説明

特殊模様形成用着色剤の製造方法及びその着色剤

【課題】
樹脂成型品の表面に木目模様や大理石模様等の特殊模様を形成するための着色剤及びその製法を提供するものである。
【解決手段】
本発明は、予め(B)顔料0.1〜70重量部と(C)低密度ポリエチレン及び/又はオレフィン系ワックス1〜70重量部を混練した後に、該混合物に(A)融点160〜220℃でかつMFR5〜30の熱可塑性ポリエステルエラストマー10〜100 重量部、ならびに(D)タルク及び/又はタンカル10〜100重量部を配合してなる特殊模様形成用着色剤である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ベースとなるポリスチレン系樹脂に着色剤を配合し成形することによって、樹脂成形品表面に木目模様や大理石模様等の特殊模様を形成するための着色剤及び該着色剤を用い得られる樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、家具、日用品、車両内装等に使用する樹脂成形品表面に木目調や大理石調等特殊模様を施したものが盛んに商品化されている。
これら特殊模様を形成するするためには、以前は成形品表面にプリント塗装やホットスタンプ等を利用した表面塗装が利用されていた。
【0003】
これらの製造方法では、いずれも二次加工としての表面処理を伴うものであり作業が繁雑であるばかりでなく、表面処理による模様形成であるため外傷によって成形品内部地模様が露見したり摩耗退色の恐れ等がある。
また近年、繊維状物質に例えばセルロース系着色繊維を樹脂中に分散して繊維斑点模様を有する樹脂組成物について下記の特許文献1で提案されているが、この方法では着色成型物表面に繊維が糸くず状に浮き出すため微細繊維斑点となり難く装飾感が得られ難い欠点がある。
【0004】
架橋オレフィン重合体を使用しポリオレフィン系樹脂用の模様着色材料を用いたものが下記の特許文献2に挙げられるが、架橋反応性が高く成形加工時の流動性の操作が困難となりブロー成形やシートの成形等で満足する成形品の製造が困難となり好ましくない。
更に、汎用性樹脂である塩化ビニル樹脂やポリオレフィン樹脂をベースとして用いた特殊模様成形品の製造も検討されている。
例えば、塩化ビニル樹脂は、分子量の異なる塩化ビニル樹脂を熔融混練した場合完全には混ざり合わない性質を利用して、スジ(木目)模様のある成形品の製造が可能である。しかし、塩化ビニル樹脂使用の成形品は使用後の廃棄処分の際、特に焼却処分では環境汚染を起こす大きな欠点がある。
【0005】
ポリオレフィン樹脂は、塩化ビニル樹脂に比較して廃棄処分は容易であるが、重合度の異なるポリオレフィン樹脂同志を混練した場合にも、混合分散が容易に進み塩化ビニル樹脂の場合の様な木目模様成形品が得られない。
また特許文献3では、マーブル調(特殊模様)成形品を製造する方法として、ベース樹脂にポリスチレン樹脂を使用した例が記載されているが、その際に混合する樹脂が、成形温度より高い温度である樹脂を混合して特殊模様を発現する様に記載されているが、得られた成形品に十分な機械的物性は期待できない欠点がある。
【特許文献1】特開昭51−123248
【特許文献2】特開平03−200841
【特許文献3】特開平09−31207
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
そこで本発明者らは、成形品について使用後の処分の際に、環境汚染の心配のないベース樹脂としてポリスチレン系樹脂を使用して、木目模様、大理石模様等の特殊模様が容易に得られる特殊模様形成用着色剤、及び該着色剤を用いて得られる特殊模様形成用樹脂組成物の開発を検討したのである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
すなわち請求項1の発明では、予め(B)顔料0.1〜70重量部と(C)低密度ポリエチレン及び/又はオレフィン系ワックス1〜70重量部を混練した後に、該混合物に(A)融点160〜220℃でかつMFR5〜30の熱可塑性ポリエステルエラストマー10〜100 重量部、ならびに(D)タルク及び/又はタンカル10〜100重量部を配合してなる特殊模様形成用着色剤の製造方法である。
【0008】
本発明で使用する(A)熱可塑性ポリエステルエラストマーは、熱可塑性樹脂の性質を有するPBT系のハードセグメントとゴム的性質を有するソフトセグメントを共有しており、ハードセグメントが芳香族又は脂肪族ポリエステルからなりソフトセグメントが脂肪族ポリエーテル又は脂肪族ポリエステルからなる熱可塑性ポリエステルエラストマーが特に好ましい。
例えば、ハード成分(セグメント)がポリエステルであり、ソフト部分がポリエーテルである東洋紡績株式会社製商品ペルプレンPタイプが、又、ハード部分がポリエステルであり、ソフト部分がポリエステルである東洋紡績株式会社製商品ペルプレンSタイプが挙げられる。
【0009】
本発明で使用する(B)顔料としては、従来より使用の有機顔料、無機顔料等いずれもが使用できる。例えばアゾ系、アンスラキノン系、ペリレン系、フタロシアニン系、イソインドリノン系等有機顔料、カーボンブラック、酸化チタン等が挙げられ、これらはそれぞれ単独あるいは2種類以上混合して用いられる。
本発明で使用する(C)成分としては、低密度ポリエチレン、及びポリエチレン系ワックス、ポリプロピレンワックス、エチレン酢酸ビニル共重合体ワックス等のポリオレフィン系ワックス等が挙げられる。
【0010】
本発明で(D)成分として使用のタルク及びタンカル(炭酸カルシウム)は、従来から熱可塑性樹脂に混合使用されている平均粒径1〜15μm程度のものであればよい。
本発明において、タルク及び/又はタンカルの配合は、模様発現効果を発揮するために配合するものである。
(A)、(B)、(C)及び(D)の4成分の配合割合では、(A)成分が多くなると本願発明で得られる特殊模様効果がより発揮され、(B)成分が多くなる程顔料濃度が高い請求項2で記載のカラーマスターバッチ(特殊模様形成用着色剤)が得られる。
【0011】
本願発明の着色剤の製造では、(A)成分と(C)成分の間に融点に大きな差があり、このため(B)成分を同時に溶融混練した場合、(B)成分の顔料分散に困難が伴う欠点がある。
このため、予め(B)と(C)混練した後に、該混合物に(A)及び(D)を配合する2段階法によって混練することを採用しており、これによって本発明の特殊模様形成用着色剤が得られるのである。
【0012】
請求項3の発明は、(E)ポリスチレン系樹脂100重量部に請求項2記載の特殊模様形成用着色剤0.1〜10重量部を配合してなる特殊模様形成用樹脂組成物である。この際に、特殊模様形成用着色剤の配合量が0.1重量部より少ないと特殊模様(木目模様)の形成が出来ないので好ましくない、又、10重量部より多いと特殊模様形成は可能であるが、成形品の機械的物性が低下するので好ましくない。
【0013】
本発明では、(E)成分としてポリスチレン系樹脂の使用した場合に、本出願人の特許第3566622号で使用のポリオレフィン系樹脂にかわって、成形品表面に木目調や大理石模様等の特殊模様を容易に形成可能としたのである。
この際における(A)成分の配合割合は、使用目的に応じて規定された範囲内で顔料濃度にとらわれず配合してよい。
【0014】
本発明(E)成分は、ポリスチレン系樹脂としては、スチレンの単一重合体、スチレン・アクリロニトリル系共重合体、ハイインパクトポリスチレン等が挙げられる。
尚、スチレン・アクロニトリル系共重合体としては、アクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル・スチレン・ブタジエン共重合体(ABS樹脂)、アクリロニトリル・スチレン・アクリルゴム共重合体(AAS樹脂)が挙げられる。
特に、ABS樹脂は、(E)成分として本発明の特殊模様効果が効果的に発揮されるので最も好ましい。
【0015】
請求項1に於いて使用の(A)熱可塑性エラストマーは、融点(JIS−K7121に準拠測定)160〜220℃、MFR(ASTM D1238測定)5〜30g/10分である。
(A)成分は、融点が160〜220℃であり、且つMFRが5〜30の条件を満たすものが美麗な木目模様が現れるので好ましく、融点が160℃より低いと加工温度においてポリスチレン系樹脂中に細かく分散し特殊模様が形成されないので好ましくない。
220℃より高いと加工温度において流動せず特殊模様が形成されないので、好ましくない。
【0016】
又、(A)成分のMFRについては、5より小さいと本発明の特殊模様形成用着色剤が成形品表面に浮き出さないので好ましくなく、30より大きいと流れすぎて特殊模様にならないので好ましくない。
尚、この際により好ましい条件としては、融点が180〜220℃、MFRが10〜25g/10分の場合である。
【0017】
請求項1の発明は、(A)熱可塑性ポリエステルエラストマーが、融点(JIS−K7121準拠測定)160〜220℃、MFR(ASTM D1238測定)5〜30g/10分である。
また、必要に応じて特殊模様形成用着色剤の効果を高めるために、あらかじめ着色した樹脂を用いることも可能である。成形時に特殊模様形成用着色剤には、特殊模様形成用着色剤とは色相が異なる着色用マスターバッチを同時に添加する事も可能である。
【0018】
着色用マスターバッチに用いるキャリア樹脂は加工温度に於いて、特殊模様形成用着色剤とは相溶しないが(E)ポリスチレン系樹脂とは相溶する樹脂を用いる必要がある。
通常はベースと同一の樹脂が好ましいが、必ずしもそれに限定する必要はない。
本発明品を使用して、大理石模様や木目調等特殊模様成形品を製造する際には、通常採用されている方法、即ち本願発明の特殊形成用着色剤と希釈樹脂であるポリスチレン系樹脂を、混合機例えばヘンシェルミキサー、タンブラー、Vブレンダー等により混合した後に、各種の成形機を用いて住宅部材、容器等日用品を成形する。
【0019】
例えば、射出成形機を用い大理石模様及びマーブル調模様を有する容器類及び日用品、異形押出機を用い木目模様を有する建築材料等を製造する。
尚、本発明の着色剤又は樹脂組成物には、その特徴を損なわない程度で必要に応じて各種添加剤、例えば流動滑剤、界面活性剤、帯電防止剤、耐候安定剤、酸化防止剤等を任意に配合しても良い。
【発明の効果】
【0020】
本発明の特殊模様形成用着色剤の製造法では、(A)熱可塑性ポリエステルエラストマーが容易に混合され、しかも、顔料濃度が高い製品の製造が容易である。
このため、(E)ポリスチレン系樹脂に配合して特殊模様成形品を製造する際にも、少ない着色剤の使用で多量の成形品の製造が容易に可能である。
また、本願発明の着色剤を用い得られる成形品は、塩化ビニル樹脂や熱硬化性樹脂を用いた製品と異なり環境汚染の少ない製品を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下に実施例及び比較例を述べる。尚、重量部は部と表す。
実施例1
(B)酸化チタン顔料30部及び(C)低密度ポリエチレン20部をヘンシェルミキサーで5分間混合した後、該混合物を2軸押出機を用い設定温度160℃、押出量30kg/1時間の条件で混練造粒する。
該造粒物と、(A)融点212℃、熱変形温度117℃、ビカット軟化点190℃及びMFR20の熱可塑性ポリエステルエラストマー(東洋紡績株式会社製商品:P−150B)50部及び(D)平均粒径9μmタルク(竹原化学株式会社商品:1号タルク)20部を、タンブラーミキサーを用い混合した後、該混合物を単軸押出機を用い設定温度230℃、押出量5kg/1時間の条件で混練造粒し、本願発明の白色特殊模様形成用着色剤を得る。
また、上記の白色着色剤製造方法により使用する顔料を弁柄に代えて、本願発明の茶色特殊模様形成用着色剤を得る。
【0022】
上記の白色着色剤1部及び茶色着色剤1部に対して、(E)ABS樹脂(旭化成株式会社製:スタイラックA127)100部、平均粒径9μmのタルク(竹原化学株式会社製:Pタルク)10部及び着色用顔料(アイボリー、ベース樹脂に低密度ポリエチレン使用)をタンブラーミキサーにて混合し、本願発明の特殊模様形成用樹脂組成物を得る。
本発明の樹脂組成物を、スクリュー径28mm、型締圧力55頓の射出成形機を205℃の条件で用い成型し、マーブル調模様のプレートを製造した。
得られたプレートは、従来商品に施されたマーブル調には見られぬ美麗なマーブル模様が形成されていた。
【0023】
実施例2
実施例1に於いて、白色及び茶色の特殊模様形成用着色剤を製造の際に使用する(A)熱可塑性ポリエステルエラストマーを同社の融点218℃、熱変形温度130℃、ビカット軟化点202℃及びMFR12の製品製品(東洋紡績株式会社製商品:S−6001)に代える以外は、実施例1と全て同じ方法により特殊模様形成用着色剤及び特殊模様形成用樹脂組成物を得る。
上記の樹脂組成物を実施例1で使用の射出成形機を用い成型温度212℃の条件で成型し、マーブル調模様のプレートを製造した。
得られたプレートは、従来商品に施されたマーブル調には見られぬ美麗なマーブル模様が形成されていた。
【0024】
実施例3
実施例1に於いて、特殊模様形成用着色剤を製造の際に使用する(A)熱可塑性ポリエステルエラストマーとして、白色着色剤には融点218℃、熱変形温度155℃、ビカット軟化点199℃及びMFR13の東洋紡績株式会社製商品P−280Bに、茶色着色剤には東洋紡績株式会社製商品S−6001に代える以外は、実施例1と全て同じ方法により特殊模様形成用着色剤及び特殊模様形成用樹脂組成物を得る。
上記の樹脂組成物を実施例1で使用の射出成形機を用い成型温度212℃の条件で成型し、マーブル調模様のプレートを製造した。
得られたプレートは、従来商品に施されたマーブル調には見られぬ美麗なマーブル模様が形成されていた。
【0025】
実施例4
実施例1に於いて使用の茶色特殊模様形成用着色剤2部と、(E)ABS樹脂(旭化成株式会社製品:スタイラック270)100部をタンブラーミキサーにより混合して、本願発明の特殊模様形成用樹脂組成物を得る。
本発明の樹脂組成物を、スクリュー径65mm、L/D25、CR2.5の押出機を190℃の条件で用い成型し、幅60mm、厚さ6mmの木目模様の平板状異形押出成形品を得る。
該成形品の表面には、従来品には得られぬ鮮やかな木目模様が形成されていた。
【0026】
実施例5
実施例4に於いて、茶色特殊模様形成用着色剤に使用の熱可塑性ポリエステルエラストマーを同社製品(東洋紡績株式会社製商品:S−6001)に代える以外は、全て同じ方法で本願発明の特殊模様形成用樹脂組成物を得る。
そして、実施例4と同じ方法で得られた成形品の表面には、従来品には得られぬ鮮やかな木目模様が形成されていた。
【0027】
比較例1
実施例1に於いて、白色特殊形成用着色剤及び茶色特殊模様形成用着色剤で使用の熱可塑性ポリエステルエラストマーをポリプロピレン(ホモポリマー:融点230℃、MFR5、比重0.91)に代えた以外は実施例1と同様にして射出成型を行った。
そして得られた成形品には、着色用顔料と特殊模様形成用着色剤が完全に混ざり合ってマーブル調模様は形成されなかった。
【0028】
比較例2
実施例1に於いて、白色特殊形成用着色剤及び茶色特殊模様形成用着色剤で使用の熱可塑性ポリエステルエラストマーをエチレン・プロピレンゴム(三井化学株式会社製商品、三井EPT13092P)に代えた以外は実施例1と同様にして射出成型を行ったところ着色用顔料と特殊模様形成用着色剤が完全に混ざり合ってマーブル調模様は形成されなかった。
【0029】
比較例3
特殊模様形成用着色剤のベース樹脂にポリエーテルアミド(融点160℃)にした以外は実施例4と同様にして異形押出成形したところ、特殊模様形成用着色剤が完全にポリプロピレン組成物に混ざり合ってしまい、木目模様は形成されなかった。
【0030】
以上の実施例及び比較例からも明らかなように、ベース樹脂が特定の融点及びMFRを有する熱可塑性ポリエステルエラストマーからなる本発明の特殊模様形成用着色剤を使用した場合、ポリスチレン系樹脂が容易ににマーブル調模様及び木目模様を形成することができる。
これに対して、ベース樹脂にポリプロピレン、エチレン・プロピレンゴム、ポリエーテルアミドを使用した特殊模様着色剤ではポリオレフィン系樹脂成形品にマーブル調模様及び木目模様等の特殊模様は形成することができない。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
予め(B)顔料0.1〜70重量部と(C)低密度ポリエチレン及び/又はオレフィン系ワックス1〜70重量部を混練した後に、該混合物に(A)融点160〜220℃でかつMFR5〜30の熱可塑性ポリエステルエラストマー10〜100 重量部、ならびに(D)タルク及び/又はタンカル10〜100重量部を配合してなる特殊模様形成用着色剤の製造方法。
【請求項2】
予め(B)顔料0.1〜70重量部と(C)低密度ポリエチレン及び/又はオレフィン系ワックス1〜70重量部を混練した後に、該混合物に(A)融点160〜220℃でかつMFR5〜30の熱可塑性ポリエステルエラストマー10〜100 重量部、ならびに(D)タルク及び/又はタンカル10〜100重量部を配合してなる特殊模様形成用着色剤。
【請求項3】
(E)ポリスチレン系樹脂100重量部に対し、請求項2記載の特殊模様形成用着色剤0.1〜10重量部を配合してなる特殊模様形成用樹脂組成物。