JP5484667B2 - 顔料分散体 - Google Patents
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Description
従来から、緑色の顔料分散体においては、顔料粒子の分散性、分散安定性の観点から、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36が広く用いられている。
しかしながら、C.I.ピグメントグリーン7やC.I.ピグメントグリーン36は、明度に劣るという問題点があった。
本発明の顔料分散体は、溶剤中に、顔料が分散した顔料分散体であって、
主顔料として、ハロゲン化されたフタロシアニンの亜鉛錯体を含むとともに、
副顔料として、スルホン化された顔料誘導体を含み、
さらに、分散剤として、所定の酸価を有する酸価分散剤と、所定のアミン価を有するアミン価分散剤とを含み、
前記酸価分散剤の酸価が5〜370KOHmg/gであり、
前記アミン価分散剤のアミン価が5〜200KOHmg/gであり、
前記酸価分散剤と前記アミン価分散剤との比率が、重量比で、1:1〜1:9であることを特徴とする。
これにより、顔料粒子の長期間にわたる分散安定性(長期分散安定性)に優れるとともに、明度に優れた塗膜の形成に用いることができる緑色顔料分散体を提供することができる。
これにより、顔料分散体中における顔料粒子の長期分散安定性を特に優れたものとすることができるとともに、顔料分散体を用いて形成される塗膜の明度を特に優れたものとすることができる。
これにより、顔料の分散性を特に優れたものとすることができる。
本発明の顔料分散体では、前記溶剤が、1,3−ブチレングリコールジアセテートおよび/またはジエチレングリコールジブチルエーテルを含むものであることが好ましい。
これにより、顔料分散体中における顔料粒子の長期分散安定性を特に優れたものとすることができる。
本発明の顔料分散体では、前記溶剤が、非水溶性溶媒であることが好ましい。
まず、本発明の顔料分散体の好適な実施形態について説明する。
≪顔料分散体≫
本発明の顔料分散体は、溶剤中に、顔料が分散したものであり、主顔料として、ハロゲン化されたフタロシアニン(以下、単に「ハロゲン化フタロシアニン」とも言う)の亜鉛錯体を含むとともに、副顔料として、スルホン化された顔料誘導体(以下、単に「スルホン化顔料誘導体」とも言う)を含むことを特徴とする。
顔料分散体は、顔料として、ハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体(主顔料)と、スルホン化顔料誘導体(副顔料)とを含むものである。
[主顔料]
主顔料としてのハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体は、中心金属としての亜鉛と、配位子としてのハロゲン化フタロシアニンとを備えている。ハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体は、C.I.ピグメントグリーン7やC.I.ピグメントグリーン36に比べて、明度に優れている。このため、ハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体を含む顔料分散体を用いることにより、例えば、明度に優れた塗膜を形成することができる。
なお、ハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体は、単一の化合物で構成されるものであってもよいし、複数種の化合物の混合物であってもよい。
上記のように、本発明において、顔料分散体は、顔料として、ハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体(主顔料)に加え、副顔料としてのスルホン化顔料誘導体を含むものである。
このように、ハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体(主顔料)とともに、スルホン化顔料誘導体を含むことにより、顔料分散体中における、ハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体(本来、単独では、分散性、分散安定性に劣るハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体)の分散性、分散安定性を優れたものとすることができることを、本発明者は見出した。
スルホン化は、例えば、発煙硫酸、濃硫酸、発煙硫酸と濃硫酸との混合物、硫酸と五酸化リンとの混合物、クロルスルホン酸、亜硫酸水素ナトリウム、塩化スルフリルと塩化アルミニウムとの混合物等のスルホン化剤を用いた芳香族置換反応により、行うことができる。また、芳香族置換反応の際には、必要に応じて、反応系を加熱してもよい。
また、スルホン化の処理においては、必要に応じて、触媒を用いてもよい。触媒としては、例えば、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム、硫酸鉄等の硫酸金属塩等を用いることができる。触媒を用いることにより、例えば、好ましくない副反応を防止・抑制、反応条件の緩和、反応速度の上昇等の効果が得られる。
また、スルホン化の処理においては、反応速度を制御(抑制)するために、必要に応じて、反応系に、エチレングリコール、プロピレングリコール、クロロホルム、塩化エチレン、四塩化炭素等を用いてもよい。
本発明において、副顔料は、スルホン化された顔料誘導体であればいかなるものであってもよいが、下記式(I)で示される化学構造を有するものであるのが好ましい。
主顔料を構成するハロゲン化フタロシアニンは、分子全体として、高度な共役系が形成されており、平面的な構造となるのが、エネルギー的に安定している。そして、ハロゲン化フタロシアニンは、平面状の各分子が積層されるように(平行に)配置することにより、各分子間が有する共役系のπ電子が重なり合った、安定した状態になる。このため、主顔料は、本来、凝集し易く、溶剤中に安定的に分散させるのが困難である。
なお、スルホン化顔料誘導体(副顔料)は、単一の化合物で構成されるものであってもよいし、複数種の化合物の混合物であってもよい。
本発明において、顔料分散体は、顔料として、ハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体(主顔料)と、スルホン化顔料誘導体(副顔料)とを含むものであればよいが、これら以外の顔料成分(その他の顔料)を含むものであってもよい。
その他の顔料としては、各種有機顔料、各種無機顔料を用いることができるが、より具体的には、カラーインデックス(C.I.;The Society of Dyers and Colourists 社発行) においてピグメント(Pigment)に分類されている化合物、さらに具体的には、下記のようなカラーインデックス(C.I.)番号が付されているものを挙げることができる。すなわち、その他の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、C.I.ピグメントイエロー3、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー16、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー20、C.I.ピグメントイエロー24、C.I.ピグメントイエロー31、C.I.ピグメントイエロー55、C.I.ピグメントイエロー60、C.I.ピグメントイエロー61、C.I.ピグメントイエロー65、C.I.ピグメントイエロー71、C.I.ピグメントイエロー73、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー81、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー98、C.I.ピグメントイエロー100、C.I.ピグメントイエロー101、C.I.ピグメントイエロー104、C.I.ピグメントイエロー106、C.I.ピグメントイエロー108、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー113、C.I.ピグメントイエロー114、C.I.ピグメントイエロー116、C.I.ピグメントイエロー117、C.I.ピグメントイエロー119、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー126、C.I.ピグメントイエロー127、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー139、C.I.ピグメントイエロー150、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー152、C.I.ピグメントイエロー153、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー156、C.I.ピグメントイエロー166、C.I.ピグメントイエロー168、C.I.ピグメントイエロー175;C.I.ピグメントオレンジ1、C.I.ピグメントオレンジ5、C.I.ピグメントオレンジ13、C.I.ピグメントオレンジ14、C.I.ピグメントオレンジ16、C.I.ピグメントオレンジ17、C.I.ピグメントオレンジ24、C.I.ピグメントオレンジ34、C.I.ピグメントオレンジ36、C.I.ピグメントオレンジ38、C.I.ピグメントオレンジ40、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ46、C.I.ピグメントオレンジ49、C.I.ピグメントオレンジ51、C.I.ピグメントオレンジ61、C.I.ピグメントオレンジ63、C.I.ピグメントオレンジ64、C.I.ピグメントオレンジ71、C.I.ピグメントオレンジ73;C.I.ピグメントバイオレット1、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントバイオレット23、C.I.ピグメントバイオレット29、C.I.ピグメントバイオレット32、C.I.ピグメントバイオレット36、C.I.ピグメントバイオレット38;C.I.ピグメントレッド1、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド4、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド8、C.I.ピグメントレッド9、C.I.ピグメントレッド10、C.I.ピグメントレッド11、C.I.ピグメントレッド12、C.I.ピグメントレッド14、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド17、C.I.ピグメントレッド18、C.I.ピグメントレッド19、C.I.ピグメントレッド21、C.I.ピグメントレッド22、C.I.ピグメントレッド23、C.I.ピグメントレッド30、C.I.ピグメントレッド31、C.I.ピグメントレッド32、C.I.ピグメントレッド37、C.I.ピグメントレッド38、C.I.ピグメントレッド40、C.I.ピグメントレッド41、C.I.ピグメントレッド42、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド48:2、C.I.ピグメントレッド48:3、C.I.ピグメントレッド48:4、C.I.ピグメントレッド49:1、C.I.ピグメントレッド49:2、C.I.ピグメントレッド50:1、C.I.ピグメントレッド52:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド57:2、C.I.ピグメントレッド58:2、C.I.ピグメントレッド58:4、C.I.ピグメントレッド60:1、C.I.ピグメントレッド63:1、C.I.ピグメントレッド63:2、C.I.ピグメントレッド64:1、C.I.ピグメントレッド81:1、C.I.ピグメントレッド83、C.I.ピグメントレッド88、C.I.ピグメントレッド90:1、C.I.ピグメントレッド97、C.I.ピグメントレッド101、C.I.ピグメントレッド102、C.I.ピグメントレッド104、C.I.ピグメントレッド105、C.I.ピグメントレッド106、C.I.ピグメントレッド108、C.I.ピグメントレッド112、C.I.ピグメントレッド113、C.I.ピグメントレッド114、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド150、C.I.ピグメントレッド151、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド168、C.I.ピグメントレッド170、C.I.ピグメントレッド171、C.I.ピグメントレッド172、C.I.ピグメントレッド174、C.I.ピグメントレッド175、C.I.ピグメントレッド176、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド179、C.I.ピグメントレッド180、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド187、C.I.ピグメントレッド188、C.I.ピグメントレッド190、C.I.ピグメントレッド193、C.I.ピグメントレッド194、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド206、C.I.ピグメントレッド207、C.I.ピグメントレッド208、C.I.ピグメントレッド209、C.I.ピグメントレッド215、C.I.ピグメントレッド216、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド224、C.I.ピグメントレッド226、C.I.ピグメントレッド242、C.I.ピグメントレッド243、C.I.ピグメントレッド245、C.I.ピグメントレッド254、C.I.ピグメントレッド255、C.I.ピグメントレッド264、C.I.ピグメントレッド265;C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6、C.I.ピグメントブルー60;C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン36;C.I.ピグメントブラウン23、C.I.ピグメントブラウン25;C.I.ピグメントブラック1、ピグメントブラック7や、これらの誘導体等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
その他の顔料を含む場合、顔料分散体中におけるその他の顔料の含有率は、特に限定されないが、前述したハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体の含有率、スルホン化顔料誘導体の含有率よりも少ないものであるのが好ましい。
溶剤は、顔料分散体において、顔料を分散する分散媒として機能するものである。また、溶剤は、後述するような顔料分散体の製造方法では、分散媒分散液中において、分散樹脂を溶解する溶媒として機能するものである。
本発明では、溶剤としては、水溶性溶媒が好ましく使用される。溶剤として水溶性溶媒を用いることにより、上述したような顔料の分散性を特に優れたものとすることができる。水溶性溶剤としては、親水性の溶媒を用いることができ、具体的には、例えば、25℃における水100gに対する溶解度が3g以上の液体を用いることができる。
水溶性溶剤の具体例としては、エタノール、メタノール、ブタノール、プロパノール、イソプロパノール等の炭素数1〜4のアルキルアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−iso−プロピルエーテル、ジエチレングリコールモノ−iso−プロピルエーテル、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、トリエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、エチレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、1−メチル−1−メトキシブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−iso−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−iso−プロピルエーテル、プロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノ−n−ブチルエーテル等のグリコールエーテル類、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルスルホキシド、ソルビット、ソルビタン、アセチン、ジアセチン、トリアセチン、スルホラン等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
沸点が180℃以上の水溶性有機溶剤の具体例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ペンタメチレングリコール、トリメチレングリコール、2−ブテン−1,4−ジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルグリコール、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコール、分子量2000以下のポリエチレングリコール、1,3−プロピレングリコール、イソプロピレングリコール、イソブチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、グリセリン、メソエリスリトール、ペンタエリスリトール、1,3−ブチレングリコールジアセテートおよびジエチレングリコールジブチルエーテル等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。溶剤としては、これらの高沸点有機溶媒の中でも、1,3−ブチレングリコールジアセテートおよび/またはジエチレングリコールジブチルエーテルを用いるが好ましい。これにより、副顔料が溶剤に対して適度な親和性を示すため、主顔料粒子の表面を、副顔料が被覆した構造をとり易くなり、顔料分散体中における顔料粒子の長期分散安定性を特に優れたものとすることができる。また、顔料分散体中における顔料の含有率を高くした場合であっても、顔料の長期分散安定性を十分に優れたものとすることができる。また、後述するような方法で顔料分散体を製造する場合においては、顔料分散体を効率よく製造することができ、顔料分散体の生産性を特に優れたものとすることができる。上記のような効果は、1,3−ブチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールジブチルエーテルのうち、1,3−ブチレングリコールジアセテートを用いた場合に特に顕著に発揮される。
非水溶性溶媒としては、例えば、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒等を用いることができる。
非水溶性のエステル系溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソプロピル、プロピオン酸メチル、酢酸−3−メトキシブチル、エチルグリコールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、モノクロロ酢酸メチル、モノクロロ酢酸エチル、モノクロロ酢酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、ブチルカルビトールアセテート、乳酸ブチル、エチル−3−エトキシプロピオネート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸プロピル等が挙げられる。
また、上記のほか、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類も用いることができる。
顔料分散体は、上記以外の成分を含むものであってもよい。顔料分散体を構成する顔料、溶剤以外の成分としては、例えば、分散剤、分散樹脂等が挙げられる。
分散剤は、顔料分散体中における顔料粒子の分散性を向上させるのに寄与する成分である。顔料分散体が分散剤を含むことにより、顔料の分散性、分散安定性を特に優れたものとすることができる。また、分散剤を用いることにより、後述するような製造方法の微分散工程において、分散剤分散液中に添加された顔料粒子(微分散されていない比較的粒径の大きい顔料粒子)の表面に、分散剤が付着(吸着)し、当該顔料粒子(微分散されていない比較的粒径の大きい顔料粒子)の分散剤分散液中における分散性を優れたものとすることができる。これにより、微分散工程における微分散処理を効率よく行うことができ、顔料分散体の生産性を特に優れたものとすることができるとともに、最終的に得られる顔料分散体中における顔料粒子(微分散された顔料微粒子)の長期分散安定性を特に優れたものとすることができる。
アミン価分散剤と酸価分散剤とを併用する場合、アミン価分散剤のアミン価(固形分換算したときのアミン価)は、特に限定されないが、5〜200KOHmg/gであるのが好ましく、25〜170KOHmg/gであるのがより好ましく、30〜130KOHmg/gであるのがさらに好ましい。アミン価分散剤のアミン価が前記範囲内の値であると、酸価分散剤と併用した場合における顔料の分散安定性を特に優れたものとすることができる。なお、分散剤についてのアミン価は、例えば、DIN 16945に準拠する方法により求めることができる。
また、アミン価分散剤は、所定の酸価を有していないもの、すなわち、酸価が零であるのが好ましい。
顔料分散体中における分散剤の含有率は、特に限定されないが、2〜28wt%であるのが好ましく、9〜25wt%であるのがより好ましい。
分散樹脂は、顔料粒子の分散性を向上させる機能を有しており、成形時に塗膜の一部を形成する。
分散樹脂としては、例えば、アルギン酸類、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、スチレン−アクリル酸樹脂、スチレン−アクリル酸−アクリル酸エステル樹脂、スチレン−マレイン酸樹脂、スチレン−マレイン酸半エステル樹脂、メタクリル酸−メタクリル酸エステル樹脂、アクリル酸−アクリル酸エステル樹脂、イソブチレン−マレイン酸樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ポリビニルピロリドン、アラビアゴムスターチ、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリエチレンイミン等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
顔料分散体中における分散樹脂の含有率は、特に限定されないが、2〜21wt%であるのが好ましく、6〜19.5wt%であるのがより好ましい。
本発明の顔料分散体は、上記以外の成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、ビヒクル、pH調整剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防カビ剤等が挙げられる。
本発明の顔料分散体は、顔料粒子が均一に微分散しており、顔料粒子の長期間にわたる分散安定性(長期分散安定性)に優れている。このため、顔料分散体の経時的な特性変化が効果的に防止され、例えば、長期間にわたって、均一な着色濃度の塗膜の形成、均一な膜厚の塗膜の形成等に好適に適用することができ、形成される塗膜における色むら、濃度むらの発生等を効果的に防止することができる。また、顔料粒子が微分散しているため、顔料の発色性に優れており、例えば、明度の高い塗膜の形成に好適に用いることができる。
本発明の顔料分散体は、例えば、各種塗料、オフセット印刷、グラビア印刷等の各種印刷用インク、フィルム用着色剤、レンズのコート材等に用いることができる。なお、用途は、前記例示のものに限定されない。
上述したような顔料分散体は、例えば、塗膜の形成に用いることができる。上記のように、本発明の顔料分散体は、顔料粒子が微分散しており、長期間にわたって優れた分散安定性を保持することができるものであるため、顔料分散体中での顔料粒子の偏在を防止することができ、本発明の顔料分散体を用いて形成される塗膜は、膜厚の均一性に優れ、色むら、濃度むら等の発生が確実に防止されたものとなる。また、本発明によれば、このような高品質の塗膜を、長期間にわたって安定的に形成することができる。
塗膜は、例えば、バーコート、スピンコート、ロールコート、スリットコート、刷毛塗り、オフセット印刷、グラビア印刷等の方法により、基材上に顔料分散体を付与し、その後、必要に応じ乾燥(脱溶剤処理)することにより目的の塗膜を形成することができる。
次に、上述したような顔料分散体の製造方法の好適な実施形態について、説明する。
本実施形態の製造方法は、分散剤と、分散樹脂と、溶剤とを含む混合物を攪拌することにより、溶剤中に分散剤を分散させた分散剤分散液を得る予備分散工程と、分散剤分散液に顔料を添加し、無機ビーズを多段で添加して微分散処理を行う微分散工程とを有する。
予備分散工程においては、分散剤と、分散樹脂と、溶剤とを含む混合物を攪拌することにより、溶剤中に分散剤を分散させた分散剤分散液を調製する。これにより、分散剤の会合状態を解いた(ほぐした)状態とすることができる。
このように、本実施形態では、後に詳述する顔料を微分散させる処理に先立ち、顔料を含まない混合物を予備分散することで、最終的に、顔料粒子が均一かつ安定的に分散した顔料分散体を得ることができる。
また、本工程で調製する分散剤分散液中における分散樹脂の含有率は、特に限定されないが、6〜30wt%であるのが好ましく、8〜26wt%であるのがより好ましい。分散樹脂の含有率が前記範囲内の値であると、前述したような効果がより顕著に発揮される。
また、本工程で調製する分散剤分散液中における溶剤の含有率は、特に限定されないが、40〜80wt%であるのが好ましく、53〜75wt%であるのがより好ましい。溶剤の含有率が前記範囲内の値であると、前述したような効果がより顕著に発揮される。
本工程で用いることのできる攪拌機としては、例えば、ディスパーミル等の一軸または二軸ミキサー等が挙げられる。
攪拌機を用いた攪拌処理時間は、特に限定されないが、1〜30分間であるのが好ましく、3〜20分間であるのがより好ましい。これにより、顔料分散体の生産性を十分に優れたものとしつつ、分散剤の会合状態をより効果的に解くことができ、最終的に得られる顔料分散体中における顔料粒子の分散安定性を特に優れたものとすることができる。
次に、上記工程で得られた分散剤分散液に顔料を添加し、無機ビーズを多段で添加して微分散処理を行う(微分散工程)。
このように、本実施形態では、顔料を添加するのに先立ち、上記のような予備分散工程を設けるとともに、顔料を微分散させる工程(微分散工程)において無機ビーズを多段で添加する。微分散工程において、無機ビーズを多段で添加することにより、顔料の微粒化の効率を優れたものとすることができ、最終的に得られる顔料分散体中における顔料粒子を十分に小さいものとすることができる。特に、上述したようなハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体(主顔料)およびスルホン化顔料誘導体(副顔料)を併用することによる効果と、予備分散工程および多段での微分散工程を有する方法を用いることによる効果とが、相乗的に作用し合い、最終的に得られる顔料分散体は、顔料の分散安定性に非常に優れ、かつ、非常に優れた明度の塗膜の形成に用いることができるもののとなる。
本工程で用いる無機ビーズ(第1の無機ビーズ、第2の無機ビーズ)は、無機材料で構成されたものであればいかなる材料で構成されたものであってもよいが、無機ビーズの好適な例としては、ジルコニア製のビーズ(例えば、Toray ceram 粉砕ボール(商品名)、株式会社東レ製)等が挙げられる。
本工程では、まず、前述した予備分散工程で調製した分散剤分散液に顔料(主顔料および副顔料)を添加し、所定の粒径の第1の無機ビーズを用いて一次微分散する第1の処理を行う。
第1の処理で用いる第1の無機ビーズは、第2の処理で用いる第2の無機ビーズよりも粒径の大きいものであるのが好ましい。これにより、微分散工程全体としての、顔料の微粒化(微分散)の効率を、特に優れたものとすることができる。
分散剤分散液に添加する顔料の使用量は、特に限定されないが、分散剤分散液100重量部に対し、12重量部以上であるのが好ましく、18〜35重量部であるのがより好ましい。
第1の処理で用いることのできる攪拌機としては、例えば、パールミル等のメディア型分散機や、ディスパーミル等の一軸または二軸ミキサー等が挙げられる。
攪拌機を用いた攪拌処理時間(第1の処理の処理時間)は、特に限定されないが、10〜120分間であるのが好ましく、15〜40分間であるのがより好ましい。これにより、顔料分散体の生産性を低下させることなく、顔料の微粒化(微分散)を効率よく進行させることができる。
第1の処理を行った後、第2の無機ビーズを用いた第2の処理を行う。これにより、顔料粒子が十分に微分散した顔料分散体が得られる。
第2の処理は第1の無機ビーズを含む状態で行うものであってもよいが、第2の処理に先立ち、第1の無機ビーズを除去するのが好ましい。これにより、第2の処理における顔料の微粒化(微分散)の効率を特に優れたものとすることができる。第1の無機ビーズの除去は、例えば、ろ過等の方法により、容易かつ確実に行うことができる。
第2の無機ビーズの使用量は、特に限定されないが、分散剤分散液100重量部に対し、100〜600重量部であるのが好ましく、200〜500重量部であるのがより好ましい。
第2の処理で用いることのできる攪拌機としては、例えば、パールミル等のメディア型分散機や、ディスパーミル等の一軸または二軸ミキサー等が挙げられる。
攪拌機を用いた攪拌処理時間(第2の処理の処理時間)は、特に限定されないが、10〜120分間であるのが好ましく、15〜40分間であるのがより好ましい。これにより、顔料分散体の生産性を低下させることなく、顔料の微粒化(微分散)を十分に進行させることができる。
なお、微分散工程(例えば、第1の処理、第2の処理)においては、必要に応じて、例えば、溶剤による希釈等の処理を行ってもよい。
例えば、本発明の顔料分散体は、いかなる方法で製造されたものであってもよく、前述したような方法を用いて製造されたものに限定されない。例えば、前述した実施形態では、予備分散工程と多段の微分散工程とを有するものとして説明したが、本発明の顔料分散体は、予備分散工程を有していない方法や、多段ではない微分散工程を有する方法により製造されたものであってもよい。
1.顔料分散体の調製
(実施例1)
分散剤としてのディスパービック162:12.96g(36重量部)と、分散剤としてのディスパービック111:4.32g(12重量部)と、分散樹脂としてのSPCN−17X(昭和高分子社製):28.43g(79重量部)と、溶剤としての1,3−ブチレングリコールジアセテート:61.90g(172重量部)とを、内容量400ccの攪拌機(一軸ミキサー)に投入し、ディスパーミルで10分間攪拌して予備分散を行うことにより、分散剤分散液を得た(予備分散工程)。このとき、攪拌機が有する攪拌翼の回転数は、2000rpmとなるようにした。
まず、得られた分散剤分散液に、顔料:35.99g(100重量部)を添加し、10分間攪拌を行った。このとき、攪拌機が有する攪拌翼の回転数は、2000rpmとなるようにした。また、顔料としては、式(II)で示される化学構造(ただし、分子内の16個のXのうち、2個が水素原子、4個が塩素原子、10個が臭素原子)を有するハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体(主顔料)の粉末:32.39gと、式(III)で示される化学構造を有するスルホン化顔料誘導体(副顔料)の粉末:3.60gとの混合物を用いた。また、このとき、分散剤分散液と顔料との混合物中における顔料の含有率が15wt%となるように、溶剤としての1,3−ブチレングリコールジアセテートで希釈した。
次に、フィルター(「PALL HDCII Membrane Filter」、PALL社製)を用いたろ過により、無機ビーズ(第1の無機ビーズ)を除去し、その後、平均粒径0.1mmの無機ビーズ(第2の無機ビーズ、ジルコニア製、「Toray ceram 粉砕ボール」(商品名)、東レ株式会社製)を添加し、更に30分間攪拌し第2段目の分散処理(第2の処理)を行った。このとき、攪拌機が有する攪拌翼の回転数は、2000rpmとなるようにした。また、このとき、最終的に得られる顔料分散体中における顔料の含有率が10wt%となるように、溶剤としての1,3−ブチレングリコールジアセテートで希釈した。
その後、フィルター(「PALL HDCII Membrane Filter」(商品名)、PALL社製)を用いたろ過により、無機ビーズ(第2の無機ビーズ)を除去し、目的とする顔料分散体を得た。
顔料分散体の調製に用いる材料の種類・使用量、微分散工程(第1の処理、第2の処理)の処理条件を表1、表2に示すように変更した以外は、前記実施例1と同様にして顔料分散体を調製した。
(比較例1)
顔料として、式(II)で示される化学構造を有するハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体(主顔料)の粉末:32.39gと、式(III)で示される化学構造を有するスルホン化顔料誘導体(副顔料)の粉末:3.60gとの混合物の代わりに、式(II)で示される化学構造(ただし、分子内の16個のXのうち、2個が水素原子、4個が塩素原子、10個が臭素原子)を有するハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体(主顔料)の粉末:35.99gを用いた以外は、前記実施例1と同様にして顔料分散体を調製した。すなわち、本比較例では、顔料として、ハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体(主顔料)とスルホン化顔料誘導体(副顔料)との混合物の代わりに、ハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体(主顔料)のみで構成されたものを用いた。
主顔料として、式(II)で示される化学構造を有するハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体の代わりに、C.I.ピグメントグリーン7を用いた以外は、前記実施例1と同様にして顔料分散体を調製した。
(比較例3)
主顔料として、式(II)で示される化学構造を有するハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体の代わりに、C.I.ピグメントグリーン36を用いた以外は、前記実施例1と同様にして顔料分散体を調製した。
顔料として、式(II)で示される化学構造を有するハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体(主顔料)の粉末:32.39gと、式(III)で示される化学構造を有するスルホン化顔料誘導体(副顔料)の粉末:3.60gとの混合物の代わりに、式(III)で示される化学構造を有するスルホン化顔料誘導体(副顔料)の粉末:36.01gを用いた以外は、前記実施例1と同様にして顔料分散体を調製した。すなわち、本比較例では、顔料として、ハロゲン化フタロシアニンの亜鉛錯体(主顔料)とスルホン化顔料誘導体(副顔料)との混合物の代わりに、スルホン化顔料誘導体のみで構成されたものを用いた。
前記各実施例、各参考例および各比較例で得られた顔料分散体について、下記に示すような試験による評価を行った。
2−1.粘度
前記各実施例、各参考例および各比較例の顔料分散体について、粘度(動粘度)の測定を行い、以下の5段階の基準に従い、評価した。粘度の測定は、25℃の環境下、E型粘度計(東機産業社製、RE−01)を用いて、JIS Z8809に準拠して行った。
B:粘度が11mPa・s以上12mPa・s未満。
C:粘度が12mPa・s以上17mPa・s未満。
D:粘度が17mPa・s以上20mPa・s未満。
E:粘度が20mPa・s以上。
前記各実施例、各参考例および各比較例の顔料分散体について、40℃の環境下に、7日間放置した後、目視による観察を行い、以下の4段階の基準に従い、評価した。
A:加熱前からの変化が全く認められない。
B:顔料粒子の凝集・沈降がわずかに認められる。
C:顔料粒子の凝集・沈降がはっきりと認められる。
D:顔料粒子の凝集・沈降が顕著に認められる。
前記各実施例、各参考例および各比較例の顔料分散体について、40℃の環境下に、7日間放置した後の粘度(動粘度)を測定し、製造直後の粘度(上記「2−1.粘度」で求めた粘度)との差を求めた。すなわち、製造直後の粘度をν0[mPa・s]、40℃の環境下に、7日間放置した後の粘度をν1[mPa・s]としたとき、ν1−ν0で表される値を求めた。このようにして求められた値について、以下の5段階の基準に従い、評価した。粘度の測定は、25℃の環境下、E型粘度計(東機産業社製、RE−01)を用いて、JIS Z8809に準拠して行った。
B:ν1−ν0の値が0.2mPa・s以上0.3mPa・s未満。
C:ν1−ν0の値が0.3mPa・s以上0.5mPa・s未満。
D:ν1−ν0の値が0.5mPa・s以上0.7mPa・s未満。
E:ν1−ν0の値が0.7mPa・s以上。
前記各実施例、各参考例および各比較例で得られた顔料分散体(製造直後の顔料分散体)、および、40℃の環境下に7日間放置した顔料分散体(加熱環境下に放置した顔料分散体)を用いて形成された塗膜について、下記に示すような試験による評価を行った。
<評価用シートの作製>
各試験を行うのに先立ち、以下に述べるような方法で、評価用シートを作製した。
まず、厚さ:0.3mmのポリイミドフィルムフィルム(30cm×30cm)を多数枚用意した。
次に、バーコーターにより、上記のポリイミドフィルムフィルムの一方の主面上に、それぞれ、前記各実施例、各参考例および各比較例の顔料分散体(製造直後の顔料分散体、および、加熱環境下に放置した顔料分散体)を塗布した。
なお、塗膜の形成の条件は、各評価用シートで同一となるようにした。
また、比較例4の顔料分散体を用いて作製された評価用シートは、黄色を呈するものであった。
前記各実施例、各参考例および各比較例の評価用シートについて、等間隔の120箇所の点において塗膜の厚さを求め、求められた値から、標準偏差(σ)を求め、以下の5段階の基準に従い、評価した。標準偏差(σ)が小さいほど、膜厚の均一性に優れているといえる。
A:標準偏差(σ)が1.0μm未満。
B:標準偏差(σ)が1.0μm以上1.5μm未満。
C:標準偏差(σ)が1.5μm以上2.0μm未満。
D:標準偏差(σ)が2.0μm以上3.0μm未満。
E:標準偏差(σ)が3.0μm以上。
前記各実施例、各参考例および各比較例の評価用シートについて、目視による観察を行い、各部位での色むら、濃度むらの発生状況を、以下の5段階の基準に従い、評価した。
A:色むら、濃度むらが全く認められない。
B:色むら、濃度むらがほとんど認められない。
C:色むら、濃度むらがわずかに認められる。
D:色むら、濃度むらがはっきりと認められる。
E:色むら、濃度むらが顕著に認められる。
前記各実施例、各参考例および各比較例の評価用シートについて、色度計(ミノルタ社製、CM−3700d)を用いて、xyY表色法による三刺激値を求め、以下の5段階の基準に従い、評価した。
A:明度Yが63.0以上。
B:明度Yが61.0以上63.0未満。
C:明度Yが59.0以上61.0未満。
D:明度Yが57.5以上59.0未満。
E:明度Yが57.5未満。
これらの結果を表3に示す。なお、表中、製造直後の顔料分散体を用いて作製した評価用シートを「加熱前」と示し、40℃の環境下に7日間放置した顔料分散体(加熱環境下に放置した顔料分散体)を用いて作製した評価用シートを「加熱後」と示した。
Claims (6)
- 溶剤中に、顔料が分散した顔料分散体であって、
主顔料として、ハロゲン化されたフタロシアニンの亜鉛錯体を含むとともに、
副顔料として、スルホン化された顔料誘導体を含み、
さらに、分散剤として、所定の酸価を有する酸価分散剤と、所定のアミン価を有するアミン価分散剤とを含み、
前記酸価分散剤の酸価が5〜370KOHmg/gであり、
前記アミン価分散剤のアミン価が5〜200KOHmg/gであり、
前記酸価分散剤と前記アミン価分散剤との比率が、重量比で、1:1〜1:9であることを特徴とする顔料分散体。 - 前記主顔料:100重量部に対する、前記顔料誘導体の含有率が、0.5〜30重量部である請求項1または2に記載の顔料分散体。
- 前記溶剤が、水溶性溶媒である請求項1ないし3のいずれかに記載の顔料分散体。
- 前記溶剤が、1,3−ブチレングリコールジアセテートおよび/またはジエチレングリコールジブチルエーテルを含むものである請求項1ないし4のいずれかに記載の顔料分散体。
- 前記溶剤が、非水溶性溶媒である請求項1ないし3のいずれかに記載の顔料分散体。
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