JP5568705B2 - 顔料分散組成物、コーティング組成物及び分散安定剤 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明の目的は、顔料微粒子の分散安定性に優れた顔料分散組成物及びそれを製造できる分散安定剤を提供することである。
顔料微粒子(c)と
を含んでなり、
有機溶剤(s)が、炭素数4〜14の環状アミド、炭素数2〜8の直鎖状アミド、炭素数1〜10のアルコール、炭素数3〜6のケトン、炭素数4〜10のエステル、炭素数4〜10のエーテル、炭素数6〜9の芳香族炭化水素、炭素数5〜10の脂環式炭化水素又は炭素数5〜10の脂肪族炭化水素(パラフィンを含まない)である点を要旨とする。
両親媒性粒子(a)が、親水性表面と疎水性表面とに分割されている無機微粒子であり、
両親媒性粒子(a)が、1〜50nmの一次粒子径を持つ親水性無機微粒子からなる二次凝集体(p)を疎水化してから破砕することによって得られる両親媒性粒子であり、
有機溶剤(s)が、炭素数4〜14の環状アミド、炭素数2〜8の直鎖状アミド、炭素数1〜10のアルコール、炭素数3〜6のケトン、炭素数4〜10のエステル、炭素数4〜10のエーテル、炭素数6〜9の芳香族炭化水素、炭素数5〜10の脂環式炭化水素又は炭素数5〜10の脂肪族炭化水素(パラフィンを含まない)である点を要旨とする。
両親媒性粒子(a)は、親水性表面と疎水性表面とを有する無機微粒子であるが、無機微粒子の表面が親水性表面と疎水性表面とに分割されているものである。このような無機微粒子としては、親水性無機微粒子を疎水化剤で表面処理(疎水化処理)した後、破砕して得られる微粒子が含まれる。
親水性表面と疎水性表面とのそれぞれが偏在することで、一つの磁石の中に正極と負極とが存在するがごとく、一つの無機微粒子が親水性と疎水性との両性質(両親媒性)を有する。
<表面が分割されていることの確認方法>
イオン交換水5mLとノルマルヘキサン5mLとを試験管に入れ、これにイソプロパノールに1重量%の濃度で測定試料(両親媒性粒子(a)等)を分散した分散体を0.02g加え、60分間静置する(各測定試薬の純度は99重量%以上のものを使用する)。
測定試料の表面が親水性表面と疎水性表面とに分割されている場合、水とノルマルヘキサンとの界面に測定試料(両親媒性粒子(a))の均一な集合層を形成し、その上層と下層は測定試料(両親媒性粒子(a))を含まない清浄な層をなす。
一方、表面が親水性表面と疎水性表面とに分割されていない場合、例えば表面が疎水性表面である粒子、又は親水性表面と疎水性表面とが粒子表面に均一に分散(散在)した粒子の場合は、測定試料(粒子)は水相若しくはノルマルヘキサン層に分散し、又は水とノルマルヘキサンとの界面に凝集塊を形成し、界面に均一な集合層を形成しない。また、表面が親水性表面である粒子の場合は、測定試料(粒子)は水相に分散し、界面に均一な集合層を形成しない。
測定試料(両親媒性粒子(a)等)0.2gを容量250mLのビーカー中の50mLの水に添加し、続いてメタノールをビュレットから測定試料の全量が懸濁するまで滴下する。この際ビーカー内の溶液をマグネティックスターラーで常時撹拌し、測定試料の全量が溶液中に均一懸濁された時点を終点とし、終点におけるビーカーの液体混合物のメタノールの容量百分率がM値となる。
Nipsilシリーズ{東ソー・シリカ株式会社、「Nipsil」は東ソー・シリカ株式会社の登録商標である。}、Sipernatシリーズ{エボニック デグサ ジャパン株式会社、「Sipernat」はエボニック デグサ ゲーエムベーハーの登録商標である。}、Carplexシリーズ{DSL.ジャパン株式会社、「Carplex」はDSL.ジャパン株式会社の登録商標である。}、FINESILシリーズ{株式会社トクヤマ、「FINESIL」は株式会社トクヤマの登録商標である。}、TOKUSILシリーズ{株式会社トクヤマ、「TOKUSIL」は株式会社トクヤマの登録商標である。}、Zeosilシリーズ{ロディア社、「Zeosil」はロディア シミ の登録商標である。}、MIZUKASILシリーズ{水澤化学工業株式会社、「MIZUKASIL」は水沢化学工業株式会社の登録商標である。}等。
Carplexシリーズ、SYLYSIAシリーズ{富士シリシア株式会社、「SYLYSIA」は有限会社ワイ・ケイ・エフ の登録商標である。}、Nipgelシリーズ{東ソー・シリカ株式会社、「Nipgel」は東ソー・シリカ株式会社の登録商標である。}、MIZUKASILシリーズ{水澤化学工業株式会社、「MIZUKASIL」は水沢化学工業株式会社の登録商標である。}等。
Aerosilシリーズ{日本アエロジル株式会社及びエボニック デグサ社、「Aerosil」はエボニック デグサ ゲーエムベーハーの登録商標である。}、Reolosilシリーズ{株式会社トクヤマ、「Reorosil」は株式会社トクヤマの登録商標である。}、Cab−O−Silシリーズ{キャボット社、「Cab−O−Sil」はキャボットコーポレーションの登録商標である。}等。
Admafineシリーズ{アドマテックス社、「Admafine」はトヨタ自動車株式会社の登録商標である。}、Fuselexシリーズ{株式会社龍森}、デンカ溶融シリカシリーズ{電気化学工業株式会社}等。
CRYSTALITEシリーズ{株式会社龍森、「CRYSTALITE」は株式会社龍森の登録商標である。}、Imsilシリーズ{UNIMIN社、「Imsil」はユニミン スペシャルティ ミネラルズ インコーポレーテッドの登録商標である。 }等。
ミズカエースシリーズ{水沢化学工業株式会社}等。
Aeroxide Alシリーズ{日本アエロジル株式会社及びエボニック デグサ社、「Aeroxide」はエボニック デグサ ゲーエムベーハーの登録商標である。}、SpectrAlシリーズ{キャボット社}等。
高純度アルミナAKPシリーズ{住友化学株式会社}、アルミナAシリーズ{日本軽金属株式会社}等。
タイペークシリーズ{石原産業株式会社}、酸化チタンTAシリーズ及びTRシリーズ{富士チタン株式会社}、堺化学株式会社製酸化チタン等。
水酸化マグネシウムMGZシリーズ{堺化学株式会社}、水酸化マグネシウムUDシリーズ{宇部マテリアルズ株式会社}、宇部マテリアルズ株式会社製水酸化カルシウム等。
炭酸カルシウムCSシリーズ{宇部マテリアルズ株式会社}、炭酸カルシウムNSシリーズ及びNITOREXシリーズ{日東粉化工業株式会社}、炭酸カルシウムカルシーズシリーズ{神島化学工業株式会社}、炭酸カルシウムTPシリーズ{奥多摩工業株式会社}、炭酸カルシウムFMTシリーズ{株式会社ファイマテック}、新見化学工業株式会社製ラスカル、東洋電化工業株式会社製トヨライト、白石工業株式会社製炭酸カルシウム、神島化学工業株式会社製炭酸マグネシウム、協和化学工業株式会社製炭酸マグネシウム等。
竹原化学株式会社製、日本タルク株式会社製、コープケミカル株式会社製、クニミ化学株式会社製等。
HLBが未知のポリエーテル変性ポリシロキサンXとHLBが既知の乳化剤Aを異なった比率で混合し、HLBが既知の油剤の乳化を行う。乳化層の厚みが最大となったときの混合比率から下記式を用いてポリエーテル変性ポリシロキサンXのHLBを算出する。
油剤のHLB={(WA×HLBA)+(WX×HLBX)}÷(WA+WX)
親水性無機微粒子の入った撹拌機付き反応容器に、撹拌下で加熱、気化した疎水化剤を含む気体を導入して疎水化し、疎水化無機微粒子を得る疎水化方法(気相法)。
撹拌機付き反応容器に親水性無機微粒子と疎水化剤とを入れた後、撹拌しながら疎水化し、疎水化無機微粒子を得る疎水化方法(乾式法1)。
撹拌機付き反応容器に親水性無機微粒子を入れた後、撹拌下で液体の疎水化剤を滴下又は噴霧等して導入、疎水化し、疎水化無機微粒子を得る疎水化方法(乾式法2)。
親水性無機微粒子を有機溶剤(s)に分散して親水性無機微粒子有機溶剤分散体を得てから、引き続き親水性無機微粒子有機溶剤分散体を撹拌しながら、疎水化剤を加えて疎水化無機微粒子有機溶剤分散体を得る疎水化方法(液中法1)。
親水性無機微粒子を油性成分(q)に分散して親水性無機微粒子油性成分分散体を得てから、引き続き親水性無機微粒子油性成分分散体を撹拌しながら、疎水化剤を加えて疎水化無機微粒子油性成分分散体を得る疎水化方法(液中法2)
分散容器に親水性無機微粒子と有機溶剤(s)、又は親水性無機微粒子と油性成分(q)とを同時に入れて均一分散する方法。
あらかじめ親水性無機微粒子の入った分散容器に、有機溶剤(s)又は油性成分(q)を加えて均一分散を行う方法。
あらかじめ有機溶剤(s)又は油性成分(q)の入った分散容器に、親水性無機微粒子を加えて均一分散する方法。
前記の分散機のうち、<疎水化方法1>〜<疎水化方法3>においては、遊星型混合分散機、垂直単軸型粉体撹拌機、水平単軸型撹拌機及び垂直単複軸撹拌機が好ましく、さらに好ましくは単軸型粉体撹拌機、水平単軸型撹拌機及び垂直単複軸撹拌機であり、<疎水化方法4>及び<疎水化方法5>においては、高速剪断式分散機、遊星型ミキサー及び3軸遊星型ミキサーが好ましい。
Nipsil SSシリーズ、Sipernat D及びCシリーズ、並びにSYLOPHOBICシリーズ{富士シリシア化学株式会社、「SYLOPHOBIC」は富士シリシア化学株式会社の登録商標である。}等。
Aerosil Rシリーズ{日本アエロジル株式会社及びエボニック デグサ社}、Reolosil MT及びDMシリーズ{株式会社トクヤマ}等。
Aerosil C805{日本アエロジル株式会社及びエボニック デグサ社}、SpectrAl TAシリーズ及びTGシリーズ{キャボット社}等。
これらの破砕方法のうち、破砕が均一に行われ、界面活性がさらに良好となる点で、(破砕方法2)が好ましい。
疎水化無機微粒子を、水(w)に分散した疎水化無機微粒子水分散体。
疎水化無機微粒子を、有機溶剤(s)に分散した疎水化無機微粒子有機溶剤分散体。
疎水化無機微粒子を、油性成分(q)に分散した疎水化無機微粒子油性成分分散体。
<疎水化方法4>で得られた疎水化無機微粒子有機溶剤分散体。
<疎水化方法5>で得られた疎水化無機微粒子油性成分分散体。
また、破砕時間は、5分〜10時間が好ましく、さらに好ましくは10分〜5時間、特に好ましくは15分〜3時間である。
両親媒性粒子(a)を水(w)に分散する方法。
両親媒性粒子(a)を有機溶剤(s)に分散する方法。
前記の(分散体1)を破砕して、両親媒性粒子(a)と水(w)とを含む分散体を得た後、水(w)を加えるか、又は濃縮することにより濃度調整する方法。
前記の(分散体1)を破砕して、両親媒性粒子(a)と水(w)とを含む分散体を得た後、この分散体をそのまま使用する方法。
前記の(分散体2)又は(分散体4)を破砕して、両親媒性粒子(a)と有機溶剤(s)とを含む分散体を得た後、有機溶媒(s)を加えるか、又は濃縮することにより濃度調整する方法。
前記の(分散体2)又は(分散体4)を破砕して、両親媒性粒子(a)と有機溶剤(s)とを含む分散体を得た後、この分散体をそのまま使用する方法。
前記の(分散体2)又は(分散体4)を破砕して、両親媒性粒子(a)と有機溶剤(s)とを含む分散体を得た後、この分散体に水(w)を加えた後、有機溶剤(s)を除去し、両親媒性粒子(a)の分散媒を置換する方法。
前記の(分散体3)又は(分散体5)を破砕して、両親媒性粒子(a)と油性成分(q)とを含む分散体を得た後、この分散体に水(w)及び/又は有機溶剤(s)を加えた後、油性成分(q)を除去し、両親媒性粒子(a)の分散媒を置換する方法。
顔料微粒子(c)としては、親水性顔料微粒子及び疎水性顔料微粒子からなる群より選ばれる少なくとも1種が含まれ、高分子微粒子、有機顔料微粒子及び無機顔料微粒子等が使用できる。
親水性無機顔料微粒子としては、前記の親水性無機微粒子の他、金属微粒子(リチウム微粒子、銀微粒子、金微粒子、ニッケル微粒子、白金微粒子、アルミニウム微粒子、スズ微粒子、銅微粒子、鉄微粒子及びこれらの金属微粒子を構成する金属からなる合金の微粒子等)、酸化亜鉛微粒子、酸化鉄微粒子、酸化モリブデン微粒子、酸化ルテニウム微粒子、チタン酸バリウム微粒子、酸化ジルコニウム微粒子、硫酸バリウム微粒子、四酸化三鉛微粒子、塩基性炭酸鉛微粒子、クロム酸鉛微粒子、クロム酸亜鉛微粒子及びリチウム複合酸化物(リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムチタン複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、リチウム鉄リン複合酸化物及びリチウムバナジウム複合酸化物等)が含まれる。
顔料微粒子(c)の大きさは、顔料分散組成物の用途に応じて適宜選択されるが、分散安定性の観点から、顔料微粒子(c)の体積平均粒子径(μm)が、0.01〜20が好ましい。
酸化防止剤としては、リン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤等が含まれる。
光安定剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤及びヒンダードアミン系光安定剤が含まれる。
粘度調整剤としては、ビスステアリン酸アマイドが含まれる。
酸化防止剤、光安定剤又は粘度調整剤を含む場合、これらの添加量(重量%)は、分散安定剤(d)及び顔料微粒子(c)の合計重量に基づいて、それぞれ、1〜30が好ましい。
分散機に顔料微粒子(c)、並びに必要に応じて他の成分(r)を加えて混合分散した後、分散安定剤(d)を加えながらさらに混合分散する方法。
分散安定剤(d)、顔料微粒子(c)、並びに必要に応じて他の成分(r)を分散機で同時に混合分散する方法。
分散安定剤(d)と顔料微粒子(c)を分散機で混合した後、必要に応じて他の成分(r)を加え混合分散する方法。
本発明のコーティング組成物は、前記の顔料分散組成物とバインダー(e)とを均一混合することにより得ることができる。
混合容器に、顔料分散組成物及びバインダー(e)を同時に入れた後に、撹拌均一混合する方法。
あらかじめ混合容器に顔料分散組成物を入れ、撹拌下にバインダー(e)を加えて均一混合する方法。
あらかじめ混合容器にバインダー(e)を入れ、撹拌下に顔料分散組成物を徐々に加えて、均一混合する方法。
これらの分散機のうち、羽型撹拌機、高速回転型ホモミキサー、高圧ホモジナイザー及びディゾルバーが好ましく、さらに好ましくは羽型撹拌機、高速回転型ホモミキサー及びディゾルバー、特に好ましくは羽型撹拌機及び高速回転型ホモミキサーである。
基材としては、前記の皮膜の形成が可能な材質及び形状であれば適宜選択して使用でき、基材の材質としては、例えば合成樹脂{ナイロン、ビニロン、ポリエステル、アクリル、ポリオレフィン及びポリウレタン等}、天然物{植物繊維(木材パルプ、綿及び麻等)、動物繊維(ウール及びシルク等)及び鉱物繊維(アスベスト等)}、セラミック、ガラス、磁器、陶器、コンクリート、金属、木材、紙及びこれらの複合体等が挙げられる。これらのうち、合成樹脂、植物繊維、金属、セラミックス及びプラスチックが好ましい。また、基材の形状としては、例えば織物、不織布、フィルム、シート、板及び管等が挙げられ、この他にも、種々の形状に加工したプラスチック製品の筐体及び建材等を用いることもできる。
実施例1〜10及び比較例1〜4で使用した親水性無機微粒子の体積平均粒子径は以下の方法で測定した。
測定試料(親水性無機微粒子)を1重量%の濃度となるようにノルマルヘキサン(関東化学株式会社、試薬特級、以下同様。)に超音波分散機(Hiel−scher GmbH製、ULTRASONIC PROCESSOR MODEL UP400S、以下同様。)を用いて出力60%にて1分間分散した後、レーザ回折/散乱式粒子径分布測定装置(株式会社堀場製作所製、Partica LA−950)にて測定した。
測定試料(実施例1〜10で得た両親媒性微粒子、又は比較例1〜3で用いた疎水化無機微粒子)0.2gを容量250mLのビーカー中の50mLのイオン交換水に添加して、ビーカー内の液体をマグネティックスターラーで常時撹拌しながら、この中にメタノール(関東化学株式会社、試薬特級、以下同様。)をビュレットからビーカーの壁を伝わせながら徐々に滴下し、測定試料の全量がイオン交換水に懸濁するまで、メタノールの滴下を続けた。測定試料の全量が懸濁された時点でのメタノールの滴下量(g)を記録し、下式からM値を算出した。
有機溶剤(s1){ノルマルヘキサン(関東化学株式会社、試薬特級)}95部と親水性無機微粒子(p1){熱分解法シリカ、商品名 Aerosil 130(一次粒子径16nm、二次凝集粒子径0.5μm、BET法による比表面積130m2/g)}5部を冷却塔付きの密閉型高速回転遠心放射型撹拌装置(プライミクス株式会社製、高温・高圧対応型分散装置T.K.ホモミクサーMARK II)に入れ、大気圧下1000rpmで60分間、撹拌・分散した(分散工程)。続いて1000rpmで撹拌を継続しながら、疎水化剤(m1){ヘキサメチルジシラザン(信越化学工業株式会社製、商品名 HMDS−3)}0.15部(親水性無機微粒子の重量に対して3重量%)を添加し、続いて撹拌(1000rpm)を60分間継続した後、撹拌下で65℃まで加熱し、この温度で撹拌(1000rpm)を60分間維持して疎水化して(疎水化工程)、疎水化無機微粒子有機溶剤分散体(pd1)を得た。続いて4000rpmにて室温(約25℃;以下同じ。)まで冷却しながら60分間撹拌を継続して、疎水化無機微粒子を破砕して(破砕工程)、本発明の分散安定剤(sd1)を得た。
両親媒性粒子(a1)のM値は11、体積平均粒子径は0.2μmであった。
「有機溶剤(s1)95部」を「有機溶剤(s1)92部」に変更したこと、「親水性無機微粒子(p1)5部」を「親水性無機微粒(p2){熱分解法シリカ、商品名 Aerosil 50(一次粒子径30nm、二次凝集粒子径0.4μm、BET法による比表面積50m2/g)}8部」に変更したこと、「疎水化剤(m1)0.15部」を「疎水化剤(m2){メチルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製、商品名 KBM−13)}0.4部(親水性無機微粒子の重量に対し5重量%)」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、本発明の分散安定剤(sd2)を得た。
両親媒性粒子(a2)のM値は18、体積平均粒子径は0.1μmであった。
「有機溶剤(s1)95部」を「有機溶剤(s2){キシレン(関東化学株式会社、試薬特級)99部」に変更したこと、「親水性無機微粒子(p1)5部」を「親水性無機微粒子(p3){熱分解法シリカ、商品名 Aerosil 300(一次粒子径7nm、二次凝集粒子径0.7μm、BET法による比表面積300m2/g)}1部」に変更したこと、「疎水化剤(m1)0.15部」を「疎水化剤(m1)0.01部(親水性無機微粒子の重量に対し1重量%)」に変更したこと、「100℃」を「140℃」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、本発明の分散安定剤(sd3)及び両親媒性粒子(a3)を得た。両親媒性粒子(a3)のM値は7、体積平均粒子径は0.3μmであった。
「有機溶剤(s1)95部」を「有機溶剤(s3){メチルシクロヘキサン(関東化学株式会社、試薬特級)93部}に変更したこと、「親水性無機微粒子(p1)5部」を「親水性無機微粒子(p4){熱分解法シリカ、商品名 HDK T40(一次粒子径5nm、二次凝集粒子径0.9μm、BET法による比表面積400m2/g)}7部」に変更したこと、「疎水化剤(m1)0.15部」を「疎水化剤(m3){デシルトリメトキシシラン(信越化学工業社製、商品名 KBM−3103C}0.5部(親水性無機微粒子の重量に対し7重量%)」に変更したこと、「65℃」を「95℃」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、本発明の分散安定剤(sd4)及び両親媒性粒子(a4)を得た。両親媒性粒子(a4)のM値は20、体積平均粒子径は0.05μmであった。
「有機溶剤(s1)95部」を「有機溶剤(s4){ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ダイセル化学工業株式会社製、商品名 DMM}95部」に変更したこと、「親水性無機微粒子(p1)5部」を「親水性無機微粒子(p5){熱分解法シリカ、商品名 HDK T125(一次粒子径15nm、二次凝集粒子径0.6μm、BET法による比表面積125m2/g)}5部」に変更したこと、「疎水化剤(m1)0.15部」を「疎水化剤(m1)0.1部(親水性無機微粒子の重量に対し2重量%)」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、本発明の分散安定剤(sd5)及び両親媒性粒子(a5)を得た。両親媒性粒子(a5)のM値は6、体積平均粒子径は0.2μmであった。
「有機溶剤(s1)95部」を「有機溶剤(s5){N−メチルピロリドン(関東化学株式会社、試薬特級)}90部」に変更したこと、「親水性無機微粒子(p1)5部」を「親水性無機微粒子(p2)10部」に変更したこと、「疎水化剤(m1)0.15部」を「疎水化剤(m3)0.07部(親水性無機微粒子の重量に対し0.7重量%)」に変更したこと、「65℃」を「140℃」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、本発明の分散安定剤(sd6)及び両親媒性粒子(a6)を得た。両親媒性粒子(a6)のM値は1、体積平均粒子径は0.5μmであった。
「有機溶剤(s1)95部」を「有機溶剤(s6){メチルイソブチルケトン(関東化学株式会社、試薬特級)95部」に変更したこと、「疎水化剤(m1)0.15部」を「疎水化剤(m1)0.25部(親水性無機微粒子の重量に対し5重量%)」に変更したこと、「65℃」を「110℃」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、本発明の分散安定剤(sd7)及び両親媒性粒子(a7)を得た。両親媒性粒子(a7)のM値は33、体積平均粒子径は0.2μmであった。
親水性無機微粒子(p6){沈降法シリカNipsil AY−200(一次粒子径 10nm、二次凝集体の粒子径 2μm、BET法による比表面積 300m2/g)}10部をヒーター付きヘンシェルミキサー(株式会社三井三池製作所製、以下同様。)に入れ、低速撹拌(750rpm)しながら、疎水化剤(m4){25℃での動粘度20mm2/sのメチルハイドロジェンポリシロキサン(信越化学工業株式会社製、商品名 KF−99)}1.7部(親水性無機微粒子の重量に対して17重量%)を噴霧した。次いでヘンシェルミキサーを室温にて高速回転(2000rpm)を15分間行い、均一に混合した。次いで高速回転を維持したままヒーターでヘンシェルミキサーを加熱し、200℃にて3時間加熱乾燥処理を行い、疎水化無機微粒子(mp1)を得た。
なお、分散安定剤(sd8)を実施例1と同様に遠心分離、乾燥して得られた両親媒性粒子(a8)のM値は20、体積平均粒子径は0.3μmであった。
油性成分(q1){40℃での動粘度9mm2/sの流動パラフィン(コスモ石油ルブリカンツ株式会社製、商品名 コスモホワイトP60)}95部と親水性無機微粒子(p5)5部を減圧装置及び加熱装置付き3軸プラネタリミキサ(浅田鉄工株式会社製プラネタリディスパ)に入れ、減圧下(およそ5kPa)で60分間、撹拌・分散(低速撹拌羽根;50rpm、高速撹拌羽根;2000rpm;分散工程)して、親水性無機微粒子油性成分分散体(qb11)を得た。
両親媒性粒子(a9)のM値は13、体積平均粒子径は0.2μmであった。
「油性成分(q1)95部」を「油性成分(q2){25℃での動粘度50mm2/sのジメチルポリシロキサン(信越化学工業株式会社製、商品名 KF−96−50cs)}90部」に変更したこと、「親水性無機微粒子(p5)5部」を「親水性無機微粒子(p2)10部」に変更したこと、「疎水化剤(m1)0.15部」を「疎水化剤(m3)0.07部(親水性無機微粒子の重量に対し0.7重量%)」に変更したこと以外、実施例9と同様にして、親水性無機微粒子油性成分分散体(qb21)、疎水化無機微粒子油性成分分散体(qb22)、両親媒性粒子を含む分散体(qb23)及び両親媒性粒子(a10)を得た。両親媒性粒子(a10)のM値は1、体積平均粒子径は0.5μmであった。
「両親媒性粒子(a9)5部」を「両親媒性粒子(a7)0.5部」に変更したこと、「イオン交換水95部」を「イオン交換水99.5部」に変更したこと以外、実施例9と同様にして、本発明の分散安定剤(wd3)を得た。
ナスフラスコに実施例1で得られた分散安定剤(sd1)100部とイオン交換水95部を入れ、約75℃の湯浴にて加熱しながらロータリーエバポレータを用いて減圧下でノルマルヘキサンの留去をノルマルヘキサンの臭気が無くなるまで行い、分散媒をイオン交換水に置換した。続いて135℃の循風乾燥機にて60分間乾燥した時の加熱残量が5重量%となるようにイオン交換水を追加調整して、本発明の分散安定剤(wd4)を得た。
「分散安定剤(sd1)」を「分散安定剤(sd2)」に変更したこと、「イオン交換水95部」を「イオン交換水92部」に変更したこと、加熱残量について「5重量%」を「8重量%」に変更したこと以外、実施例12と同様にして、本発明の分散安定剤(wd5)を得た。
「分散安定剤(sd1)100部」を「分散安定剤(sd8)100部」に変更したこと、「イオン交換水95部」を「イオン交換水80部」に変更したこと以外、実施例12と同様にして、イソプロピルアルコールの流出量が80部となるまでイソプロピルアルコールの留去を行い、イオン交換水とイソプロピルアルコールとを含む本発明の分散安定剤(wd6)を得た。
親水性無機微粒子(p7)100部をヒーター付きヘンシェルミキサーに入れ、低速撹拌(750rpm)しながら、疎水化剤(m4)8部を噴霧した。次いでヘンシェルミキサーを20〜25℃の室温にて高速回転(2000rpm)を15分間行い、均一に混合した。次いでヒーターでヘンシェルミキサーを加熱し、230℃にて3時間加熱処理を行ない、疎水化無機微粒子(hp1)を得た。続いて、疎水化無機微粒子(hp1)15部と有機溶剤(s21)85部を櫂型羽型撹拌機(ヤマト科学株式会社製、スリーワンモータBL1200、以下、同様)にて25±3℃にて15分間撹拌して、比較用の分散体(hd1)を得た。
なお、疎水化無機微粒子(hp1)のM値は50、体積平均粒子径は11μmであった。
実施例8で得た疎水化無機微粒子有機溶剤分散体(sb8)を櫂型羽型撹拌機にて25±3℃にて15分間撹拌して、比較用の分散体(hd2)を得た。
比較用の分散体(hq4)を実施例1と同様に遠心分離、乾燥して得られた比較用の疎水化無機微粒子(hp2)のM値は50、体積平均粒子径は8μmであった。
疎水化無機微粒子(hp3){疎水化熱分解法シリカ、商品名 AerosilR976}10部とエタノール{関東化学株式会社製、試薬特級}90部を櫂型羽型撹拌機にて25±3℃にて15分間撹拌して、比較用の分散体(hd3)を得た。
なお、疎水化無機微粒子(hp3)のM値は40、体積平均粒子径は0.3μmであった。
「疎水化無機微粒子(hp3)10部」を「親水性無機微粒子(p5)5部」に変更したこと、「エタノール90部」を「イオン交換水95部」に変更したこと以外、比較例3と同様にして、比較用の分散体(hd4)を得た。
<実施例15〜28、比較例5〜8>
表1〜表3に記載した各成分を一括で内径40mm、容量170mLのガラス容器に入れ、のこぎり歯状ディスクインペラーを装着したホモジナイザー(ハイフレックスディスパーサーHG−92G タイテック(株)製、以下、同様)にて4000rpmにて25±3℃にて15分間撹拌して、本発明の顔料分散組成物(g1〜g14)及び比較用の顔料分散組成物(hg1〜hg4)を調製した。
実施例15〜28、比較例5〜8で得た顔料分散組成物について、静置後1時間及び静置後12時間での顔料分散状態(顔料微粒子の凝集の程度)を光学顕微鏡(400倍)を用いて目視観察した。静置後1時間における顔料分散状態を初期分散性とし、また、静置後12時間における顔料分散状態を分散安定性とし、それぞれを次の基準で判別し、結果を表1〜表3に記載した。
凝集がない ; ◎
凝集がわずかにある ; ○
凝集が非常に多くある; ×
<実施例29〜38、比較例9〜12>
表4に記載した各成分を一括で内径40mm、容量170mLのガラス容器に入れ、ウォーターバスを用いて35〜40℃に温調しながら櫂型羽型撹拌機{ヤマト科学株式会社製、スリーワンモーター}にて50〜100rpmで60分間撹拌して、本発明のコーティング組成物(k1〜k10)及び比較用のコーティング組成物(hk1〜hk4)を得た。
実施例29〜38、比較例9〜12で得たコーティング組成物について、45±2℃に温調したインキュベータに1週間静置した後の分散安定性(以下、保存安定性という)及び顔料微粒子の再分散性(以下、再分散性という)を評価し、結果を表4に記載した。
<保存安定性の採点基準>
沈殿がない ; ◎
沈殿がわずかにある ; ○
沈殿が非常に多くある; ×
<再分散性の採点基準>
凝集塊が無く均一に再分散できる ; ◎
再分散できるが凝集塊がわずかにある ; ○
沈殿が固く凝集して再分散できない ; ×
Claims (4)
- 親水性表面と疎水性表面とに分割されている無機微粒子から構成される両親媒性粒子(a)と、水(w)及び/又は有機溶剤(s)とを含んでなる分散安定剤(d)と、
顔料微粒子(c)と
を含んでなり、
有機溶剤(s)が、炭素数4〜14の環状アミド、炭素数2〜8の直鎖状アミド、炭素数1〜10のアルコール、炭素数3〜6のケトン、炭素数4〜10のエステル、炭素数4〜10のエーテル、炭素数6〜9の芳香族炭化水素、炭素数5〜10の脂環式炭化水素又は炭素数5〜10の脂肪族炭化水素(パラフィンを含まない)であることを特徴とする顔料分散組成物。 - 両親媒性粒子(a)が、1〜50nmの一次粒子径を持つ親水性無機微粒子からなる二次凝集体(p)を疎水化してから破砕することによって得られる両親媒性粒子である請求項1に記載の顔料分散組成物。
- 請求項1又は請求項2に記載された顔料分散組成物と、バインダー(e)とを含んでなることを特徴とするコーティング組成物。
- 両親媒性粒子(a)と水(w)及び/又は有機溶剤(s)とを含み、
両親媒性粒子(a)が、親水性表面と疎水性表面とに分割されている無機微粒子であり、
両親媒性粒子(a)が、1〜50nmの一次粒子径を持つ親水性無機微粒子からなる二次凝集体(p)を疎水化してから破砕することによって得られる両親媒性粒子であり、
有機溶剤(s)が、炭素数4〜14の環状アミド、炭素数2〜8の直鎖状アミド、炭素数1〜10のアルコール、炭素数3〜6のケトン、炭素数4〜10のエステル、炭素数4〜10のエーテル、炭素数6〜9の芳香族炭化水素、炭素数5〜10の脂環式炭化水素又は炭素数5〜10の脂肪族炭化水素(パラフィンを含まない)であることを特徴とする分散安定剤。
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