JP2007154140A

JP2007154140A - 分散体とそれを含有する塗料およびインキ

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Publication number: JP2007154140A
Application number: JP2005358691A
Authority: JP
Inventors: Takumi Tanaka; 巧田中; Akio Hamamoto; 秋雄濱元; Masakazu Kobashi; 正和小橋
Original assignee: Daito Kasei Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daito Kasei Kogyo Co Ltd
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-12-13
Publication date: 2007-06-21

Abstract

【課題】撥水撥油処理が施された顔料粉体を効果的に溶剤中に分散させて優れた分散性を有する分散体を得る。
【解決手段】フッ素化合物による表面処理が施された顔料粉体と、ハイドロフルオロカーボン類またはハイドロフルオロエーテル類のようなフッ素溶剤と、分散溶媒とを含有した分散体とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、撥水撥油処理が施された顔料粉体を含有する分散体と、この分散体を含有する塗料およびインキに関するものである。

従来、塗料やインキ等に撥水撥油性能を付与するには、パーフルオロアルキル基を含有するシリコーン化合物を配合したり（特許文献１，２参照）、あるいはフッ素含有シラン化合物を配合する（特許文献３参照）のが一般的である。

しかし、シリコーン化合物やシラン化合物を配合するのみでは、特に油に対する接触角が１００°程度に留まり、十分に満足できる塗料等を得ることができなかった。また、その配合量によっては、塗料にした場合に、いわゆるハジキ（塗装品表面に凹みが生じる現象）が発生し易いという欠点があった。

一方、フッ素処理された顔料は、その撥水撥油性のために界面張力が低く、多くの溶剤に対する親和性が極めて低い。このため、液中での分散性が非常に悪く、均一な製品が得られないという欠点がある。

そこで、この種のフッ素化合物処理顔料の分散体を作成するために、様々な試みがなされている。例えば特許文献４においては、ソルビタン脂肪酸エステルのような親油性非イオン界面活性剤とシリコーン油とを用いて分散体を作成するようにしたものが提案されている。

特開平８−６００３０号公報特開平７−１１８６００号公報特開平７−１７３４１２号公報特開平５−５８８３８号公報

しかしながら、上記特許文献４に開示されたように親油性非イオン界面活性剤とシリコーン油とを用いる処方は化粧品用途に限定され、一般工業用途としての汎用性に欠けるという問題点がある。

また、上記配合処方とは別のアプローチとして、分散粒子を湿式ビーズミル等の強撹拌分散機によって超微粒子化し、見掛け上の液体中での粉体分散速度を遅くすることにより分散性の向上を図るという処方も考えられるが、このような処方によっても完全な混合状態を長時間に渡り保持させることが困難であるという問題点がある。

本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、撥水撥油処理が施された顔料粉体を効果的に溶剤中に分散させて優れた分散性を有する分散体を提供できるようにするとともに、この分散体を含有して安定した撥水撥油特性を有する塗料およびインキを提供することを目的とするものである。

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、撥水撥油機能を発現させるために、撥水撥油処理が施された顔料粉体を用い、これを溶媒中に効率良く分散させるために、ハイドロフルオロカーボン類またはハイドロフルオロエーテル類のようなフッ素溶剤を用いることで、優れた分散性を保持した分散体が得られることを見いだし、本発明を完成させるに至った。

要するに、本発明による分散体は、
撥水撥油処理が施された顔料粉体と、フッ素溶剤と、分散溶媒とを含有してなることを特徴とするものである。

本発明において、前記撥水撥油処理は、フッ素化合物による表面処理であるのが好ましい。

また、前記フッ素溶剤は、ハイドロフルオロカーボン類もしくはハイドロフルオロエーテル類であるのが好ましい。

さらに、前記顔料粉体の含有量は０．１〜９５重量％、前記フッ素溶剤の含有量は１〜９９重量％であるのが良い。

また、本発明による塗料は、
前記いずれかに記載の分散体を０．１〜９０重量％含有してなることを特徴とするものである。

さらに、本発明によるインキは、
前記いずれかに記載の分散体を０．１〜９０重量％含有してなることを特徴とするものである。

本発明によれば、溶剤または水とのなじみが悪いフッ素処理粉体のような撥水撥油処理が施された顔料粉体を溶媒中に効率良く分散させるために、フッ素溶剤を用いているので、優れた分散性を保持した分散体を得ることができる。

また、上記分散体を塗料またはインキ等に配合することで、これら塗料、インキ等に安定した撥水撥油特性を付与することができる。この結果、いわゆるハジキが発生しない、高性能な塗料、インキ等を提供することができる。

次に、本発明による分散体とそれを含有する塗料およびインキの具体的な実施の形態について説明する。

本実施形態の分散体は、ａ）フッ素化合物で表面処理された顔料粉体と、ｂ）フッ素溶剤と、ｃ）分散溶剤とを含有している。

本実施形態で用いられるａ）フッ素化合物で表面処理された顔料粉体としては、下記一般式（１）にて示されるパーフルオロアルキル基を有するリン酸エステル（特開２００１−３０２４５５号公報参照）、パーフルオロアルキル基を有する樹脂（特開昭５５−１６７２０９号公報参照）、四フッ化エチレン樹脂、パーフルオロアルコール、パーフルオロエポキシ化合物、スルホアミド型フルオロリン酸、パーフルオロ硫酸塩、パーフルオロカルボン酸、パーフルオロアルキルシラン（特開平２−２１８６０３号公報参照）等で処理された顔料粉体が挙げられる。
［ＲｆＣ_ｎＨ_２ｎＯ］_ｙＰＯ（ＯＭ）_３−ｙ・・・・・・（１）
（式中のＲｆは炭素数３〜２１のパーフルオロアルキル基または、パーフルオロオキシアル基を示し、直鎖状あるいは分岐状であって、単一鎖長のものであっても複合鎖長のものであってもよい。ｎは１〜１２の整数を示し、ｙは１〜３の数を示す。Ｍは水素、アルカリ金属、アンモニウムまたは置換アンモニウムを示す。）

本実施形態におけるフッ素化合物の表面処理は、上記処理剤を１種または２種以上を組み合わせて使用することができ、その被覆量は顔料粉体に対して５０重量％以下であり、好ましくは１０〜２０重量％であるが、この被覆量を上げることで、フッ素溶剤との親和性が高くなり、より高分散かつ保存安定性の高い分散体を得ることができる。

また、表面処理される顔料粉体（母体）としては、無機顔料、有機顔料および樹脂粉体顔料があり、溶剤に溶解しない物質であれば特に限定されない。

ここで、無機顔料としては、酸化チタン、酸化鉄、群青、亜鉛華、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、マイカ、セリサイト、タルク、シリカ、カオリン、水酸化クロム、カーボンブラックが挙げられる。また、有機顔料としては、リソールルビンＢ、レーキレッドＣ、リソールレッド、ローダミンＢ、ヘリンドンピンクＣＮ、パーマネントレッド、ベンジルオレンジＧ、フタロシアニンブルー等が挙げられる。また、樹脂粉体顔料としては、ナイロンパウダー、アクリルパウダー、シリコンパウダー、四フッ化エチレンパウダー等が挙げられる。

次に、本実施形態で用いられるｂ）フッ素溶剤としては、ハイドロフルオロカーボン類またはハイドロフルオロエーテル類がある。ここで、ハイドロフルオロカーボン類としては、１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロエチル、１，１−ジクロロ−１−フルオロエチル、１−クロロ−１，１−ジフルオロエチルが挙げられる。また、ハイドロフルオロエーテル類としては、１，１，２，２−テトラフルオロエチル−２，２，２−トリフルオロエチルエーテル、エチル−１，１，１，２，２，３，３，４，４−ノナフルオロブチルエーテル、メチル−１，１，１，２，２，３，３，４，４−ノナフルオロブチルエーテル、ペンタ−１，１，１，２，２，３，４，５，５，５−デカフルオロ−３−メトキシ−４−トリフルオロメチルが挙げられる。なお、地球環境負荷の観点からは、ハイドロフルオロエーテル類を使用するのがより好ましい。

次に、本実施形態で用いられるｃ）分散溶剤としては、アルコール類およびケトン類を使用することができる。ここで、アルコール類としては、イソプロパノール、メタノール、エタノール等が挙げられ、ケトン類としては、ＭＩＢＫ、ＭＥＫ、アセトン等が挙げられる。なお、環境負荷、人体刺激性の観点および汎用性から見ると、イソプロパノールを用いるのが最も好ましい。

本実施形態において、ａ）フッ素化合物で表面処理された顔料粉体は、分散体中に０．１〜９５重量％配合されるのが良い。この配合量が９５重量％以上になると、分散体の粘度が高くなりすぎ、また０，１重量％以下では、撥水撥油機能が効率良く発揮できない。この配合量は、好ましくは５〜５０重量％であり、より好ましくは、最も分散安定性の高い１０〜３０重量％である。

また、ｂ）フッ素溶剤は、１〜９９重量％の範囲内で自由に処方することができるが、好ましくは顔料粉体の重量に対して０．５〜３倍程度が良く、残りに分散溶媒を使用するのが良い。

本実施形態の分散体を調整するには、ホモミキサー、ディスパー、ニーダー等の各種分散機を使用することができるが、高せん断力を加えることのできる湿式ビーズミルを用いるのがより好ましい。特に、この湿式ビーズミルを使用して、パス回数を１０パス以上にすることで、フッ素化合物で表面処理された顔料粉体の凝集粒子は粉砕されながら分散され、微粒子化されるため、分散安定性がさらに向上する。

次に、本発明による分散体とそれを含有する塗料およびインキの具体的な実施例を挙げて、さらに詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
パーフルオロリン酸エステル１５重量％と、テイカ社製微粒子酸化チタンＭＴ−６００Ｂ８５重量％とを、イソプロパノール中で混合し溶剤除去した後、１３０℃で６時間熱処理し、フッ素化合物で表面処理された顔料粉体を得た。この顔料粉体１０重量％に、フッ素溶剤として１，１，２，２−テトラフルオロエチル−２，２，２−トリフルオロエチルエーテル（旭硝子社製ＡＥ−３０００）を２０重量％、分散溶剤としてイソプロパノール７０重量％を加え、湿式ビーズミルにて混合、撹拌した。撹拌は、φ０．５のジルコニアビーズを充填率８０％で加えて、周速１０ｍ／ｓ、ポンプ流量４００ｍ／ｌにて実施した。

（実施例２）
分散溶剤にアセトンを使用した以外は、すべて実施例１と同様にして分散体を作成した。

（実施例３）
フッ素溶剤の添加量を４０重量％、処理顔料粉体を１０重量％、イソプロパノールを４０重量％にして、実施例１と同様に分散体を作成した。

（実施例４）
顔料粉体として粒子径の大きな酸化チタン（石原産業社製ＣＲ−５０）を使用した以外は、実施例１と同様にして分散体を作成した。

（実施例５）
顔料粉体の表面処理剤としてのフッ素化合物をトリエトキシ（３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８トリデカフルオロオクチル）シランを使用した以外は、すべて実施例１と同様にして分散体を作成した。

（比較例１）
微粒子酸化チタンＭＴ−６００Ｂを実施例１と同様に顔料粉体に表面処理し、顔料濃度１０重量％と、イソプロパノール９０重量％とで分散体を作成した。

（比較例２）
微粒子酸化チタンＭＴ−６００Ｂ９７重量％と、パーフルオロリン酸エステル３重量％とを、イソプロパノール中で混合し溶剤除去した後、１３０℃で６時間熱処理し、フッ素処理顔料粉体を得た。得られた処理粉体を元に実施例１と同様にして分散体を作成した。

上記のようにして得られた各分散体について、粉体の分離状況を観察した。また、各分散体を塗布した後溶剤除去した塗布粉体の水、油に対する接触角を測定した。この測定結果が表１に併せて示されている。

表１から明らかなように、各実施例の分散体は比較例のものに比べて粉体の分離状況が良好であり、また接触角も高い数値が得られている。この結果、フッ素溶剤を用いることで良好な分散状態の分散体を作成できることがわかる。また、塗布粉体も良好な撥水撥油性能を示している。この撥水撥油性能は、塗料やインキの機能性の向上に有効である。

Claims

撥水撥油処理が施された顔料粉体と、フッ素溶剤と、分散溶媒とを含有してなることを特徴とする分散体。
前記撥水撥油処理が、フッ素化合物による表面処理である請求項１に記載の分散体。
前記フッ素溶剤が、ハイドロフルオロカーボン類もしくはハイドロフルオロエーテル類である請求項１または２に記載の分散体。
前記顔料粉体の含有量が０．１〜９５重量％、前記フッ素溶剤の含有量が１〜９９重量％である請求項１〜３のいずれかに記載の分散体。
請求項１〜４のいずれかに記載の分散体を０．１〜９０重量％含有してなることを特徴とする塗料。
請求項１〜４のいずれかに記載の分散体を０．１〜９０重量％含有してなることを特徴とするインキ。