JP2629081B2

JP2629081B2 - 顔料組成物および顔料分散体

Info

Publication number: JP2629081B2
Application number: JP3362291A
Authority: JP
Inventors: 勇作井出; 満洲彦前嶋
Original assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Current assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Priority date: 1991-02-01
Filing date: 1991-02-01
Publication date: 1997-07-09
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JPH04246470A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は使用適性、特に非集合
性、非結晶性、流動性に優れ、顔料分散体ビヒクル中で
の色浮きのない顔料組成物および顔料分散体に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に各種コーティングまたはインキ組
成物中において鮮明な色調と高い着色力を発揮する実用
上有用な顔料は微細な粒子からなっている。しかしなが
ら顔料の微細な粒子は、オフセットインキ、グラビアイ
ンキおよび塗料のような非水系ビヒクルに分散する場
合、安定な分散体を得ることが難しく、製造作業上およ
び得られる製品の価値に重要な影響を及ぼす種々の問題
を引き起こすことが知られている。

【０００３】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
出し、輸送が困難となるばかりでなく、更に悪い場合は
貯蔵中にゲル化を起こし使用困難となることがある。ま
た異種の顔料を混合して使用する場合、凝集による色分
かれや、沈降などの現象により展色物において色むらや
著しい着色力の低下となって現れることがある。さらに
展色物の塗膜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ずることがある。以上のような種々
の問題を解決するために、これまで、特公昭58-28303号
および特公昭59-40172号に代表されるように有機顔料を
母体骨格とし側鎖にスルホンアミド基、アミノメチル基
などの置換基を導入して得られる化合物を混合する方法
により、非水系ビヒクル中での顔料の非集合性、結晶安
定性などに関する効果が得られてきたが、分散体ビヒク
ル中での色浮きが大きく、塗料での刷毛塗り性、塗膜補
修性に欠点がある。

【０００４】また、これらの化合物では、水系ビヒクル
中での顔料の非集合性、結晶安定性などに関する効果は
得られていない。さらに、これらの化合物では、顔料濃
度の高い顔料分散体での流動性が劣り、分散体の製造や
輸送に多くのエネルギーが要するという欠点があった。

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の種々の
欠点を改良し、広範囲の組成の分散体ビヒクルに対して
良好に顔料を分散することができ、色浮きのない顔料組
成物およびそれを使用した高濃度顔料分散体を提供する
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、顔料１００重
量部、および、下記一般式（１）で表される顔料誘導体
と数平均分子量５００〜３００００のカルボキシル基含
有水溶性アクリル樹脂との造塩化合物からなる顔料分散
剤０．１〜５０重量部からなる顔料組成物、ならびに該
顔料組成物および分散体ビヒクルからなる顔料分散体か
らなる。

【０００６】式（１）Ｐ−〔Ｘ−（ＣＨ₂）_m−Ｎ（Ｒ₁，Ｒ₂）〕_n （式中、Ｐはアゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン
系、アントラキノン系、ジオキサジン系、アントラピリ
ミジン系、アンサンスロン系、インダンスロン系、フラ
バンスロン系、ピランスロン系、ペリレン系、ペリノン
系、チオインジゴ系、ジケトピロロピロール系、イソイ
ンドリノン系、イソインドリン系、キノフタロン系から
選ばれる少なくとも一種の有機色素残基、Ｘは直接結合
または二価の結合基、Ｒ₁、Ｒ₂はそれぞれ独立に水素
原子、置換基を有してもよいアルキル基、アリール基、
またはＲ₁、Ｒ₂で窒素原子または酸素原子を含んでも
よい複素環、ｍは１〜４の整数、ｎは１〜４の整数、を
それぞれ示す。）

【０００７】本発明の、式（１）で表される顔料誘導体
は特公昭58-28303号、特公昭59-40172号、特開昭58-167
654 号、特開昭59-168070 号、特公昭63-20869号、特公
昭58-28303号、特公平1-34268 号および特公平1-34269
号で公知のものであり、有機色素はアゾ系、フタロシア
ニン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ジオキサ
ジン系、アントラピリミジン系、アンサンスロン系、イ
ンダンスロン系、フラバンスロン系、ピランスロン系、
ペリレン系、ペリノン系、チオインジゴ系、ジケトピロ
ロピロール系、イソインドリノン系、イソインドリン
系、キノフタロン系から選ばれる少なくとも一種であ
る。

【０００８】本発明の式（１）で表される顔料誘導体の
Ｘは直接結合であっても、あるいは二価の結合基であっ
ても良い。二価の結合基としては−ＣＨ₂ＮＨ−、−Ｓ
Ｏ₂ＮＨ−、−ＣＨ₂ＮＨＣＯ−、−ＣＨ₂ＮＨＣＯＣ
Ｈ₂ＮＨ−、−ＣＯＮＨ−等が好ましい。

【０００９】本発明のカルボキシル基含有水溶性アクリ
ル樹脂のモノマー成分は、アクリル酸、メタクリル酸、
イタコン酸から選ばれる少なくとも１種であり、ポリマ
ーはアルカリ金属塩、あるいはアンモニウム塩となって
いても良い。変性モノマー成分として、該カルボキシル
基と炭素数１〜４のアルキル基からなるエステル、例え
ば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メ
タクリル酸ブチル、β−ヒドロキシメチルメタクリル
酸、２エチルヘキシルアクリル酸等、あるいはn-メチロ
ールアクリル酸、スチレン、無水マレイン酸、メタクリ
ル酸グリシジル等から選ばれる少なくとも一種を０〜９
５重量％含んでいてもよい。カルボキシル基含有アクリ
ル樹脂は水溶性を有するため、数平均分子量は、５００
〜３００００が好ましい。

【００１０】顔料誘導体の末端アミノ基とカルボキシル
基含有水溶性アクリル樹脂との造塩反応は、酢酸、塩
酸、硫酸などの鉱酸、好ましくは酢酸で酸性水溶液とし
た顔料誘導体に、カルボキシル基含有水溶性アクリル樹
脂の水溶液またはアルカリ水溶液を混合攪拌することに
より行われる。反応終点は濾紙に混合スラリーを滴下
し、ブリードが止まり生成物が不溶化している事を確認
することにより判定される。造塩反応は、反応温度０〜
１００℃で瞬時に完結する。造塩反応終了後、ｐＨを中
性付近に調整し、ろ過、水洗することにより顔料分散剤
ペーストを得る。顔料分散剤はこのままペースト状で用
いても、乾燥、粉砕により粉末状で用いても良い。

【００１１】顔料誘導体に対する水溶性アクリル樹脂の
添加量は、顔料誘導体１重量部に対し０．１〜５重量部
が好ましい。造塩反応が完結させるためには、少なくと
も０．１重量部以上必要であり、５重量部より大きいと
アクリル樹脂の影響が大きくなり、いずれも本発明にか
かわる顔料分散剤の効果が得られない。顔料分散剤の顔
料に対する配合は、顔料１００重量部に対し、０．１〜
５０重量部が好ましい。０.1重量部より少ないと本発明
にかかわる顔料分散剤の効果が得られず、５０重量部よ
り多く用いても用いた分の効果が得られない。

【００１２】顔料と顔料分散剤の使用方法としては、例
えば、１．顔料と顔料分散剤を予め混合して得られる顔料組成
物を分散体ビヒクルなどに添加して分散する。２．分散体ビヒクルなどに顔料と顔料分散剤を別々に添
加して分散する。３．分散体ビヒクルなどに顔料と顔料分散剤を予め別々
にに分散し得られた分散体を混合する。４．分散体ビヒクルなどに顔料を分散した後、得られた
分散体に顔料分散剤を添加する。等の方法があり、これらいずれによっても目的とする効
果が得られる。

【００１３】上記１で示した顔料組成物の調整法として
は、顔料粉末と本発明の顔料分散剤の粉末を単に混合し
ても充分目的とする効果が得られるが、ニーダー、ロー
ルミル、アトライター、スーパーミル、各種粉砕機等に
より機械的に混合するか、顔料の水または有機溶媒によ
るサスペンション系に本発明の顔料分散剤を含む溶液を
添加し、顔料表面に顔料分散剤を沈着させるか、有機溶
媒または、硫酸等の強い溶解力を持つ溶媒に顔料と顔料
分散剤を共溶解して水等の貧溶媒により共沈させる等の
緊密な混合法を行えば更に良好な結果を得ることができ
る。また、上記２〜４で示した、顔料と顔料分散剤との
使用においては、分散体ビヒクルまたは溶剤中への顔料
あるいは顔料分散剤の分散、これらの混合等に分散機械
としてディゾルバー、ハイスピードミキサー、ホモミキ
サー、ニーダー、ロールミル、サンドミル、アトライタ
ー等を使用することにより顔料の良好な分散ができる。

【００１４】本発明では上記顔料分散体の適用とし、塗
料、印刷インキを含むものである。塗料では、本発明の
顔料組成物３〜４０重量％、塗料用ビヒクル９７〜５５
重量％、その他の補助剤や体質顔料０〜３０重量％から
なり、塗料用ビヒクル樹脂は油性アクリル、水性アクリ
ル、アルキド、エポキシ、塩化ゴム、塩化ビニル、シリ
コン、フッ素、ポリウレタン、ポリエステル、メラミ
ン、ユリアまたはこれらの混合物２０〜８０重量％と炭
化水素、アルコール、ケトン、エーテルアルコール、エ
ーテル、エステル、水などの溶剤１０〜６０重量％から
なるものである。

【００１５】グラビアインキでは、本発明の顔料組成物
３〜４０重量％、グラビアインキ用ビヒクル９７〜６０
重量％、その他の補助剤や体質顔料０〜２０重量％から
なり、グラビアインキ用ビヒクルは、ガムロジン、ライ
ムロジン等のロジン系、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹
脂、ビニル樹脂、ニトロセルロース、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹
脂、アルキド樹脂、ギルソナイト、ダンマル、セラック
などの樹脂混合物１０〜５０重量％と炭化水素、アルコ
ール、ケトン、エーテルアルコール、エーテル、エステ
ル、水などの溶剤３０〜８０重量％からなるものであ
る。

【００１６】オフセットインキでは、本発明の顔料組成
物３〜４０重量％、オフセットインキ用ビヒクル９７〜
４５重量％、その他の補助剤や体質顔料０〜２０重量％
からなり、オフセットインキ用ビヒクルは、ロジン変性
フェノール樹脂、石油樹脂、アルキド樹脂、または、こ
れらの乾性油変性樹脂など２０〜５０重量％と、アマニ
油、桐油、大豆油などの植物油０〜３０重量％、ｎ−パ
ラフィン、イソパラフィン、アロマテック、ナフテン、
α−オレフィンなどの溶剤１０〜６０重量％からなるも
のである。

【００１７】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。例
中、部とは重量部を、％とは重量％をそれぞれ表す。製造例１〜１８表１に本発明にかかわる顔料分散剤および、顔料組成物
の製造例を示す。顔料分散剤は、顔料誘導体１０部を１
００部の５％酢酸水溶液に溶解し、アクリル樹脂水溶液
を添加し造塩反応を行い製造した。反応終点は濾紙に混
合スラリーを滴下し、ブリードが止まり生成物が不溶化
している事を確認することにより判定した。造塩反応
は、アクリル樹脂水溶液の添加と同時に完結した。造塩
反応終了後、７０℃で３０分攪拌後ｐＨを７に調整し、
ろ過、水洗、乾燥を行い顔料分散剤を得た。顔料組成物
は、顔料に、顔料と同一構造の有機色素残基を持つ顔料
分散剤を混合し製造した。

【００１８】

【表１】

【００１９】実施例１〜１６および比較例１〜１６表２に本発明にかかわる顔料組成物および顔料分散体の
塗料における実施例および比較例を示す。比較例は、対
応する各製造例において水溶性アクリル樹脂不在下（顔
料誘導体存在下）での顔料分散体を示す。顔料分散体
は、下記配合の塗料をペイントコンディショナーを用い
て粒子径10μm 以下となるまで分散し、焼付け型塗料を
調整した。配合顔料組成物１０部アルキド樹脂ワニス５２部メラミン樹脂ワニス２３部キシレン１６部白色塗料は、顔料組成物の顔料をルチル型二酸化チタン
に替え顔料分散剤の不在下で顔料濃度３０％になるよう
調整した。

【００２０】また、評価法は下記の方法に従った。評価法（１）流動性得られた顔料分散体の粘度をＢ型粘度計を用い６rpm 値
を測定した。参考比較例として、実施例１〜１６に対応
する顔料誘導体あるいは顔料分散剤不在下での顔料分散
体は、いずれも10000cps以上の高粘度であった。評価法（２）色浮き得られた顔料分散体を、顔料組成物と二酸化チタンの重
量比が１：１０になるよう白色塗料で混合した後、フォ
ードカップ４で２３秒になるよう溶剤で調整し、試験管
に取り室温で１週間静置し、状態を観察した。実施例１
〜１６および比較例１〜１６はいずれも安定であるが、
試験管上部に発生する色浮きの状態が異なる。顔料分散
体と白色塗料との混合塗料の色と比較し、同じならば変
化なし、濃い場合はその色を示した。

【００２１】評価法（３）塗膜補修性得られた顔料分散体を、顔料組成物と二酸化チタンの重
量比が１：１０になるよう白色塗料で混合した後、フォ
ードカップ４で２３秒になるよう溶剤で調整し、ブリキ
板に吹付け塗装した後、着色塗装の半分を粒度800 番の
紙やすりで水をかけながら研削した。この研削部分を乾
燥、脱脂後、補修用に同じ塗料を塗装した。粗目のコン
パウンドを用い未補修塗装面と補修塗装面との境界部を
研磨し、さらに細目のコンパウンドを用いて平滑化を行
い、最後にバフ仕上げをした。判定方法としては、未補
修塗装面と補修塗装面との境界部を研磨し平滑化を行っ
た面の境界部に生じるリングと、境界部を挟んだ面の補
修色差の状態を観察し、○ :良好 △ :普通（やや劣
る） × :劣るの評価を行った。

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

【００２４】表２から明らかなように、いずれの場合
も、本発明にかかわる顔料組成物、あるいは顔料分散体
は比較例と同様に良好な分散性を示すとともに、従来の
顔料誘導体では全く効果のなかった色浮きと塗膜補修性
に、優れた性能を示している。実施例１７〜２１および比較例１７〜２１表３に本発明にかかわる顔料組成物および顔料分散体の
グラビアインキ（ベースインキ）における実施例および
比較例を示す。比較例は、対応する各製造例において水
溶性アクリル樹脂不在下（顔料誘導体存在下）での顔料
分散体を示す。

【００２５】顔料分散体は、下記配合のグラビアインキ
をサンドミルを用いて粒子径10μｍ以下となるまで分散
し、ベースインキを調整した。配合顔料組成物１０部ニトロセルロースワニス７部酢酸エチル２０部評価法は、流動性をＢ型粘度計を用い６rpm 値を測定し
た。

【００２６】

【表４】

【００２７】表３から明らかなように、ベースインキと
して高顔料濃度の顔料分散体における流動性は、いずれ
の場合も、本発明にかかわる顔料組成物、あるいは顔料
分散体は比較例より優れている。実施例２２〜２４および比較例２２〜２４表４に本発明にかかわる顔料組成物および顔料分散体の
オフセットインキ（ベースインキ）における実施例およ
び比較例を示す。比較例は、対応する各製造例において
水溶性アクリル樹脂不在下（顔料誘導体存在下）での顔
料分散体を示す。顔料分散体は、下記配合のオフセット
インキを３本ロールを用いて粒子径10μｍ以下となるま
で分散し、ベースインキを調整した。配合顔料組成物１５部ロジン変成フェノール樹脂ワニス３５部評価法は、流動性をスプレッドメーターを用い60秒値
(直径) を測定した。

【００２８】

【表５】

【００２９】表４から明らかなように、ベースインキと
して高顔料濃度の顔料分散体における流動性は、いずれ
の場合も、本発明にかかわる顔料組成物、あるいは顔料
分散体は比較例より優れている。

【００３０】

【発明の効果】本発明による顔料組成物およびそれを使
用した顔料分散体は、顔料を単独で使用した場合に比
べ、油系ビヒクル、水系ビヒクルを問わず、分散体の粘
度低下および構造粘性の減少等良好な流動性を示し、特
に高顔料濃度の顔料分散体において優れた効果を示す。
また、同時に色分かれ、結晶の変化、色相の変化等の問
題もなく、さらに色浮きがないため、分散体の安定性、
印刷物あるいは塗膜の光沢が良く、従って美麗な製品を
得ることができるだけでなく、特に塗料分野での塗膜補
修性に優れた効果を示すものである。

【００３１】本発明で得られる上記効果は、一般式
（１）で表される顔料誘導体とカルボキシル基含有水溶
性アクリル樹脂との造塩化合物中のアミノ基によるビヒ
クル中の樹脂の吸着、およびカルボキシル基とビヒクル
中の樹脂の相溶性による分散安定化作用と同時に、塗膜
補修においては、補修塗装面を研削した際に生ずる顔料
の吸着活性の高い塗膜面の凹凸に、この塗膜樹脂と親和
性の高いカルボキシル基が優先的に吸着し、このカルボ
キシル基層により、着色塗料中の顔料が研削面へ直接吸
着するのを防ぐ作用により説明される。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】顔料１００重量部、および、下記一般式
（１）で表される顔料誘導体と数平均分子量５００〜３
００００のカルボキシル基含有水溶性アクリル樹脂との
造塩化合物からなる顔料分散剤０．１〜５０重量部から
なる顔料組成物。式（１）Ｐ−〔Ｘ−（ＣＨ₂）_m−Ｎ（Ｒ₁，Ｒ₂）〕_n （式中、Ｐはアゾ系、フタロシアニン系、キナクリドン
系、アントラキノン系、ジオキサジン系、アントラピリ
ミジン系、アンサンスロン系、インダンスロン系、フラ
バンスロン系、ピランスロン系、ペリレン系、ペリノン
系、チオインジゴ系、ジケトピロロピロール系、イソイ
ンドリノン系、イソインドリン系、キノフタロン系から
選ばれる少なくとも一種の有機色素残基、Ｘは直接結合
または二価の結合基、Ｒ₁、Ｒ₂はそれぞれ独立に水素
原子、置換基を有してもよいアルキル基、アリール基、
またはＲ₁、Ｒ₂で窒素原子または酸素原子を含んでも
よい複素環、ｍは１〜４の整数、ｎは１〜４の整数、を
それぞれ示す。）
【請求項２】請求項１記載の顔料組成物および分散体
ビヒクルからなる顔料分散体。