JP3426027B2 - 分散剤及び分散体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粉粒状物質を有機媒質中
に分散するのに好適な分散剤及び分散体を提供すること
を目的とし、その利用分野はインキ、塗料、プラスチッ
ク材料等広範囲に及ぶものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に顔料、セラミックス、充填剤、難
撚剤及び磁性粉末等の表面は水酸基のような親水性官能
基や吸着水分等の存在によりその表面の性質は極めて強
い親水性を示し、そのままでは塗料、インキ、プラスチ
ック等の有機媒質中への分散性が悪く様々な問題が発生
する。すなわち、強い親水性を示す粉粒状物質を含む分
散体を製造する工程において分散性が悪く、撹拌混和す
る際に著しく増粘して取扱困難になったり、分散不良に
よる製品の品質劣化等の問題が起こる。このため従来技
術では様々な方法が提示されており、それらはある程度
の効果は認められている。例えば、特公昭５４−３４０
０９号公報には１２−ヒドロキシステアリン酸を２分子
ないしそれ以上脱水して得られた末端にカルボキシル基
を持つポリエステルあるいはその塩に係る分散剤が記載
されている。また特開昭５４−３７０８２号公報には当
該ポリエステルとポリイミンとの反応生成物よりなるイ
ンキ製造用の顔料分散体の調製法が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
分散剤においては、分散体の流動性不良、凝集、沈澱な
どの問題で充分に満足すべき性能を持った分散剤が得ら
れておらず、より効果の高い、安定な分散体を形成する
分散剤が望まれていた。

【０００４】

【問題を解決するための手段】本発明者らは上記課題に
鑑み，鋭意研究の結果、本発明に至った。即ち本発明は
ポリヒドロキシカルボン酸によって架橋された、分子内
に水酸基を含有するヒドロキシカルボン酸の重合物より
なることを特徴とする粉粒状物質の分散剤及び分散体で
ある。本発明の分散剤のヒドロキシカルボン酸の重合物
とは分子内に水酸基を含有する脂肪酸で、例えば、サビ
ニン酸、２−ヒドロキシテトラデカン酸、イプロ−ル
酸、２−ヒドロキシヘキサデカン酸、ヤラピノ−ル酸、
ユンペリン酸アンブレット−ル酸、アリュ−リット酸、
２−ヒドロキシステアリン酸、１２−ヒドロキシステア
リン酸、１８−ヒドロキシステアリン酸、リシノ−ル
酸、カムロレイン酸、リカン酸、フェロン酸、セレブロ
ン酸、９，１０−ジヒドロキシステアリン酸の１種もし
くは２種以上を加熱によって重合させることにより得ら
れる。この重合反応は公知の触媒、例えばリン酸、Ｐ−
トルエンスルホン酸、苛性ソ−ダなどの存在下または無
触媒で１００℃〜３００℃、好ましくは１４０℃〜２４
０℃の範囲で加熱し生成水を系外に除去することによっ
て得られる。反応は不活性ガスの存在下、トルエン、キ
シレン等の共沸溶剤中で行なうのが好ましい。これらの
反応の進行度合いは留出した水の量と反応物の酸価を測
定することで確認することができる。このようにして得
られた重合ヒドロキシカルボン酸の酸価は１０〜１５
０、好ましくは２０〜９０である。またポリヒドロキシ
カルボン酸とは、水酸基を分子内に２個以上含有する脂
肪族カルボン酸であり例えば、イプロ−ル酸、アリュ−
リット酸、９，１０−ジヒドロキシステアリン酸等の脂
肪酸の１種もしくは２種以上の混合物があげられる。本
発明の分散剤は重合ヒドロキシカルボン酸をポリヒドロ
キシカルボン酸によって架橋することで得られるが、こ
の架橋反応は前述のヒドロキシカルボン酸の重合反応と
同様にリン酸、Ｐートルエンスルホン酸、苛性ソーダ等
触媒の存在下または無触媒で１００℃〜３００℃、好ま
しくは１２０℃〜２５０℃の範囲で加熱し生成水を系外
に除去することによって得られる。反応は不活性ガスの
存在下、トルエン、キシレン等の共沸溶剤中で行なうの
が好ましい。これらの反応の進行度合いは、留出した水
の量と反応物の酸価を測定することで確認することがで
きる。このようにして得られた分散剤の酸価は、５〜１
００、好ましくは１０〜５０である。

【０００５】本発明の分散剤が適用される粉粒状物質と
は、無機、有機顔料、セラミックス、充填剤、難燃剤及
び磁性材料などがあり例えば、二酸化チタン、カオリ
ン、、タルク、ベントナイト、マイカ、ベンガラ、クレ
−、炭酸カルシウム、カ−ボンブラック、ステアリン酸
亜鉛、アルミナ、シリカ、ジルコニア、炭化ケイ素、窒
化ケイ素、窒化ホウ素、硫酸バリウム、硫酸カルシウム
水酸化アルミニウム、酸化鉄、炭酸マグネシウム、鉄、
亜鉛、、ニッケル、銅、アルミニウムなどの金属粉末、
金属酸化物、非酸化物系セラミックス、あるいは木粉な
どのセルロ−ス類、アゾ、チオインジゴ−、アントラキ
ノン、アントラントロン、イソジベンズアントロン、ト
リフエンジオキサジン、銅フタロシアニン及びその核ハ
ロゲン置換誘導体、銅テトラフェニル、オクタフェニル
フタロシアニンのようなフタロシアニン顔料、キナクリ
ドン顔料、レ−キ、トナーのような有機化合物が挙げら
れるこれらの粉粒状物質は一般に粒径１００μｍ以下で
あり、粒径３０μｍ以下が好ましい。

【０００６】また本発明の分散剤が適用される有機媒質
としては、印刷インキや塗料のビヒクル、プラスチック
などがあり、このような有機媒質としては例えば、べン
ゼン、トルエン、キシレンのような芳香族系炭化水素、
流動パラフィン、ヘキサン、ミネラルスピリットのよう
な石油系炭化水素、クロロホルム、四塩化炭素、クロル
ベンゼンのようなハロゲン化炭化水素、アセトン、メチ
ルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、イソホロン
のようなケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジオクチ
ルフタレ−ト、ジブチルフタレ−ト、きり油、あまに
油、ひまし油、大豆油、綿実油、やし油、サフラワ−油
のようなエステル類、プラスチックとしてはポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリスチレン、塩化ビニル樹脂、
塩化ビニリデン樹脂、メタクリル樹脂、ポリカ−ボネ−
ト、飽和ポリエステル、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、フェノ
−ル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、
ポリウレタン、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステルな
どがあげられる。本発明の分散剤の添加量は、粉粒状物
質に対して０．０１〜１００重量％、好ましくは０．１
〜５０重量％である。有機媒質中における粉粒状物質の
含有率は５〜９５重量％、好ましくは１０〜８０重量％
である。本発明の分散剤組成物はあらかじめ粉粒状物質
の表面に分散剤を吸着処理した後、有機媒質と混合する
かまたは、有機媒質に分散剤を混合溶解した後粉粒状物
質を加え混合するかいずれの方法でも得られる。

【０００７】

【実施例】以下に実施例を示して本発明を具体的に説明
するが、本発明がこれらによって限定されるものではな
い。 実施例１ １リットルの四つ口フラスコに工業用の１２−ヒドロキ
システアリン酸５００ｇとＰ−トルエンスルホン酸０．
５ｇを加えて、窒素気流下で生成水を除去しながら１８
０℃、１５時間反応して重合１２−ヒドロキシステアリ
ン酸４７５ｇを得た。このものの酸価は４５．５であっ
た。ついで、得られた重合１２−ヒドロキシステアリン
酸４００ｇと９，１０ージヒドロキシステアリン酸３０
ｇを混合し窒素気流下生成水を除去しながら１９０℃、
１０時間反応して本発明の分散剤を４１２ｇ得た。この
分散剤の酸価は３０．１であった。 実施例２ １リットルの四つ口フラスコに工業用の１２−ヒドロキ
システアリン酸５００ｇを加えて、窒素気流下で生成水
を除去しながら１８０℃、６時間反応して重合１２−ヒ
ドロキシステアリン酸４８０ｇを得た。このものの酸価
は７６．５であった。ついで得られた重合１２−ヒドロ
キシステアリン酸４００ｇと９，１０ージヒドロキシス
テアリン酸１５０ｇを混合し窒素気流下で生成水を除去
しながら１９０℃、１５時間反応して本発明の分散剤を
得た。この分散剤の酸価は３８．８であった。

【０００８】実施例３ １リットルの四つ口フラスコに工業用のリシノ−ル酸５
００ｇと苛性ソ−ダ０．５ｇを加えて、窒素気流下で生
成水を除去しながら１９０℃、１２時間反応して重合リ
シノ−ル酸４６３ｇを得た。このものの酸価は４０．２
であった。ついで、得られた重合リシノ−ル酸４００ｇ
と９，１０ージヒドロキシステアリン酸２０ｇを混合し
窒素気流化生成水を除去しながら１９０℃、７時間反応
して本発明の分散剤を３９８ｇを得た。この分散剤の酸
価は２８．４であった。 実施例４ １リットルの四つ口フラスコに工業用の１２−ヒドロキ
システアリン酸２００ｇとリシノ−ル酸３００ｇを加え
て、窒素気流化で生成水を除去しながら１９０℃、２０
時間反応して重合混合ヒドロキシ脂肪酸４５８ｇを得
た。このものの酸価は３５．２であった。ついで、得ら
れた重合混合ヒドロキシ脂肪酸４００ｇと９，１０ジヒ
ドロキシステアリン酸４０ｇを混合し窒素気流化生成水
を除去しながら１８０℃、１０時間反応して本発明の分
散剤を得た。この分散剤の酸価は２５．２であった。

【０００９】実施例５ 実施例１で得られた重合ヒドロキシ脂肪酸１００ｇとア
リュ−リット酸５ｇを加えて、窒素気流下で生成水を除
去しながら１８０℃、８時間反応して本発明の分散剤９
４ｇを得た。この分散剤の酸価は２４．０であった。 実施例６ 実施例２で得られた重合ヒドロキシステアリン酸８０ｇ
とアリュ−リット酸１０ｇを加えて、窒素気流下で生成
水を除去しながら２００℃、６時間反応して本発明の分
散剤８５ｇを得た。この分散剤の酸価は４３．２であっ
た。

【００１０】実施例７ 実施例３で得られた重合リシノ−ル酸８０ｇとイプロ−
ル酸３ｇを加えて、窒素気流下で生成水を除去しながら
２３０℃、３時間反応して本発明の分散剤７８ｇを得
た。この分散剤の酸価は２５．０であった。 実施例８ 実施例４で得られた重合混合ヒドロキシ脂肪酸８０ｇと
９，１０ージヒドロキシステアリン酸５ｇ、アリュ−リ
ット酸３ｇを加えて、窒素気流下で生成水を除去しなが
ら１９０℃、７時間反応して本発明の分散剤８０ｇを得
た。この分散剤の酸価は２９．０であった。

【００１１】比較例１ 実施例１で得られた重合１２−ヒドロキシステアリン酸
を比較例１とする。 比較例２ 実施例３で得られた重合リシノ−ル酸を比較例２とす
る。 比較例３ 大豆レシチンを比較例３とする。 比較例４ ソルビタンモノオレ−トを比較例４とする。 試験例１ 実施例１〜８で得られた本発明の分散剤の二酸化チタン
に対する分散能力を以下の方法で評価した。 二酸化チタン ６０部 有機媒質 ２０部 分散剤 １部 上記処方で２５℃でボ−ルミルにて充分に混合し、その
性状を確認した。結果を表１に示す。

【００１２】

【表１】

【００１３】実施例２ 実施例１〜８で得られた本発明の分散剤の炭酸カルシウ
ムに対する分散能力を以下の方法で評価した。 炭酸カルシウム ８０部 有機媒質 ２０部 分散剤 １部 上記処方で２５℃でボ−ルミルにて充分に混合し、その
性状を確認した。結果を表２に示す。

【００１４】

【表２】

【００１５】試験例３ 実施例１〜８で得られた本発明の分散剤のカ−ボンブラ
ックに対する分散能力を以下の方法で評価した。 カ−ボンブラック ５０部 有機媒質 ２０部 分散剤 １部 上記処方で２５℃でボ−ルミルにて充分に混合し、その
性状を確認した。結果を表３に示す。

【００１６】

【表３】

【００１７】試験例４ 実施例１〜８で得られた本発明の分散剤のアルミナに対
する分散能力を以下の方法で評価した。 アルミナ ６０部 有機媒質 ２０部 分散剤 １部 上記処方で２５℃でボ−ルミルにて充分に混合し、その
性状を確認した。結果を表４に示す。

【００１８】

【表４】

【００１９】試験例５ 実施例１〜８で得られた本発明の分散剤の銅フタロシア
ニンに対する分散能力を以下の方法で評価した。 銅フタロシアニン ３０部 有機媒質 ５０部 分散剤 ２部 上記処方で２５℃でボ−ルミルにて充分に混合し、その
性状を確認した。結果を表５に示す。

【００２０】

【表５】

【００２１】試験例６ 実施例１〜８で得られた本発明の分散剤の水酸化アルミ
ニウムに対する分散能力を以下の方法で評価した。 水酸化アルミニウム ６０部 有機媒質 ２０部 分散剤 １部 上記処方で２５℃でボ−ルミルにて充分に混合し、その
性状を確認した。結果を表６に示す。

【００２２】

【表６】

【００２３】試験例７ 実施例１〜８で得られた本発明の分散剤の鉄粉に対する
分散能力を以下の方法で評価した。 鉄粉 ７０部 有機媒質 ３０部 分散剤 ２部 上記処方で２５℃でボ−ルミルにて充分に混合し、その
性状を確認した。結果を表７に示す。

【００２４】

【表７】

【００２５】本発明における実施態様を示すと以下のよ
うなことが考えられる。 （１）ポリヒドロキシカルボン酸によって架橋された、
分子内に水酸基を含有するヒドロキシカルボン酸の重合
物よりなることを特徴とする粉粒状物質の分散剤。 （２）ポリヒドロキシカルボン酸が水酸基を分子内に２
個以上含有する脂肪酸である前記（１）記載の粉粒状物
質の分散剤。 （３）ポリヒドロキシカルボン酸によって架橋されたヒ
ドロキシカルボン酸の重合物と有機媒質および粉粒状物
質からなる分散体。 （４）ヒドロキシカルボン酸が、１２ーヒドロキシステ
アリン酸である前記（１）に記載の粉粒状物質の分散
剤。 （５）ヒドロキシカルボン酸がリシノール酸である前記
（１）に記載の粉粒状物質の分散剤。 （６）ポリヒドロキシカルボン酸が９、１０ージヒドロ
キシステアリン酸である前記（１）に記載の粉粒状物質
の分散剤。 （７）有機媒質が塩化ビニル、ポリオレフィン樹脂、Ａ
ＢＳ樹脂の１種もしくは２種以上から成る前記（３）に
記載の分散体。 （８）有機媒質がフェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミ
ン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂の１種もしく
は２種以上から成る前記（３）に記載の分散体。 （９）粉粒状物質が無機顔料または有機顔料である前記
（３）に記載の分散体。 （10）粉粒状物質がセラミックである前記（３）に記載
の分散体。 （11）粉粒状物質が充填剤である前記（３）に記載の分
散体。 （12）粉粒状物質が磁性材料である前記（３）に記載の
分散体。 （13）粉粒状物質の粒径が１００μｍ以下である前記
（３）に記載の分散体。

【００２６】

【発明の効果】上記実施例で証明したように、本発明に
よれば粉粒状物質を有機媒質に分散するのに好適な分散
剤及び分散体が得られる。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリヒドロキシカルボン酸によって架橋
   された、分子内に水酸基を含有するヒドロキシカルボン
   酸の重合物よりなることを特徴とする粉粒状物質の分散
   剤。
2. 【請求項２】 ポリヒドロキシカルボン酸が水酸基を分
   子内に２個以上含有する脂肪酸である請求項１記載の粉
   粒状物質の分散剤。
3. 【請求項３】 ポリヒドロキシカルボン酸によって架橋
   されたヒドロキシカルボン酸の重合物と有機媒質および
   粉粒状物質からなる分散体。