JP2009165910A - 分散剤、及びそれを用いた顔料組成物並びに顔料分散体 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、低使用量で分散性、流動性、保存安定性に優れる顔料組成物を得るための分散剤の提供を目的とする。更に本発明は、オフセットインキ、グラビアインキ、カラーフィルター用レジストインキ及びインキジェットインキ、塗料、着色樹脂組成物などに適する、非集合性、流動性に優れた分散性や安定性をもつ、分散剤の提供を目的とする。
【解決手段】酸無水物基を有する重合体(a)中の酸無水物基1モルに対して、片末端領域に2つの水酸基を有するビニル重合体(b)中の水酸基0.2〜2.0モルを付加反応させてなる分散剤。
【選択図】なし

Description

本発明は、分散剤に関し、更に詳しくは、塗料及び着色樹脂組成物などの分野に適する、非集合性、流動性、保存安定性に優れた顔料分散体を製造することのできる分散剤、及びそれを用いた顔料組成物に関する。
一般に、インキ等を製造する場合、顔料を安定に高濃度で分散することが難しく、製造工程や製品そのものに対して種々の問題を引き起こすことが知られている。例えば、微細な粒子からなる顔料を含む分散体は往々にして高粘度を示し、製品の分散機からの取り出しや輸送が困難となるばかりでなく、高粘度化が顕著な場合は保存中にゲル化を起こし、使用困難となることさえある。更に展色物の表面に関しては光沢の低下、レベリング不良等の状態不良を生じる。又、異種の顔料を混合して使用する場合、凝集による色別れや、沈降などの現象により展色物に色むらや著しい着色力の低下が現れることがある。
そこで一般的には、分散状態を良好に保つために分散剤が利用されている。分散剤は、顔料に吸着する部位と、分散媒である溶剤に親和性の高い部位との構造を持ち合わせ、この2つの機能の部位のバランスで分散剤の性能は決まる。分散剤は、被分散物である顔料の表面状態に合わせ、種々のものが使用されているが、塩基性に偏った表面を有する顔料には酸性の分散剤が使用されるのが一般的である。この場合、酸性の官能基が顔料の吸着部位となる。酸性の官能基としてカルボキシル基を有する分散剤は、例えば特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4などに記載されている。
しかし、これらはある程度の分散能力は持ち合わせるが、低粘度で安定な分散体をつくるには使用量を多くする必要があった。しかし、使用量を多くすることは、インキ、塗料等への展開を考える上で、塗膜の耐性が落ちる場合があるなど好ましいものではなかった。
特開昭61−61623号公報 特開平1−141968号公報 特開平2−219866号公報 特開平11−349842号公報
本発明は、低使用量で分散性、流動性、保存安定性に優れ、バインダー樹脂や溶剤に制限されず、得られる塗膜の耐熱性に優れる顔料分散体を得るための分散剤の提供を目的とする。更に本発明は、オフセットインキ、グラビアインキ、カラーフィルター用レジストインキ、インキジェットインキ、塗料、及び着色樹脂組成物などに適する、非集合性、流動性に優れた分散性や安定性を付与でき、耐熱性に優れた塗膜を得ることができる分散剤の提供を目的とする。
本発明者らは前記の課題を解決するため、鋭意検討の結果、酸無水物基含有重合体に側鎖としてビニル重合体を付加反応した分散剤が前記課題を解決するものであることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、第1の発明は、酸無水物基を有する重合体(a)中の酸無水物基1モルに対して、
片末端領域に2つの水酸基を有するビニル重合体(b)中の水酸基0.2〜2.0モルを付加反応させてなる分散剤に関する。
又、第2の発明は、酸無水物基を有する重合体(a)が、無水マレイン酸と、無水マレイン酸と共重合可能なエチレン性不飽和単量体(a1)と、をラジカル重合して得られることを特徴とする第1の発明の分散剤に関する。
又、第3の発明は、片末端領域に2つの水酸基を有するビニル重合体(b)が、分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物(b1)の存在下に、エチレン性不飽和単量体(b2)をラジカル重合してなることを特徴とする第1又は第2の発明の分散剤に関する。
又、第4の発明は、エチレン性不飽和単量体(b2)が、メチルメタクリレートを含むことを特徴とする第3の発明の分散剤に関する。
又、第5の発明は、エチレン性不飽和単量体(b2)が、更にブチルメタクリレートを含むことを特徴とする第4の発明の分散剤に関する。
又、第6の発明は、エチレン性不飽和単量体(b2)の合計100重量%中、メチルメタクリレートとブチルメタクリレートとの合計が20〜100重量%であることを特徴とする第4又は第5の発明の分散剤に関する。
又、第7の発明は、エチレン性不飽和単量体(b2)の合計100重量%中、下記一般式(1)で表される単量体を20〜100重量%含むことを特徴とする第3の発明の分散剤に関する。
Figure 2009165910
[一般式(1)において、R1は、炭素原子数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、又は炭素数6〜15の脂環式のアルキル基である。]
又、第8の発明は、片末端領域に2つの水酸基を有するビニル重合体(b)の重量平均分子量が、1,000〜30,000であることを特徴とする第1〜7いずれかの発明の分散剤に関する。
又、第9の発明は、重量平均分子量が、1,500〜100,000であり、かつ、酸価が5〜120mgKOH/gであることを特徴とする第1〜8いずれかの発明の分散剤に関する。
又、第10の発明は、第1〜9いずれかの発明の分散剤と、顔料とを含有する顔料組成物に関する。
又、第11の発明は、更に、塩基性基を有する顔料誘導体、塩基性基を有するアントラキノン誘導体、塩基性基を有するアクリドン誘導体、及び塩基性基を有するトリアジン誘導体からなる群から選ばれる塩基性誘導体の少なくとも一種を含有する第10の発明の顔料組成物に関する。
又、第12の発明は、第10又は第11の発明の顔料組成物とワニスとを含んでなる顔料分散体に関する。
本発明の分散剤を使用することにより従来得られなかった分散性、流動性、保存安定性を有し、耐熱性に優れる塗膜を得ることができる顔料組成物を提供できた。更に、オフセットインキ、グラビアインキ、カラーフィルター用レジストインキ、インキジェットインキ、塗料、及び着色樹脂組成物などに適する、非集合性、流動性に優れた分散性や安定性をもち、耐熱性に優れる塗膜を得ることができ、更には高い経時安定性を有する顔料分散体を提供できた。
一般に、顔料分散剤は、顔料に吸着する部位と、分散媒である溶剤に親和性の高い部位との構造を持ち合わせ、この2つの部位のバランスで分散剤の性能が決まる。つまり、分散性を発現させるためには、分散剤の顔料に吸着する性能と、分散媒である溶剤への親和性がともに非常に重要である。本発明の分散剤は、酸無水物基を有する重合体(a)由来の酸性基が顔料に吸着し、片末端領域に2つの水酸基を有するビニル重合体(b)由来の側鎖が溶剤へ親和する機能を有することを特徴としている。
本発明の分散剤は、酸無水物基を有する重合体(a)中の酸無水物基1モルに対して、片末端領域に2つの水酸基を有するビニル重合体(b)中の水酸基0.2〜2.0モルを付加反応して得られる分散剤である。
まずは、酸無水物基を有する重合体(a)について説明する。重合体(a)は、酸無水物基を有するエチレン性不飽和単量体を含むエチレン性不飽和単量体をラジカル重合して得られる共重合体である。酸無水物基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば、無水マレイン酸や無水イタコン酸などがあげられる。重合体(a)中における無水物基としては、単量体単位で3〜90重量%が好ましく、5〜75重量%がより好ましい。含有率が3重量%未満であれば、酸性基の数が少ないために顔料吸着能力が低くなる場合があり、90重量%より多いと顔料の凝集を引き起こしてしまう場合がある。本発明において、重合体(a)としては、無水マレイン酸と、無水マレイン酸と共重合可能なエチレン性不飽和単量体(a1)との共重合体であることが、本発明の分散剤を安定に製造できる点や、顔料分散性の点から好ましい。
無水マレイン酸と共重合可能なエチレン性不飽和単量体(a1)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;
フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート等の芳香族(メタ)アクリレート類;
(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸等のカルボキシル基含有単量体;
グリシジル(メタ)アクリレート、オキセタン(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリール(メタ)アクリレート等の複素環式(メタ)アクリレート類;
メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート類;
(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、イソブチル(メタ)アクリルアミド、t−ブチル(メタ)アクリルアミド、及びt−オクチル(メタ)アクリルアミドダイアセトン(メタ)アクリルアミド、アクリロイルモルホリン等の(N置換型)(メタ)アクリルアミド類;
N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル (メタ)アクリレート等のアミノ基含有(メタ)アクリレート類;
及び、(メタ)アクリロニトリル等のニトリル類;
片末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレートオリゴマー、片末端メタクリロイル化ポリスチレンオリゴマー、及び片末端メタクリロイル化ポリエチレングリコール等の重合性オリゴマー等があげられる。
又、上記単量体と併用できるその他の単量体として、スチレン、α−メチルスチレン、p−ヒドロキシスチレン、クロロメチルスチレン、ビニルトルエン、インデン等のスチレン類;
エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類;
N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド等のN置換マレイミド類があげられる。
本発明では、重合体(a)として、以下の(A1)又は(A2)の重合体を用いるのが、顔料吸着能力が高く、分散性がよいことから好ましい。
(A1):無水マレイン酸と、スチレン及びインデンから選ばれる少なくとも1種のエチレン性不飽和単量体と、を共重合して得られる重合体。
(A2):無水マレイン酸と、スチレン及びインデンから選ばれる少なくとも1種のエチレン性不飽和単量体と、N−シクロヘキシルマレイミド及びN−フェニルマレイミドから選ばれる少なくとも1種のエチレン性不飽和単量体と、を共重合して得られる重合体。
酸無水物基を有する重合体(a)の、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)としては、500〜75,000であることが好ましく、1,000〜20,000であることがより好ましく、1,000〜10,000であることが特に好ましい。該重量平均分子量が500〜75,000であれば、顔料の凝集を防ぐことにより、顔料分散体の粘度上昇を抑えることに効果的である。
本発明の分散剤を構成する、酸無水物基を有する重合体(a)の含有率としては、分散剤の重量の合計100重量%中、0.5〜40重量%が好ましく、1.5〜20重量%がより好ましい。上記含有率が0.5〜40重量%であれば、分散剤の顔料への十分な吸着力を保持することができる。又、顔料分散剤としての十分な立体反発効果を保持し、分散液の粘度の上昇を抑えることに効果的である。
次に、片末端領域に2つの水酸基を有するビニル重合体(b)(以下、単に「ビニル重合体(b)」とも表記する)について説明する。ビニル重合体(b)は、分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物(b1)の存在下に、エチレン性不飽和単量体(b2)をラジカル重合することで得ることができる。ここでいう「片末端領域」とは、分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物(b1)中のチオール基から水素原子を除いた残基を意味する。ビニル重合体(b)は、分散媒である溶剤に親和性の高い部位である。又、ビニル重合体(b)の片末端領域に存在する2つの水酸基のうち1つは、ビニル重合体(b)と酸無水物基を有する重合体(a)とを反応させる際に重合体(a)中の酸無水物基と付加反応し、もう1つの水酸基は自由度が落ちるためほとんど反応せずに分散剤中に残ることになる。この分散剤中に残った水酸基は、最終的に顔料組成物や顔料分散体を塗膜にする時の加熱により分散剤中に存在するカルボキシル基と架橋する。このことにより本発明の分散剤を使用した顔料組成物及び顔料分散体は優れた耐熱性を有する。
分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物(b1)(以下、単に「化合物(b1)」と表記することもある)とは、分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物であれば特に限定されず、例えば、1−メルカプト−1,1−メタンジオール、1−メルカプト−1,1−エタンジオール、3−メルカプト−1,2−プロパンジオール(別名:1−チオグリセロール)、2−メルカプト−1,2−プロパンジオール、2−メルカプト−2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メルカプト−2−エチル−1,3−プロパンジオール、1−メルカプト−2,2−プロパンジオール、2−メルカプトエチル−2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メルカプトエチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、等が挙げられる。
目的とする片末端領域に2つの水酸基を有するビニル重合体(b)の分子量にあわせて、化合物(b1)とエチレン性不飽和単量体(b2)と、任意に重合開始剤とを混合して加熱することでビニル重合体(b)を得ることができる。化合物(b1)は、エチレン性不飽和単量体(b2)100重量部に対して、1〜30重量部用いて、塊状重合又は溶液重合によりビニル重合体(b)を得ることが好ましく、より好ましくは3〜12重量部、更に好ましくは4〜12重量部、特に好ましくは5〜9重量部である。反応温度は、40〜150℃、好ましくは50〜110℃である。
重合の際、エチレン性不飽和単量体(b2)100重量部に対して、任意に0.001〜5重量部の重合開始剤を使用することができる。重合開始剤としては、アゾ系化合物及び有機過酸化物を用いることができる。アゾ系化合物の例としては、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、4,4’−アゾビス(4−シアノバレリック酸)、2,2’−アゾビス(2−ヒドロキシメチルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]等が挙げられる。有機過酸化物の例としては、過酸化ベンゾイル、t−ブチルパーベンゾエイト、クメンヒドロパーオキシド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジ(2−エトキシエチル)パーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシビバレート、(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキシド、ジプロピオニルパーオキシド、ジアセチルパーオキシド等があげられる。これらの重合開始剤は、単独で、もしくは2種類以上組み合わせて用いることができる。
溶液重合の場合には、重合溶媒として、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、トルエン、キシレン、アセトン、ヘキサン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等が用いられるが特にこれらに限定されるものではない。これらの重合溶媒は、2種類以上混合して用いても良いが、最終用途で使用する溶剤であることが好ましい。
エチレン性不飽和単量体(b2)としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;
フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート等の芳香族(メタ)アクリレート類;
(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸等のカルボキシル基含有単量体;
2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、エチル−α−(ヒドロキシメチル)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリレート類;
グリシジル(メタ)アクリレート、オキセタン(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリール(メタ)アクリレート等の複素環式(メタ)アクリレート類;
メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート類;
(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、イソブチル(メタ)アクリルアミド、t−ブチル(メタ)アクリルアミド、及びt−オクチル(メタ)アクリルアミドダイアセトン(メタ)アクリルアミド、アクリロイルモルホリン等の(N置換型)(メタ)アクリルアミド類;
N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有(メタ)アクリレート類;
及び、(メタ)アクリロニトリル等のニトリル類;
片末端メタクリロイル化ポリメチルメタクリレートオリゴマー、片末端メタクリロイル化ポリスチレンオリゴマー、及び片末端メタクリロイル化ポリエチレングリコール等の重合性オリゴマー等があげられる。
又、上記単量体と併用できるその他の単量体として、スチレン、α−メチルスチレン、p−ヒドロキシスチレン、クロロメチルスチレン、ビニルトルエン、インデン等のスチレン類;
エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類;
N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド等のN置換マレイミド類があげられる。
本発明においては、上記に例示したエチレン性不飽和単量体(b2)の中でも、メチルメタクリレートが好ましく用いられ、メチルメタクリレートとブチルメタクリレートとを併用することがより好ましい。エチレン性不飽和単量体(b2)として、メチルメタクリレートを使用し、ブチルメタクリレートを使用しない場合には、エチレン性不飽和単量体(b2)の合計100重量%中、メチルメタクリレートの割合が20〜100重量%であることが好ましく、50〜100重量%であることがより好ましい。又、エチレン性不飽和単量体(b2)として、メチルメタクリレートとブチルメタクリレートとを併用する場合には、両者の合計が、エチレン性不飽和単量体(b2)の20〜100重量%を占めることが好ましく、50〜100重量%を占めることがより好ましい。エチレン性不飽和単量体(b2)として、メチルメタクリレートを使用した場合、更には、メチルメタクリレートとブチルメタクリレートとを併用した場合には、顔料分散性がより良好となる。
又、本発明においては、上記に例示したエチレン性不飽和単量体(b2)の中でも、下記一般式(1)で表わされる単量体を使用することも、好ましい態様の一つである。一般式(1)で表される単量体の使用量は、エチレン性不飽和単量体(b2)の合計100重量%中、20〜100重量%が好ましく、20〜70重量%がより好ましい。一般式(1)で表わされる単量体を用いると、溶媒親和性が良くなり、顔料分散性が良好になる。
Figure 2009165910
[一般式(1)において、R1は、炭素原子数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、又は炭素数6〜15の脂環式のアルキル基である。]
片末端領域に2つの水酸基を有するビニル重合体(b)の、GPCによるポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)としては、1,000〜30,000であることが好ましく、1,000〜15,000であることがより好ましい。該重量平均分子量が1,000〜30,000であれば、顔料の凝集を防ぐことにより、顔料分散体の粘度上昇を抑えることに有利である。
次に、酸無水物基を有する重合体(a)と、片末端領域に2つの水酸基を有するビニル重合体(b)との反応について説明する。
本発明の分散剤は、酸無水物基を有する重合体(a)中の酸無水物基1モルと、片末端領域に2つの水酸基を有するビニル重合体(b)中の水酸基0.2〜2.0モルと、を付加反応させることを特徴とする。反応させる水酸基の割合が0.2モル未満であると、溶媒親和部位であるビニル重合体(b)の反応する分子数が少なくなるため顔料同士の凝集が起こり、粘度低下効果の不足や塗膜外観に不具合を生じさせることになり分散剤として使用できない。一方、反応させる水酸基の割合が2.0モルを超えると、架橋によりゲル化してしまい、合成できなくなる。なお、重合体(a)中の酸無水物基及び重合体(b)中の水酸基のモル数は、それぞれの重合体を製造する際における理論値を用いた。
酸無水物基と水酸基との反応終点は、電位差滴定によって残存する無水物基を定量することで確認した。
酸無水物基を有する重合体(a)と、片末端領域に2つの水酸基を有するビニル重合体(b)とを反応させる際、異なった種類のビニル重合体(b)、低分子量のアルコール等を同時に反応させても構わない。反応には触媒を使ってもよい。
上述の低分子量アルコールとは、分子式の式量が1,000以下の水酸基を含有する化合物であれば特に限定されることはなく、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、i−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール等の脂肪族アルコール類;
ベンジルアルコール、フェネチルアルコール、p−ヒドロキシフェネチルアルコール等の脂肪芳香族アルコール類;
乳酸、β−乳酸等のカルボン酸含有アルコール類;
グリセロール、3−エチル−3−ヒドロキシメチルオキセタン、フルフリールアルコール、テトラヒドロフルフリールアルコール、グリセリンカーボネート、N−(2−ヒドロキシエチル)マレイミド等の複素環含有アルコール類等が挙げられる。
このとき、酸無水物基を有する重合体(a)と片末端領域に2つの水酸基を有するビニル重合体(b)との反応は、前者の酸無水物基と後者の水酸基を介してのエステル結合形成反応である。エステル結合形成反応は70〜210℃、好ましくは80〜180℃で行うと良い。210℃を超えると、反応生成物に着色をきたしたり、上記したビニル重合体(b)中の2つの水酸基のどちらも反応したりしてしまう恐れがある。70℃未満であると反応時間が長くなってしまう。又、反応は窒素気流下で行うと着色の少ないものが得られる。
本発明の分散剤の重量平均分子量(Mw)は、1,500〜100,000であることが好ましく、より好ましくは2,000〜50,000、特に好ましくは2,000〜20,000である。重量平均分子量が1,500未満であれば、顔料組成物の安定性が低下する場合があり、100,000を超えると樹脂間の相互作用が強くなり、顔料組成物の増粘が起きる場合がある。又、得られた分散剤の酸価は、5〜120mgKOH/gであることが好ましく、より好ましくは5〜100mgKOH/gであり、さらに好ましくは5〜80mgKOH/gである。酸価が5mgKOH/g未満であれば顔料と吸着する官能基が不足し、顔料分散に寄与することが困難になる場合があり、120mgKOH/gを超えると、顔料同士の凝集が起こり、粘度低下効果の不足や塗膜外観に不具合を生じさせる場合がある。
本発明の分散剤と顔料とを混合し、分散することにより、顔料組成物を得ることができる。本発明で使用する顔料は、特に制限されないが、例えば、溶性アゾ顔料、不溶性アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリノン顔料、イソインドリン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、ジオキサジン顔料、アントラキノン顔料、ジアンスラキノニル顔料、アンスラピリミジン顔料、アンサンスロン顔料、インダンスロン顔料、フラバンスロン顔料、ピランスロン顔料、ジケトピロロピロール顔料等があり、更に具体的な例をカラーインデックスのジェネリックネームで示すと、ピグメントブラック7、ピグメントブルー15、15:1、15:3、15:4、15:6、60、ピグメントグリーン7、36、ピグメントレッド9、48、49、52、53、57、97、122、144、146、149、166、168、177、178、179、185、206、207、209、220、221、238、242、254、255、ピグメントバイオレット19、23、29、30、37、40、50、ピグメントイエロー12、13、14、17、20、24、74、83、86、93、94、95、109、110、117、120、125、128、137、138、139、147、148、150、151、154、155、166、168、180、185、213、ピグメントオレンジ13、36、37、38、43、51、55、59、61、64、71、74等があげられる。又、カーボンブラックについては中性、酸性、塩基性等のあらゆるカーボンブラックを使用することができる。
又、本発明の分散剤を用いた顔料組成物には、更に塩基性基を有する顔料誘導体、塩基性基を有するアントラキノン誘導体、塩基性基を有するアクリドン誘導体及び塩基性基を有するトリアジン誘導体の群から選ばれる少なくとも一種の塩基性誘導体を含むことが好ましい。ここで、顔料誘導体とは、前記のカラーインデックスに記載されている有機顔料残基に、特定の置換基を導入したものであり、本発明では塩基性基を有するものを使用する。塩基性誘導体を含むことにより、塩基性誘導体なしでは分散の難しい顔料(特に、有機顔料の場合)も、分散性、流動性、保存安定性に優れた顔料組成物とすることができ好ましい。
本発明の顔料組成物において用いることのできる塩基性誘導体は、塩基性基を有する顔料誘導体、塩基性基を有するアントラキノン誘導体、塩基性基を有するアクリドン誘導体および塩基性基を有するトリアジン誘導体の群から選ばれるものである。
本発明の顔料組成物において用いることのできる塩基性誘導体の塩基性基は、下記一般式(2)、(3)、(4)及び(5)で示される基からなる群から選ばれる少なくとも1つの基である。
一般式(2)
Figure 2009165910
一般式(3)
Figure 2009165910
一般式(4)
Figure 2009165910
一般式(5)
Figure 2009165910
前記一般式(2)〜(5)において、
Xは、−SO2−、−CO−、−CH2NHCOCH2−、−CH2−又は直接結合を表す。
mは、1〜10の整数を表す。
2 、R3 は、それぞれ独立に、置換されていてもよい、アルキル基、アルケニル基、フェニル基、又はR2とR3とが一体となって形成した複素環を表す。ただし、前記複素環は、更なる窒素、酸素又は硫黄原子を含んでいてもよい。アルキル基及びアルケニル基の炭素数は1〜10が好ましい。
4 は、置換されていてもよい、アルキル基、アルケニル基又はフェニル基を表す。アルキル基及びアルケニル基の炭素数は1〜10が好ましい。
5 、R6 、R7、R8は、それぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよい、アルキル基、アルケニル基又はフェニル基を表す。アルキル基及びアルケニル基の炭素数は1〜5が好ましい。
Yは、−NR9−Z−NR10−又は直接結合を表す。
9、R10は、それぞれ独立に、水素原子、置換されていてもよい、アルキル基、アルケニル基又はフェニル基を表す。アルキル基及びアルケニル基の炭素数は1〜5が好ましい。
Zは、置換されていてもよい、アルキレン基、アルケニレン基、又はフェニレン基を表す。アルキル基及びアルケニル基の炭素数は1〜8が好ましい。
Pは、一般式(6)で示される置換基又は一般式(7)で示される置換基を表す。
Qは、水酸基、アルコキシル基、一般式(6)で示される置換基又は一般式(7)で示される置換基を表す。
一般式(6)
Figure 2009165910
一般式(7)
Figure 2009165910
前記一般式(6)、(7)において、
1、X2は、−SO2−、−CO−、−CH2NHCOCH2−、−CH2−又は直接結合を表す。
上記一般式中のR2〜R10におけるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などが挙げられる。又、アルケニル基としては、ビニル基、プロペニル基などが挙げられる。
上記一般式中のZにおけるアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基などが挙げられる。又、アルケニレン基としては、ビニレン基、プロペニレン基などが挙げられる。
上記一般式中のQにおけるアルコキシル基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。
又、置換されてもよい官能基とは、ハロゲン基、シアノ基、アルコキシル基、アミノ基、水酸基、ニトロ基、エポキシ基などが挙げられる。
一般式(2)〜(5)で示される置換基を形成するために使用されるアミン成分としては、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、N,N−エチルイソプロピルアミン、N,N−エチルプロピルアミン、N,N−メチルブチルアミン、N,N−メチルイソブチルアミン、N,N−ブチルエチルアミン、N,N−tert−ブチルエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジプロピルアミン、N,N−sec−ブチルプロピルアミン、ジブチルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、N,N−イソブチル−sec−ブチルアミン、ジアミルアミン、ジイソアミルアミン、ジヘキシルアミン、ジ(2−エチルへキシル)アミン、ジオクチルアミン、N,N−メチルオクタデシルアミン、ジデシルアミン、ジアリルアミン、N,N−エチル−1,2−ジメチルプロピルアミン、N,N−メチルヘキシルアミン、ジオレイルアミン、ジステアリルアミン、N,N−ジメチルアミノメチルアミン、N,N−ジメチルアミノエチルアミン、N,N−ジメチルアミノアミルアミン、N,N−ジメチルアミノブチルアミン、N,N−ジエチルアミノエチルアミン、N,N−ジエチルアミノプロピルアミン、N,N−ジエチルアミノヘキシルアミン、N,N−ジエチルアミノブチルアミン、N,N−ジエチルアミノペンチルアミン、N,N−ジプロピルアミノブチルアミン、N,N−ジブチルアミノプロピルアミン、N,N−ジブチルアミノエチルアミン、N,N−ジブチルアミノブチルアミン、N,N−ジイソブチルアミノペンチルアミン、N,N−メチルーラウリルアミノプロピルアミン、N,N−エチルーヘキシルアミノエチルアミン、N,N−ジステアリルアミノエチルアミン、N,N−ジオレイルアミノエチルアミン、N,N−ジステアリルアミノブチルアミン、ピペリジン、2−ピペコリン、3−ピペコリン、4−ピペコリン、2,4−ルペチジン、2,6−ルペチジン、3,5−ルペチジン、3−ピペリジンメタノール、ピペコリン酸、イソニペコチン酸、イソニコペチン酸メチル、イソニコペチン酸エチル、2−ピペリジンエタノール、ピロリジン、3−ヒドロキシピロリジン、N−アミノエチルピペリジン、N−アミノエチル−4−ピペコリン、N−アミノエチルモルホリン、N−アミノプロピルピペリジン、N−アミノプロピル−2−ピペコリン、N−アミノプロピル−4−ピペコリン、N−アミノプロピルモルホリン、N−メチルピペラジン、N−ブチルピペラジン、N−メチルホモピペラジン、1−シクロペンチルピペラジン、1−アミノ−4−メチルピペラジン、1−シクロペンチルピペラジン等が挙げられる。
塩基性基を有する顔料誘導体を構成する有機色素は、例えば、ジケトピロロピロール系色素、アゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系色素、フタロシアニン系色素、ジアミノジアントラキノン、アントラピリミジン、フラバントロン、アントアントロン、インダントロン、ピラントロン、ビオラントロン等のアントラキノン系色素、キナクリドン系色素、ジオキサジン系色素、ペリノン系色素、ペリレン系色素、チオインジゴ系色素、イソインドリン系色素、イソインドリノン系色素、キノフタロン系色素、スレン系色素、金属錯体系色素等の色素である。又、塩基性基を有するアントラキノン誘導体及び塩基性基を有するアクリドン誘導体は、メチル基、エチル基等のアルキル基、アミノ基、ニトロ基、水酸基またはメトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基又は塩素等のハロゲン等の置換基を有していてもよい。
又、塩基性基を有するトリアジン誘導体を構成するトリアジンは、アルキル基(メチル基、エチル基、ブチル基等)、アミノ基、アルキルアミノ基(ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基等)、ニトロ基、水酸基、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等)、ハロゲン(塩素、臭素等)、フェニル基(アルキル基、アミノ基、アルキルアミノ基、ニトロ基、水酸基、アルコキシ基、ハロゲン等で置換されていてもよい)、及びフェニルアミノ基(アルキル基、アミノ基、アルキルアミノ基、ニトロ基、水酸基、アルコキシ基、ハロゲン等で置換されていてもよい)等の置換基を有していてもよい1,3,5−トリアジンである。
本発明の塩基性基を有する顔料誘導体、アントラキノン誘導体及びアクリドン誘導体は、種々の合成経路で合成することができる。例えば、有機色素、アントラキノンもしくはアクリドンに一般式(6)〜(9)で示される置換基を導入した後、上記置換基と反応して一般式(2)〜(5)で示される置換基を形成するアミン成分、例えば、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、N−メチルピペラジン、ジエチルアミン又は4−[4−ヒドロキシ−6−[3−(ジブチルアミノ)プロピルアミノ]−1,3,5−トリアジン−2−イルアミノ]アニリン等を反応させることによって得られる。
一般式(6)−SO2Cl
一般式(7)−COCl
一般式(8)−CH2NHCOCH2Cl
一般式(9)−CH2Cl
一般式(6)〜(9)で示される置換基と上記アミン成分との反応の際に、一般式(6)〜(9)で示される置換基の一部が加水分解して、塩素原子が水酸基に置換したものが混在していてもよい。その場合、一般式(6)または一般式(7)で示される置換基は、それぞれスルホン酸基またはカルボン酸基となるが、何れも遊離酸のままでもよく、又、1〜3価の金属又は上記のモノアミンとの塩であってもよい。
又、有機色素がアゾ系色素である場合は、一般式(2)〜(5)で示される置換基をあらかじめジアゾ成分又はカップリング成分に導入し、その後カップリング反応を行うことによってアゾ系顔料誘導体を製造することもできる。
前記塩基性基を有するトリアジン誘導体は、種々の合成経路で合成することができる。例えば、塩化シアヌルを出発原料とし、塩化シアヌルの少なくとも1つの塩素に一般式(2)〜(5)で示される置換基を形成するアミン成分、例えば、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン又はN−メチルピペラジン等を反応させ、次いで塩化シアヌルの残りの塩素と種々のアミン又はアルコール等を反応させることによって得られる。
特定の塩基性基を有する誘導体の具体例を以下に示すが、これらに限定されるわけではない。これらの誘導体は、単独又は2種類以上を混合して用いることができる。
Figure 2009165910
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本発明の顔料組成物において、塩基性誘導体の配合量は、顔料100重量部に対し好ましくは1〜50重量部、更に好ましくは3〜30重量部、最も好ましくは5〜25重量部である。又、分散剤の配合量は、顔料100重量部に対し好ましくは1〜200重量部、更に好ましくは2〜175重量部、最も好ましくは5〜150重量部である。
本発明では、顔料の分散性や、顔料組成物及び顔料分散体の保存安定性を向上させるために、本発明の分散剤以外の分散剤を添加してもよい。そのような分散剤としては、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルとの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルとの塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、変性ポリウレタン、変性ポリアクリレート、ポリエーテルエステル型アニオン系活性剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物塩、芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ステアリルアミンアセテート等を用いることができる。
上記分散剤の具体例としては、BYK Chemie社製「Anti−Terra−U(ポリアミノアマイド燐酸塩)」、「Anti−Terra−203/204(高分子量ポリカルボン酸塩)」、「Disperbyk−101(長鎖ポリアミノアマイドと極性酸エステルとの塩)、107(水酸基含有カルボン酸エステル)、110、111(酸基を含む共重合物)、130(ポリアマイド)、161、162、163、164、165、166、170、180、182(高分子共重合物)」、「Bykumen(高分子量不飽和酸エステル)」、「BYK−P104、P105(高分子量不飽和酸ポリカルボン酸)」、「P104S、240S(高分子量不飽和酸ポリカルボン酸とポリシロキサンとの混合物)」、「Lactimon(長鎖アミンと不飽和酸ポリカルボン酸との部分アミド化物とポリシロキサンとの混合物)」が挙げられる。
又、Efka CHEMICALS社製「エフカ44、46、47、48、49、54、63、64、65、66、71、701、764、766」、「エフカポリマー100(変性ポリアクリレート)、150(脂肪族系変性ポリマー)、400、401、402、403、450、451、452、453(変性ポリアクリレート)、745(銅フタロシアニン系)」、共栄社化学社製「フローレン TG−710(ウレタンオリゴマー)」、「フローノンSH−290、SP−1000」、「ポリフローNo.50E、No.300(アクリル系共重合物)」、楠本化成社製「ディスパロン KS−860、873SN、874(高分子分散剤)、#2150(脂肪族多価カルボン酸)、#7004(ポリエーテルエステル型)」が挙げられる。
更に、花王社製「デモールRN、N(ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩)、MS、C、SN−B(芳香族スルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩)、EP」、「ホモゲノールL−18(ポリカルボン酸型高分子)」、「エマルゲン920、930、931、935、950、985(ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル)」、「アセタミン24(ココナッツアミンアセテート)、86(ステアリルアミンアセテート)」、ルーブリゾール社製「ソルスパーズ5000(フタロシアニンアンモニウム塩系)、13940(ポリエステルアミン系)、17000(脂肪酸アミン系)、24000」、日光ケミカル社製「ニッコール T106(ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート)、MYS−IEX(ポリオキシエチレンモノステアレート)、Hexagline 4−0(ヘキサグリセリルテトラオレート)」、味の素ファインテクノ社製「アジスパーPB821、PB822(塩基性分散剤)」等が挙げられる。これらの分散剤はインキ中に0.1〜10重量%含まれることが好ましい。
本発明に使用する有機溶剤は、オフセットインキ、グラビアインキ、カラーフィルター用レジストインキ、インキジェットインキ、塗料、及び着色樹脂組成物等に使用される有機溶剤が広く利用できる。補足するならば、本発明の分散剤が溶解、もしくは均一に懸濁する有機溶剤であれば特に制限をうけるものではない。
具体的な有機溶剤の例としては、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール等のアルコール類;
アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−n−アミルケトン、メチルイソアミルケトン、ジエチルケトン、エチル−n−プロピルケトン、エチルイソプロピルケトン、エチル−n−ブチルケトン、エチルイソブチルケトン、ジ−n−プロピルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、イソホロン等のケトン類;
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ヘキシル、酢酸オクチル、乳酸メチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル等のエステル類;
γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン類;
エチレングリコール、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールジプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコール及びグリコールエーテル類;
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールアセテート類;
n−ヘキサン、イソヘキサン、n−ノナン、イソノナン、ドデカン、イソドデカン等の飽和炭化水素類;
1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン等の不飽和炭化水素類;
シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロデカン、デカリン等の環状飽和炭化水素類;
シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、1,1,3,5,7−シクロオクタテトラエン、シクロドデセン等の環状不飽和炭化水素類;
N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン等の(N−アルキル)ピロリドン類;
N−メチル−2−オキサゾリジノン等のN−アルキルオキサゾリジノン類;
ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等があげられる。
これらの有機溶剤は単独で使用しても、2種類以上を混合して使用しても良いが、最終用途で使用する溶剤であることが好ましい。
本発明における顔料組成物は、分散剤を有機溶剤中に溶解、あるいは懸濁させた後、この液中に顔料、及び必要に応じて一般式(2)〜(5)で示される置換基を有する塩基性誘導体を投入し、ハイスピードミキサー等で均一になるまで撹拌混合した後、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型サンドミルといったビーズミルやロールミル、メディアレス分散機等の種々の分散機を用いて分散して製造することができる。又、塩基性誘導体は、顔料の製造時に添加することにより予め顔料を表面処理するための、処理剤として使用してもよい。
本発明の顔料組成物は、種々の印刷インキやインクジェットインキとして使用し、展色する際の定着性を付与させるためにワニスを添加し、顔料分散体として使用することができる。ワニスとして使用できる樹脂としては、石油樹脂、カゼイン、セラック、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、ニトロセルロース、セルロースアセテートブチレート、環化ゴム、塩化ゴム、酸化ゴム、塩酸ゴム、フェノール樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、塩酢ビ樹脂、エチレン酢ビ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、乾性油、合成乾性油、スチレン−マレイン酸樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ブチラール樹脂等があげられる。
本発明の顔料分散体はその使用する用途によって可塑剤、表面調整剤、紫外線防止剤、光安定化剤、酸化防止剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、消泡剤、粘度調整剤、ワックス、界面活性剤、レベリング剤等の種々の添加剤を使用することができる。
本発明の顔料分散体は、重合性モノマーもしくはオリゴマーを含有させ、紫外線や電子線で硬化させる放射線硬化型インキとしても使用することができる。
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に特に限定されるものではない。なお、実施例中、「部」は「重量部」、「%」は「重量%」を表す。又、数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、TSKgelカラム(東ソー社製)を用い、RI検出器を装備したGPC(東ソー社製、HLC−8120GPC)で、展開溶媒にTHFを用いたときのポリスチレン換算分子量である。
(製造例1)[ビニル重合体(b)の合成]
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、メチルメタクリレート942部、1−チオグリセロール11部と、メチルエチルケトン(MEK)1429部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を75℃に加熱して、12時間反応した。固形分測定により95%が反応したことを確認後、室温まで冷却して、重量平均分子量4000の、片末端領域に2つの水酸基を有するビニル重合体(中間体1)の固形分40%溶液を得た。
(製造例2〜6)[ビニル重合体(b)の合成]
表1に記載した原料と仕込み量を用いた以外は中間体1合成と同様にして合成を行い、片末端領域に2つの水酸基を有するビニル重合体(中間体2〜6)の固形分40%溶液を得た。
Figure 2009165910
MMA:メチルメタクリレート
BMA:n−ブチルメタクリレート
EA:エチルアクリレート
MAA:メタクリル酸
MEK:メチルエチルケトン
(製造例7)[ワニス用樹脂の合成]
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、PGMAc(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)250部を入れ、容器に窒素ガスを注入しながら80℃に加熱して、同温度でメチルメタクリレート80.0部、2−ヒドロキシエチルメタクリレート20.0部、及び2,2'−アゾビスイソブチロニトリル4.0部の混合物を1時間かけて滴下することにより重合反応を行った。滴下終了後、更に80℃で3時間反応させた後、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル1.0部をPGMAc50部に溶解させたものを添加し、更に80℃で1時間反応を続けた。その後、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート23.8部を添加し、更に80℃で6時間反応を行い、ワニス用樹脂を得た。PGMAcを添加して固形分を20%に調整した。ワニス用樹脂の重量平均分子量は、約24000であった。
(実施例1)[分散剤の合成]
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、SMAベースレジン1000(仕込みモル比がスチレン/無水マレイン酸=1/1から得られる重量平均分子量5500のスチレン−無水マレイン酸共重合体;サートマー社製)47部、固形分40%の中間体1の溶液2382部、触媒として1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン1.0部(1000ppm)と、MEK71部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を75℃に加熱して、16時間反応した。酸価の測定で98%以上の酸無水物がハーフエステル化していることを確認後、反応溶液を冷却して、PGMAcで固形分調整することにより固形分40%の分散剤溶液(D1)を得た。
(実施例2及び3)[分散剤の合成]
表2に記載した原料と仕込み量を用いた以外は実施例1と同様にしてそれぞれ合成を行い、固形分40%の分散剤溶液(D2及びD3)を得た。
(実施例4)[分散剤の合成]
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、無水マレイン酸24部と、MEK71部を仕込み、窒素ガスで置換した後、反応容器内を75℃に加熱した。スチレン12部、インデン12部と、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.75部の混合物を反応容器内に2時間かけて滴下した。更に反応を5時間行い、固形分測定により95%が反応したことを確認した。次に、固形分40%の中間体4の溶液2382部と、触媒として1,8−ジアザビシクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン1.0部(1000ppm)を添加し、16時間反応した。酸価の測定で98%以上の酸無水物がハーフエステル化していることを確認後、反応溶液を冷却して、PGMAcで固形分調整することにより固形分40%の分散剤溶液(D4)を得た。
(実施例5及び6)[分散剤の合成]
表2に記載した原料と仕込み量を用いた以外は実施例4と同様にしてそれぞれ合成を行い、固形分40%の分散剤溶液(D5及びD6)を得た。
Figure 2009165910
SMA1000:仕込みモル比がスチレン/無水マレイン酸=1/1から得られる重量平均分子量5500のスチレン−無水マレイン酸共重合体(サートマー社製;製品名SMAベースレジン1000)
SMA3000:仕込みモル比がスチレン/無水マレイン酸=1/3から得られる重量平均分子量9500のスチレン−無水マレイン酸共重合体(サートマー社製;製品名SMAベースレジン3000)
(比較例1及び2)
表3に記載した原料と仕込み量を用いた以外は実施例1と同様にしてそれぞれ合成を行い、固形分40%の分散剤溶液(D7及びD8)溶液を得た。
Figure 2009165910
(実施例7)<顔料組成物の製造>
下記表4に示す割合で、顔料(C.I.Pigment Blue 15:6)、実施例1にて合成した固形分40%の分散剤溶液(D1)、塩基性基を有する顔料誘導体48、及びPGAMcを配合し、0.8mmφガラスビーズ100部を加えスキャンデックスで3時間分散し、銅フタロシアニン顔料組成物を作製した。
(実施例8〜12及び比較例4〜6)<顔料組成物の製造>
下記表4に示す割合で配合し、実施例7と同様にして顔料組成物を得た。
(実施例13)<顔料分散体の製造>
下記表5に示す割合で、顔料(C.I.Pigment Blue 15:6)、実施例1にて合成した固形分40%の分散剤溶液(D1)、塩基性基を有する顔料誘導体48、製造例7で合成したワニス用樹脂、及びPGAMcを配合し、0.8mmφガラスビーズ100部を加えスキャンデックスで3時間分散し、銅フタロシアニン分散体を作製した。
(実施例14〜18及び比較例7〜9)<顔料分散体の製造>
下記表5に示す割合で配合し、実施例13と同様にして顔料分散体を得た。
(顔料組成物及び顔料分散体の評価)
本発明の顔料組成物及び顔料分散体の性能を評価するために、得られた顔料組成物及び顔料分散体の粘度をB型粘度計(25℃、回転速度100rpm)で測定し、初期粘度、及び経時安定性を評価した。(粘度は低いほど良好。) 初期粘度は分散後1日室温で放置後に測定、経時粘度は1週間40℃に放置後に測定を行った。初期粘度に対する経時粘度の変化率が±10%以内の時は、経時安定性は○、±10%〜±20%の時は△、±20%の範囲外の時は×とした。
更に、スピンコート(1000rpm、10秒)により10cm×10cm、厚さ1.1mmのガラス基板上に塗膜を作製し、250℃、1時間の試験を行う前後での重量損失の測定により、耐熱性を評価した。重量損失の割合が−5%以内のときは○、−10%以内のときは△、−10%より大きいときは×とした。結果を表4及び表5に示す。
Figure 2009165910
Figure 2009165910
SMA3840:重量平均分子量10500のスチレン−無水マレイン酸共重合体のアルコール変性物(サートマー社製;製品名SMAエステルレジン3840)
青用顔料:ε型銅フタロシアニン顔料(C.I.Pigment Blue 15:6)(BASF製「ヘリオゲンブルーL−6700F」)
青用誘導体:フタロシアニン顔料誘導体(誘導体48)
紫用顔料:ジオキサジンバイオレット顔料(C.I.Pigment Violet 23)(東洋インキ製造社製「リオノゲンバイオレットRL」)
紫用誘導体:ジオキザジン系顔料誘導体(誘導体49)
赤用顔料:ジケトピロロピロール系顔料(C.I.Pigment Red 254)8.33部(チバガイギー社製「イルガフォーレッドB−CF」)、アントラキノン系顔料(C.I.Pigment Red 177)1.33部(チバガイギー社製「クロモフタールレッドA2B」)、アントラキノン系顔料(C.I.Pigment Yellow 199)0.34部(チバガイギー社製「クロモフタールエローGT-AD」)の混合物
赤用誘導体:アントラキノン誘導体(誘導体4)
黄用顔料:イソインドリン系顔料(C.I.Pigment Yellow 139)(BASF社製「パリオトールエローD1819」
黄用誘導体:トリアジン誘導体(誘導体44)
以上の評価結果から明らかなように、本発明の分散剤を使用して分散した実施例7〜12の顔料組成物及び実施例13〜18の顔料分散体は、低い初期粘度で、かつ経時粘度の増加がほとんどなく良好な安定性を示している。これに対して、比較例4〜6の顔料組成物及び比較例7〜9の顔料分散体では粘度が高く、経時安定性が悪く分散性に問題があった。又、分散剤増量により低粘度な分散体を得ても、その塗膜の耐熱性が悪いことが分かった。

Claims (12)

  1. 酸無水物基を有する重合体(a)中の酸無水物基1モルに対して、
    片末端領域に2つの水酸基を有するビニル重合体(b)中の水酸基0.2〜2.0モルを付加反応させてなる分散剤。
  2. 酸無水物基を有する重合体(a)が、無水マレイン酸と、無水マレイン酸と共重合可能なエチレン性不飽和単量体(a1)と、をラジカル重合して得られることを特徴とする請求項1記載の分散剤。
  3. 片末端領域に2つの水酸基を有するビニル重合体(b)が、分子内に2つの水酸基と1つのチオール基とを有する化合物(b1)の存在下に、エチレン性不飽和単量体(b2)をラジカル重合してなることを特徴とする請求項1又は2記載の分散剤。
  4. エチレン性不飽和単量体(b2)が、メチルメタクリレートを含むことを特徴とする請求項3記載の分散剤。
  5. エチレン性不飽和単量体(b2)が、更にブチルメタクリレートを含むことを特徴とする請求項4記載の分散剤。
  6. エチレン性不飽和単量体(b2)の合計100重量%中、メチルメタクリレートとブチルメタクリレートとの合計が20〜100重量%であることを特徴とする請求項4又は5記載の分散剤。
  7. エチレン性不飽和単量体(b2)の合計100重量%中、下記一般式(1)で表される単量体を20〜100重量%含むことを特徴とする請求項3記載の分散剤。
    Figure 2009165910
    [一般式(1)において、R1は、炭素原子数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、又は炭素数6〜15の脂環式のアルキル基である。]
  8. 片末端領域に2つの水酸基を有するビニル重合体(b)の重量平均分子量が、1,000〜30,000であることを特徴とする請求項1〜7いずれか記載の分散剤。
  9. 重量平均分子量が、1,500〜100,000であり、かつ、酸価が5〜120mgKOH/gであることを特徴とする請求項1〜8いずれか記載の分散剤。
  10. 請求項1〜9いずれか記載の分散剤と、顔料とを含有する顔料組成物。
  11. 更に、塩基性基を有する顔料誘導体、塩基性基を有するアントラキノン誘導体、塩基性基を有するアクリドン誘導体、及び塩基性基を有するトリアジン誘導体からなる群から選ばれる塩基性誘導体の少なくとも一種を含有する請求項10記載の顔料組成物。
  12. 請求項10又は11記載の顔料組成物とワニスとを含んでなる顔料分散体。
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