JP4622016B2

JP4622016B2 - 顔料分散剤、顔料組成物および顔料分散体

Info

Publication number: JP4622016B2
Application number: JP36011399A
Authority: JP
Inventors: 潤金田; 幹也加藤
Original assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Current assignee: Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2019-12-20
Also published as: JP2001172520A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、使用適性、特に非集合性、非結晶性、流動性に優れた顔料分散体を提供する顔料分散剤および顔料組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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性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。
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り出し、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、凝集による色分れや、沈殿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。
以上のような問題点に対して、顔料に種々の置換基を導入した顔料分散剤が知られているが、黄色系顔料、特にベンズイミダゾロン系顔料に対しては有効な顔料分散剤は知られていなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、顔料、特にベンズイミダゾロン系顔料の非水性ビヒクル中の分散に対して有効な顔料分散剤を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記一般式（１）で示されるベンズイミダゾロン骨格を有する顔料誘導体からなる顔料分散剤に関する。
一般式（１）
【化１】
式中、Ｒ^１は−ＣＨ（ＣＯＣＨ_３）− または−ＯＨにより置換されたナフチレン基を表し、Ｘ ^１〜Ｘ ^５は、それぞれ独立に−ＳＯ _３Ｈもしくはそのアルカリ金属塩もしくは第１級〜第４級アミン塩、−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｆ、−ＣＦ _３、−ＣＨ _３、−ＮＯ _２、−ＯＨ、−ＯＣＨ _３、−ＯＣ _２Ｈ _５、−ＣＯＯＲ ^２、−ＣＯＮＨＣ _６Ｈ _４ＣＯＮＨ _２、−ＣＯＮＨＣ _６Ｈ _５、−ＳＯ _２ＮＨＲ ^２、一般式（２）で表される基を表し、（Ｒ ^２は炭素数１〜４のアルキル基を表す。）、
一般式（２）
【化２】
式（２）中、Ｘ ^６〜Ｘ ^９は、それぞれ独立に−ＳＯ _３Ｈもしくはそのアルカリ金属塩もしくは第１級〜第４級アミン塩、−Ｈ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｆ、−ＣＦ _３、−ＣＨ _３、−ＮＯ _２、−ＯＨ、−ＯＣＨ _３、−ＯＣ _２Ｈ _５、−ＣＯＯＲ ^２、−ＣＯＮＨＣ _６Ｈ _４ＣＯＮＨ _２、−ＣＯＮＨＣ _６Ｈ _５、−ＳＯ _２ＮＨＲ ^２を表し（Ｒ ^２は炭素数１〜４のアルキル基を表す。）、Ｘ ^１〜Ｘ ^９の少なくとも１個が−ＳＯ _３Ｈもしくはそのアルカリ金属塩もしくは第１級〜第４級アミン塩を表す。
更に本発明は、顔料と上記顔料分散剤とからなる顔料組成物に関する。
更に本発明は、上記顔料組成物とビヒクルとからなる顔料分散体に関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
ベンズイミダゾロン系顔料誘導体の製造方法としては、アゾカップリングまたはベンズイミダゾロン系顔料のスルホン化による方法があり、スルホン化剤として発煙硫酸、濃硫酸、クロロ硫酸などを用いて行うのが一般的である。本発明で使用されるベンズイミダゾロン系顔料誘導体の代表例として下記にいくつか示した。
【０００８】
ベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｃ）
【化７】
【０００９】
ベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｄ）
【化８】
【００１０】
ベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｅ）
【化９】
【００１１】
ベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｆ）
【化１０】
【００１２】
ベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｇ）
【化１１】
【００１３】
ベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｈ）
【化１２】
【００１４】
ベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｉ）
【化１３】
【００１５】
ベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｊ）
【化１４】
【００１６】
【００１７】
【００１９】
本発明の顔料組成物は、一般に市販されているほとんどすべての顔料に効果的であるが、特に、ベンズイミダゾロン系顔料の分散に効果を発揮する。
本発明に使用できる顔料としては、例えば、ベンズイミダゾロン系顔料、可溶性及び不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料等のアゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、イソインドリン系顔料、キノフタロン系顔料、ペリレン・ペリノン系顔料、ジオキサジン系顔料、アントラキノン系顔料、ジアンスラキノニル系顔料、アンスラピリミジン系顔料、アンサンスロン系顔料、インダンスロン系顔料、フラバンスロン系顔料、ピランスロン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、建染染料系顔料、塩基性染料系顔料等の有機顔料がある。
【００２０】
ベンズイミダゾロン系顔料としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２０、１５１、１５４、１５６、１７５、１８０、１８１、１９４、ピグメントオレンジ３６、６０、６２、７２、ピグメントレッド１７１、１７５、１７６、１８５、２０８、ピグメントバイオレット３２、ピグメントブラウン２５などがある。
【００２１】
本発明の有機アンモニウム塩タイプの顔料分散剤を形成するために使用されるアミン成分としては、第１級アミン、第２級アミン、第３級アミン、第４級アミンがある。具体的に、第１級アミンはエチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、エタノールアミン、イソプロパノールアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ラウリルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミンなど、第２級アミンはジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジエタノールアミン、ジステアリルアミンなど、第３級アミンはトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、ｎ−ブチルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−１，３−ジアミノプロパン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−１，３−ジアミノプロパン、ジメチルオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルミリスチルアミン、ジメチルパルミチルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジメチルベヘニルアミン、ジラウリルモノメチルアミン、トリオクチルアミンなど、第４級アミンはジメチルジドデシルアンモニウムクロライド、ジメチルジオレイルアンモニウムクロライド、トリメチルステアリルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。
【００２２】
本発明の顔料組成物の製造方法としては下記の方法がある。
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非水系ビヒクルなどに添加して分散する。
２．非水系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．非水系ビヒクルなどに顔料と顔料分散剤を予め別々に分散し得られた分散体を混合する。この場合、顔料分散剤を溶媒のみで分散しても良い。
４．非水系ビヒクルなどに顔料を分散したあと、得られた分散体に顔料分散剤を添加する。
【００２３】
上記１で示した顔料組成物における顔料分散剤の好ましい配合量は、顔料１００重量部に対して、０．１〜４０重量部、さらに好ましくは５〜２０重量部である。顔料分散剤の配合量が上記数値より少ないと、充分な顔料分散効果が得られず、また、上記数値より多く配合しても用いた分の効果が得られない。
【００２４】
顔料組成物は、顔料粉末と顔料分散剤の粉末を単に混合して調製しても、充分目的とする効果が得られる。しかし、ニーダー、ロール、アトライター、スーパーミル等の各種粉砕機により機械的に混合するか、顔料の水または有機溶剤によるサスペンジョン系に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吸着させるか、硫酸等の強い溶解力を持つ溶媒に有機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さらに良好な結果を得ることができる。
【００２５】
また、上記２〜４で示した本発明の顔料分散剤の使用においては、水系ビヒクルまたは水、非水系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。
【００２６】
本発明の顔料組成物が好適に用いられるビヒクルとしては、ライムロジンワニス、ポリアミド樹脂ワニスまたは塩化ビニル樹脂ワニス等のグラビアインキ、ニトロセルロースラッカー、アミノアルキッド樹脂の常乾もしくは焼き付け塗料、ウレタン系樹脂塗料、アクリル樹脂塗料等が挙げられる。
なお、本発明の顔料組成物の使用は非水系ビヒクルだけに限定されず、その他の印刷インキや塗料、プラスチックの着色、さらには水性インキ、水性塗料、エマルション型インキ、エマルション型塗料においても、分散効果に優れ、着色力のある着色物が得られる。
【００２７】
【実施例】
以下に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。例中、「部」とは「重量部」を表す。
製造例１（カップリング反応によるベンズイミダゾロン系顔料誘導体の製造）
水２００部に水酸化ナトリウム８．０部を溶解させ、３−アミノフタル酸１８．１部を加えた。これに濃塩酸５０部を添加し、０℃以下に冷却した。次に、亜硝酸ナトリウム７．２部を水２０部に溶解させて反応系に滴下し、５℃以下で１時間撹拌した。次に、水１０００部に水酸化ナトリウム１０．４部を溶解させ、アセトアセチルベンズイミダゾール２３．３部を添加した。これに８５％酢酸２５．５部を添加し、上記で調整したジアゾニウム塩溶液を滴下し室温で１時間撹拌した。沈殿物をろ過、水洗、乾燥し、ベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ａ）４３部を製造した。
製造例２（製造例１のドデシルアンモニウム塩の製造）
水２００部に水酸化ナトリウム２．０部を溶解させ、製造例１記載の顔料誘導体１０部を添加しｐＨ９．０にした。次にドデシルアミン１５部を添加したあと沈殿物をろ過、水洗、乾燥し、ンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｂ）１９部を製造した。
製造例３（スルホン化反応によるベンズイミダゾロン系顔料誘導体の製造）
顔料（ＰＹ１８０）５０部を９５重量％硫酸７５０部に１０℃以下で添加した。次に、昇温させ１５℃で２時間撹拌したあと、氷水に投入し析出させた。沈殿物をろ過、食塩水で洗浄、乾燥し、ベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｆ）５３部を製造した。
製造例４（製造例３のジメチルジドデシルアンモニウム塩の製造）
水２００部に水酸化ナトリウム０．５部を溶解させ、製造例１記載の顔料誘導体５部を添加しｐＨ９．０にした。次にジメチルジドデシルアンモニウムクロライド３．５部を添加したあと沈殿物をろ過、水洗、乾燥し、ベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｇ）７．０部を製造した。
実施例１
ベンズイミダゾロン系顔料（ＰＹ１５６）およびベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ａ）を用いて下記処方により塗料を作成した。塗料は、下記の配合のうち分散後添加する混合ワニス以外の成分を容器に入れ、スチールボールを加えてペイントシェイカーで分散した後、混合ワニスを添加して作成した。
得られた塗料を下記の方法により評価したところ、良好な流動性と途膜の光沢を示した。
【００２８】
塗料粘度の評価法
得られた塗料の粘度をＢ型粘度計にて評価した（測定温度２５℃、回転数６(r.p.m)および 60(r.p.m)）。
【００２９】
途膜光沢の評価法
得られた塗料を最終塗料粘度がフォードカップ４で２３秒になるようにシンナーで調製し、エアースプレーガンでブリキ板に吹き付けた後焼き付け、グロスメーターで２０°グロスを測定し、塗面の鮮映性を評価した。
【００３０】
比較例１
実施例１においてベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ａ）を添加せず、顔料を１０部とした塗料を作成した。得られた塗料は実施例１に比較して流動性と光沢に劣るものであった。
実施例１においてベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ａ）の代わりにベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｂ）、（ｃ）（ｄ）、（ｅ）を用いたところベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｉ）と同等の良好な結果が得られた。
【００３１】
実施例２
ベンズイミダゾロン系顔料（ＰＲ１７１）およびベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｉ）を用いて下記処方により塗料を作成した。塗料は、下記の配合のうち分散後添加する混合ワニス以外の成分を容器に入れ、スチールボールを加えてペイントシェイカーで分散したのち、混合ワニスを添加して作成した。
得られた塗料を実施例１と同様にして評価したところ良好な流動性と途膜の光沢を示した。
【００３２】
比較例２
実施例２においてベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｉ）を添加せず、顔料を１０部とした塗料を作成した。得られた塗料は実施例１に比較して流動性と光沢に劣るものであった。
実施例２においてベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｉ）の代わりにベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｊ）、（ｈ）を用いたところベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｉ）と同等の良好な結果が得られた。
【００３３】
実施例３
ベンズイミダゾロン系顔料（ＰＹ１８０）およびベンズイ
ミダゾロン系顔料誘導体（ｆ）を用いて下記処方により塗料を作成した。塗料は、下記の配合のうち分散後添加する樹脂以外の成分を容器に入れ、３ｍｍφアルミナビーズを加えてペイントコンディショナーで分散したのち、下記のアクリル樹脂３７．５部とメチル化メラミン樹脂（商品名サイメル３０３三井サイテック製）４．３部を添加して作成した。
顔料（ＰＹ１８０）９．９部
ベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｆ）０．１部
アクリル樹脂溶液（重量平均分子量２５０００、酸価６０、モノマー組成（重量比）アクリル酸／ジメチルアミノエチルメタクリレート／アクリル酸エチル／メタクリル酸メチル／酢酸ビニル＝７．７／１５／３７．３／３０／１０（固形分２０％））１２．５部
イオン交換水２０．０部
得られた塗料を下記の方法により評価したところ、良好な流動性と途膜の光沢を示した。
【００３４】
塗膜光沢の評価法
得られた水性塗料を４ミルのフィルムアプルケーターでＰＥＴフィルム上に展色し、１４０℃で３０分間焼き付け、デジタル変角光沢計２０°グロスを測定し、塗面の鮮映性を評価した。
【００３５】
比較例３
実施例３においてベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｆ）を添加せず、顔料を１０部とした塗料を作成した。得られた塗料は実施例３に比較して流動性と光沢に劣るものであった。
【００３６】
実施例３においてベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｆ）の代わりにベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｇ）を用いたところベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｆ）と同等の良好な結果が得られた。
【００３７】
実施例４
ベンズイミダゾロン系顔料（ＰＹ１７５）およびベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｋ））を用いて下記処方により塗料を作成した。塗料は、下記の配合のうち分散後添加する混合ワニス以外の成分を容器に入れ、スチールボールを加えてペイントシェイカーで分散したのち、混合ワニスを添加して作成した。
得られた塗料を実施例１と同様にして評価したところ良好な流動性と途膜の光沢を示した。
【００３８】
比較例４
実施例４においてベンズイミダゾロン系顔料誘導体（ｋ）の代わりに顔料（ＰＹ１５１）を添加し、顔料（ＰＹ１７５）を１０部とした塗料を作成した。得られた塗料は実施例４に比較して流動性と光沢に劣るものであった。
比較例５
実施例４においてベンズイミダゾロン系顔料誘導体を添加せず、顔料（ＰＹ１５１）を１０部とした塗料を作成した。得られた塗料は比較例４に比較して流動性と光沢に劣るものであった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の顔料組成物は各種ビヒクルに対して良好な分散性を示し、分散体の粘度の低下、構造粘性の減少等の良好な流動性を示すと同時に、色別れ、結晶の変化等の問題がないインキや塗料が得られる。その結果、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。

Claims

下記一般式（１）で示されるベンズイミダゾロン骨格を有する顔料誘導体からなる顔料分散剤。
一般式（１）
式中、Ｒ^１は−ＣＨ（ＣＯＣＨ_３）− または−ＯＨにより置換されたナフチレン基を表し、
Ｘ^１、Ｘ^５＝−Ｈ、−ＯＣＨ_３、−ＣＦ_３、−ＳＯ_３Ｈ、−ＳＯ_３ ⁻（Ｃ_１２Ｈ_２５）_２（ＣＨ_３）_２Ｎ^＋、−ＣＯＯＣＨ_３、一般式（２）
Ｘ^２、Ｘ^４＝−Ｈ、−ＳＯ_３Ｎａ、−ＳＯ_３ ⁻Ｃ_８Ｈ_１７ＮＨ_３ ^＋、−ＳＯ_３Ｈ、−ＳＯ_３ ⁻（Ｃ_１２Ｈ_２５）_２（ＣＨ_３）_２Ｎ^＋
Ｘ^３＝−Ｈ、−ＳＯ_３Ｈ、−ＳＯ_３ ⁻（Ｃ_８Ｈ_１７）_３ＮＨ^＋
Ｘ^８＝−ＳＯ_３ ⁻（Ｃ_１２Ｈ_２５）_２（ＣＨ_３）_２Ｎ^＋、−ＳＯ_３Ｎａ
Ｘ^６＝Ｘ^７＝Ｘ^９＝−Ｈ
（但し、Ｘ _１〜Ｘ _５が全て水素である場合を除く）
また、Ｘ _１〜Ｘ _５の少なくとも１つは、−ＳＯ _３Ｎａ、−ＳＯ _３Ｈ、−ＳＯ _３ ⁻ Ｃ _８Ｈ _１７ＮＨ _３ ^＋、−ＳＯ _３ ⁻ （Ｃ _１２Ｈ _２５） _２（ＣＨ _３） _２Ｎ ^＋
一般式（２）
を表す。
顔料と請求項１記載の顔料分散剤とからなる顔料組成物。
顔料がベンズイミダゾロン骨格を有する顔料である請求項２記載の顔料組成物。
請求項２または３記載の顔料組成物とビヒクルとからなる顔料分散体。