JP4290982B2 - 水性媒体から分散染色するための顔料染料の使用 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、水性媒体中の分散染料としてのある種の顔料の使用に関する。
【０００２】
「顔料」という語はラテン語(pigmentum)を起源とするものであり、本来着色物質の色を意味する。しかしながら、その後、その意味が拡大され、着色される装飾（例えばメークアップ）をも意味するようになった。中世の後半では、この語はすべての種類の植物及び野菜抽出物、特に着色に用いられるものに用いられた。この顔料という語は生物用語においてもその意味で用いられ、組織内もしくは体液中に懸濁されたような、細胞もしくは細胞膜内のとても小さな粒子として生ずる植物もしくは動物組織の染料を意味する。
【０００３】
現在の顔料の語は今世紀に生じた。標準(DIN 55943及びDIN 55945)によれば、顔料の語は、適用される媒体に一部不溶であり、その色、保護、もしくは磁気特性に応じて用いられる小さな粒子からなる物質を意味する。顔料及び染料はともに一般的な用語「着色材料」に包含され、これはその着色特性に用いられるすべての材料を意味する。顔料を可溶性有機染料から区別する特徴は、溶媒及びバインダへの溶解性が低いことである。顔料はその化学組成及びその光学もしくは技術特性を特徴とする。
【０００４】
カラーインデックス（C.I.）においては、顔料は通常「C.I.Pigment XY xy」で呼ばれる。ある種の化合物は「C.I.Solvent XY xy」と呼ばれる。それはこれらの化合物はDIN 55943及びDIN 55945によれば顔料に必要な水もしくは有機溶媒への不溶性を満たすが、ポリマー適用において移動する傾向を示すからである。
【０００５】
顔料は以下の２つのカテゴリーに分類される。
(i)無機顔料
(ii)有機顔料
【０００６】
最も重要な顔料の使用領域は、ペイント、ワニス、プラスチック、芸術家の色、紙及び繊維用のプリントインク、皮革装飾、建設材料（セメント、下塗り、コンクリートブロック及びタイル、ほとんどは酸化鉄及び酸化クロム顔料をベースとする）、皮革模造品、床カバー、ゴム、紙、化粧品、セラミックグレーズ、及びエナメルである。
【０００７】
ペイント産業は高品質顔料のみを用いている。均一な粒度が重要である。それは、光沢、隠蔽力、明度、及び輝度に影響を及ぼすからである。ペイントフィルムは厚すぎてはならず、従って最適な分散性とともに優れた隠蔽力及び明度を有する顔料が必要である。
【０００８】
白色顔料は白色着色及び被覆に用いられるが、着色されたもしくは黒色顔料の明度を低下させるためにも用いられる。これは固有の色相が最低であるべきである。
【０００９】
特定の用途に顔料を選択する場合、多くの点を考慮しなければならない。色特性（例えば明度、隠蔽力）は効率及び経済性を決定する際に重要である。以下の特性も重要である。
1)一般的な物理及び化学特性：化学組成、水分及び塩含有量、水溶性及び酸可溶製物質の含有量、粒度、密度、及び硬度、
2)安定性：光、気候、熱及び化学物質に対する耐性、耐腐食性、光沢保持性、
3)バインダ中の挙動：バインダ特性に対する影響、分散性、ある種のバインダ中の特性、相溶性、及び固化作用。
【００１０】
１つの重要な適用分野はポリマー繊維、特にポリエステル繊維のマス染色である。この方法は、ポリマー溶融体が直接染色され、紡糸され、「紡糸染色」と呼ばれる。顔料染料はポリマー溶融体に、例えばポリエステルでは260℃以上の温度において「溶解」される。溶融防止法では、温度は通常高く、例えばポリエステルではほぼ285℃である。染料分子が分解することなくこのような高温に耐えることができる染料はほんのわずかである。
【００１１】
分散染料は水溶性の低い着色剤であり、その分散コロイド形態において、疎水性繊維及び布帛の染色及びプリントに適している。
【００１２】
分散染料によりポリエステル繊維を染色するためのモデルが開発された。この染料を水性媒体から適用する場合、分子状に分散した水溶液から繊維表面に吸着され、次いで繊維の内部に拡散していく。以下のパラメータは染色速度及び均染性を決定する。
(1)分子上に分散した相への染料の分散した結晶状態からの転移の間の溶解速度、
(2)繊維表面及び繊維内部における拡散速度。
【００１３】
この両者とも温度によって変化する。
染料分子の幾何的及び極性の差はその仕上もしくは染料に特異的な特性に大きく変化を与え、単一の成分を用いるか染色プロセスの組み合わせを用いるかにかかわらず、すべての染料の吸収特性に影響を与える。例えば、粒度分布が不均一であると、分散安定性が不十分となり、基材表面において結晶成長及び沈殿が生じ、染色が不均一になる。
【００１４】
染色工程における温度が120℃以下である場合、染料分子の温度安定性はそれほど重要ではない。ある場合には、染色工程における温度は130〜140℃ほどであってもよい。産業上使用される分散染料は多くの発色系をベースとしている。その約60％はアゾ染料であり、約25％はアントラキノン染料であり、残りはキノフタロン、メチン、ナフタルイミド、ナフトキノン、及びニトロ染料である。この染料分子は通常置換基によって、染色される生成物によるその特性を最適にするように改質される。
【００１５】
驚くべきことに、ポリマー繊維、特にポリエステル繊維のマス染色に用いられるある種の顔料（例えば、Polysynthren及びSandoplast（共にCLARIANTの商標）の顔料）が水性媒体中で繊維の染色に用い得ることが見出された。
【００１６】
ポリエステルのマス染色用の分散染料として用いられる顔料には、その化学構造に制限がある。通常のエレメントは対称であり、コンパクトな硬質構造を有しており、紡糸染色工程の高温においてその安定性を最適にする。
【００１７】
本発明において用いることのできるPolysynthren顔料の好ましい例は、Color IndexにC.I.Solvent Brown 53として示されている。
【００１８】
本発明は、水性媒体中で染色を行うことを特徴とする、下式(I)
【化２】

（上式中、Ｒ₁〜Ｒ₈は独立して、Ｈ、ハロゲン、−ＮＯ₂、−ＣＮ、−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＣＨ₃、−ＮＨ₂又はＮＨＣＨ₃を表す）
の顔料又は顔料混合物の使用に関する。
【００１９】
好ましくは、Ｒ₁〜Ｒ₈が独立してＨ、ハロゲン、−ＣＯＯＨ又は−ＣＮを表す顔料もしくは顔料混合物が用いられる。
【００２０】
より好ましくは、Ｒ₁〜Ｒ₈が独立してＨ、Ｃｌ、−ＣＯＯＨ又は−ＣＮを表す顔料もしくは顔料混合物が用いられる。
【００２１】
特に好ましくは、Ｒ₁〜Ｒ₈のすべてがＨである顔料が用いられる。
Ｒ₁〜Ｒ₈のすべてがＨであるこの顔料は、C.I.Solvent Brown 53（Polysynthren(商標）Braun R、CLARIANTの商標）として知られている。
【００２２】
式(I)の顔料は、半合成及び、好ましくは合成疎水性繊維材料、特に織物材料の染色及びプリントに用いられる。そのような半合成疎水性繊維を含む混合布帛からなる織物材料も、本発明の染料による染色もしくはプリントに用いることができる。
【００２３】
好適な半合成織物材料は主にセルロース２1/2アセテート、セルローストリアセテートポリアミド及び高分子量ポリエステル並びにこれらとセルロースの混合物である。
【００２４】
合成疎水性織物材料は主に直鎖芳香族ポリエステル、例えばテレフタル酸及びグリコールからなるもの、特にエチレングリコール又はテレフタル酸と1,4-ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサンの縮合体、ポリエチレン、例えばα，α−ジメチル-4,4'-ジヒドロキシジフェニルメタンからなるものとホスゲンの縮合体、及びポリ塩化ビニルを及びポリアミドベースとする繊維からなる。
【００２５】
疎水性合成材料はシート状又は糸状の形態であってよく、例えば編糸もしくは織物、ニットもしくはループ織物布帛に加工してもよい。式(I)の顔料はミクロ繊維の形態の疎水性合成材料の染色にも適している。
【００２６】
使用前に、式(I)の顔料を染料配合物にすることが好ましい。これは、染料を0.1〜10μｍの粒度に粉砕することにより行われる。粉砕は分散剤の存在下において行われる。通常、乾燥した顔料を分散剤とともに粉砕し、その後真空下で乾燥するか、もしくは噴霧乾燥する。プリントペースト及び染料槽は、この配合物に水を加えることによって調製される。
【００２７】
式(I)の顔料は、公知の染色もしくはプリント法、たとえば仏国特許出願No. 1445371に記載されている方法によって織物材料に適用される。
【００２８】
典型的には、ポリエステル繊維材料が、アニオンもしくはノニオン分散剤の存在下、及び膨潤剤（キャリヤ）の存在下もしくは非存在下において、65℃〜140℃の温度において、吸尽法によって水性分散液から染色される。
【００２９】
セルロース２1/2アセテートは、好ましくは65℃〜85℃の温度において、セルローストリアセテートは125℃以下の温度において、染色される。
【００３０】
式(I)の顔料は、サーモゾル法による染色、吸尽及び連続法、並びにモダンイメージング法としてのプリント、例えば熱転写プリントもしくはインクジェットプリントに適している。
【００３１】
この染色は、吸尽法により水性液から行われ、液比は広範囲より選ばれ、例えば１：４〜１：100、好ましくは１：６〜１：50である。
【００３２】
染色時間は20〜90分、好ましくは30〜80分である。
染料液はさらに、他の添加剤、例えば染色助剤、分散剤、湿潤剤及び脱泡剤を含んでもよい。
【００３３】
この液体は鉱酸、例えば硫酸もしくはリン酸、又は有機酸、例えば蟻酸もしくは酢酸、及び／又は塩、例えば酢酸アンモニウムもしくは硫酸ナトリウムを含んでいてもよい。この酸は主に染料液のｐＨを調整し、このｐＨは好ましくは４〜５である。
【００３４】
顔料は通常、微分散液の形態で染料液中に存在する。この分散液の製造に適した分散剤は、例えばアニオン分散剤（例えば芳香族スルホン酸／ホルムアルデヒド縮合体、スルホン化されたクレゾール油／ホルムアルデヒド縮合体、リグニンスルホネートまたはアクリル酸のコポリマー、好ましくは芳香族スルホン酸／ホルムアルデヒド縮合体もしくはリグニンスルホネート）、又は例えばエチレンオキシドもしくはプロピレンオキシドからの重付加反応により得られるポリアルキレンオキシドをベースとするノニオン分散剤である。他の好適な分散剤は米国特許第4,895,981号及び5,910,624号に示されている。
【００３５】
こうして得られる染色もしくはプリントは堅牢性に優れ、特に熱移動堅牢性、光堅牢性、熱定着堅牢性、プリーツ堅牢性、並びに湿潤堅牢性に優れている。
【００３６】
本発明はさらに、式(I)の顔料によって染色もしくはプリントされた半合成又は、好ましくは合成繊維材料に関する。
【００３７】
以下の実施例において、部及びパーセントは質量基準である。温度は摂氏である。
【００３８】
適用例
下式(Ia)
【化３】

の顔料17.5部を、リグニンスルホネートをベースとする市販の分散剤32.5部と混合し、粉末にした。この染料1.2部を、70℃の2000部の脱イオン水（40部の硫酸アンモニウムを含む）に加え、この染料液を85％の蟻酸によりｐＨを５に調整した。100部の洗浄したポリエステル繊維布帛をこの染料液に入れ、容器を閉じ、20分かけて130℃に加熱し、この温度で60分染色を続けた。冷却後、ポリエステル繊維布帛を染料槽から取り出し、洗浄し、通常の方法で硫酸水素ナトリウムにより還元した。熱定着（180℃、30分）後、褐色の染色が得られ、これは堅牢性、特に光堅牢性及び湿潤堅牢性に優れていた。

Claims (2)

1. 水性媒体中で染色を行うことを特徴とする、半合成もしくは合成疎水性繊維材料を染色するための、下式(I)
   

   

   （上式中、Ｒ₁〜Ｒ₈はすべてがＨである）
   の顔料の使用。
2. 請求項１に記載の顔料の使用においてプリントにより、吸尽及び連続法により、及びサーモゾル法により水性液から染色された半合成もしくは合成疎水性繊維材料。