JP5266858B2 - 顔料摩砕剤 - Google Patents
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Description
本発明は、顔料の摩砕剤として、特定の硫酸ナトリウム(以下、「芒硝」という場合がある)を使用することを特徴とする。
通常、無機物質からなる顔料摩砕剤は、平均粒子径が200μm程度であるが、顔料の微分散用としては、これを更に平均粒子径20μm〜50μmに粉砕して使用されており、この程度の平均粒径を得ることは容易に行うことが可能である。しかし、このような平均粒子径を持つ摩砕剤を使用した場合でも、充分な性能を持つ微細化顔料を得ることは困難である。
乾燥空気を0.40〜1.20MPaで送り込んでいるジェットミル粉砕室内に、100kg/hr以下の範囲の一定速度、好ましくは10〜50kg/hr、より好ましくは10〜45kg/hrで、原料となる芒硝を供給し、連続粉砕する。粉砕機から排出される粉砕芒硝をバグフィルターで一括捕集し、袋詰めする。なお、芒硝の供給速度を遅くすることにより、より微細な粉砕芒硝(本発明の無水硫酸ナトリウムからなる顔料摩砕剤)を得ることができる。更に必要により、粉砕物を微粉分級機等で分級することにより、本発明の範囲の芒硝を調整することができる。また、分級を行う場合は、原料となる芒硝の供給速度が、50kg/hrを超える場合でも、本発明の範囲の微細な粉砕芒硝を得ることができる場合がある。
前記のようにして得られた本発明の無水硫酸ナトリウムからなる顔料摩砕剤(以下、本発明の顔料摩砕剤、という場合がある。)は、各種顔料の微細化に用いることができる。
ソルベントソルトミリングは、溶剤を用いてミリングする方法であり、微細化処方は、例えば、微細化目的の顔料(以下、「クルード顔料」という)、本発明の顔料摩砕剤、粘結剤からなる。これらの混合物を、混練機を用いて定法により混練し、微細化顔料を含む混練物を得る(以下、混練物をマグマという場合がある。)。
ドライミリングとは、溶剤を用いないでミリングする方法であり、例えば、スーパーミキサーにクルード顔料および本発明の顔料摩砕剤を添加し、撹拌混合する。この際、必要により少量の水溶性溶剤(例えば、DEG)を添加しても良い。その後、冷却し、クルード顔料の微細化が終了したマグマを取り出しタンク内に移す。タンク内で脱イオン水と混合撹拌し、マグマを分散させる。分散液をフィルタープレスに移送して濾過、水洗し、微細化顔料ペーストを得る。水洗後の該顔料ペーストを乾燥機に移して乾燥させ微細化顔料の乾燥ブロックを得る。乾燥ブロックを粉砕機で粉砕し、粉砕物をサイクロン等で捕集し、微細化顔料を得る。
顔料分散体中における顔料(主顔料および副顔料を含む)の含有率は、10wt%以上であるのが好ましく、10〜25wt%であるのがより好ましい。
即ち、市販の代表的な微細化顔料を用いて作製したカラーフィルター(標準品)のコントラストの測定値を基準とし、本発明の無水硫酸ナトリウムからなる顔料摩砕剤を使用してクルード顔料を微細化して得た微細化顔料を用いて作製したカラーフィルターのコントラストの測定値との相対比を求め、その比から、本発明の顔料摩砕剤の効果を評価した。具体的には下記のようにして微細化顔料を調整してカラーフィルターを作製し、評価を行った。
尚、後述の評価1および3において使用した基準とする市販の微細化顔料は、東洋インキ製造(株)製、リオノーゲンエローY1010(以下、Y1010と略す。)であり、後述の評価2において使用した基準とする市販の微細化顔料は、それぞれ、チバ・スペシャリティー・ケミカルズ(株)製、IRGAPHOR Red BT−CF(以下、BT−CFと略す。)、東洋インキ製造(株)製、LIONOL GREEN 6YK(以下、6YKと略す。)、東洋インキ製造(株)製、LIONOL BLUE E(以下、BLUE Eと略す。)、ランクセス(株)製、Yellow Pigment E4GN−GT(以下、E4GN−GTと略す。)である。前記各微細化顔料Y1010、BT−CF、6YK、BLUE E、E4GN−GTは、それぞれ、カラーフィルター用途の代表的なC.I.Pigment Yellow138、同Red254、同Green36、同Blue15:6、同Yellow150の微細化顔料であるため、本評価の基準として採用した。
(粉砕芒硝の作製)
乾燥空気を0.65MPaジェットミル(日清エンジニアリング(株)製、気流式粉砕機、スーパージェットミル)に送入し、原料芒硝(三田尻化学工業(株)製、中性無水芒硝、平均粒径20μm)を表1に記載した速度で供給(20〜100kg/hr)し、連続粉砕した。粉砕機から排出される粉砕芒硝をバグフィルターで一括捕集し、各供給速度条件で粉砕した微粉砕芒硝の平均粒径と10μm以上の粒子の体積%を下記の方法で測定した。
粉枠した芒硝をイソブチルアルコールに添加し、超音波(1分間)で分散させ、粒子径測定装置(日機装(株)製、マイクロトラック粒度分布測定装置、MT−3300II)で粒度分布を測定して平均粒子径D50を求める。10μm以上の大粒径粒子の体積%は粒度分布データから読み取る。表1にその結果を示す。表1に示すように、粉砕芒硝1〜4においては、平均粒子径が5.5μm以下であり、かつ粒径10μm以上の粒子の含有率が5体積%以下を満足するものである。一方、粉砕芒硝5、6においては、平均粒子径が5.5μm以下ではあるものの、粒径10μm以上の粒子の含有率が5体積%を超えるものであり、粉砕芒硝7、8においては、平均粒子径が5.5μmより大きく、粒径10μm以上の粒子の含有率が5体積%より大きいものである。
ソルベントソルトミリングによる微細化顔料の製造方法を以下に示す。
前記の粉砕芒硝1〜8を用い、顔料を下記の方法で微細化して、それぞれ微細化顔料1〜8を得た。
先ず、粉砕芒硝1〜8を使用して試作した各微細化顔料1〜8、15部に対し、高分子分散剤(味の素ファインテック(株)製、アジスパーPB821F)を顔料に対し8重量%添加する。これに溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、PMAという。協和発酵ケミカル(株)製、「アーコソルブPMA」を使用。)を加えて、全体を100重量部とし、縦型サンドミル(山陽色素(株)製)を用いて2000rpm、10分間撹拌した。撹拌終了後、φ0.5mmのジルコニアビーズ((株)ニッカトー製、YTZボール)を分散体液重量の4倍量を添加し、2時間分散した。分散時には分散体温度が40℃以上にならないように冷却した。分散終了後、分散体からジルコニアビーズを150μmのネットで分離してコントラスト評価用の顔料分散体1〜8を作製した。
前記方法で得られた各顔料分散体1〜8および標準品の粘度をE型粘度計(東機産業(株)製、TV−22型粘度計)で測定した。また、130℃、1時間の条件で分散体の固形分を確認した。この分散体を用いてスピンコート液(以下、SPC液という。)を作製した。分散体中の固形分とSPC液に用いるバインダーの固形分が1:1になるように調節した。SPC液を厚さ1mm、100mm角のガラス板にスピンコーター(ミカサ(株)製、スピンコーターMS−150A)で回転数を3段階に設定して個々に塗布し、エアパス内で90℃、2.5分間乾燥させた(プリベイクエ程)。このようにして、カラーフィルター1〜8およびカラーフィルターの標準品を得た。
続いて、プリベイク工程後の3枚のガラス塗板の色を確認した(スピンコート時の回転数はYxy色度によって設定される。)。分散体の粘度とスピンコートの回転数により、コートの厚みが異なり、それぞれの色度を分光測色計(コニカミノルタセンシング(株)製、分光測色計、CM−3700d)にて測定した。測定した数値をプロットして直線性が保たれているかを確認した。
前記粉砕芒梢2、及び平均粒子径が20μmの芒硝を使用し、評価1におけるクルード顔料(BASF社製、Paliotol Yellow L0960HD)に替えて、4種類のクルード顔料(C.I.Pigment Red254、C.I.Pigment Green36、C.I.Pigment Blue15:6、C.I.Pigment Yellow150)を使用し、また、標準品として、各顔料に対応した前記の市販品を使用した以外は、上記評価1の場合と同様の方法で微細化顔料9〜16(顔料分散体9〜16)、評価用カラーフィルター(CF9〜16)、および各標準品を作製し、コントラストを評価した。評価結果を表3に示す。尚、標準品のコントラストの相対比は100%である。また、本発明の粉砕芒硝2を用いて得られた微細化顔料9〜12(顔料分散体9〜12)を用いて作製されたカラーフィルター(CF9〜12)をそれぞれ実施例5〜8とし、平均粒径20μmの芒硝を用いて得られた微細化顔料13〜16(顔料分散体13〜16)を用いて作製されたカラーフィルター(CF13〜16)をそれぞれ比較例5〜8とする。表3より、実施例5〜8におけるコントラストの相対比は比較例5〜8におけるコントラストの相対比に対して、最大で1.6倍の値であり、本発明の顔料摩砕剤である粉砕芒硝2は、各種顔料に適用した場合でも、該粉細芒硝を用いて顔料を微細化することにより、優れた微細化顔料(顔料分散体)を得ることができることが分かる。
(固結防止剤を含有する本発明の顔料摩砕剤の保存時の粒度分布変化)
原料芒硝と固結防止剤として無水クエン酸ナトリウムをプレミックスしたものを使った以外は、前記評価1の場合と同様の装置、条件下で原料芒硝を微粉砕し、固結防止剤を含有する粉砕芒硝を得た。粉砕芒硝の作製直後および保存時の平均粒子径D50、10μm以上の大粒径粒子の体積%、及び当該芒硝を用いて微細化して得られる微細化顔料を使用したカラーフィルターのコントラストの経時変化を表4に示す。尚、コントラストの測定は、評価1の場合と同様にして、粉砕芒硝を用いて微細化顔料(顔料分散体)を得、それを用いてカラーフィルターを作製し、コントラストを評価した。表4より、固結防止剤を添加することにより、粒度分布、およびカラーフィルターのコントラストが長期間安定していることが分かる。
Claims (4)
- 粉末状の無水硫酸ナトリウムからなる顔料摩砕剤であって、平均粒子径が5.5μm以下であり、かつ粒径10.0μm以上の粒子の含有量が5体積%以下の無水硫酸ナトリウムからなる顔料摩砕剤。
- 前記無水硫酸ナトリウムの平均粒子径が2.0μm以上4.0μm以下であり、かつ粒径10.0μm以上の粒子の含有量が1体積%以下である請求項1に記載の顔料摩砕剤。
- 前記無水硫酸ナトリウムの水分の含有量が1.0重量%以下である請求項1記載の顔料摩砕剤。
- 硫酸マグネシウム、多価カルボン酸及び多価カルボン酸の塩から選ばれる少なくとも1種からなる固結防止剤を含有する請求項1記載の顔料摩砕剤。
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