(57)【要約】【課題】  樹脂の物性保持及び低コスト化と、着色ムラの防止という背反した効果を併せ得ることができるマスターバッチを提供する。【解決手段】  マスターバッチ１のペレット外表面に凹部、溝、穴等の凹状の肉盗み部２を形成してペレット単位重量を減少させるとともに、前記肉盗み部２により相対的に形成される凸部３の外表面を仮想的に結んだ仮想ペレット形状のペレット外寸法を、混合するナチュラルレジンのペレット外寸法に対して、分級を起こさない程度に近似させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色剤とキャリアレジンとを含むマスターバッチのペレットにおいて、ペレット外表面に凹状の肉盗み部を形成してペレット単位重量を減少させるとともに、前記肉盗み部により相対的に形成される凸部の外表面を仮想的に結んだ仮想ペレット形状のペレット外寸法を、混合するナチュラルレジンのペレット外寸法に対して、分級を起こさない程度に近似させたことを特徴とするマスターバッチ。
【請求項２】
着色剤とキャリアレジンとを含むマスターバッチのペレットと、ナチュラルレジンのペレットとを、押出機で加熱及び混練して押出すマスターバッチ方法において、マスターバッチのペレット外寸法を実質的に変更することなく、マスターバッチのペレット外表面に凹部、溝、穴等の凹状の肉盗み部を形成してペレット単位重量を減少させることにより、マスターバッチのペレット数を増加させることを特徴とするマスターバッチ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着色剤を配合した樹脂を作製するためのマスターバッチ及びマスターバッチ方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
着色剤を配合した樹脂を作製する一方法としてマスターバッチ方法がある（特許文献１、特許文献２、特許文献３等）。この方法は、着色剤を含有（表面付着も含む）したキャリアレジンでペレットに形成したマスターバッチと、ナチュラルレジンのペレットとをホッパーに投入して押出機により加熱・混練・押出するというものである。着色剤を含有したマスターバッチをナチュラルレジンで希釈すると見て、マスターバッチに対するナチュラルレジンの重量比を希釈倍率といい、「○○倍に希釈する」といっている。例えば、マスターバッチ重量１に対してナチュラルレジン重量５０であれば５０倍に希釈するといい、そのようなマスターバッチを５０倍マスターバッチといっている。当然、希釈倍率の高いマスターバッチは着色剤が高濃度でキャリアレジンの含有率が低いし、希釈倍率の低いマスターバッチは、着色剤が低濃度でキャリアレジンの含有率が高い。従って、同じ着色濃度の樹脂を作成する場合に、例えば１０倍マスターバッチは５０倍マスターバッチに対して５倍の重量を使用する必要がある。
【特許文献１】実開平２−２４９１１号公報
【特許文献２】特開平７−１０２１５５号公報
【特許文献３】特開平１１-２７９２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
マスターバッチは、キャリアレジンがナチュラルレジンと必ずしも同じものであるとは限らず、むしろ異なるものであることが多いため、希釈倍率の低い（キャリアレジンの含有率が高い）マスターバッチを使用すると、キャリアレジンがナチュラルレジンの物性を変える結果となり、混練された樹脂の物性保持の点では好ましくない。
【０００４】
また、マスターバッチは、高価な着色剤の材料費にキャリアレジンの材料費が加わるので、希釈倍率の低い（キャリアレジンの含有率が高い）マスターバッチを使用すると割高となる。例えば１０倍マスターバッチは前記のとおり５０倍マスターバッチに対して５倍の重量を使用する必要があるが、１０倍マスターバッチの単位重量当たりの価格は５０倍マスターバッチの単位重量当たりの価格の１／５よりも高い。
【０００５】
従って、樹脂の物性保持及び低コスト化のためには、希釈倍率の高いマスターバッチ（例えば５０倍マスターバッチ）を使用して、キャリアレジンを減らすことが有効である。しかし、希釈倍率の高いマスターバッチを使用すると、樹脂に着色ムラが発生しやすいという背反した問題があった。希釈倍率の高いマスターバッチはそのペレット数がナチュラルレジンのペレット数に対して少なく、疎らな分布になるため、マスターバッチからナチュラルレジンへの着色剤の拡散に時間がかかり、押出機中における限られた時間での混練では十分な拡散が得られにくいからである。
【０００６】
このため、現実的には、希釈倍率の低いマスターバッチ（例えば２５倍マスターバッチ）を使用して、着色ムラの防止を図り、物性保持及び低コスト化は若干犠牲にするケースが多かった。
【０００７】
そこで、希釈倍率の高いマスターバッチを使用しつつも着色ムラを防止する対策として考えられるのが、マスターバッチのペレット単位重量を減少させて（特許文献２）、すなわちペレット外寸法を小型化して、ペレット数を多くすることである。すなわち、マスターバッチのペレット外寸法は、通常はナチュラルレジンのペレット外寸法と略同一であるが、それをナチュラルレジンのペレット外寸法よりも小型化すれば、その分（使用する全重量は不変であるから）そのペレット数を多くすることができるため、着色剤が混練により拡散しやすくなると予想されるのである。
【０００８】
なお、従来のマスターバッチのペレット形状は円柱又は略球が一般的であり、その他、偏平楕円状（特許文献１）、楕円柱状（特許文献２）、立方体、直方体、フレーク状、四角錐状（特許文献３）等が開示されている。そして、特許文献２の実施例は楕円柱状の小型化である。
【０００９】
ところが、本発明者が事前検討において、マスターバッチの円柱又は略球のペレットをナチュラルレジンのペレットよりも小型化したところ、これらを押出機のホッパーに投入したときに、小型のマスターバッチのペレットが相対的に沈んで下側に溜まり、ナチュラルレジンのペレットが相対的に浮かんで上側に集まることで、両ペレットが大きく分離する現象、すなわち「分級」が起こるようになった。この分級が起きた状態で押出機に入ると、いくらマスターバッチのペレットが多くても均一になりにくいので、前記予想に反して、着色ムラが改善されない場合があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記問題を解消し、樹脂の物性保持及び低コスト化と、着色ムラの防止という背反した効果を併せ得ることができるマスターバッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のマスターバッチは、着色剤とキャリアレジンとを含むマスターバッチのペレットにおいて、ペレット外表面に凹状の肉盗み部を形成してペレット単位重量を減少させるとともに、前記肉盗み部により相対的に形成される凸部の外表面を仮想的に結んだ仮想ペレット形状のペレット外寸法を、混合するナチュラルレジンのペレット外寸法に対して、分級を起こさない程度に近似させたことを特徴とする。
【００１２】
本発明のマスターバッチ方法は、着色剤とキャリアレジンとを含むマスターバッチのペレットと、ナチュラルレジンのペレットとを、押出機で加熱及び混練して押出すマスターバッチ方法において、マスターバッチのペレット外寸法を実質的に変更することなく、マスターバッチのペレット外表面に凹部、溝、穴等の凹状の肉盗み部を形成してペレット単位重量を減少させることにより、マスターバッチのペレット数を増加させることを特徴とする。なお、押出機で加熱及び混練して押出す樹脂は、成形用樹脂材料である場合のみならず、直接的に樹脂製品となる場合もある。
【００１３】
１．凹状の肉盗み部
（１）肉盗み部の形状は、相対的に凸部を形成できる凹状であれば特に限定されず、具体的には次の形状を例示できる。
ａ：凹部：平面的には円形、楕円形、矩形、異形等の凹部を例示でき、断面的にはＶ字状、Ｕ字状、円弧状、矩形状等の凹部を例示できる。
ｂ：溝：平面的には直線状、曲線状、環状等の溝を例示でき、断面的にはＶ字状、Ｕ字状、円弧状、矩形状等の溝を例示できる。
ｃ：穴：平面的には円形、楕円形、矩形、異形等の凹部を例示でき、断面的にはペレットを貫通する穴、その複数の穴が交差する穴等を例示できる。
（２）肉盗み部の数は、特に限定されず、１つでも２つ以上でもよい。
（３）肉盗み部による減少後のペレット単位重量は、特に限定されないが、肉盗み部が無いとしたときのペレットの単位重量に対して０．２〜０．８倍が好ましく、０．３〜０．７倍がさらに好ましい。０．２倍未満ではマスターバッチのペレットが割れやすくなり、０．８倍を越えるとマスターバッチのペレット数を増加させる効果が低くなる。
【００１４】
２．マスターバッチのペレット外寸法とナチュラルレジンのペレット外寸法との関係
前者を後者に対して「分級を起こさない程度に近似させた」とは、マスターバッチの仮想ペレット形状によっても多少異なるので個別具体的に実体で評価すべきであるが、具体的には次の寸法関係を例示できる。
（１）ナチュラルレジンのペレット形状が円柱（但し、直径より長さが大きい円柱とする）であり、マスターバッチの仮想ペレット形状が円柱（但し、直径より長さが大きい円柱とする）又は略球である場合、前者のペレット間を後者のペレットが通過しないようにするために、前者の円柱の長さ（特に限定されないが、１．５〜５ｍｍが適当である）に対して後者の円柱又は球の直径は０．８０〜１．０倍であることが好ましく、０．９０〜１．０倍であることがより好ましい。
（２）ナチュラルレジンのペレット形状が略球であり、マスターバッチの仮想ペレット形状が円柱（但し、直径より長さが大きい円柱とする）又は略球である場合、上記（１）と同じ理由から、前者の球の直径（特に限定されないが、１．５〜５ｍｍが適当である）に対して後者の円柱又は球の直径は０．８０〜１．０倍であることが好ましく、０．９０〜１．０倍であることがより好ましい。
【００１５】
３．マスターバッチの製造方法
本発明に係るマスターバッチの製造方法は、特に限定されないが、仮想ペレット形状が柱状のものについては例えば公知のストランドカット方法を用いて、また、仮想ペレット形状が略球状のものについては例えばウォータカット、ホットカット等の方法を用いて、それぞれ製造することができる。
【００１６】
４．マスターバッチのキャリアレジン
マスターバッチのキャリアレジンの種類は、特に限定されず、ナチュラルレジンに対し同種のものでも相溶性のある異種のものでもよい。
【００１７】
５．マスターバッチの着色剤
マスターバッチの着色剤の種類は特に限定されない。着色剤の濃度は、特に限定されないが、少なくとも２５倍、さらには５０倍以上の比較的高濃度のマスターバッチにおいて、本発明は特に有効である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るマスターバッチによれば、樹脂の物性保持及び低コスト化と、着色ムラの防止という背反した効果を併せ得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
着色剤とキャリアレジンとを含む少なくとも２５倍のマスターバッチのペレットにおいて、ペレット外表面に凹部、溝、穴等の凹状の肉盗み部を形成してペレット単位重量を減少させるとともに、前記肉盗み部により相対的に形成される凸部の外表面を仮想的に結んだ仮想ペレット形状のペレット外寸法を、混合するナチュラルレジンのペレット外寸法に対して、分級を起こさない程度に近似させる。肉盗み部による減少後のペレット単位重量は、肉盗み部が無いとしたときのペレットの単位重量に対して０．２〜０．８倍が好ましい。ナチュラルレジンのペレット形状が円柱又は略球であり、マスターバッチの仮想ペレット形状が円柱（但し、直径より長さが大きい円柱とする）又は略球である場合、前者のペレット間を後者のペレットが通過しないようにするために、前者の円柱又は球の直径に対して後者の円柱又は球の直径は０．８０〜１．０倍であることが好ましい。
【実施例】
【００２０】
まず、図１は仮想ペレット形状が円柱であるマスターバッチ１についての幾つかの実施例を示しており、円柱のペレット外表面に凹状の肉盗み部２を形成してペレット単位重量を減少させるとともに、肉盗み部２により相対的に形成される凸部３の外表面を２点鎖線で示すように仮想的に結んだ仮想ペレット形状のペレット外寸法を、混合するナチュラルレジンのペレット外寸法に対して、分級を起こさない程度に近似させたものである。
【００２１】
図１の実施例ａのマスターバッチ１は、円柱の柱面の１８０度おきの２箇所に２つの断面Ｖ字溝状の肉盗み部２を形成して、円柱の端面形状を略鼓状とした例である。実施例ｂのマスターバッチ１は、円柱の柱面の９０度おきの４箇所に断面Ｖ字溝状の肉盗み部２を形成して、円柱の端面形状を十字状とした例である。実施例ｃのマスターバッチ１は、円柱の柱面の７２度おきの５箇所に断面Ｖ字溝状の肉盗み部２を形成して、円柱の端面形状を星形５角形とした例である。実施例ｄのマスターバッチ１は、円柱の柱面の４５度おきの８箇所に断面Ｖ字溝状の肉盗み部２を形成して、円柱の端面形状を星形８角形とした例である。
【００２２】
実施例ｅのマスターバッチ１は、円柱の柱面の１箇所に断面Ｕ字溝状の肉盗み部２を形成して、円柱の端面形状を略Ｃ字状とした例である。実施例ｆのマスターバッチ１は、円柱の端面の中心から穴状の肉盗み部２ａを形成するととともに柱面の１箇所に前記肉盗み部２ａと連続するスリット溝状の肉盗み部２ｂを形成して、円柱の端面形状をＣ字状とした例である。実施例ｇのマスターバッチ１は、円柱の端面の中心から穴状の肉盗み部２を形成して、円柱の端面形状をリング状とした例である。
【００２３】
実施例ａ〜ｇのマスターバッチ１は、公知のストランドカット方法を用い、実施例ａを例に取ると、図２に示すようにダイス１０のダイス穴１１を前記肉盗み部２を形成しうる略鼓状に形成し、そのダイス穴１１から吐出したストランド状の材料をカットすることによって容易に製造することができる。
【００２４】
次に、図２は仮想ペレット形状が略球であるマスターバッチ１についての幾つかの実施例を示しており、球のペレット外表面に凹状の肉盗み部２を形成してペレット単位重量を減少させるとともに、肉盗み部２により相対的に形成される凸部３の外表面を２点鎖線で示すように仮想的に結んだ仮想ペレット形状（略球）のペレット外寸法を、混合するナチュラルレジンのペレット外寸法に対して、分級を起こさない程度に近似させたものである。
【００２５】
図２の実施例ｈのマスターバッチ１は、球面の１８０度おきの２箇所に２つの断面Ｕ字溝状の肉盗み部２を形成した例である。実施例ｉのマスターバッチ１は、球面の９０度おきの４箇所に円形凹部状の肉盗み部２を形成した例である。実施例ｊのマスターバッチ１は、球面の多数箇所に連続した異形谷状の肉盗み部２を形成して、星形多面体（金平糖形）とした例である。
【００２６】
実施例ｈのマスターバッチ１は、公知のウォータカット又はホットカットを用い、ダイスのダイス穴（図示略）を前記肉盗み部２を形成しうる形状に形成し、そのダイス穴から吐出した材料をカットすることによって製造することができる。実施例ｉ，ｊのマスターバッチ１は、型成形によって製造することができる。
【００２７】
以上の実施例ａ〜ｊの各マスターバッチ１は、キャリアレジンに高濃度の着色剤を含む５０倍マスターバッチであり、仮想ペレット形状である円柱又は略球の直径が、混合するナチュラルレジンのペレットの円柱又は略球の直径に対して０．８０〜１．０倍である。また、各ペレット単位重量は、肉盗み部２が無いとしたときのペレットの単位重量に対して肉盗み部２により０．４〜０．８倍に減少している。最も好ましい例は、仮想ペレット形状である円柱又は略球の直径が、混合するナチュラルレジンのペレットの円柱又は略球の直径に対して０．９〜１．０倍であり（等しい）、かつ、各ペレット単位重量が肉盗み部２が無いとしたときのペレットの単位重量に対して肉盗み部２により０．４〜０．６倍に減少していることである。
【００２８】
これら実施例ａ〜ｊのマスターバッチ１によれば、次の作用効果が得られる。
（１）希釈倍率の高い（着色剤が高濃度でキャリアレジンの含有率が低い）マスターバッチにしてキャリアレジンを減らすことにより、成形用樹脂材料の物性保持及び低コスト化を図ることができる。
（２）マスターバッチ１のペレット外表面に肉盗み部２を形成してペレット単位重量を減少させることにより、ペレット数を多くして着色剤の拡散性を良くし、成形用樹脂材料の着色ムラの防止を図ることができる。
図４は、同一ペレット外寸法のマスターバッチとキャリアレジンとを混合したイメージを示している。
同図（ａ）は肉盗み部によりペレット単位重量が０．５倍に減少した実施例ａの５０倍のマスターバッチ１のイメージであり、キャリアレジン５のペレット数５０個に対してマスターバッチ１のペレット数２個が混合されるため、着色剤の拡散性が良い。
これに対し、同図（ｂ）は肉盗み部の無い従来の５０倍のマスターバッチ２１のイメージであり、キャリアレジン５のペレット数５０個に対してマスターバッチ２１のペレット数１個が混合されるため、着色剤の拡散性が悪い。
また、同図（ｃ）は肉盗み部の無い従来の２５倍のマスターバッチ２２のイメージであり、キャリアレジン５のペレット数５０個に対してマスターバッチ２２のペレット数２個が混合されるため、着色剤の拡散性は良いが、キャリアレジンが多いので成形用樹脂材料の物性が変わり、コストも高くなる。
（３）マスターバッチの仮想ペレット形状のペレット外寸法を、ナチュラルレジンのペレット外寸法に対して、分級を起こさない程度に近似させることにより、分級を防いで上記（２）の作用を減殺しないようにすることができる。
【００２９】
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る実施例ａ〜ｇのマスターバッチを示す斜視図である。
【図２】実施例ａのマスターバッチの製造に使用するダイスの斜視図である。
【図３】本発明に係る実施例ｈ〜ｊのマスターバッチを示す斜視図及び断面図である。
【図４】マスターバッチとナチュラルレジンとの混合イメージを示す概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    マスターバッチ
２    肉盗み部
２ａ  肉盗み部
２ｂ  肉盗み部
３    凸部
５    キャリアレジン
１０    ダイス
１１    ダイス穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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