合物であり、これを用いると着色剤の固着が完
全になされ、固着されない着色剤だけの固まりなどが発
生しない。

【００１１】ここで用いる多価アルコール脂肪酸エステ
ルとしては、常温固形のものがいずれも使用でき、なか
でもヒドロキシル基を含有するものが染顔料の分散性に
優れる点で好ましい。

【００１２】これら多価アルコール脂肪酸エステルの具
体例としては、モンタン酸エチレングリコールモノエス
テル、モンタン酸エチレングルコールジエステル、ステ
アリン酸モノグリセライド、ステアリン酸ジグリセライ
ド、ステアリン酸トリグリセライド、グリセリンモノパ
ルミテート、パルミチン酸モノペンタエリスリトールエ
ステル、パルミチン酸モノジグリセリンエステル、ミリ
スチン酸モノソルビトールエステル、グリセリンジミリ
ステート、グリセリントリミリステート、グリセリンモ
ノラウレート、グリセリンジラウレート、グリセリント
リラウレート、グリセリンモノステアレート、グリセリ
ンジステアレート、グリセリントリステアレート等の脂
肪酸の多価アルコールエステル、ヒドロキシパルミチン
酸モノグリセライド、ヒドロキシミリスチン酸モノグリ
セライド、ヒドロキシラウリン酸ジグリセライド、ヒド
ロキシステアリン酸モノグリセライド、ヒドロキシステ
アリン酸ジグリセライド、ヒドロキシステアリン酸トリ
グリセライド等のヒドロキシル基含有脂肪酸の多価アル
コールエステル等が挙げられ、なかでもヒドロキシル基
含有脂肪酸のグリセライド、特にヒドロキシステアリン
酸モノグリセライド、ヒドロキシステアリン酸ジグリセ
ライドおよびヒドロキシステアリン酸トリグリセライド
が好ましい。

【００１３】又、無機質微粒子としては、各種の無機質
微粒子がいずれも使用できるが、通常は微粒子状珪素酸
化物、例えば各種の微粒子状合成シリカを使用する。な
かでも表面がヒドロキシル基からアルキル基等へ置換さ
れた疎水性合成シリカが好ましい。粒子径としては平均
粒子径が５〜５０ｍμ、特に１０〜３０ｍμのものが好
ましい。

【００１４】上記固着剤中に含有される常温固形の多価
アルコール脂肪酸エステルと無機質微粒子との割合は、
多価アルコール脂肪酸エステル１００重量部に対して、
無機質微粒子が通常５〜２００重量部、好ましくは２０
〜１１０重量部となる範囲である。

【００１５】なお、固着剤としては、溶剤、液状油、可
塑剤、樹脂ペレットより軟化点の低い低分子量樹脂、ポ
リオキシアルキレングリコール等を用いることも考えら
れるが、液状のものは、そのまま着色剤中に残すと、樹
脂の着色では樹脂物性を損なったり、取り扱いで期待し
た程の効果がなく周囲を汚したりするという欠点がある
。又、固形のものを単独で用いる場合には、染顔料と予
めよく混合、混練しておく必要があり、固着剤の融点に
合わせて温度や固着方式を考え、固着条件を種々変化さ
せなければならず、しかも被着色樹脂との相溶性を十分
に考慮し、樹脂物性を損なわないよう注意する必要があ
る。

【００１６】その点、本発明では固着剤として常温固形
の多価アルコール脂肪酸エステルと無機質微粒子とを用
いるだけで良く、染顔料の分散も着色樹脂物性を損なう
こともない。

【００１７】本発明で用いる着色剤は、染顔料と分散剤
とを含有してなるものであり、例えば染顔料と金属石鹸
やワックス等の分散剤とをヘンシェルミキサー等の回転
羽根を有するミキサーで混合又は練肉し、粉末状とした
ものが挙げられ、なかでも染顔料を金属石鹸と混合又は
練肉し、粉末状としたドライカラーが好ましい。

【００１８】ここで用いる染顔料としては、特に限定は
なく、各種のもの、例えば酸化チタン、酸化亜鉛、弁柄
、チタニウムオキサイド系焼成顔料、群青、アルミン酸
コバルト、カーボンブラックなどの無機顔料、アゾ系、
キナクリドン系、ペリレン系、アンスラキノン系、フタ
ロシアニン系、キノフタロン系、イソインドリノン系、
スレン系などの有機顔料とか染料、この他に硫酸バリウ
ム、炭酸カルシウム、タルクなどの体質顔料等が挙げら
れる。

【００１９】又、金属石鹸としては、例えばステアリン
酸、パルミチン酸、オレイン酸、ラウリン酸等の脂肪酸
のアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩が挙げられ、
通常被着色樹脂の種類を考慮して、耐熱性や分散性の優
れたものを適宜選択して使用するが、一般的にはステア
リン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸
マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸
リチウムなど、いずれも融点が１２０℃を越えるものを
単独もしくは複合された形で用いられる。

【００２０】上記着色剤中に含有される染顔料と金属石
鹸等の分散剤の割合は、染顔料１００重量部に対して金
属石鹸が通常１０〜４００重量部、好ましくは２０〜２
００重量部となる範囲である。

【００２１】本発明で使用する必須成分は上記の通りで
あるが、必要に応じて、各種の他の添加剤、酸化防止剤
、紫外線吸収剤等を固着剤や着色剤に加えることは何等
制限を受けることはない。

【００２２】本発明の粒状着色剤の製法としては、例え
ば■回転羽根を有し、かつ加熱冷却できるミキサーを用
い、熱可塑性樹脂粒子を該樹脂が溶融しない温度以下で
、かつ常温固形の多価アルコール脂肪酸エステルの融点
以上の温度、例えば１００〜１２０℃まで加熱し、樹脂
粒子と固着剤と着色剤とを加えて混合、冷却する方法、
■回転羽根を有し、かつ加熱冷却できるミキサーに、ま
ず熱可塑性樹脂粒子を加え、ミキサー器壁を蒸気等で加
熱して、回転羽根を低速で回転させながら混合し、該樹
脂が溶融しない温度以下で、かつ常温固形の多価アルコ
ール脂肪酸エステルの融点以上の温度、例えば１００〜
１２０℃まで該樹脂を加熱し、次に混合しながら固着剤
を加え、樹脂粒子表面に溶融した固着剤の濡れた層を形
成せしめた後、ミキサー器壁を水などで冷却しながら、
やはり回転羽根を低速で回転させ、着色剤を全量加えて
１〜１０分間程度混合を続け、着色剤を樹脂粒子上の固
着剤に均一に付着させ、この段階でミキサーによる混合
を止め、冷却させる方法等が挙げられ、なかでも■の方
法が特に好ましい。

【００２３】なお、上記■および■方法において固着剤
として用いる常温固形の多価アルコール脂肪酸エステル
と無機質微粒子とは別々に加えても良いが、予め混ぜて
使用するのが好ましい。又、■の方法において固着剤は
一部を残しておき、後から着色剤と同時に加えても良い
。得られた粒状着色剤は、ミキサー器壁への粘着や付着
がなく、固着剤含有着色剤層が熱可塑性樹脂粒子表面に
均一に強固に付着した物である。

【００２４】ここで用いる各成分の使用比率は、粉末状
着色剤が熱可塑性樹脂粒子１００重量部に対して通常１
０〜１００重量部となる範囲であり、固着剤が粉末状着
色剤１００重量部に対して通常１０〜５０重量部となる
範囲である。

【００２５】

【実施例】次に実施例および比較例を挙げて本発明を具
体的に説明する。なお、例中の部および％はすべて重量
基準である。

【００２６】実施例１〜２ 酸化チタン６８部、銅フタロシアニングリーン２部およ
びステアリン酸亜鉛３０部をヘンシェルミキサー（三井
三池製作所）にて羽根の回転数１８００ｒｐｍでよく攪
拌混合し、ドライカラー（Ａ）を得た。

【００２７】別のヘンシェルミキサーに高密度ポリエチ
レン（ＭＦＲ　　２０ｇ／１０ｍｉｎ）ペレット８０部
を入れ、羽根の回転数８００ｒｐｍで攪拌しながら、ミ
キサー器壁を蒸気加熱し、温度１１０℃まで樹脂ペレッ
トを加熱した。次いで、攪拌を続けながら表１記載の配
合組成で予め混合して得た固着剤を２部加え、樹脂ペレ
ットが固着剤溶融液で均一に濡れたのを確認した後、ミ
キサー器壁の水冷を開始し、続いて直ちに上記のドライ
カラー（Ａ）を１８部加え、更にミキサーにて３分間混
合攪拌を続けると、樹脂ペレット表面にドライカラー（
Ａ）の層が形成された粒状着色剤が形成されると共に固
着剤が固化したので、その時点でミキサーの羽根の回転
を止め、そのまましばらく冷却した後、粒状着色剤を取
り出した。

【００２８】取り出した粒状着色剤を全量、ドラムタン
ブラーへ入れ、５分間混合した後、ドライカラー（Ａ）
の固着および器壁汚染の状況を観察し、下記の基準で判
定した。その結果を表１に示す。

【００２９】又、取り出した粒状着色剤４部を未着色高
密度ポリエチレン（ＭＦＲ　　４ｇ／１０ｍｉｎ）ペレ
ット９６部へ加え、簡単に混ぜた後、２００℃で射出成
形してプレートにしたところ、得られたプレートは美麗
な淡いグリーン色のプレートとなり、顔料の分散は良好
であった。

【００３０】固着および器壁汚染の状況の判定基準５：
着色剤層の固着が均一で凸凹がなく、脱落もないので器
壁を汚さない。 ４：着色剤層にわずかに凸凹があるが、脱落はなく、器
壁を汚さない。

【００３１】３：着色剤層に凸凹と若干の脱落とがあり
、わずかに器壁が汚れる。 ２：着色剤層が形成されているが、脱落が多く、器壁を
汚す。 １：着色剤層が殆ど形成されず、脱落が極めて多く、器
壁を著しく汚す。

【００３２】比較例１ 固着剤の使用を省略し、ドライカラー（Ａ）の使用量を
２０部に変更した以外は実施例１と同様にして粒状着色
剤を得、次いで同様にしてドライカラー（Ａ）の固着お
よび器壁汚染の状況を判定した。その結果を表１に示す
。

【００３３】実施例３および比較例２ カーボンブラック３０部、硫酸バリウム２０部およびス
テアリン酸マグネシウム５０部を用いた以外は実施例１
と同様にしてドライカラー（Ｂ）を得た。

【００３４】別のヘンシェルミキサーにアクリロニトリ
ルスチレンブタジエン共重合体（ＭＦＲ　　１２ｇ／１
０ｍｉｎ）ペレット７０部を入れ、実施例１と同様にし
て樹脂ペレットを加熱した。次いで、攪拌を続けながら
表１記載の配合組成で予め混合して得た固着剤を３部加
え、樹脂ペレットが固着剤溶融液で均一に濡れたのを確
認した後、ミキサー器壁の水冷を開始し、続いて直ちに
上記のドライカラー（Ｂ）を２７部加えた以外は実施例
１と同様にして粒状着色剤を得、次いで同様にしてドラ
イカラー（Ｂ）の固着および器壁汚染の状況を判定した
。その結果を表１に示す。

【００３５】又、取り出した着色剤５部を未着色アクリ
ロニトリルスチレンブタジエン共重合体（ＭＦＲ　　３
ｇ／１０ｍｉｎ）ペレット９５部へ加え、簡単に混ぜた
後、２３０℃で射出成形してプレートにしたところ、得
られたプレートは美麗な黒色のプレートとなり、顔料の
分散は良好であった。

【００３６】実施例４ イソインドリノンイエロー３０部、弁柄２部、酸化チタ
ン１０部およぎステアリン酸アルミニウム５８部を実施
例１と同様にしてドライカラー（Ｃ）を得た。

【００３７】別のミキサーにポリプロピレン（ＭＦＲ　
　１５ｇ／１０ｍｉｎ）ペレット７５部を入れ、実施例
１と同様にして樹脂ペレットを加熱した。次いで、攪拌
を続けながら表１記載の配合組成で予め混合して得た固
着剤を４部加え、樹脂ペレットが固着剤溶融液で均一に
濡れたのを確認した後、ミキサー器壁の水冷を開始し、
続いて直ちに上記のドライカラー（Ｃ）を２１部加えた
以外は実施例１と同様にして粒状着色剤を得、次いで同
様にしてドライカラー（Ｃ）の固着および器壁汚染の状
況を判定した。その結果を表１に示す。

【００３８】又、取り出した着色剤３．３部を未着色ポ
リプロピレン（ＭＦＲ　　９ｇ／１０ｍｉｎ）ペレット
９６．７部へ加え、簡単に混ぜた後、２２０℃にてイン
フレーション成形でフィルムとした。得られたフィルム
は美麗な黄色のフィルムとなり、顔料の分散は良好であ
った。

【００３９】実施例５〜６ 表１記載の配合組成で予め混合して得た固着剤をそれぞ
れ用いた以外は実施例１と同様にして粒状着色剤を得、
次いで同様にしてドライカラー（Ａ）の固着および器壁
汚染の状況を判定した。その結果を表１に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【発明の効果】本発明の粒状着色剤は、生産工程が短く
、容易で、安価に製造できる。しかも、高濃度に染顔料
を含み、形状が通常の樹脂ペレットと殆ど違わないので
、マスターバッチカラーのように取り扱うことができ、
着色剤層の脱落がないので、各種プラスチック成形機本
体や周辺機器への汚染もなく、秤量もし易い。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　熱可塑性樹脂粒子からなる中心核と、
   それを包囲する固着剤含有着色剤層とからなる粒状着色
   剤において、固着剤が常温固形の多価アルコール脂肪酸
   エステルおよび無機質微粒子を含有してなるものである
   ことを特徴とする粒状着色剤。
2. 【請求項２】　　無機質微粒子が微粒子状珪素酸化物で
   ある請求項１記載の粒状着色剤。
3. 【請求項３】　　多価アルコール脂肪酸エステルがヒド
   ロキシル基含有脂肪酸のグリセリンエステルであり、か
   つ無機質微粒子が微粒子状珪素酸化物である請求項１記
   載の着色剤。
4. 【請求項４】　　ヒドロキシル基含有脂肪酸のグリセリ
   ンエステルがヒドロキシルステアリン酸モノグリセライ
   ド、ヒドロキシルステアリン酸ジグリセライドおよびヒ
   ドロキシルステアリン酸トリグリセライドからなる群か
   ら選ばれる１種以上の化合物であり、かつ無機質微粒子
   が疎水性表面を有する平均粒こ径１０〜３０ｍμの合成
   シリカである請求項１、２又は３記載の着色剤。
5. 【請求項５】　　固着剤含有着色剤層が、多価アルコー
   ル脂肪酸エステルおよび無機質微粒子を含有してなる固
   着剤と、染顔料および分散剤を含有してなる粉末状着色
   剤とからなる層である請求項１記載の着色剤。
6. 【請求項６】　　固着剤がヒドロキシル基含有脂肪酸の
   グリセリンエステルおよび微粒子状珪素酸化物を含有し
   てなるものであり、かつ分散剤が金属石鹸である請求項
   ５記載の着色剤。
7. 【請求項７】　　固着剤含有着色剤層が、ヒドロキシル
   ステアリン酸モノグリセライド、ヒドロキシルステアリ
   ン酸ジグリセライドおよびヒドロキシルステアリン酸ト
   リグリセライドからなる群から選ばれる１種以上の化合
   物と疎水性表面を有する平均粒子径１０〜３０ｍμの合
   成シリカを含有する固着剤の上に、染顔料と金属石鹸と
   を含有する粉末状着色剤が固着してなる層である請求項
   １記載の着色剤。
8. 【請求項８】　　熱可塑性樹脂粒子の表面上に、常温固
   形の多価アルコール脂肪酸エステルおよび無機質微粒子
   を含有してなる固着剤の溶融被覆層を形成した後、染顔
   料を含有してなる粉末状着色剤を該溶融被覆層に固着せ
   しめることを特徴とする粒状着色剤の製法。
9. 【請求項９】　　熱可塑性樹脂粒子と、多価アルコール
   脂肪酸エステルおよび無機質微粒子を含有してなる固着
   剤とを、熱可塑性樹脂が溶融しない温度以下で、かつ多
   価アルコール脂肪酸エステル融点以上の温度で攪拌して
   、熱可塑性樹脂粒子の表面上に固着剤の溶融被覆層を形
   成した後、染顔料を含有してなる粉末状着色剤を加え、
   攪拌し、冷却する請求項８記載の製法。
10. 【請求項１０】　　無機質微粒子が微粒子状珪素酸化物
    である請求項８又は９記載の製法。
11. 【請求項１１】　　固着剤が多価アルコール脂肪酸エス
    テルおよび微粒子状珪素酸化物を含有してなるものであ
    り、かつ着色剤が染顔料および分散剤を含有してなるも
    のである請求項８又は９記載の製法。
12. 【請求項１２】　　固着剤がヒドロキシル基含有脂肪酸
    のグリセリンエステルおよび微粒子状珪素酸化物を含有
    してなるものであり、かつ分散剤が金属石鹸である請求
    項８又は９記載の製法。
13. 【請求項１３】　　固着剤が、ヒドロキシルステアリン
    酸モノグリセライド、ヒドロキシルステアリン酸ジグリ
    セライドおよびヒドロキシルステアリン酸トリグリセラ
    イドからなる群から選ばれる１種以上の化合物と疎水性
    表面を有する平均粒子径１０〜３０ｍμの合成シリカを
    含有するものであり、かつ着色剤が染顔料と金属石鹸と
    を含有するものである請求項８又は９記載の製法。
14. 【請求項１４】　　熱可塑性樹脂粒子と、常温固形の多
    価アルコール脂肪酸エステルおよび無機質微粒子を含有
    してなる固着剤と、染顔料を含有してなる粉末状着色剤
    とを熱可塑性樹脂が溶融しない温度以下で、かつ多価ア
    ルコール脂肪酸エステル融点以上の温度で攪拌して、熱
    可塑性樹脂粒子の表面上に固着剤含有着色剤層を形成さ
    せ加え、攪拌冷却することを特徴とする粒状着色剤の製
    法。