JP3545001B2 - 顔料組成物の製造方法 - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は表面コーティング、特に印刷インクまたはペイントの着色に有用な顔料組成物の製造方法に関する。
【0002】
非粉末形態の組成物を製造するために、キャリヤーを含む顔料組成物を調合する方法は既知である。このような系に使用されるキャリヤーは、製造された顔料組成物の最終施与媒質中への混合を最適化するように選択される。この種の顔料組成物の製造における根本的な原則は、水性相に対してよりも油性相に対してより大きな親和性を有している有機顔料が顔料合成の水性相から適正な油性相の中へ移動(フラッシュ)可能であることである。
【0003】
このフラッシュ法およびそれに使用される装置は、これまで多くの研究の題目であったものであり、その結果として基本コンセプトにおける各種の改良が開示されている。
たとえば、特開昭63−95270号は、高速分散機器を使用して水性顔料スラリーを直接的に油ワニス中へフラッシュして顆粒状着色剤を製造する方法を開示している。使用されるワニスは、高沸点石油流出物中のロジン変性フェノール樹脂である。
米国特許第4765841号は、分散剤の存在下において強力攪拌しながら水性顔料スラリーを非水性媒質と混合することによって、非水性媒質中の有機顔料分散物の製造を記載している。この場合に、得られた顔料分散物はまだ相当量の水を含有している状態で、たとえば水分35%で単離され、そしてこの分散物は特定の2本ローラー技術によって脱水される。生成物は、一般に顔料60重量%を含有している顔料濃縮物である。
欧州特許第0273236号は、顔料スラリーに、たとえば親油性樹脂、有機溶剤、またはこれらの混合物、乳化剤および水を含有するエマルジョンを添加することによるインクの製造を記載している。顔料とエマルジョンとの混合物は、このあと濃縮され、そしてこの得られた濃縮物からインクが直接製造される。
欧州特許第285713号は、水性条件下において顔料を製造し、そして次にその顔料を高せん断ミキサーで処理して、顔料を水性相から非水性相、好ましくは印刷インクに使用されるタイプのワニスへ移動させる工程を含むインク製造方法を開示している。最後に、このフラッシュされた顔料生成物へ印刷インクベースを製造するのに必要な成分を添加してミキサー内でさらに処理する。得られた印刷インクベースは、このあと調合して印刷インクに仕立てることができる。
特開昭63−275668号は、末端塩基性置換基たとえばアミノメチレン基を有する染料誘導体を含む水性顔料分散物に有機酸、たとえばロジンまたは変性ロジンの水性アルカリ性溶液を添加することによって易分散性顔料を製造する方法を記載している。次に、得られた混合物を油ワニスで処理し、その顔料をワニスの中へフラッシュさせ、そして目的の易分散性顔料を単離する。
【0004】
顔料工業においては、有機顔料組成物、特にインク用顔料組成物の製造中に、その顔料組成物へ特定の極性添加物を配合するのが一般的である。この添加物は、たとえば松やに樹脂(ロジン)であり、インク中における顔料の分散性や着色力など顔料組成物の適用性を向上させる働きがある。このような添加剤は、通常その塩の形でのみ水に可溶性である。従って、水性顔料製造工程の間にこの種の添加剤が塩として配合され、そしてその後に、最終顔料組成物を濾過単離する前にpH調整によって塩ではない形で顔料組成物中に沈澱させられる。従って、この添加剤の必須の特性は、それが少なくとも1つの極性の塩形成基たとえばカルボキシル基、アミノ基または置換アミノ基を含有していることである。このような極性の塩形成添加剤のほかに、さらに非極性疎水性添加剤を顔料組成物中に配合するのが望ましい。この非極性添加剤は、最終的に使用されるときのビヒクルたとえばインク樹脂、ワックス、油などと類似の組成を有するか、または相容性を有する。この種の添加剤の配合は通常次のような方法で達成されていた。すなわち、プレスケーキとして存在するか、またはその合成後に容器内に存在する顔料を、最終使用時に用いられる溶剤たとえば高沸点流出物を含むビヒクル中の当該添加剤でフラシングする。
【0005】
このようなフラシング技術の使用は、在来の顔料粉末製造方法に関連するいくつかの問題、たとえば長い乾燥時間、摩砕処理、粉塵の発生などの問題を回避するが、フラシング法にはそれ自体の問題がないわけではない。すなわち、1種またはそれ以上の揮発性有機液体、界面活性剤または乳化剤の使用が必要なこと、および高エネルギーミキサーの使用が必要であることなどである。
【0006】
今回、非極性疎水性表面塗料ビヒクルまたはその1つの成分を、顔料合成の間または後および顔料単離の前に容易に顔料中に配合することができる方法が見出された。この新規な方法は簡単かつ経済的であり、そして火災および/または爆発の危険があり、そしてエコロジカルな理由から工業的プロセスに使用することがもはや好まれなくなった揮発性有機溶剤のごとき異質の剤を使用することを回避することができる。
【0007】
本新規な方法によって使用が回避され得るその他の異質な剤は、界面活性剤および乳化剤であり、これらの剤はリソグフプロセスにとって有害ともなりうるものであり、かつまたエコロジカルな圧力を受ける剤である。さらにまた、本新規方法は特殊なエネルギー集中的混合装置たとえば高速分散機の必要を除去し、かつまた顔料組成物を最終表面塗料に配合する前に顔料組成物から除去されなければならないような物質の必要をも除去する。
【0008】
すなわち、本発明は下記の成分(a)と(b)とを顔料合成の前、間または後に組み合わせる工程を包含する顔料組成物の製造方法を提供する。
(a)極性顔料添加剤の塩(該極性顔料添加剤の塩は、天然樹脂または合成樹脂のまたはアミンの水溶性塩である)の水溶液中に、顔料用の非極性添加剤または表面塗料ビヒクルの一種以上の非極性成分が分散されている水性分散物、および(b)顔料または顔料前駆体の水性スラリー。
これによって得られた混合物のpHは、極性添加剤と非極性成分との両者が顔料の表面に沈澱する価に調整することができ、そして得られた顔料組成物を単離する。
【0009】
所望の場合には、非極性成分と極性添加剤塩とを含有する水性顔料スラリーのpH価を調整する工程は省略することができる。この場合には、単離後で乾燥前に、通常の顔料組成物の水洗によって水溶性極性添加剤塩が除去され、これによって実質的に顔料と非極性成分とを含有する最終顔料組成物を得ることができる。極性添加剤塩溶液中の非極性成分または複数の非極性成分の混合物の水性分散物は、任意の常用技術によりつくることができる。たとえば、非極性成分を極性添加剤の塩の水溶液に、好ましくは攪拌しながら、添加することによってつくることができる。
【0010】
所望の場合には、極性添加剤塩溶液を前もってつくることなしに、分散物の2つまたはそれ以上または全部の成分を攪拌しながら、そして場合によっては加熱しながら混合し、このあと、得られた分散物に、分散物の残りの成分がある場合には、それを添加することによってその分散物を製造することもできる。
【0011】
極性顔料添加剤は、インクのごとき表面塗料のための有機顔料の製造の場合に通常使用されている任意の添加剤でありうる。極性顔料添加剤は、塩でない形では水に不溶性であり塩の形では水に可溶性である天然または合成樹脂でありうる。
このような樹脂の例は次の如きものである:
その主成分がアビエチン酸であるロジン、ならびに変性ロジンたとえば水素化、脱水素化または不均化ロジン、二量化または重合ロジン、部分エステル化ロジン、エステル化されていないかまたは部分エステル化されたマレイン酸またはフェノール変性樹脂。このようなロジンの市販品を例示すれば、Stabelite樹脂(水素化ロジン)、Recolids A 樹脂(不均化ロジン)、Dymerex樹脂(二量化ロジン)などである。また、この添加剤はアミンであることもできる。たとえば、ロジンアミンA(デヒドロアビエチルアミン)、TEPA(テトラエチレンペンタミン)、Duomeen T (N−獣脂−1、3−ジアミノプロパン)などであることもできる。油性インクのためにはロジン系樹脂が好ましく、出版物グラビア印刷インク系のためにはアミン系添加剤がより好ましい。
極性顔料添加剤の塩は、常用方法で形成することができる。たとえば、使用される添加剤がロジンである場合には、ロジンの中のカルボキシル基を約70℃の水の中で適当な塩基たとえば水酸化ナトリウムのごときアルカリ金属水酸化物と反応させることによってロジンの塩の水溶液が形成される。
【0012】
極性顔料添加剤に添加される非極性成分の例を非限定的にあげれば以下のものである:
ロジン変性フェノール樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、炭化水素樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、脂肪アルコール、乾性、半乾性または不乾性油、ポリオレフィン、ワックス、リソワニスまたは光沢ワニス。
非極性成分の物理的形状は、油、ゴム、液体、粉末、ワックスまたは固体でありうる。固体塊の形状の材料は、使用前に常用方法によって粉砕することができる。
【0013】
本発明の方法において使用される極性顔料添加剤と非極性成分との相対比率は広い範囲で選択することができるが、好ましくは重量ベースで1:50乃至50:1、特に好ましくは1:20乃至20:1の範囲である。
最終顔料組成物中の顔料と(極性添加剤+非極性成分)との相対比率も広い範囲で選択することができるが、好ましくは重量ベースで1:3乃至20:1の範囲である。
【0014】
本発明の工程の間において、各種の補助添加物(Co-additives)を配合することができる。この補助添加物の例は、分散剤たとえばポリエステル誘導体、色直し剤、染料などである。これらの補助添加剤はそれぞれ本発明によって得られる顔料組成物の処理および/または施与において役立つ。
【0015】
本発明の方法において使用される水性顔料スラリーは、表面塗料特に印刷インクの製造に有用な任意の有機顔料か、またはかかる顔料の前駆体を含有することができる。適当な顔料を例示すれば、アゾまたはアゾメチン顔料またはこれらの金属塩;ジオキサジン顔料;キナクリドン顔料;アントラキノン顔料;イソインドリン顔料;イソインドリノン顔料;またはフタロシアニン顔料などである。これら顔料の混合物も使用することができる。
【0016】
本発明の方法による生成物は、任意の常用の技術を使用して単離することができる。たとえば、フィルタープレスまたはバンドフィルターを使用して、振動ふるいを使用して、あるいは遠心分離または吸引を使用して単離することができる。単離された顔料組成物は、場合によっては洗浄して乾燥する。乾燥は炉たとえば普通の炉またはマイクロ波炉中で、あるいは非静的方法たとえば流動床中で実施することができる。
【0017】
本発明の方法によって得られる顔料組成物の物理的形状は、乾燥の程度、単離の仕方、(添加剤+ビヒクル):顔料の比率により液状ペーストから乾燥粉末または顆粒まで広い範囲で変化しうる。本顔料組成物の単離時、乾燥前の水分は、典型的には30乃至80%である。
【0018】
本発明の方法によって製造された顔料組成物は、通常の表面塗料、特に印刷インクと高度の適合性を有する。それ故、従来技術による粉末顔料を使用して製造された表面塗料材料に比較して向上された特性、たとえば配合の容易性および分散性、着色力、透明性、光沢などが優れている。
【0019】
以下、本発明をさらに実施例によって説明する。
実施例1乃至6において、極性添加剤塩溶液中の非極性添加剤の分散物は、その塩の形としての極性添加剤の水溶液に攪拌しながら非極性添加剤を添加することによってつくられた。
【0020】
実施例1
水2200部中のピグメントイエロー13の101部の懸濁物を、アセトアセト−m−キシリジド(AAMX)を3,3’−ジクロロベンジジン(DCB)のテトラゾ化物とpH4.6、温度16℃においてカップリングして製造する。この懸濁物を希水酸化ナトリウム溶液で中和し、そしてこれにベンジジン−2、2’−ジスルホン酸(BDSA)のテトラゾ化物とAAMXとをベースとした染料1.9部の水溶液を添加する。染料を含有しているこの顔料懸濁物に、下記からなる分散物を添加する:
Staybelite樹脂(商標)(水素化ロジン) 47.6部
水酸化ナトリウム 5.7部
水 400部
Kelrez42-404(商標)(ロジン変性フェノール樹脂) 17.3部
この懸濁物を95℃に加熱し、希塩酸をゆっくりと添加してそのpHを5.0まで下げる。この懸濁物をさらに1時間95℃に加熱した後、顔料生成物を濾過単離し、洗浄して塩を除去し、そして炉に入れて65℃で乾燥して、顔料164部を得た。この顔料生成物をヒートセットワニス系に配合した。配合は最初高速攪拌し、続いて軽3本ロールミルに通すことによって実施した。得られた調合物をStaybelite樹脂(商標)と染料とのみを含有しているピグメントイエロー13顔料からつくられたインクと比較した。Kelrez42-404(商標) を含有している本実施例の生成物は特に光沢および分散性においてはるかに優れており、そして透明性もより優れていた。
【0021】
実施例2
実施例1に記載したように操作を実施した。ただし、今回は下記からなる分散物を使用した。
Recoldis A 樹脂(商標)(不均化ロジン) 26.0部
水酸化ナトリウム 2.5部
水 130部
MBG29樹脂(商標)(ペンタエリトリトール変性ロジン) 26.0部
しかして、顔料153部を得た。
この顔料生成物から製造されたインクは、ロジンのみを含有している従来の顔料粉末から製造されたインクと比較して卓越した透明性と光沢とを有していた。
【0022】
実施例3
実施例1に記載したように操作を実施した。ただし、今回は下記からなる分散物を使用した。
Staybelite樹脂(商標) 34.0部
水酸化ナトリウム 3.9部
水 230部
ロジン変性マレイン酸樹脂 34.0部
しかして、顔料168部を得た。
ビードミル摩砕によってこの顔料生成物から製造されたヒートセットインクは、Staybelite樹脂(商標)と染料とのみを含有しているピグメントイエロー13顔料からつくられたインクと比較して透明性および光沢が優れていた。
【0023】
実施例4
水1600部中のピグメントイエロー174の67部の懸濁物を、アセトアセト−m−キシリジド(AAMX)とアセトアセト−o−トルイジド(AAOT)との混合物(混合比は2.7:1)をDCBのテトラゾ化物とpH5.0、温度15℃においてカップリングして製造する。この懸濁物のpHを6.0まで上げ、そしてこれにBDSAのテトラゾ化物とAAMXとをベースとした染料1.5部の水溶液を添加する。この染料含有顔料懸濁物に下記からなる分散物を添加する:
Dymerex樹脂(商標)(2量化ロジン) 16.5部
水酸化ナトリウム 0.9部
水 300部
Kelrez42-404(商標) 16.5部
この懸濁物を95℃に加熱し、希塩酸をゆっくりと添加してそのpHを5.5まで下げる。この懸濁物をさらに10分間95℃に加熱した後、顔料組成物を濾過単離し、洗浄して塩を除去し、そして炉に入れて65℃で乾燥して、顔料100部を得た。この顔料生成物はDymerex樹脂(商標) と染料とのみを含有しているピグメントイエロー174顔料よりも配合の容易性および分散性において優れていた。
【0024】
実施例5
懸濁物(I):2−アミノ−5−メチルベンゼンスルホン酸57.5部と2−アミノナフタレン−1−スルホン酸1.5部との混合物をジアゾ化し、そしてカップリング前に塩化カルシウム44.4部を添加。
溶液(II):3−ヒドロキシ−ナフタレン−2−カルボン酸60.0部を、水酸化カリウム18.9部を水440部に溶解した溶液に溶解。
分散物(III):下記成分から製造
Staybelite樹脂(商標) 16.5部
水酸化カリウム 3.2部
水 850部
MBG29樹脂(商標) 16.5部
溶液(II)に分散物(III)を加える。この混合物(IV)を、10℃の水1500部を入れたカップリング容器にpH10.9になるまで添加する。混合物(IV)の残りと懸濁物(I)とをカップリング容器に1時間かけて同時的に添加してカップリングを実施する。この際、pHを10.9に、そして温度を10℃に保持する。得られた顔料懸濁物に塩化カルシウム6.0部を添加し、そして1時間後に、希塩酸を使用してpHを7.4に下げる。この懸濁物を80℃に加熱し、この温度に10分間保持した後、濾過する。そのプレスケーキを洗浄して塩を除き、炉に入れ70℃で乾燥し、さらに90℃において4時間焼いて顔料168部を得た。ビードミル摩砕によってこの顔料生成物から製造されたヒートセットインクは、同じ方法で製造された、ただしStaybelite樹脂(商標)のみを含有している顔料からつくられたインクと比較して光沢がかなり(約20%)優れていた。
【0025】
実施例6
実施例1に記載した方法で染料添加のところまで操作を実施して、水520部中のピクメントイエロー13顔料30部と染料0.7部との懸濁物を製造した。この懸濁物に下記を含有する分散物を添加した。
Staybelite樹脂(商標) 20.0部
水酸化ナトリウム1.5%(W/V)溶液 120部
MGB29樹脂(商標)(ペンタエリトリトール変性ロジン) 34.0部
得られた混合物を1時間95℃に加熱し、そして顔料生成物を濾過単離し、塩ならびにStaybelite樹脂(商標)のナトリウム塩が実質的なくなるまで洗浄し、エアオーブンにいれて約65℃において乾燥して、顔料49部を得た。この顔料生成物から製造されたインクは、ロジンのみを含有している従来の顔料粉末からつくられたインクと比較してはるかに優れた光沢と透明性とを有していた。
【0026】
以下の実施例7乃至10においては、極性添加剤溶液中の非極性成分の分散物は、攪拌しかつ加熱しながら、非極性成分と極性添加剤溶液の成分すなわち極性添加剤、水、水酸化ナトリウムと組み合わせることにより単一工程において製造された。
【0027】
実施例7
実施例1に記載した方法で染料添加のところまで操作を実施して、水854部中のピグメントイエロー13顔料40部と染料1.5部との懸濁物を製造した。つぎにStaybelite樹脂(商標)20.0部を水酸化ナトリウム47%(W/V)溶液5.1部と水168部との混合物に溶解し、この樹脂溶液を上記の顔料懸濁物に添加し、得られた混合物を95℃に加熱し、そして希塩酸をゆっくりと添加してpHを5.0に下げた。この懸濁物をさらに1時間加熱した後、下記成分よりなる分散物を顔料スラリーに添加した。
MGB29樹脂(商標) 20部
セチルアルコール(パルミチルアルコール) 10部
Staybelite樹脂(商標) 10部
水酸化ナトリウムの47%溶液 2.6部
水 84部
得られた混合物を、攪拌しながら、温度が60℃になるまで放冷し、さらに温度を下げるためにこの時点で冷水を添加した。顔料生成物を濾過単離し、塩がなくなるまで洗浄し、そして65℃においてエアーオーブン中で乾燥して、顔料99部を得た。この顔料生成物から製造されたインクは、ロジンのみを含有している従来の顔料粉末からつくられたインクと比較して優れた光沢と透明性とを有していた。
【0028】
実施例8
実施例7と同様に操作を実施した。ただし、今回は、顔料スラリーとStaybelite樹脂(商標)とを45分間加熱した後、下記成分よりなる分散物を添加した。
MGB29樹脂(商標) 10部
セチルアルコール 15部
Staybelite樹脂(商標) 10部
水酸化ナトリウムの47%溶液 2.6部
水 84部
得られた混合物を、攪拌しながら、温度が60℃になるまで放冷し、そして前記と同様に単離した。顔料92部を得た。この顔料生成物から製造されたインクは、ロジンのみを含有している従来の顔料粉末からつくられたインクと比較して優れた光沢と透明性とを有していた。
【0029】
実施例9
実施例8と同様に操作を実施した。ただし今回は、水1068部中の50部のピグメントイエロー13の懸濁物をStaybelite樹脂(商標)25.0部、水酸化ナトリウムの47%(W/V)溶液6.4部、水210部からなるロジン溶液で処理した。このあとの操作は下記の分散物を使用した点を除き実施例8と同じであった。
分散物:
MGB29樹脂(商標) 5.0部
セチルアルコール 15.0部
Staybelite樹脂(商標) 5.0部
水酸化ナトリウムの47%(W/V)溶液 1.3部
水 42.0部
単離後、顔料92部を得た。この顔料生成物から製造されたインクは、ロジンのみを含有している従来の顔料粉末からつくられたインクと比較して優れた光沢と透明性とを有していた。
【0030】
実施例10
実施例8と同様に操作を実施した。ただし今回は、水1174部中の55部のピグメントイエロー13の懸濁物を、Staybelite樹脂(商標)27.5部、水酸化ナトリウムの47%(W/V)溶液7.1部、水231部からなるロジン溶液で処理した。この後の操作は下記の分散物を使用した点を除き実施例8と同じであった。
分散物:
MGB29樹脂(商標) 5.0部
セチルアルコール 7.5部
Staybelite樹脂(商標) 5.0部
水酸化ナトリウムの47%(W/V)溶液 1.3部
水 42.0部
単離後、顔料98部を得た。この顔料生成物から製造されたインクは、ロジンのみを含有している従来の顔料粉末からつくられたインクと比較して優れた光沢と透明性とを有していた。
【0031】
実施例11
出版物グラビア印刷用インク用のピグメントイエロー12組成物を下記の方法で製造した。
水5500部とアセトアセトアニリド(AAA)531部と水酸化ナトリウム136部とからの溶液を、水1000部中の酢酸335部の溶液を添加して酸性化する。得られたスラリーに、水100部中のテトラエチレンペンタアミンの46部の溶液を添加する。このスラリーをpH5.5、温度16℃に調整する。次に、水酸化ナトリウム溶液の添加によってpHを4.6に保持しながら、約45分間かけて、3、3’−ジクロロベンジジンのテトラアゾ化物の10%水溶液を添加してアセトアセトアニリドをカップリングする。別に酢酸65部と水3100部との混合物中のInipol PS(商標)145部の溶液中のピグメントオレンジ34の10部の分散物をつくり、これを上記により製造されたスラリーに添加する。このスラリーの温度を95℃に上げ、この温度に10分間保持し、その後冷水を加えて70℃まで温度を下げる。このスラリーのpHを水酸化ナトリウム希溶液を添加してpH11に調整し、そして15分間攪拌を続け、この後、生成物を捕集し、塩がなくなるまで洗浄し、70℃において乾燥する。
本発明は表面コーティング、特に印刷インクまたはペイントの着色に有用な顔料組成物の製造方法に関する。
【0002】
非粉末形態の組成物を製造するために、キャリヤーを含む顔料組成物を調合する方法は既知である。このような系に使用されるキャリヤーは、製造された顔料組成物の最終施与媒質中への混合を最適化するように選択される。この種の顔料組成物の製造における根本的な原則は、水性相に対してよりも油性相に対してより大きな親和性を有している有機顔料が顔料合成の水性相から適正な油性相の中へ移動(フラッシュ)可能であることである。
【0003】
このフラッシュ法およびそれに使用される装置は、これまで多くの研究の題目であったものであり、その結果として基本コンセプトにおける各種の改良が開示されている。
たとえば、特開昭63−95270号は、高速分散機器を使用して水性顔料スラリーを直接的に油ワニス中へフラッシュして顆粒状着色剤を製造する方法を開示している。使用されるワニスは、高沸点石油流出物中のロジン変性フェノール樹脂である。
米国特許第4765841号は、分散剤の存在下において強力攪拌しながら水性顔料スラリーを非水性媒質と混合することによって、非水性媒質中の有機顔料分散物の製造を記載している。この場合に、得られた顔料分散物はまだ相当量の水を含有している状態で、たとえば水分35%で単離され、そしてこの分散物は特定の2本ローラー技術によって脱水される。生成物は、一般に顔料60重量%を含有している顔料濃縮物である。
欧州特許第0273236号は、顔料スラリーに、たとえば親油性樹脂、有機溶剤、またはこれらの混合物、乳化剤および水を含有するエマルジョンを添加することによるインクの製造を記載している。顔料とエマルジョンとの混合物は、このあと濃縮され、そしてこの得られた濃縮物からインクが直接製造される。
欧州特許第285713号は、水性条件下において顔料を製造し、そして次にその顔料を高せん断ミキサーで処理して、顔料を水性相から非水性相、好ましくは印刷インクに使用されるタイプのワニスへ移動させる工程を含むインク製造方法を開示している。最後に、このフラッシュされた顔料生成物へ印刷インクベースを製造するのに必要な成分を添加してミキサー内でさらに処理する。得られた印刷インクベースは、このあと調合して印刷インクに仕立てることができる。
特開昭63−275668号は、末端塩基性置換基たとえばアミノメチレン基を有する染料誘導体を含む水性顔料分散物に有機酸、たとえばロジンまたは変性ロジンの水性アルカリ性溶液を添加することによって易分散性顔料を製造する方法を記載している。次に、得られた混合物を油ワニスで処理し、その顔料をワニスの中へフラッシュさせ、そして目的の易分散性顔料を単離する。
【0004】
顔料工業においては、有機顔料組成物、特にインク用顔料組成物の製造中に、その顔料組成物へ特定の極性添加物を配合するのが一般的である。この添加物は、たとえば松やに樹脂(ロジン)であり、インク中における顔料の分散性や着色力など顔料組成物の適用性を向上させる働きがある。このような添加剤は、通常その塩の形でのみ水に可溶性である。従って、水性顔料製造工程の間にこの種の添加剤が塩として配合され、そしてその後に、最終顔料組成物を濾過単離する前にpH調整によって塩ではない形で顔料組成物中に沈澱させられる。従って、この添加剤の必須の特性は、それが少なくとも1つの極性の塩形成基たとえばカルボキシル基、アミノ基または置換アミノ基を含有していることである。このような極性の塩形成添加剤のほかに、さらに非極性疎水性添加剤を顔料組成物中に配合するのが望ましい。この非極性添加剤は、最終的に使用されるときのビヒクルたとえばインク樹脂、ワックス、油などと類似の組成を有するか、または相容性を有する。この種の添加剤の配合は通常次のような方法で達成されていた。すなわち、プレスケーキとして存在するか、またはその合成後に容器内に存在する顔料を、最終使用時に用いられる溶剤たとえば高沸点流出物を含むビヒクル中の当該添加剤でフラシングする。
【0005】
このようなフラシング技術の使用は、在来の顔料粉末製造方法に関連するいくつかの問題、たとえば長い乾燥時間、摩砕処理、粉塵の発生などの問題を回避するが、フラシング法にはそれ自体の問題がないわけではない。すなわち、1種またはそれ以上の揮発性有機液体、界面活性剤または乳化剤の使用が必要なこと、および高エネルギーミキサーの使用が必要であることなどである。
【0006】
今回、非極性疎水性表面塗料ビヒクルまたはその1つの成分を、顔料合成の間または後および顔料単離の前に容易に顔料中に配合することができる方法が見出された。この新規な方法は簡単かつ経済的であり、そして火災および/または爆発の危険があり、そしてエコロジカルな理由から工業的プロセスに使用することがもはや好まれなくなった揮発性有機溶剤のごとき異質の剤を使用することを回避することができる。
【0007】
本新規な方法によって使用が回避され得るその他の異質な剤は、界面活性剤および乳化剤であり、これらの剤はリソグフプロセスにとって有害ともなりうるものであり、かつまたエコロジカルな圧力を受ける剤である。さらにまた、本新規方法は特殊なエネルギー集中的混合装置たとえば高速分散機の必要を除去し、かつまた顔料組成物を最終表面塗料に配合する前に顔料組成物から除去されなければならないような物質の必要をも除去する。
【0008】
すなわち、本発明は下記の成分(a)と(b)とを顔料合成の前、間または後に組み合わせる工程を包含する顔料組成物の製造方法を提供する。
(a)極性顔料添加剤の塩(該極性顔料添加剤の塩は、天然樹脂または合成樹脂のまたはアミンの水溶性塩である)の水溶液中に、顔料用の非極性添加剤または表面塗料ビヒクルの一種以上の非極性成分が分散されている水性分散物、および(b)顔料または顔料前駆体の水性スラリー。
これによって得られた混合物のpHは、極性添加剤と非極性成分との両者が顔料の表面に沈澱する価に調整することができ、そして得られた顔料組成物を単離する。
【0009】
所望の場合には、非極性成分と極性添加剤塩とを含有する水性顔料スラリーのpH価を調整する工程は省略することができる。この場合には、単離後で乾燥前に、通常の顔料組成物の水洗によって水溶性極性添加剤塩が除去され、これによって実質的に顔料と非極性成分とを含有する最終顔料組成物を得ることができる。極性添加剤塩溶液中の非極性成分または複数の非極性成分の混合物の水性分散物は、任意の常用技術によりつくることができる。たとえば、非極性成分を極性添加剤の塩の水溶液に、好ましくは攪拌しながら、添加することによってつくることができる。
【0010】
所望の場合には、極性添加剤塩溶液を前もってつくることなしに、分散物の2つまたはそれ以上または全部の成分を攪拌しながら、そして場合によっては加熱しながら混合し、このあと、得られた分散物に、分散物の残りの成分がある場合には、それを添加することによってその分散物を製造することもできる。
【0011】
極性顔料添加剤は、インクのごとき表面塗料のための有機顔料の製造の場合に通常使用されている任意の添加剤でありうる。極性顔料添加剤は、塩でない形では水に不溶性であり塩の形では水に可溶性である天然または合成樹脂でありうる。
このような樹脂の例は次の如きものである:
その主成分がアビエチン酸であるロジン、ならびに変性ロジンたとえば水素化、脱水素化または不均化ロジン、二量化または重合ロジン、部分エステル化ロジン、エステル化されていないかまたは部分エステル化されたマレイン酸またはフェノール変性樹脂。このようなロジンの市販品を例示すれば、Stabelite樹脂(水素化ロジン)、Recolids A 樹脂(不均化ロジン)、Dymerex樹脂(二量化ロジン)などである。また、この添加剤はアミンであることもできる。たとえば、ロジンアミンA(デヒドロアビエチルアミン)、TEPA(テトラエチレンペンタミン)、Duomeen T (N−獣脂−1、3−ジアミノプロパン)などであることもできる。油性インクのためにはロジン系樹脂が好ましく、出版物グラビア印刷インク系のためにはアミン系添加剤がより好ましい。
極性顔料添加剤の塩は、常用方法で形成することができる。たとえば、使用される添加剤がロジンである場合には、ロジンの中のカルボキシル基を約70℃の水の中で適当な塩基たとえば水酸化ナトリウムのごときアルカリ金属水酸化物と反応させることによってロジンの塩の水溶液が形成される。
【0012】
極性顔料添加剤に添加される非極性成分の例を非限定的にあげれば以下のものである:
ロジン変性フェノール樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、炭化水素樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、脂肪アルコール、乾性、半乾性または不乾性油、ポリオレフィン、ワックス、リソワニスまたは光沢ワニス。
非極性成分の物理的形状は、油、ゴム、液体、粉末、ワックスまたは固体でありうる。固体塊の形状の材料は、使用前に常用方法によって粉砕することができる。
【0013】
本発明の方法において使用される極性顔料添加剤と非極性成分との相対比率は広い範囲で選択することができるが、好ましくは重量ベースで1:50乃至50:1、特に好ましくは1:20乃至20:1の範囲である。
最終顔料組成物中の顔料と(極性添加剤+非極性成分)との相対比率も広い範囲で選択することができるが、好ましくは重量ベースで1:3乃至20:1の範囲である。
【0014】
本発明の工程の間において、各種の補助添加物(Co-additives)を配合することができる。この補助添加物の例は、分散剤たとえばポリエステル誘導体、色直し剤、染料などである。これらの補助添加剤はそれぞれ本発明によって得られる顔料組成物の処理および/または施与において役立つ。
【0015】
本発明の方法において使用される水性顔料スラリーは、表面塗料特に印刷インクの製造に有用な任意の有機顔料か、またはかかる顔料の前駆体を含有することができる。適当な顔料を例示すれば、アゾまたはアゾメチン顔料またはこれらの金属塩;ジオキサジン顔料;キナクリドン顔料;アントラキノン顔料;イソインドリン顔料;イソインドリノン顔料;またはフタロシアニン顔料などである。これら顔料の混合物も使用することができる。
【0016】
本発明の方法による生成物は、任意の常用の技術を使用して単離することができる。たとえば、フィルタープレスまたはバンドフィルターを使用して、振動ふるいを使用して、あるいは遠心分離または吸引を使用して単離することができる。単離された顔料組成物は、場合によっては洗浄して乾燥する。乾燥は炉たとえば普通の炉またはマイクロ波炉中で、あるいは非静的方法たとえば流動床中で実施することができる。
【0017】
本発明の方法によって得られる顔料組成物の物理的形状は、乾燥の程度、単離の仕方、(添加剤+ビヒクル):顔料の比率により液状ペーストから乾燥粉末または顆粒まで広い範囲で変化しうる。本顔料組成物の単離時、乾燥前の水分は、典型的には30乃至80%である。
【0018】
本発明の方法によって製造された顔料組成物は、通常の表面塗料、特に印刷インクと高度の適合性を有する。それ故、従来技術による粉末顔料を使用して製造された表面塗料材料に比較して向上された特性、たとえば配合の容易性および分散性、着色力、透明性、光沢などが優れている。
【0019】
以下、本発明をさらに実施例によって説明する。
実施例1乃至6において、極性添加剤塩溶液中の非極性添加剤の分散物は、その塩の形としての極性添加剤の水溶液に攪拌しながら非極性添加剤を添加することによってつくられた。
【0020】
実施例1
水2200部中のピグメントイエロー13の101部の懸濁物を、アセトアセト−m−キシリジド(AAMX)を3,3’−ジクロロベンジジン(DCB)のテトラゾ化物とpH4.6、温度16℃においてカップリングして製造する。この懸濁物を希水酸化ナトリウム溶液で中和し、そしてこれにベンジジン−2、2’−ジスルホン酸(BDSA)のテトラゾ化物とAAMXとをベースとした染料1.9部の水溶液を添加する。染料を含有しているこの顔料懸濁物に、下記からなる分散物を添加する:
Staybelite樹脂(商標)(水素化ロジン) 47.6部
水酸化ナトリウム 5.7部
水 400部
Kelrez42-404(商標)(ロジン変性フェノール樹脂) 17.3部
この懸濁物を95℃に加熱し、希塩酸をゆっくりと添加してそのpHを5.0まで下げる。この懸濁物をさらに1時間95℃に加熱した後、顔料生成物を濾過単離し、洗浄して塩を除去し、そして炉に入れて65℃で乾燥して、顔料164部を得た。この顔料生成物をヒートセットワニス系に配合した。配合は最初高速攪拌し、続いて軽3本ロールミルに通すことによって実施した。得られた調合物をStaybelite樹脂(商標)と染料とのみを含有しているピグメントイエロー13顔料からつくられたインクと比較した。Kelrez42-404(商標) を含有している本実施例の生成物は特に光沢および分散性においてはるかに優れており、そして透明性もより優れていた。
【0021】
実施例2
実施例1に記載したように操作を実施した。ただし、今回は下記からなる分散物を使用した。
Recoldis A 樹脂(商標)(不均化ロジン) 26.0部
水酸化ナトリウム 2.5部
水 130部
MBG29樹脂(商標)(ペンタエリトリトール変性ロジン) 26.0部
しかして、顔料153部を得た。
この顔料生成物から製造されたインクは、ロジンのみを含有している従来の顔料粉末から製造されたインクと比較して卓越した透明性と光沢とを有していた。
【0022】
実施例3
実施例1に記載したように操作を実施した。ただし、今回は下記からなる分散物を使用した。
Staybelite樹脂(商標) 34.0部
水酸化ナトリウム 3.9部
水 230部
ロジン変性マレイン酸樹脂 34.0部
しかして、顔料168部を得た。
ビードミル摩砕によってこの顔料生成物から製造されたヒートセットインクは、Staybelite樹脂(商標)と染料とのみを含有しているピグメントイエロー13顔料からつくられたインクと比較して透明性および光沢が優れていた。
【0023】
実施例4
水1600部中のピグメントイエロー174の67部の懸濁物を、アセトアセト−m−キシリジド(AAMX)とアセトアセト−o−トルイジド(AAOT)との混合物(混合比は2.7:1)をDCBのテトラゾ化物とpH5.0、温度15℃においてカップリングして製造する。この懸濁物のpHを6.0まで上げ、そしてこれにBDSAのテトラゾ化物とAAMXとをベースとした染料1.5部の水溶液を添加する。この染料含有顔料懸濁物に下記からなる分散物を添加する:
Dymerex樹脂(商標)(2量化ロジン) 16.5部
水酸化ナトリウム 0.9部
水 300部
Kelrez42-404(商標) 16.5部
この懸濁物を95℃に加熱し、希塩酸をゆっくりと添加してそのpHを5.5まで下げる。この懸濁物をさらに10分間95℃に加熱した後、顔料組成物を濾過単離し、洗浄して塩を除去し、そして炉に入れて65℃で乾燥して、顔料100部を得た。この顔料生成物はDymerex樹脂(商標) と染料とのみを含有しているピグメントイエロー174顔料よりも配合の容易性および分散性において優れていた。
【0024】
実施例5
懸濁物(I):2−アミノ−5−メチルベンゼンスルホン酸57.5部と2−アミノナフタレン−1−スルホン酸1.5部との混合物をジアゾ化し、そしてカップリング前に塩化カルシウム44.4部を添加。
溶液(II):3−ヒドロキシ−ナフタレン−2−カルボン酸60.0部を、水酸化カリウム18.9部を水440部に溶解した溶液に溶解。
分散物(III):下記成分から製造
Staybelite樹脂(商標) 16.5部
水酸化カリウム 3.2部
水 850部
MBG29樹脂(商標) 16.5部
溶液(II)に分散物(III)を加える。この混合物(IV)を、10℃の水1500部を入れたカップリング容器にpH10.9になるまで添加する。混合物(IV)の残りと懸濁物(I)とをカップリング容器に1時間かけて同時的に添加してカップリングを実施する。この際、pHを10.9に、そして温度を10℃に保持する。得られた顔料懸濁物に塩化カルシウム6.0部を添加し、そして1時間後に、希塩酸を使用してpHを7.4に下げる。この懸濁物を80℃に加熱し、この温度に10分間保持した後、濾過する。そのプレスケーキを洗浄して塩を除き、炉に入れ70℃で乾燥し、さらに90℃において4時間焼いて顔料168部を得た。ビードミル摩砕によってこの顔料生成物から製造されたヒートセットインクは、同じ方法で製造された、ただしStaybelite樹脂(商標)のみを含有している顔料からつくられたインクと比較して光沢がかなり(約20%)優れていた。
【0025】
実施例6
実施例1に記載した方法で染料添加のところまで操作を実施して、水520部中のピクメントイエロー13顔料30部と染料0.7部との懸濁物を製造した。この懸濁物に下記を含有する分散物を添加した。
Staybelite樹脂(商標) 20.0部
水酸化ナトリウム1.5%(W/V)溶液 120部
MGB29樹脂(商標)(ペンタエリトリトール変性ロジン) 34.0部
得られた混合物を1時間95℃に加熱し、そして顔料生成物を濾過単離し、塩ならびにStaybelite樹脂(商標)のナトリウム塩が実質的なくなるまで洗浄し、エアオーブンにいれて約65℃において乾燥して、顔料49部を得た。この顔料生成物から製造されたインクは、ロジンのみを含有している従来の顔料粉末からつくられたインクと比較してはるかに優れた光沢と透明性とを有していた。
【0026】
以下の実施例7乃至10においては、極性添加剤溶液中の非極性成分の分散物は、攪拌しかつ加熱しながら、非極性成分と極性添加剤溶液の成分すなわち極性添加剤、水、水酸化ナトリウムと組み合わせることにより単一工程において製造された。
【0027】
実施例7
実施例1に記載した方法で染料添加のところまで操作を実施して、水854部中のピグメントイエロー13顔料40部と染料1.5部との懸濁物を製造した。つぎにStaybelite樹脂(商標)20.0部を水酸化ナトリウム47%(W/V)溶液5.1部と水168部との混合物に溶解し、この樹脂溶液を上記の顔料懸濁物に添加し、得られた混合物を95℃に加熱し、そして希塩酸をゆっくりと添加してpHを5.0に下げた。この懸濁物をさらに1時間加熱した後、下記成分よりなる分散物を顔料スラリーに添加した。
MGB29樹脂(商標) 20部
セチルアルコール(パルミチルアルコール) 10部
Staybelite樹脂(商標) 10部
水酸化ナトリウムの47%溶液 2.6部
水 84部
得られた混合物を、攪拌しながら、温度が60℃になるまで放冷し、さらに温度を下げるためにこの時点で冷水を添加した。顔料生成物を濾過単離し、塩がなくなるまで洗浄し、そして65℃においてエアーオーブン中で乾燥して、顔料99部を得た。この顔料生成物から製造されたインクは、ロジンのみを含有している従来の顔料粉末からつくられたインクと比較して優れた光沢と透明性とを有していた。
【0028】
実施例8
実施例7と同様に操作を実施した。ただし、今回は、顔料スラリーとStaybelite樹脂(商標)とを45分間加熱した後、下記成分よりなる分散物を添加した。
MGB29樹脂(商標) 10部
セチルアルコール 15部
Staybelite樹脂(商標) 10部
水酸化ナトリウムの47%溶液 2.6部
水 84部
得られた混合物を、攪拌しながら、温度が60℃になるまで放冷し、そして前記と同様に単離した。顔料92部を得た。この顔料生成物から製造されたインクは、ロジンのみを含有している従来の顔料粉末からつくられたインクと比較して優れた光沢と透明性とを有していた。
【0029】
実施例9
実施例8と同様に操作を実施した。ただし今回は、水1068部中の50部のピグメントイエロー13の懸濁物をStaybelite樹脂(商標)25.0部、水酸化ナトリウムの47%(W/V)溶液6.4部、水210部からなるロジン溶液で処理した。このあとの操作は下記の分散物を使用した点を除き実施例8と同じであった。
分散物:
MGB29樹脂(商標) 5.0部
セチルアルコール 15.0部
Staybelite樹脂(商標) 5.0部
水酸化ナトリウムの47%(W/V)溶液 1.3部
水 42.0部
単離後、顔料92部を得た。この顔料生成物から製造されたインクは、ロジンのみを含有している従来の顔料粉末からつくられたインクと比較して優れた光沢と透明性とを有していた。
【0030】
実施例10
実施例8と同様に操作を実施した。ただし今回は、水1174部中の55部のピグメントイエロー13の懸濁物を、Staybelite樹脂(商標)27.5部、水酸化ナトリウムの47%(W/V)溶液7.1部、水231部からなるロジン溶液で処理した。この後の操作は下記の分散物を使用した点を除き実施例8と同じであった。
分散物:
MGB29樹脂(商標) 5.0部
セチルアルコール 7.5部
Staybelite樹脂(商標) 5.0部
水酸化ナトリウムの47%(W/V)溶液 1.3部
水 42.0部
単離後、顔料98部を得た。この顔料生成物から製造されたインクは、ロジンのみを含有している従来の顔料粉末からつくられたインクと比較して優れた光沢と透明性とを有していた。
【0031】
実施例11
出版物グラビア印刷用インク用のピグメントイエロー12組成物を下記の方法で製造した。
水5500部とアセトアセトアニリド(AAA)531部と水酸化ナトリウム136部とからの溶液を、水1000部中の酢酸335部の溶液を添加して酸性化する。得られたスラリーに、水100部中のテトラエチレンペンタアミンの46部の溶液を添加する。このスラリーをpH5.5、温度16℃に調整する。次に、水酸化ナトリウム溶液の添加によってpHを4.6に保持しながら、約45分間かけて、3、3’−ジクロロベンジジンのテトラアゾ化物の10%水溶液を添加してアセトアセトアニリドをカップリングする。別に酢酸65部と水3100部との混合物中のInipol PS(商標)145部の溶液中のピグメントオレンジ34の10部の分散物をつくり、これを上記により製造されたスラリーに添加する。このスラリーの温度を95℃に上げ、この温度に10分間保持し、その後冷水を加えて70℃まで温度を下げる。このスラリーのpHを水酸化ナトリウム希溶液を添加してpH11に調整し、そして15分間攪拌を続け、この後、生成物を捕集し、塩がなくなるまで洗浄し、70℃において乾燥する。
Claims (10)
- 顔料組成物の製造方法において、下記の成分(a)と(b)とを顔料合成の前、間または後に組み合わせ、そして得られた顔料組成物を単離することを特徴とする方法:
(a)極性顔料添加剤の塩(該極性顔料添加剤の塩は、天然樹脂または合成樹脂の水溶性塩またはアミンの水溶性塩である)の水溶液中に、顔料用の非極性添加剤または表面塗料ビヒクルの一種以上の非極性成分が分散されている水性分散物、および
(b)顔料またはその前駆体の水性スラリー。 - 分散物(a)とスラリー(b)とを混合して得られた混合物のpHを、極性添加剤と非極性成分との両者が顔料の表面に沈澱するpH価に調整する請求項1記載の方法。
- pH調整を行なうことなく、顔料組成物単離後にその顔料組成物を水洗して極性顔料添加剤を除去する請求項1記載の方法。
- 極性顔料添加剤の水溶液に一種または複数種の非極性成分を添加することによって、極性添加剤の塩の溶液中に一種または複数種の非極性成分が分散されている水性分散物を製造する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
- 極性顔料添加剤と非極性成分との相対比率が重量ベースで1:20乃至20:1の範囲である請求項1に記載の方法。
- 最終顔料組成物中の顔料と極性添加剤+非極性成分との相対比率が重量ベースで1:3乃至20:1である請求項1に記載の方法。
- 最終顔料組成物の処理および/または施与において役立つことのできる補助添加物を製造中に配合する請求項1に記載の方法。
- 請求項1に記載された方法によって製造された顔料組成物を含有している表面塗料。
- 印刷インクである請求項8記載の表面塗料。
- 前記印刷インクがオフセットグラビア印刷インクである請求項9記載の表面塗料。
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