JP3518794B2 - ポリオレフィン系着色樹脂組成物 - Google Patents
ポリオレフィン系着色樹脂組成物Info
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Description
ン系着色樹脂組成物、さらに詳しくは、成形時におい
て、顔料に起因するメヤニ(ダイカス)の発生を効果的
に抑制しうるポリオレフィン系着色樹脂組成物に関する
ものである。
着色樹脂組成物を成形加工する際に、押出機ダイやイン
フレーションリップなどの成形機の先端部において、加
工時間の経過と共に、樹脂組成物のカス(以下、メヤニ
と称す)が付着する現象が知られている。このようなメ
ヤニが発生すると、成形品に筋引きやメヤニの混入によ
る異物が発生するなど、好ましくない事態を招来し、製
品価値が損なわれるのを免れないという問題が生じる。
そこで、メヤニをダイやリップから除去するために、成
形機の機掃を行うと、生産性低下の原因となるので、一
般的には、市販のメヤニ防止剤を用いたり、メヤニ防止
剤が高濃度に配合された樹脂組成物を使用することによ
って、メヤニ防止処置が講ぜられているのが実状であ
る。従来のメヤニ防止剤は、一般に、(1)シリカ、タ
ルク、炭酸カルシウムなどの無機酸化物粉体を主成分と
するものと、(2)金属セッケン、フッ素系滑剤、脂肪
酸アミドなどの滑剤を主成分とするものとに大別するこ
とができる。上記(1)の無機酸化物粉体を樹脂組成物
に配合して、メヤニ防止効果を付与する場合、一般に粒
子径0.1〜10μm程度のものが使用されるが、大き
なメヤニ防止効果は得られない上、粒子が凝集して、粒
径20〜100μm程度の異物が発生しやすいなどの問
題がある。これに対し、上記(2)の滑剤を樹脂組成物
に配合してメヤニ防止効果を付与する場合、かなりのメ
ヤニ防止効果が得られるとともに、前述のような異物の
発生もない。
しては、ステアリン酸亜鉛、フッ素エラストマー、ポリ
四フッ化エチレンパウダー、オレイン酸アミド、エチレ
ンビスステアリン酸アミドなどがあり、これらを使用し
たメヤニ防止効果について、以下に説明する。まず、ス
テアリン酸亜鉛のような金属セッケンは、極性が樹脂と
顔料との中間にあって、いずれに対しても、高い相溶性
を有している。したがって、メヤニ防止剤として使用す
る場合、この高い相溶性のために、樹脂内部に均一に分
散し、メヤニ発生箇所である樹脂組成物表面上で、有効
なステアリン酸亜鉛濃度が小さいことから、メヤニ防止
効果に必要な添加量が多くなり、その結果、物性に悪影
響を及ぼしたり、コストの上昇が避けられないなどの問
題が生じる。なお、金属セッケンの1種として、ヒドロ
キシステアリン酸マグネシウムが知られているが、この
ものはそれ自体の分散が困難であり、メヤニ防止剤とし
ては使用しにくい。次に、フッ素系滑剤であるフッ素エ
ラストマーやポリ四フッ化エチレンパウダーなどの摩擦
係数の小さい自己潤滑性材料は、ポリオレフィンとの相
溶性がないので、樹脂組成物中に分散しにくく、樹脂組
成物表面上で、有効利用できる割合が少ない。しかしな
がら、上記フッ素系滑剤は、その溶融粘性がポリオレフ
ィンと比較して高い(加工温度、130〜300℃程度
での)。更に、上述の様に、フッ素系樹脂がポリオレフ
ィンに相溶性が良くない事もあり、ポリオレフィンにフ
ッ素系滑剤を均一に分散させる為には、非常に大きなせ
ん断力が必要である。十分な分散の為のせん断力が得ら
れない場合は、メヤニ防止効果が十分に発揮されないと
いう問題がある。さらに、オレイン酸アミドやエチレン
ビスステアリン酸アミドなどの脂肪酸アミド系滑剤は、
相溶性が上記に挙げた各滑剤の中間であり、樹脂組成物
表面上において、利用できる割合が、前記金属セッケン
に比べて多いが、このアミド系滑剤もまた、樹脂組成物
の溶融時にほぼ均一に分散し、メヤニ防止効果に対する
寄与も、それほど大きくはないという問題がある。この
ように、顔料を含有するポリオレフィン系着色樹脂組成
物に対して、メヤニ防止効果を十分に付与しうるメヤニ
防止剤は、これまで見出されていないのが実状であり、
メヤニ防止性に優れるポリオレフィン系着色樹脂組成物
の開発が望まれていた。
事情のもとで、成形時において、顔料に起因するメヤニ
(ダイカス)の発生を効果的に抑制しうるポリオレフィ
ン系着色樹脂組成物を提供することを目的としてなされ
たものである。
止性に優れるポリオレフィン系着色樹脂組成物を開発す
べく鋭意研究を重ね、以下に示す知見を得た。水酸基を
もつ有機化合物、例えばポリエチレングリコール、ポリ
プロピレングリコールなどのアルコール類、ヒドロキシ
脂肪酸類、ヒドロキシ脂肪酸金属塩類、ヒドロキシ脂肪
酸エステル類、ヒドロキシ脂肪酸アミド類は、水酸基に
よる金属への吸着が顕著な化合物であって、これらの化
合物を用いた場合、加工機の機壁、その内部スクリュー
などに薄膜が形成され、この薄膜によって、着色樹脂組
成物のメヤニ防止効果が得られることが、種々の実験に
より明らかになった。これらの中で、アルコール類及び
ヒドロキシ脂肪酸類は水溶性又は親水性であって、ポリ
オレフィン系樹脂とは相溶せず、ヒドロキシ化合物リッ
チの結晶部が生成し、異物となるので使用に適しておら
ず、また、ヒドロキシ脂肪酸金属塩類は、ポリオレフィ
ン系樹脂との相溶性がよく、加工しやすいが、金属塩の
極性によって薄膜形成効果が弱められ、メヤニ防止効果
が十分でないことが分かった。さらに、ヒドロキシ脂肪
酸エステル類においては、親油性が強く、薄膜層の膜厚
が薄くなって、メヤニ防止効果が不足するが、ヒドロキ
シ脂肪酸アミド類においては、薄膜層が厚く、メヤニ防
止効果が最も優れており、しかも加工性においても問題
がないことが分かった。本発明者らは、上記知見に基づ
いてさらに研究を進めた結果、ポリオレフィン系樹脂に
対して、顔料及びヒドロキシ脂肪酸アミドを、それぞれ
所定の割合で配合した樹脂組成物が、成形時において、
メヤニの発生を効果的に抑制しうるとともに、加工性及
びその成形品の各物性も良好であることを見出した。本
発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
レフィン系樹脂100重量部に対して、(B)顔料0.
01〜200重量部及び(C)ヒドロキシ脂肪酸アミド
0.01〜10重量部を配合したことを特徴とするポリ
オレフィン系着色樹脂組成物、を提供するものである。
また、本発明の好ましい態様は、(2)(C)成分のヒ
ドロキシ脂肪酸アミドが、ヒドロキシ脂肪酸の炭素数8
〜22のものである第(1)項記載のポリオレフィン系
着色樹脂組成物、及び(3)ヒドロキシ脂肪酸アミド
が、ヒドロキシ脂肪酸の炭素数18のものである第
(2)項記載のポリオレフィン系着色樹脂組成物、であ
る。
脂組成物において、(A)成分として用いられるポリオ
レフィン系樹脂としては、特に制限はなく、例えばエチ
レン、プロピレン、ブテン−1、3−メチルブテン−
1、3−メチルペンテン−1、4−メチルペンテン−1
などのα−オレフィンの単独重合体やこれらの共重合
体、あるいはこれらと他の共重合可能な不飽和単量体と
の共重合体などが挙げられる。代表例としては、高密
度、中密度、低密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエ
チレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ア
クリル酸エチル共重合体などのポリエチレン類、プロピ
レン単独重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合
体やランダム共重合体、プロピレン−エチレン−ジエン
化合物共重合体などのポリプロピレン類、ポリブチン−
1、ポリ4−メチルペンテン−1などを挙げることがで
きる。これらのポリオレフィン系樹脂は単独で用いても
よく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、
(B)成分として用いられる顔料としては特に制限はな
く、従来プラスチック用顔料として使用されている公知
の無機顔料や有機顔料の中から、任意のものを適宜選択
して用いることができる。ここで、無機顔料の例として
は、酸化チタン、カーボンブラック、酸化鉄、黄鉛、チ
タンエロー、群青、アルミニウム顔料、パール顔料、焼
成顔料などが挙げられ、一方、有機顔料の例としては、
アゾ顔料、ニトロソ顔料、ニトロ顔料、塩基性染料系レ
ーキ、酸性染料系レーキ、媒染染料系レーキ、建染染料
系顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料などが
挙げられる。
は1種用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いて
もよい。また、その配合量は、(A)成分のポリオレフ
ィン系樹脂100重量部に対して、0.01〜200重
量部の範囲で選ばれる。この配合量が、0.01重量部
未満では着色効果が十分に発揮されないし、200重量
部を超えるとその量の割には着色の増大は認められず、
むしろ経済的に不利となる上、得られる成形品の物性が
低下するおそれがある。着色効果、成形品の物性及び経
済性などを考慮すると、この(B)成分の好ましい配合
量は0.1〜120重量部の範囲が好適である。
キシ脂肪酸アミドとしては、特に制限はなく、各種状況
に応じてモノアミドやビスアミドなどの様々な化合物の
中から適宜選択して用いることができるが、中でも、ヒ
ドロキシ脂肪酸部分の炭素数が8〜22の範囲にあるも
のが好ましく、特に、入手の容易さ及び効果の点から、
炭素数18のものが好ましい。このヒドロキシ脂肪酸部
分は、飽和脂肪酸及び不飽和脂肪酸のいずれであっても
よい。該ヒドロキシ脂肪酸アミドの具体例としては、ヒ
ドロキシステアリン酸アミド、リシノール酸アミド、エ
チレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、ヘキサメチ
レンビスヒドロキシステアリン酸アミドなどが挙げられ
る。本発明においては、この(C)成分のヒドロキシ脂
肪酸アミドは1種用いてもよいし、2種以上を組み合わ
せて用いてもよい。また、その配合量は、(A)成分の
ポリオレフィン系樹脂100重量部に対し、0.01〜
10重量部の範囲で選ばれる。この配合量が0.01重
量部未満ではメヤニ防止効果が十分に発揮されないし、
10重量部を超えると加工性が著しく低下する。メヤニ
防止効果及び加工性のバランスなどの面から、この
(C)成分の好ましい配合量は、0.01〜5.0重量部
の範囲であり、特に0.05〜1.0重量部の範囲が好適
である。
には、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望によ
り、前記のヒドロキシ脂肪酸アミド以外のメヤニ防止
剤、例えば金属セッケンなどを添加し、組成物の極性を
変えて、メヤニ防止効果を向上させてもよいし、さらに
は、従来ポリオレフィン系樹脂組成物に使用されている
公知の各種添加成分、具体的には酸化防止剤、熱安定
剤、紫外線吸収剤、光安定剤、各種フィラー、強化材、
難燃剤、離型剤、帯電防止剤などを含有させてもよく、
また他の熱可塑性樹脂を含有させてもよい。この着色樹
脂組成物の調製方法については特に制限はなく、従来公
知の方法、例えば前記(A)成分、(B)成分、(C)
成分及び所望に応じて用いられる各種添加成分を、V型
ブレンダー、リボンブレンダー、ヘンシェルミキサーな
どの混合機により混合する方法、又は押出機、ミキシン
グロール、バンバリーミキサー、ニーダなどの混練機に
より混練する方法、あるいは混合機と混練機を組み合わ
せて、混合・混練する方法を用いることができる。この
ようにして得られた本発明のポリオレフィン系着色樹脂
組成物は、公知の各種成形方法、例えば射出成形、押出
成形、インフレーション成形などの方法により、所望の
成形品に加工することができる。
て、メヤニが発生する原因は、組成物中の顔料により、
加工機の機壁と溶融樹脂の摩擦(剪断応力)による滑り
性低下及び摩擦熱が発生することに起因すると考えられ
る。本発明のポリオレフィン系着色樹脂組成物は、ヒド
ロキシ脂肪酸アミドが含まれており、そしてこのヒドロ
キシ脂肪酸アミドが水酸基を有することから、機壁に吸
着して薄膜を形成し、この薄膜によって、機壁と溶融樹
脂との間の摩擦が低減して緩衝効果が発揮され、その結
果、着色樹脂組成物のメヤニ発生が防止されるものと推
察される。
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。なお、樹脂組成物のメヤニ減少率
は、下記の方法により算出した。 <樹脂組成物のメヤニ減少率>メヤニ防止剤を含有する
着色樹脂組成物のメヤニ量(g)をW2、メヤニ防止剤
を含まない着色樹脂組成物のメヤニ量(g)をW1と
し、次式により、メヤニ減少率(%)を算出する。 メヤニ減少率(%)=〔(W1−W2)/W1〕×100 メヤニ減少率80%以上を合格とし、80%未満を不合
格とした。 実施例1 低密度ポリエチレン(平均密度0.92g/cm3、MFR
0.3g/10分)100重量部に、エチレンビスヒド
ロキシステアリン酸アミド0.5重量部と二酸化チタン
5重量部を配合したのち、φ30mm単軸押出機にて連続
運転を行い、5kgの着色樹脂組成物を調製し、メヤニ減
少率を求めた。その結果を第1表に示す。 実施例2 低密度ポリエチレン(平均密度0.92g/cm3、MFR
0.3g/10分)100重量部に、エチレンビスヒド
ロキシステアリン酸アミド0.04重量部とアルミニウ
ム顔料3重量部を配合したのち、φ30mm単軸押出機に
て連続運転を行い、5kgの着色樹脂組成物を調製し、メ
ヤニ減少率を求めた。その結果を第1表に示す。 実施例3 低密度ポリエチレン(平均密度0.92g/cm3、MFR
0.3g/10分)100重量部に、エチレンビスヒド
ロキシステアリン酸アミド0.05重量部とカーボンブ
ラック5重量部を配合したのち、φ30mm単軸押出機に
て連続運転を行い、5kgの着色樹脂組成物を調製し、メ
ヤニ減少率を求めた。その結果を第1表に示す。 実施例4 低密度ポリエチレン(平均密度0.92g/cm3、MFR
0.3g/10分)100重量部に、エチレンビスヒド
ロキシステアリン酸アミド0.05重量部と群青5重量
部を配合したのち、φ30mm単軸押出機にて連続運転を
行い、5kgの着色樹脂組成物を調製し、メヤニ減少率を
求めた。その結果を第1表に示す。
0.3g/10分)100重量部に、エチレンビスヒド
ロキシステアリン酸アミド0.05重量部とシアニンブ
ルー5重量部を配合したのち、φ30mm単軸押出機にて
連続運転を行い、5kgの着色樹脂組成物を調製し、メヤ
ニ減少率を求めた。その結果を第1表に示す。 実施例6 低密度ポリエチレン(平均密度0.92g/cm3、MFR
0.3g/10分)100重量部に、エチレンビスヒド
ロキシステアリン酸アミド0.05重量部とシアニング
リーン5重量部を配合したのち、φ30mm単軸押出機に
て連続運転を行い、5kgの着色樹脂組成物を調製し、メ
ヤニ減少率を求めた。その結果を第1表に示す。 実施例7 高密度ポリエチレン(平均密度0.96g/cm3、MFR
0.05g/10分)100重量部に、エチレンビスヒ
ドロキシステアリン酸アミド0.05重量部とアルミニ
ウム顔料4重量部を配合したのち、φ30mm単軸押出機
にて連続運転を行い、5kgの着色樹脂組成物を調製し、
メヤニ減少率を求めた。その結果を第1表に示す。 実施例8 低密度ポリエチレン(平均密度0.92g/cm3、MFR
0.3g/10分)100重量部に、エチレンビスヒド
ロキシステアリン酸アミド0.3重量部とステアリン酸
マグネシウム0.2重量部と二酸化チタン5重量部を配
合したのち、φ30mm単軸押出機にて連続運転を行い、
5kgの着色樹脂組成物を調製し、メヤニ減少率を求め
た。その結果を第1表に示す。 実施例9 低密度ポリエチレン(平均密度0.92g/cm3、MFR
0.3g/10分)100重量部に、ヒドロキシステア
リン酸アミド0.04重量部とアルミニウム顔料3重量
部を配合したのち、φ30mm単軸押出機にて連続運転を
行い、5kgの着色樹脂組成物を調製し、メヤニ減少率を
求めた。その結果を第1表に示す。
0.3g/10分)100重量部に、ステアリン酸亜鉛
1重量部と二酸化チタン5重量部を配合したのち、φ3
0mm単軸押出機にて連続運転を行い、5kgの着色樹脂組
成物を調製し、メヤニ減少率を求めた。その結果を第1
表に示す。 比較例2 低密度ポリエチレン(平均密度0.92g/cm3、MFR
0.3g/10分)100重量部に、ステアリン酸亜鉛
0.05重量部と二酸化チタン5重量部を配合したの
ち、φ30mm単軸押出機にて連続運転を行い、5kgの着
色樹脂組成物を調製し、メヤニ減少率を求めた。その結
果を第1表に示す。 比較例3 低密度ポリエチレン(平均密度0.92g/cm3、MFR
0.3g/10分)100重量部に、12−ヒドロキシ
ステアリン酸マグネシウム1重量部と二酸化チタン5重
量部を配合したのち、φ30mm単軸押出機にて連続運転
を行い、5kgの着色樹脂組成物を調製し、メヤニ減少率
を求めた。その結果を第1表に示す。 比較例4 低密度ポリエチレン(平均密度0.92g/cm3、MFR
0.3g/10分)100重量部に、ヒドロキシステア
リン酸0.5重量部と二酸化チタン5重量部を配合した
のち、φ30mm単軸押出機にて連続運転を行い、5kgの
着色樹脂組成物を調製し、メヤニ減少率を求めた。その
結果を第1表に示す。 比較例5 低密度ポリエチレン(平均密度0.92g/cm3、MFR
0.3g/10分)100重量部に、エチレンビスステ
アリン酸アミド0.5重量部と二酸化チタン5重量部を
配合したのち、φ30mm単軸押出機にて連続運転を行
い、5kgの着色樹脂組成物を調製し、メヤニ減少率を求
めた。その結果を第1表に示す。
量部に対する値である。 (2)実施例7は、高密度ポリエチレン(平均密度0.
96g/cm3、MFR0.05g/10分)を使用する。 (3)実施例7以外は、すべて低密度ポリエチレン(平
均密度0.92g/cm3、MFR0.3g/10分)を使
用する。
酸アミドを配合した本発明の着色樹脂組成物(実施例1
〜9)は、各種顔料において、80.2〜99.4%のメ
ヤニ減少率が得られ、メヤニ防止効果が良好であった。
これに対し、他のメヤニ防止剤を配合した比較例1〜5
は、いずれもメヤニ減少率が80%未満であって、メヤ
ニ防止効果が不足していた。 試験例1 低密度ポリエチレン(平均密度0.92g/cm3、MFR
0.3g/10分)100重量部に対し、二酸化チタン
5重量部及びエチレンビスヒドロキシステアリン酸アミ
ド0.05重量部を単軸押出機(C1〜H=160℃)
にて溶融分散させ、大きさ3×3mmのペレットを調製し
た。また、比較のため、上記と同じ低密度ポリエチレン
100重量部に対し、二酸化チタン5重量部を単軸押出
機(C1〜H=160℃)にて溶融分散させ、大きさ3
×3mmの標準ペレットを調製した。次に、上記各ペレッ
トを用い、インフレーション成形機(C1〜H=150
℃)にて、厚さ20μmの着色フィルムを作製し、下記
の方法に従って、フィルム物性を求めた。 (1)分散性1000cm2の各フィルムを用いて、10
0μm以上の大きさの異物測定を行 った。結果を第2表に示す。 (2)色調 1000cm2の各フィルムを用いて、標準フィルムとの
色調比較試験を行った。結果を第2表に示す。 (3)透過率 各フィルムの赤外分光スペクトルを測定し、透過率を求
め、標準フィルムとの比較評価を行った。結果を第2表
に示す。 (4)引張り強度、引張り伸度 各フィルムについて、JIS K 7113に準拠して、
引張り強度、引張り伸度を測定した。結果を第2表に示
す。 (5)ヒートシール性 各フィルムそれぞれ2枚を用いて、ヒートシーラー(商
品名:ハンドシーラーHS−BE、ニューロング社製)
にて150℃でのヒートシール試験を行った。結果を第
2表に示す。 (6)印刷適性 各フィルムを用いて、黄、紅、藍、墨インキの印刷を施
し、セロハンテープでのインキの剥離試験と、学振型摩
擦堅牢度試験機によるインキ耐摩擦試験を行った。結果
を第2表に示す。
樹脂組成物から得られたフィルムは、各物性について、
いずれもなんら問題がないことが分かる。
物は、成形時において、顔料に起因するメヤニ(ダイカ
ス)の発生を効果的に抑制しうるので、品質の良好な各
種成形品を与えることができる。
Claims (2)
- 【請求項1】(A)ポリオレフィン系樹脂100重量部
に対して、(B)顔料0.01〜200重量部及び
(C)ヒドロキシ脂肪酸アミド0.01〜10重量部を
配合したことを特徴とするポリオレフィン系着色樹脂組
成物。 - 【請求項2】(C)成分のヒドロキシ脂肪酸アミドが、
ヒドロキシ脂肪酸の炭素数8〜22のものである請求項
1記載のポリオレフィン系着色樹脂組成物。
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JP11079898A JP3518794B2 (ja) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | ポリオレフィン系着色樹脂組成物 |
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JPH11302460A JPH11302460A (ja) | 1999-11-02 |
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