JP4133931B2 - 水性顔料分散体の製造方法および水性顔料分散体 - Google Patents
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本発明で利用される樹脂被覆顔料としては、酸析法、塩基析法、イオン交換法などの種々の方法により得られる、イオン性基含有樹脂で被覆された樹脂被覆顔料が使用できる。
本発明の水性顔料分散体の製造方法は、対イオン発生材料の存在下にイオン性基含有樹脂で被覆されている顔料を水性媒体中に分散させるものであって、顔料を被覆する樹脂がアニオン性基含有樹脂である場合、アニオン性基と反対の電荷のイオンを発生する材料として上記の塩基性化合物を利用することができ、カチオン性基含有樹脂である場合、カチオン性基と反対の電荷のイオンを発生する材料として上記の酸性化合物を利用することができる。水性媒体としても、樹脂被覆顔料の製造に使用した上記のものが利用できる。
攪拌機、冷却管、窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、酢酸ブチル180部を仕込んで100℃に加熱し、窒素ガスを導入しながら、メタクリル酸30.6部、メタクリル酸メチル16.4部、スチレン53.0部、開始剤としてカヤエステルO−50TLの7.2部および酢酸ブチル46部の混合物を1.5時間かけて滴下し、さらに同温度に保ちながら2時間重合させた後、溶媒を減圧下で蒸留し、重量平均分子量11,000、酸価200mgKOH/gのアニオン性基含有樹脂を得た。このアニオン性基含有樹脂を、その酸価を100%中和する量のN、N−ジメチルエタノールアミンと水の混合溶液に溶解させて、固形分30%のアニオン性基含有樹脂溶液を得た。次いで、固形分30%のアニオン性基含有樹脂溶液の各13.5部に水71.5部を加え混合した後、さらに顔料(プリンテックス80、デグサ社製)15部を加え攪拌混合後、湿式サーキュレーションミルで練肉し、顔料分散物を得た。次いで、顔料分散物を顔料濃度が5%となるように水で希釈した後、希釈液に対して陽イオン交換樹脂(650C、ダウケミカル社製)を5%添加して攪拌し、pHが4未満となるまでイオン交換し、樹脂被覆顔料を得た。その後、イオン交換樹脂をメッシュで濾過した後、吸引濾過し、樹脂被覆顔料を含有する含水ケーキ(顔料濃度15%)を得た。
攪拌機、冷却管、窒素ガス導入管を備えた四つ口フラスコに、酢酸ブチル180部を仕込んで100℃に加熱して、窒素ガスを導入しながら、メタクリル酸30.6部、メタクリル酸メチル16.4部、スチレン53.0部、開始剤としてカヤエステルO−50TLの7.2部および酢酸ブチル46部の混合物を1.5時間かけて滴下し、さらに同温度に保ちながら2時間重合させた後、溶媒を減圧下で蒸留し、重量平均分子量11,000、酸価200mgKOH/gのアニオン性基含有樹脂を得た。このアニオン性基含有樹脂を、その酸価を100%中和する量のN、N−ジメチルエタノールアミンと水の混合溶液に溶解させて、固形分30%のアニオン性基含有樹脂溶液を得た。次いで、固形分30%のアニオン性基含有樹脂溶液の各13.5部に水71.5部を加え混合した後、さらに顔料(プリンテックス80、デグサ社製)15部を加え攪拌混合後、湿式サーキュレーションミルで練肉し、顔料分散物を得た。次いで、顔料分散物を顔料濃度が10%となるように水で希釈した後、希釈液に対して1規定塩酸をpHが4未満となるまで加え、アニオン性基含有樹脂を顔料に固着させて樹脂被覆顔料を得た。その後、吸引濾過、水洗し、樹脂被覆顔料を含有する含水ケーキ(顔料濃度15%)を得た。
イオン交換法による樹脂被覆顔料を含有する含水ケーキ(顔料濃度15%)に、樹脂被覆顔料のアニオン性基含有樹脂の酸価の20%(実施例3)、60%(実施例2)、100%(実施例1)を中和するトリエタノールアミンと顔料濃度が10%となるような水を加えた後、ディスパーで攪拌した混合物を、図2に示される構造のもので、オリフィス径0.15mm、中空部材の管径1mmである高圧乳化分散装置DeBee2000(BEE INTERNATIONAL INC.製)を用いて2×105kPaの加圧下で、オリフィス内を600m/secの流速で通過させて、中空部材に滞留している先に流出した混合物中に吐出させ、パス回数を5回として、実施例1〜3の水性顔料分散体を得た。
酸析法による樹脂被覆顔料を含有する含水ケーキ(顔料濃度15%)に、樹脂被覆顔料のアニオン性基含有樹脂の酸価の60%を中和するトリエタノールアミンと顔料濃度が10%となるような水を加えた後、ディスパーで攪拌した混合物を、図2に示される構造のもので、オリフィス径0.15mm、中空部材の管径1mmである高圧乳化分散装置DeBee2000(BEE INTERNATIONAL INC.製)を用いて2×105kPaの加圧下で、オリフィス内を600m/secの流速で通過させて、中空部材に滞留している先に流出した混合物中に吐出させ、パス回数を5回として、参考例4の水性顔料分散体を得た。
上記酸価200のアニオン性基含有樹脂の酸価を20%(比較例3)、60%(比較例2)、100%(比較例1)を中和する量のN、N−ジメチルエタノールアミンと水の混合溶液に溶解させて、固形分30%のアニオン性基含有樹脂溶液を得た。次いで、固形分30%のアニオン性基含有樹脂溶液の各13.5部に水71.5部を加え混合した後、さらに顔料(プリンテックス80、デグサ社製)15部を加え攪拌混合後、湿式サーキュレーションミルで練肉し、その後、固形分が10%となるように水を加え、比較例1〜3の水性顔料分散体を得た。
貯蔵安定性を下記の評価方法により評価した。結果を表1に示す。
実施例1〜4、比較例1〜3の水性顔料分散体の25℃における粘度、60℃10日間保存後の25℃における粘度を測定し、粘度上昇率で評価した。
A: 粘度上昇率が1.1倍未満のもの
B: 粘度上昇率が1.1〜1.5倍のもの
C: 粘度上昇率が1.5倍を超えるもの
2 オリフィス部
3 中空部材
Claims (5)
- イオン性基含有樹脂を前記イオン性基と反対の電荷のイオンを発生する材料(以下、対イオン発生材料という)の存在下に溶解させた水性溶液に顔料を分散させた後、イオン交換手段を用いて前記分散液中の対イオン発生材料を除去することにより、顔料表面にイオン性基含有樹脂を析出させるイオン交換法を用いて表面をイオン性基含有樹脂で被覆した樹脂被覆顔料を、前記対イオン発生材料の存在下、高圧乳化分散装置を用いて水性溶媒中に分散させることを特徴とする水性顔料分散体の製造方法。
- 前記高圧乳化分散装置として、湾曲部および屈曲部を有さない直線状のオリフィスと、該オリフィスより大きな径を有する中空部材から構成され、高圧を付加することにより流体を高速でオリフィスから流出させ、先に流出して中空部材中に滞留している流体に吐出させる高圧乳化分散装置を利用する請求項1記載の水性顔料分散体の製造方法。
- 前記高圧乳化分散装置の圧力を5×103kPa以上として分散を行う請求項1または2記載の水性顔料分散体の製造方法。
- 前記イオン交換手段が、有機イオン交換体または無機イオン交換体であり、
前記有機イオン交換体が、スチレン系、アクリル系、フェノール系、脂肪族系またはピリジン系の樹脂基体に、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン基またはアミノ基を有する有機イオン交換体であり、
前記無機イオン交換体が無機層状粘土鉱物またはゼオライトであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の水性顔料分散体の製造方法。 - 前記イオン交換法において、前記水溶液中の塩基性の対イオン発生材料を除去する場合は、前記水溶液のpHが4未満になるまで、また前記水溶液中の酸性の対イオン発生材料を除去する場合は、前記水溶液のpHが10を超えるまでイオン交換することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の水性顔料分散体の製造方法。
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