JP4152697B2 - 分散剤 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂又は油中での無機粉末の分散性を向上させるのに有用な分散剤及びそれを含有する樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
顔料や充填剤等の無機粉末を樹脂や油中に分散させた組成物が種々の分野に使用されている。
【0003】
しかし、このような組成物は、無機粉末が樹脂や油中で凝集する傾向にあり、着色性の低下、色むら、耐衝撃性等の物性を劣化させ、製品価値を著しく損ねている。
【0004】
このような問題点を解決するため、特許文献1には、トリメチロールプロパンのアルキレンオキシド付加物又はそのスルホン化物、及びグリセリンのアルキレンオキシド付加物又はそのスルホン化物から選ばれる少なくとも1種の化合物からなる分散剤が開示されている。しかしながら、近年無機粉末の一次平均粒径が微細になってきており、それに伴い無機粉末の分散が不十分となり、特に一次平均粒径が0.5μm以下になると、樹脂への高分散化が困難になっている。
【0005】
【特許文献1】
特公昭52−29337号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、一次平均粒径が微細な無機粉末でも分散性が良好であり、樹脂や油中での高分散化を達成することができる分散剤を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、(a)多価アルコールのポリアルキレンオキシド付加物80〜99重量%、(b)1価アルコールのポリアルキレンオキシド付加物0.5〜10重量%、及び(c)ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル0.5〜10重量%を含有する分散剤、特に無機粉末用分散剤、並びにこの分散剤を含有する樹脂組成物を提供するものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
[(a)成分]
本発明の(a)成分である多価アルコールのポリアルキレンオキシド付加物としては、2〜6価アルコールのポリアルキレンオキシド付加物が好ましい。
【0009】
本発明の(a)成分を構成する多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等の2価アルコール類、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、1,2,6−ヘキサントリオール等の3価アルコール類、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、エリスリトール、キシリトール、ソルビタン等の4〜6価のアルコール類等が挙げられる。このうち疎水性−親水性のバランスが良好で、また無機粉末に吸着後、立体的反発力効果が大きく、無機粉末の高分散化が図れる観点から、3価アルコール類が好ましく、グリセリンが更に好ましい。
【0010】
多価アルコールに付加するアルキレンオキシド(以下AOという)としては、エチレンオキシド(以下EOという)及びプロピレンオキシド(以下POという)から選ばれる少なくとも1種が好ましく、EOとPOの混合付加が更に好ましい。混合付加の場合の付加形態はブロック付加でもランダム付加でもよく、樹脂との相溶性を向上させる観点から、ブロック付加がより好ましい。EOとPOの付加順序は多価アルコールにEOを付加した後、POを付加する形態(以下、多価アルコール(EO)(PO)と略記する)でも、多価アルコールにPOを付加した後、EOを付加する形態(以下、多価アルコール(PO)(EO)と略記する)でも構わないが、無機粉末への吸着性を向上させる観点から、多価アルコール(PO)(EO)の方が好ましい。多価アルコールに付加するAOの総付加モル数は、樹脂との相溶化を向上させる観点から、45〜130モルが好ましく、55〜120モルがより好ましく、65〜110モルが特に好ましい。POとEOの付加モル比は、PO/EO=50/50〜95/5が好ましく、PO/EO=65/35〜90/10がより好ましい。
【0011】
[(b)成分]
本発明の(b)成分である1価アルコールのポリアルキレンオキシド付加物を構成する1価アルコールとしては、炭素数10〜24の1価アルコール、炭素数1〜10のアルキル基を有する単環フェノール類、炭素数1〜10のアルキル基を有する多環フェノール類、炭素数1〜10のアルキル基を有する縮合多環芳香族アルコール類、スチレン化フェノール等が挙げられる。これらの中では、樹脂との相溶性を向上させる観点から、炭素数10〜24の1価アルコールが好ましく、さらに炭素数12〜18の1価アルコールが好ましい。
【0012】
1価アルコールに付加するAOとしては、EO及びPOから選ばれる少なくとも1種が好ましく、EO単独付加、あるいはEOとPOの混合付加が更に好ましい。混合付加の場合の付加形態はブロック付加でもランダム付加でもよく、樹脂との相溶性を向上させる観点から、ブロック付加がより好ましい。EOとPOの付加順序は1価アルコールにEOを付加した後、POを付加する形態(以下、1価アルコール(EO)(PO)と略記する)でも、1価アルコールにPOを付加した後、EOを付加する形態(以下、1価アルコール(PO)(EO)と略記する)でも構わない。1価アルコールに付加するAOの総付加モル数は、(a)成分との相溶性向上の観点から、5〜50モルが好ましく、10〜40モルがより好ましく、15〜30モルが特に好ましい。POとEOの付加モル比は、無機粉末への吸着性を向上させる観点から、PO/EO=0/100〜45/55が好ましく、PO/EO=2/98〜40/60がより好ましく、PO/EO=5/95〜30/70が特に好ましい。
【0013】
[(c)成分]
本発明の(c)成分であるポリオキシアルキレン脂肪酸エステルを構成する脂肪酸エステルとしては、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビトール脂肪酸エステル、グリコール脂肪酸エステル等が挙げられ、(a)成分との相溶性向上の観点から、ソルビタン脂肪酸エステルが好ましい。また、脂肪酸は、炭素数12〜24、特に炭素数12〜18の脂肪酸が好ましい。エステルはモノ体、ジ体、トリ体、もしくはこれらの混合体でも構わないが、モノ体が好ましい。
【0014】
脂肪酸エステルに付加するAOとしては、EO及びPOから選ばれる少なくとも1種が好ましく、EOが更に好ましい。AOの付加モル数は5〜30が好ましい。
【0015】
[分散剤]
本発明の分散剤中の(a)成分の含有量は、80〜99重量%であり、90〜97質量%が好ましい。(b)成分の含有量は、0.5〜10重量%であり、1.5〜5重量%が好ましい。(c)成分の含有量は、0.5〜10重量%であり、1.5〜5重量%が好ましい。
【0016】
本発明の分散剤には、本発明の効果を損なわない範囲で、他の分散剤、例えば脂肪酸、アミン、脂肪酸エステル、高級アルコール、脂肪酸アミド、脂肪酸のアルキレンオキシド付加物、アミンのアルキレンオキシド付加物等を併用してもよい。
【0017】
本発明の分散剤は、樹脂又は油中での無機粉末の分散性を向上させるのに特に有用である。無機粉末としては、顔料、充填剤、研磨剤等が挙げられ、具体的には、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム等の炭酸塩、カオリン、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、クレー、タルク、マイカ、セリサイト、ベントナイト等のケイ酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の硫酸塩、シリカ、アルミナ、マグネシア、三酸化アンチモン、酸化チタン(チタン白)、ホワイトカーボン、ケイソウ土、酸化鉄等の金属酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化鉄等の金属水酸化物、その他、ベンガラ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、ジルコニア、チタン酸バリウム、カーボンブラック、グラファイト、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等が挙げられ、炭酸カルシウム、チタン白、ベンガラ、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等の顔料が好ましい。
【0018】
なお、これらの無機粉末の平均粒径は1μm以下が好ましく、0.5μm以下がさらに好ましい。
【0019】
[樹脂組成物]
本発明の樹脂組成物を構成する樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリスチレン、ABS樹脂等のスチレン系樹脂、ポリカーボネート等のカーボネート系樹脂、ポリアミド等のアミド系樹脂が挙げられる。
【0020】
本発明の樹脂組成物中の分散剤の含有量は、樹脂100重量部に対し、0.025〜100重量部が好ましく、0.05〜50重量部が更に好ましい。
【0021】
本発明の樹脂組成物中に配合される無機粉末の配合量は、樹脂100重量部に対し、0.01〜300重量部が好ましく、0.3〜200重量部が更に好ましい。また、分散剤は、樹脂組成物中の無機粉末の配合量が多いほど多く配合することが好ましく、無機粉末100重量部に対し、分散剤を0.05〜10重量部、更に0.1〜5重量部、特に0.5〜5重量部配合することが好ましい。
【0022】
本発明の樹脂組成物を製造する方法は特に限定されず、本発明の分散剤と、無機粉末をそのまま、樹脂と加熱下で混合することが好ましい。混合手段としては、ヘンシェルミキサー、熱三本ロール、その他の公知の加熱可能な混合機を使用することができる。また、射出成形機、押出成形機等の成形機を使用することもできる。
【0023】
【実施例】
実施例1〜8及び比較例1〜6
ポリエチレン(ジェイレックスLD−JH707N、JPO製)100重量部に対し、無機粉末として一次平均粒径0.15μmの軽質炭酸カルシウム(白石工業(株)ブリリアント15)5重量部、分散剤として表1に示す本発明品及び比較品をそれぞれ1重量%(対無機粉末)配合し、ヘンシェルミキサーで均一に混合して、樹脂組成物を調製した。次に得られた組成物を射出成形機にて180℃で1mm厚の板に成形し、成形物を得た。得られた成形物について、下記方法で分散性を評価した。結果を表1に示す。
【0024】
<分散性評価法>
成形物を100気圧、170℃で2分間プレスし、薄膜にした後、マイクロスコープ(キーエンス社製)で、マイクロスコープ視野(倍率100倍)内の無機粉末粒子の分散状態及び平均粒径を観察して、下記基準で評価した。
◎:無機粉末が均一に分散し、平均粒径は1μm以下
○:無機粉末が均一に分散し、平均粒径は1μmより大きく2μm以下
△:無機粉末が一部凝集し、平均粒径は2μmより大きく5μm以下
×:無機粉末の凝集が激しく、平均粒径は5μmより大きい
【0025】
【表1】
【0026】
尚、表中、(PO)、(EO)の後の数値は付加モル数を示し、(PO)(EO)の付加形態はブロックである。つまり、グリセリン(PO)m(EO)nはグリセリンに対し、始めにPOがmモル付加し、次にEOがnモル付加した化合物である。
Claims (5)
- (a)3価アルコールのポリアルキレンオキシド付加物80〜99重量%、(b)1価アルコールのポリアルキレンオキシド付加物0.5〜10重量%、及び(c)ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル0.5〜10重量%を含有する、無機粉末の樹脂又は油中への分散用分散剤。
- (a)成分の3価アルコールが、グリセリンである請求項1記載の分散剤。
- (b)成分の1価アルコールが、炭素数10〜24の1価アルコールである請求項1又は2記載の分散剤。
- (c)成分が、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルである請求項1〜3いずれか記載の分散剤。
- 請求項1〜4いずれか記載の分散剤を含有する樹脂組成物。
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