JP5066886B2 - 着色樹脂組成物 - Google Patents

Description

本発明は、食品容器用着色樹脂組成物に関する。更に詳しくは、臭気が少なく成形品の滑り性に優れた着色樹脂組成物に関する。

ポリオレフィン系樹脂組成物、特にポリプロピレン樹脂成形品は滑り性が悪く、射出成形品の金型からの離型性やフィルム成形品のスリップ性に問題がある。このため、シリコンオイルやステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド等のカルボン酸モノアミドや、Ｎ−ドデシルエルカ酸アミド、Ｎ−ドデシルオレイン酸アミド、Ｎ−オクタデシルオレイン酸アミド、Ｎ−オレイルベヘン酸アミド、Ｎ−オクタデシル安息香酸アミド、Ｎ，Ｎ−ジオレイルエルカ酸アミド、Ｎ，Ｎ−ジオクタデシルベヘン酸アミド等のＮ−置換カルボン酸アミドがスリップ剤としてポリプロピレンに添加されている。

しかしながら、シリコンオイルでは滑り性の改良効果が十分でなく、またカルボン酸モノアミド及びＮ−置換カルボン酸アミドの場合、添加量が多くなると、臭気が強くなるという問題がある。この問題に対して、ポリプロピレンに、Ｎ−ステアリルエルカ酸アミド及び／又はＮ−オレイルステアリン酸アミドを添加する事で、臭気が少なく成形品の滑り性に著しく優れたポリプロピレン樹脂組成物を得る技術がある（特許文献１）。
しかし、上記の技術を用いても、この樹脂組成物に酸化チタン顔料を添加した際に臭気が強くなるという問題があった。
特開平８−１６５３８４号公報

本発明は臭気が少なく、滑り性に優れた着色樹脂成形品及びこれを得るのに有用な着色樹脂組成物を提供することを目的とする。

本発明の第１の発明は、アルミナまたはシリカで無機処理し、さらに、ポリオール系、アルカノールアミン系およびシリコン系からなる群より選択される１種以上の有機処理剤で処理してなる二酸化チタン（Ａ）、ポリオレフィン樹脂（Ｂ）と純度９０％以上のエルカ酸アミド（Ｃ）とからなる食品容器用着色樹脂組成物である。

本発明の第２の発明は、第１の発明に記載の着色樹脂組成物を用いてなる事を特徴とする着色樹脂成形品である。

本発明の着色樹脂組成物は、酸化物の被覆層を有する二酸化チタン（Ａ）、ポリオレフィン樹脂（Ｂ）と純度９０％以上のエルカ酸アミド（Ｃ）とを含むので、臭気が少なく、滑り性が良好である。

本発明の着色樹脂成形品は、上記に記載の着色樹脂組成物を用いて得られる着色樹脂成形品であるため、臭気が少なく、滑り性に優れる。

＜二酸化チタン（Ａ）＞
本発明で用いられる二酸化チタンは、塩素法、硫酸法いずれの製法によるものでも良い。二酸化チタンの結晶構造についてはルチル型、アナターゼ型いずれでも良いが、耐候性の観点からルチル型の方が好ましい。

本発明で用いられる二酸化チタンの平均粒径は、一般に入手できる範囲（０．１〜０．４μｍ）のものであれば使用できるが、着色力の観点から０．２〜０．３μｍが好ましい。

二酸化チタンの表面処理は、一般にはまず無機処理を行い、次いで有機処理を行う。本発明で用いられる二酸化チタンについては、無機処理が必須であり、更に必要に応じて有機処理を行うことができる。

無機処理剤としては、アルミナ、シリカ、チタン化合物、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛、マグネシウム等の金属化合物、カルシウム化合物、リン化合物等が挙げられる。これらは１種あるいは２種以上の組み合わせで使用できる。これらの無機処理剤の処理量は、二酸化チタン１００重量部に対して、０．２〜１０．０重量部が好ましい。０．２重量部未満であると樹脂劣化による臭気が強くなり、１０．０重量部を超えると白色顔料としての着色力が著しく低下する問題がある。尚、本発明における処理とは、二酸化チタンの表面を被覆することをいう。

二酸化チタンの無機処理剤による表面処理は、従来公知の方法を用いることができる。例えば、二酸化チタンのスラリーに無機表面処理剤として水溶性アルミニウム塩および必要に応じて他の水溶性金属塩を加え、引き続きスラリー中のｐＨを調整することにより難溶性酸化物水和物等で二酸化チタン顔料の表面処理する方法が挙げられる。

アルミナとはアルミニウムの酸化物のことであり、水溶性アルミニウム塩が好ましく用いられる。具体例としてはアルミン酸ナトリウム等が挙げられる。硫酸または塩素等を添加することによりアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）を二酸化チタン顔料に表面処理することもできる。また、シリカの表面処理剤としては、例えばケイ酸ナトリウム等が挙げられ、二酸化チタン顔料にシリカ（ＳｉＯ₂）を表面処理することができる。

二酸化チタン顔料（Ａ）は上記の無機処理に次いで、更にポリオール系有機処理剤および必要に応じてその他の有機処理剤で処理する事ができる。これらの有機処理剤の処理量は、二酸化チタン１００重量部に対して、０．１〜１．０重量部が好ましい。０．１重量部未満であると分散性が低下し、１．０重量部を超えると成型品表面に有機処理剤がブリードし、成型品の意匠性をそこなう。

有機処理剤としては、トリメチロールプロパンなどのポリオール系の有機処理剤が挙げられる。また、その他の有機処理剤としては、トリエタノールアミンの有機酸塩などのアルカノールアミン系、アルキルクロロシランなどのシリコン系などが挙げられる。

ポリオール系の有機処理剤としては、分子内に水酸基を２〜４個含有する炭素元素数１０個以下の炭化水素化合物が好ましい。例えばトリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。これらは１種あるいは２種以上の組み合わせで使用できる。アルカノールアミン系有機処理剤としては、トリエタノールアミン、トリメチロールアミン、トリプロパノールアミンの有機酸塩等が挙げられる。これらは１種あるいは２種以上の組み合わせで使用できる。シリコン系としてはジメチルポリシロキサン、Ｈ−シロキサン、アルコキシシラン類等が挙げられる。これらは１種あるいは２種以上の組み合わせで使用できる。

二酸化チタンの有機処理剤による表面処理は、従来公知の方法を用いることができる。例えば二酸化チタンを粉砕機で粉砕する際、有機処理剤のアルコール溶液を添加し、加熱しながらアルコールを蒸発させ表面処理する方法等が挙げられる。また、簡便な方法としては、二酸化チタン粉末をヘンシェルミキサー等で撹拌・混合しながら有機処理剤のアルコール溶液を滴下・混合し、加熱しながらアルコールを蒸発させ表面処理する方法がある。

本発明の着色樹脂組成物における二酸化チタン（Ａ）の含有量は、０．０１〜８０重量％が好ましく、０．１〜２０％が特に好ましい。上記範囲より少ないと成形品製造の際、着色樹脂組成物を多量に使用しないと着色効果が得られず、逆に上記範囲より多いと顔料の分散不良が生じる傾向がある。
＜ポリオレフィン樹脂（Ｂ）＞
本発明で用いられるポリオレフィン系樹脂（Ｂ）としては、結晶性または非晶性ポリプロピレン、ポリブテン−１、ポリ−４−メチルペンテン、低密度または高密度ポリエチレン、エチレン−プロピレンのランダム、ブロックあるいはグラフト共重合体、α−オレフィンとエチレンあるいはプロピレンの共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体等が挙げられ、これらの１種または２種以上を用いることができる。

特に結晶性または非晶性ポリプロピレン、エチレン−プロピレンのランダム、ブロックあるいはグラフト共重合体が好ましい。プロピレン−エチレンブロック共重合体が好ましく使用される。なかでもポリプロピレン系は安価で、比重が小さいために成形品を軽量化できることから特に好ましく使用される。

熱可塑性樹脂（Ｂ）の形態は特に限定されないが、酸化チタン（Ａ）等の分散性を考慮するとパウダー状が好ましい。
＜エルカ酸アミド（Ｃ）＞
本発明で用いられるエルカ酸アミド（Ｃ）は、樹脂成形品に適度な滑り性を与えるために、配合される。

本発明においては、エルカ酸アミド（Ｃ）の純度が９０％以上であることが、必要である。純度が９０％未満であると、臭気が非常に強くなり、食品容器用として適さない。エルカ酸アミドの純度は、ガスクロマトグラフを用い、各ピークの面積を算出し、その面積比を計算する事により求める。

本発明の着色樹脂組成物におけるエルカ酸アミド（Ｃ）の含有量は、０．１〜３０重量％が好ましく、１〜２０重量％が特に好ましい。上記範囲より少ないと十分な滑り性効果が得られず、逆に上記範囲より多いと着色樹脂組成物の加工が困難であるので好ましくない。
＜着色樹脂成形品＞
本発明の着色樹脂成形品は、上記着色樹脂組成物を、ポリオレフィン樹脂で希釈して成形して得られる。成形方法は押出成形、射出成形、ブロー成形など何れであってもよい。押出成形としてはコンプレッション成形、パイプ押出成形、ラミネート成形、Ｔダイ成形、インフレーション成形、溶融紡糸等がある。
＜その他の成分＞
また、本発明の着色樹脂組成物、着色樹脂成形品には、本発明の効果を阻害しない範囲で、各目的に応じて各種添加剤及び色材を使用することができる。

一般的な分散剤としては、ポリオレフィン樹脂（Ｂ）との相溶性が良好であり、ポリオレフィン樹脂（Ｂ）に影響を及ぼさないものであれば特に制限されない。

例えばステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、エチレンビスアマイド、低分子量ポリエステル、低分子量ポリアミド、低分子量ポリカーボネート、モンタン酸エステル、スチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂、スチレン−アクリル酸共重合体樹脂、αオレフィン／無水マレイン酸共重合体樹脂、酸化ワックス、グリセリンワックス、ポリスチレンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス及びこれらの誘導体、酸変性体や水酸基変性体からなるワックス等が挙げられる。これら任意のものを１種で、または併用ができる。

ここで、低分子量とはＪＩＳ Ｋ ７１９９で規定されているキャピラリー型粘度計にて、２２０℃条件下、１０ｋｇ加重にて、１０００Ｐａ・ｓ以下のものを示す。

また、補強剤（タルク、マイカ、クレー、ワラストナイト、炭酸カルシウム、ガラス繊維、ガラスビーズ、ガラスバルーン、ミルドファイバー、ガラスフレーク、炭素繊維、炭素フレーク、カーボンビーズ、カーボンミルドファイバー、金属フレーク、金属繊維、金属コートガラス繊維、金属コート炭素繊維、金属コートガラスフレーク、シリカ、セラミック粒子、セラミック繊維、アラミド粒子、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、グラファイト、導電性カーボンブラック、各種ウイスカーなど）、有機アルカリ金属塩及び有機アルカリ土類金属塩以外の難燃剤（ハロゲン系、リン酸エステル系、金属塩系、赤リン、金属水和物系など）、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、離型剤、滑剤、摺動剤（ＰＴＦＥ粒子など）、光拡散剤（アクリル架橋粒子、シリコーン架橋粒子、極薄ガラスフレーク、炭酸カルシウム粒子など）、蛍光増白剤、蓄光顔料、蛍光染料、帯電防止剤、流動改質剤、結晶核剤、無機及び有機の抗菌剤、グラフトゴムに代表される衝撃改質剤、赤外線吸収剤、フォトクロミック剤が挙げられる。

色材は、成形用樹脂との相溶性が良好であり、成形用樹脂に影響を与えないものであれば公知の染料、有機顔料及び無機顔料が特に制限なく使用できる。例えば、染料としては、構造的分類によるとスチリル系染料、ピリドンアゾ系染料、ピラゾールアゾ系染料、アントラキノン系染料、ヘテロアゾ系染料、ベンゼンアゾ系染料、ナフトキノン系染料、インドアニリン系、シアニン系染料等が挙げられる。また、用途的分類によれば分散染料、建染染料、油溶性染料等が挙げられる。

また、顔料としては有機顔料と無機顔料に大別され、有機顔料としては、アゾレーキ、ハンザ系、ベンズイミダゾロン系、ジアリライド系、ピラゾロン系、ベンジジンイエロー系、ジスアゾ系のアゾ系顔料；フタロシアニン系、キナクリドン系、ペリレン系、ペリノン系、ジオキサジン系、アントラキノン系、イソインドリノン系等の縮合多環系顔料及びアニリンブラック等を挙げることができる。

無機顔料としては、酸化チタン（Ａ）の他に、酸化亜鉛、チタンイエロー、酸化鉄、黄色酸化鉄、群青、紺青、コバルトブルー、酸化クロムグリーン、黄鉛、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、鉄黒等の無機顔料及びカーボンブラック顔料を挙げることができる。

[実施例]
以下に、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明の技術思想を逸脱しない限り、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下「重量部」は単に「部」、「重量％」は単に「％」と記載する。
１．着色樹脂組成物の製造
（実施例1〜4、比較例1〜16）
酸化チタン１０％、ポリオレフィン樹脂８０％、エルカ酸アミド１０％をヘンシェルミキサーでプレミックスした後、スクリュー直径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ（スクリュー径／スクリュー長さ）＝３８〜４２の押出機に供給し、回転数２５０ｒｐｍ、設定温度１８０〜２００℃の条件で溶融混錬、押し出して、着色樹脂組成物（マスターバッチ）を得た。なお、酸化チタンについては、５種類（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）のいずれかを、ポリオレフィン樹脂については、ポリプロピレン（プロピレン−エチレンブロック共重合体、ＭＦＲ＝２５ｇ／１０min（２３０℃、２．１６ｋｇ））、高密度ポリエチレン（ＭＦＲ＝１２ｇ／１０min（２３０℃、２．１６ｋｇ）のいずれかを、エルカ酸アミドについては、３種類（Ｘ、Ｙ、Ｚ）のいずれかを表１に示す様に用いて製造した。
2. 成形品の製造
（射出プレートの製造）
上記マスターバッチ１０部と、希釈樹脂としてポリプロピレン（プロピレン−エチレンブロック共重合体、MFR=１０）１００部とを混合し、射出成形機（東芝機械社製製）を用いて成形温度２２０℃、金型温度４０℃で、2mm厚の射出プレートを作製した。
（成形キャップの製造）
上記マスターバッチ１０部と、希釈樹脂としてポリプロピレン（プロピレン−エチレンブロック共重合体、MFR=１０）１００部とを混合し、射出成形機（東芝機械社製製）を用いて成形温度２２０℃、金型温度４０℃で、キャップ状の成形品を得た。
3. 評価方法
（滑り性評価（摩擦係数測定））
射出プレートを23℃、50%RHの恒温恒湿室に24時間放置した後、測定機（東洋精機製フリクションテスターTR2）に固定し、その上に重さ200gのステンレス重りを載せ、試験速度100mm/minで静摩擦係数、動摩擦係数を測定する。測定した静摩擦係数について、未着色のポリプロピレン樹脂（プロピレン−エチレンブロック共重合体、MFR=１０）のプレートに対する保持率を求め、以下の基準で評価した。評価結果を表２に示す。

保持率（％）＝（希釈プレートの静摩擦係数）／（未着色ポリプロピレンプレートの静摩擦係数）×１００
○：保持率４０％未満
△：保持率４０％〜４５％未満
×：保持率４５％以上
（臭気の評価）
キャップ成形品３個をガラス瓶に入れ、蓋をして密閉し、４０℃オーブンで２４時間加熱後、室温まで冷却し、蓋を開けて臭気を嗅ぎ評価する。10名のパネラーを対象に5段階評価の官能試験を行い、その平均点を算出する。平均点から以下の基準で評価する。評価結果を表２に示す。

○：臭気が弱い（平均点４．０以上）
△：臭気がやや強い（平均点３．０〜４．０未満）
×：臭気が強い（平均点３．０未満）

Claims (2)

1. 二酸化チタンの表面をアルミナまたはシリカの金属化合物で被覆し、さらに、ポリオール系の炭化水素化合物、アルカノールアミン系の有機酸塩、ジメチルポリシロキサン、Ｈ−シロキサンおよびアルコキシラン類からなる群より選択される１種以上の有機処理剤で表面を被覆してなる二酸化チタン（Ａ）、ポリオレフィン樹脂（Ｂ）と純度９０％以上のエルカ酸アミド（Ｃ）とからなる食品容器用着色樹脂組成物。
2. 請求項１に記載の着色樹脂組成物を用いてなる事を特徴とする着色樹脂成形品。