JP6089173B2 - 分散安定剤及びこの製造方法 - Google Patents

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本発明は分散安定剤及びこの製造方法に関する。
従来、疎水性無機酸化物を親水性有機化合物の存在下で水性媒体中に分散させた無機分散安定剤が知られている(特許文献1)。
特開平10−237216号公報
しかし、従来の無機分散安定剤は分散安定性が低く、特に顔料の分散性が著しく低いという問題がある。すなわち、本発明の目的は、分散安定性(特に顔料の分散安定性)に優れた分散安定剤を提供することである。
本発明の顔料分散用分散安定剤の製造方法の特徴は、両親媒性粒子(a)と油性成分(b)とを含む分散安定剤の製造方法であって、
両親媒性粒子(a)が、親水性表面と疎水性表面とが一つのシリカ粒子の表面に局在しており、BET比表面積が50〜300m/gの乾式親水性シリカ微粒子を疎水化剤で表面改質した後破砕して得られ、M値が1〜20である両親媒性粒子であって、
乾式親水性シリカ微粒子が珪素塩化合物の気体を酸素水素炎中で燃焼させて得られるシリカである点を要旨とする。
本発明の両親媒性粒子の油性成分分散体の製造方法の特徴は、乾式親水性シリカ微粒子を油性成分(b)に分散して親水性シリカ微粒子油性成分分散体を得てから、
親水性シリカ微粒子油性成分分散体中に分散された乾式親水性シリカ微粒子を表面改質して疎水化シリカ微粒子油性成分分散体を得た後、
疎水化シリカ微粒子油性成分分散体に含まれる疎水化シリカ微粒子を破砕して得る両親媒性粒子(a)の油性成分(b)分散体であって、
両親媒性粒子(a)が、親水性表面と疎水性表面とが一つのシリカ粒子の表面に局在しており、BET比表面積が50〜300m/gの乾式親水性シリカ微粒子を疎水化剤で表面改質した後破砕して得られ、M値が1〜20である両親媒性粒子であって、
乾式親水性シリカ微粒子が珪素塩化合物の気体を酸素水素炎中で燃焼させて得られるシリカであり、
油性成分(b)が40℃での動粘度が1〜3500mm/sの炭化水素油、炭素数8〜28の脂肪酸、炭素数8〜28の脂肪酸の酸アミド、炭素数8〜28の脂肪酸のエステル、炭素数12〜36の脂肪族アルコール、ジメチルポリシロキサン、水酸基変性ポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、環状シリコーン、数平均分子量950〜4000のポリオキシプロピレングリコール、並びに動物又は植物から抽出される物質及びその水素添加物であることを特徴とする点を要旨とする。
本発明の分散安定剤は、分散安定性(特に顔料の分散安定性)に優れる。したがって、本発明の分散安定剤は、懸濁・乳化重合用分散安定剤、繊維工業用分散安定剤、インク用分散安定剤、塗料用分散安定剤、プラスチック用分散安定剤、農薬工業用分散安定剤等として好適である。
なお、分散安定性には乳化安定性を含み、分散安定剤には乳化安定剤を含む(以下同様)。
本発明の製造方法は、上記の分散安定剤を製造するのに適しており、上記の分散安定剤を容易に製造できる。
<両親媒性粒子(a)>
両親媒性粒子(a)は、親水性表面と疎水性表面とを有するシリカ微粒子であり、シリカ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。このようなシリカ微粒子としては、乾式親水性シリカ微粒子を疎水化剤で表面改質(疎水化処理)した後、破砕して得られる微粒子が含まれる。乾式親水性シリカ微粒子を表面改質(疎水化処理)した後、破砕した場合、乾式親水性シリカ微粒子のもともとの表面(破砕によって現れた面)は親水性表面であり、表面改質された表面は疎水性表面となる。
なお、分割とは、一つの磁石の中で正極と負極が局在するがごとく、親水性表面と疎水性表面とが一つのシリカ粒子の表面に局在していることを意味する(一つのシリカ粒子の表面に親水性表面と疎水性表面とが散在しているものとは相違する)。
両親媒性粒子(a)の表面が、親水性表面と疎水性表面とに分割されていることは、以下の方法で確認することができる。
<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n−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)を分散した分散液を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n−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)等)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(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)した粒子等の場合)、測定試料(粒子)は水相若しくはn−ヘキサン層に分散、又は水とn−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。
なお、両親媒性粒子(a)は、本発明の分散安定剤から次のようにして単離できる。すなわち、分散安定剤50gをn−ヘキサン450gと混合して生じた白色沈殿物を遠心分離にて取り出し、100℃の順風式乾燥機にて12時間乾燥することにより、両親媒性粒子(a)を単離することができる。
両親媒性粒子(a)のM値は、1〜20であるが、分散安定剤の分散安定性(以下、単に分散安定性という。)の観点から、5〜15が好ましく、さらに好ましくは7〜13である。M値は、微粒子の疎水性の程度を表す概念であり、M値が高いほど親水性が低いことを示し、水・メタノール混合溶液に測定試料を均一分散させる際、必要最低量のメタノールの容量割合で表され、次の方法で求めることができる。
<M値算出法>
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。
なお、両親媒性粒子(a)は、前記の<表面が分割されていることの確認方法>に記載した方法と同様の方法で単離することができる。
乾式親水性シリカ微粒子は、珪素塩化合物(四塩化珪素等)等の気体を酸素水素炎中で燃焼させて得られるシリカである{アルカリ性環境下にて珪酸ソーダを酸で中和し、生じた析出物をろ過、乾燥することによって得られるシリカ(沈殿法シリカ)、及び酸性環境下にて珪酸ソーダを酸で中和し、生じた析出物をろ過、乾燥することによって得られるシリカ(ゲル法シリカ)とは異なる。}。
乾式親水性シリカ微粒子としては、市場から容易に入手でき、たとえば、以下に例示する商品が挙げられる。
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。}、HDKシリーズ{旭化成ワッカーシリコーン株式会社、HDKは、WACKER CHEMIE AGの登録商標である。}等。
乾式親水性シリカ微粒子のBET法による比表面積(m/g)は50〜300であるが、分散安定性の観点から、100〜200が好ましい。
なお、BET法による比表面積は、JIS R1626−1996(一点法)に準拠して測定される値である{測定試料:50mg(200℃で15分間加熱処理したサンプル)、吸着量の測定方法:定溶法、吸着質:混合ガス(N270体積%、He30体積%)、測定平衡相対圧:0.3、装置:たとえば、大倉理研社製、全自動粉体表面測定装置 AMS−8000}。
疎水化剤としては、ハロシラン、アルコキシシラン、シラザン、炭素数3〜36の脂肪族アルコール、及びシリコーン化合物等が使用できる。
ハロシランとしては、炭素数1〜12のアルキル基をもつアルキルハロシラン、及び炭素数6〜12のアリール基をもつアリールハロシランが含まれ、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、トリメチルブロモシラン、エチルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、及びt−ブチルジメチルクロロシラン等が挙げられる。
アルコキシシランとしては、炭素数1〜12のアルキル基(メタクリロキシアルキルを含む)、アルケニル基又はアリール基と炭素数1〜2のアルコキシ基とをもつアルコキシシランが含まれ、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、o−メチルフェニルトリメトキシシラン、p−メチルフェニルトリメトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、i−ブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、i−ブチルトリエトキシシラン、デシルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、及びγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
シラザンとしては、ヘキサメチルジシラザン等が挙げられる。
炭素数3〜36の脂肪族アルコールとしては、イソプロパノール、ノルマルブタノール、ノルマルペンタノール、ノルマルオクタノール、ドデカノール、ステアリルアルコール、及びベヘニルアルコール等が挙げられる。
シリコーン化合物としては、ジメチルポリシロキサン、水酸基変性ポリシロキサン、及びメチルハイドロジェンポリシロキサン等が挙げられる。
ジメチルポリシロキサンとしては、25℃での動粘度が1〜10000mm/sのもの等が使用できる。
水酸基変性ポリシロキサン及びメチルハイドロジェンジメチルポリシロキサンとしては、25℃での動粘度が1〜10000mm/sであり、官能基当量が300〜8000g/molのもの等が使用できる。
乾式親水性シリカ微粒子を表面改質するのに用いる疎水化剤として、以上の他に、公知のカップリング剤(上記以外のシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、及びジルコアルミネートカップリング剤等)等も使用できる。
これらの疎水化剤のうち、分散安定性等の観点から、ハロシラン、シラザン、及びアルコキシシランが好ましい。
疎水化剤による表面改質は、公知の方法が適用でき、たとえば、以下の<表面改質方法1>〜<表面改質方法3>に記載の方法等により行うことができる。
<表面改質方法1>
乾式親水性シリカ微粒子と疎水化剤との混合物を撹拌機で撹拌しながら表面改質し、疎水化シリカ微粒子を得る表面改質方法(乾式法)。
<表面改質方法2>
乾式親水性シリカ微粒子の入った撹拌機付き反応容器に、加熱、気化した疎水化剤を含む気体を導入して表面改質し、疎水化シリカ微粒子を得る表面改質方法(気相法)。
<表面改質方法3>
乾式親水性シリカ微粒子を油性成分(b)に分散して乾式親水性シリカ微粒子油性成分分散体を得てから、引き続き乾式親水性シリカ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シリカ微粒子油性成分分散体を得る表面改質方法(液中法)。
これらの表面改質方法のうち、<表面改質方法3>が好ましい。これらの好ましい方法を適用すると、分散安定性がさらに良好となる。これは、両親媒性粒子(a)の表面にある親水性表面と疎水性表面とが局在しやすくなり、両親媒性粒子(a)の界面活性が良好となるためと考えられる。
<表面改質方法3>による表面改質を行う場合、溶剤(s)を併用してもよい。溶剤(s)としては、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、芳香族炭化水素、脂環式炭化水素、及び脂肪族炭化水素等が含まれる。
アルコールとしては、炭素数1〜10のアルコール等が使用でき、メタノール、エタノール、ノルマルプロパノール、イソプロパノール、ノルマルブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、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メチルエーテル、トリエチ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メチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、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エチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピ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、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、及びプロピレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。
ケトンとしては、炭素数3〜6のケトン等が使用でき、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、及びシクロヘキサノン等が挙げられる。
エステルとしては、炭素数4〜10のエステル等が使用でき、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。
エーテルとしては、炭素数4〜10のエーテル等が使用でき、エチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、及び1,4−ジオキサン等が挙げられる。
芳香族炭化水素としては、炭素数6〜9の芳香族炭化水素等が使用でき、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、及びトリメチルベンゼン等が挙げられる。
脂環式炭化水素としては、炭素数5〜10の脂環式炭化水素等が使用でき、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロペプタン、シクロオクタン、シクロノナン、及びシクロデカン等が挙げられる。
脂肪族炭化水素としては、炭素数5〜10の脂肪族炭化水素等が使用でき、ペンタン、ヘキサン、ペプタン、オクタン、ノナン、及びデカン等が挙げられる。
以上の他に、塩素系溶剤(ジクロロメタン、トリクロロメタン、メチルクロライド、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、及びエチルクロライド等)、石油エーテル、及び石油ナフサ等も使用できる。これらの溶剤(s)のうち、芳香族炭化水素、脂環式炭化水素、及び脂肪族炭化水素が好ましい。
溶剤(s)を併用する場合、溶剤(s)の添加量(重量%)は、油性成分(b)の合計重量に基づいて10〜50が好ましい。
<表面改質方法3>において、乾式親水性シリカ微粒子油性成分分散体を得る方法としては、以下の<分散方法1>〜<分散方法3>等が適用できる。
<分散方法1>
分散容器に乾式親水性シリカ微粒子と油性成分(b)とを同時に入れて均一分散する方法。
<分散方法2>
あらかじめ乾式親水性シリカ微粒子の入った分散容器に、油性成分(b)を加えて均一分散を行う方法。
<分散方法3>
あらかじめ油性成分(b)の入った分散容器に、乾式親水性シリカ微粒子を加えて均一分散する方法。
これらの分散方法のうち、分散安定性がさらに良好となりやすい点から、<分散方法1>及び<分散方法3>が好ましく、さらに好ましくは<分散方法3>である。
分散には、公知の分散機{櫂型羽型撹拌機、高速剪断式分散機(高速回転型ホモミキサー、高圧ホモジナイザー、及び高速回転遠心放射型撹拌機等}、ニーダー、三本ロールミル、超音波分散機、遊星型ミキサー、3軸遊星型ミキサー、湿式媒体型分散機{ビーズミル、サンドグラインダー、コロイドミル、アトライタ(日本コークス工業株式会社製、「アトライタ」は日本コークス工業株式会社の登録商標である。)等}、垂直単軸型粉体撹拌機{ヘンシェルミキサ(三井鉱山株式会社製、「ヘンシエルミキサ」は三井鉱山株式会社の登録商標。)等}、水平単軸型撹拌機(リボンミキサー等)、及び垂直単複軸撹拌機(万能ミキサー、らいかい機等)等が使用できる。
なお、遊星型ミキサーは、容器及び/又は撹拌羽根が遊星回転運動を行う分散機であり、遊星運動を行う2枚のブレード型撹拌羽根をもつプラネタリミキサー、遊星式撹拌脱泡装置(たとえば、特開平7−289873号公報記載の撹拌・脱泡装置)等が挙げられ、3軸遊星型ミキサーとしては、遊星運動を行う2枚のブレード型撹拌羽根と少なくとも1つの遊星運動を行う小型の高速回転羽根をもつ遊星型ミキサー(たとえば、登録実用新案第3026043号)等が挙げられる。
これらの分散機のうちでも、分散安定性がさらに良好となる点から、高速剪断式分散機及び3軸遊星型ミキサーが好ましい。
分散の温度は特に制限なく、油性成分(b)の種類に応じて適宜選択することができるが、30〜150℃(さらに好ましくは50〜120℃)が好ましい。また、分散に要する時間は、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。
<表面改質方法3>において、乾式親水性シリカ微粒子の含有量(重量%)は、油性成分(b)の合計重量に基づいて、0.1〜10(さらに好ましくは0.5〜8、特に好ましくは1〜5)が好ましい。この範囲であると、分散安定性がさらに良好となる。
<表面改質方法1>〜<表面改質方法3>において、撹拌には上記の公知の分散機等が使用できる。
上記の分散機のうち、<表面改質方法1>及び<表面改質方法2>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、<表面改質方法3>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。
疎水化剤の使用量(重量%)としては、乾式親水性シリカ微粒子の重量に基づいて、0.5〜20が好ましく、さらに好ましくは1〜5である。この範囲であると、分散安定性がさらに良好となる。
<表面改質方法3>で得られた疎水化シリカ微粒子油性成分分散体は、そのまま用いてもよく、疎水化シリカ微粒子油性成分分散体から油性成分(b)を除去し、乾燥して、疎水化シリカ微粒子を取り出してから用いてもよい。
油性成分(b)の除去は、(1)加熱装置及び撹拌装置つきの減圧可能な反応容器やロータリーエバポレーター等を使用して油性成分(b)を蒸留して除去する方法、(2)溶剤で希釈した疎水化シリカ微粒子油性成分分散体をろ過し、固液分離する方法、(3)溶剤で希釈した疎水化シリカ微粒子油性成分分散体を遠心分離し、上澄みを除去する方法等の公知の方法で行うことができる。
疎水化シリカ微粒子油性成分分散体を希釈する溶剤としては、前記の溶剤(s)と同じものが使用できる。
乾燥は、加熱乾燥(例えば30〜150℃に加熱した乾燥炉にて10〜120分加熱乾燥する)や減圧乾燥等の公知の方法で行うことができ、遠赤外線式乾燥機、真空乾燥機、温風式乾燥機、及び流動層乾燥機等を使用できる。
両親媒性粒子(a)は、疎水化シリカ微粒子を破砕することにより得ることができる。
破砕とは、1個の疎水化シリカ微粒子を、少なくとも2つの微粒子に分割することを意味し、破砕によって、疎水化シリカ微粒子の表面が、親水性表面(破砕によって生じた新たな表面)と疎水性表面(疎水化処理によって疎水化された表面)とに分割されるものである。
破砕は、疎水化シリカ微粒子分散体を湿式破砕する方法で行うことができる。
湿式破砕における疎水化シリカ微粒子分散体としては、以下の疎水化シリカ微粒子分散体が使用できる。
(分散体1)疎水化シリカ微粒子を油性成分(b)に分散した疎水化シリカ微粒子分散体。
(分散体2)<表面改質方法3>で得られた疎水化シリカ微粒子油性成分分散体。
(分散体1)において、疎水化シリカ微粒子と、油性成分(b)との分散には、上記の分散で用いる公知の分散機等が使用でき、好ましい分散機も同じである。(分散体1)の分散方法は、前記の<分散方法1>〜<分散方法3>と同じ方法で行うことができ、好ましい方法も同じである。
疎水化シリカ微粒子分散体中の疎水化シリカ微粒子の割合(重量%)は、油性成分(b)の合計重量に基づいて、0.1〜10(さらに好ましくは0.5〜8、特に好ましくは1〜5)が好ましい。この範囲であると、分散安定性がさらに良好となる。これは分散体の粘度が低くなり、破砕が良好に進むためと考えられる。
破砕は、公知の破砕分散機等を用いて行うことができ、破砕分散機としては、湿式媒体型粉砕分散機{ビーズミル、サンドグラインダー、コロイドミル、アトライタ(日本コークス工業株式会社製、「アトライタ」は日本コークス工業株式会社の登録商標である。)、DISPERMAT(VMA−GETAMANN GMBH社製)等}、高圧噴射型破砕分散機{ナノマイザー(吉田機械株式会社製、「ナノマイザー」はエス・ジーエンジニアリング株式会社の登録商標である。)、スターバースト(株式会社スギノマシン製、「スターバースト」は株式会社スギノマシンの登録商標である。)、ゴーリンホモジナイザー(APV社製)等}、及び高速剪断型分散機(高速回転型ホモミキサー、高圧ホモジナイザー、ディゾルバー、及び3軸遊星型ミキサー等)等が使用できる。これらのうち、高速剪断型分散機が、疎水化シリカ微粒子の再凝集が起こりにくく、分散安定性がさらに良好となる点で好ましい。
破砕温度は特に制限なく、疎水化シリカ微粒子油性成分分散体の油性成分(b)の種類に応じて適宜選択することができ、例えば、30〜150℃(好ましくは50〜120℃)で行うことができる。
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)は、破砕工程後の疎水化シリカ微粒子油性成分分散体から、油性成分(b)を除去し、乾燥して、用いてもよい。
油性成分(b)の除去は、前記の公知の方法と同様に行うことができ、除去した後の乾燥も前記の公知の方法で同様に行うことができる。
両親媒性粒子(a)の体積平均粒子径(μm)は、0.05〜1が好ましく、さらに好ましくは0.1〜0.5である。この範囲であると、分散安定性がさらに良好となる。
両親媒性粒子(a)の体積平均粒子径は、両親媒性粒子(a)を1重量%の濃度となるようにイソプロパノールに分散した分散液を測定試料とし、JIS Z8825−1:2001に準拠したレーザー回折式粒度分析計{例えば、Leeds&Northrup社製Microtracシリーズ、株式会社堀場製作所製ParticaLAシリーズ等}を用い、測定温度25±5℃で測定した後、イソプロパノールの屈折率として1.377を、測定試料の屈折率として1.457を用いて、50%積算体積平均粒子径として求められる。
なお、体積平均粒子径の測定に用いる両親媒性粒子(a)は、両親媒性粒子(a)を含む分散体50gをn−ヘキサン450gと混合して生じた白色沈殿物を遠心分離にて取り出し、100℃の順風式乾燥機にて12時間乾燥することで単離することができる。
<油性成分(b)>
油性成分(b)としては、炭化水素油、脂肪酸、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、高級アルコール、シリコーン、及びポリオキシアルキレン化合物等が使用できる。
炭化水素油としては、40℃での動粘度が0.1〜3500mm/sの炭化水素油が使用でき、パラフィン、ポリオレフィン、ポリオレフィンを水素化した水添炭化水素、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、及びこれらの混合物が含まれる。
パラフィンとしては、ノルマルパラフィン及びイソパラフィン等が挙げられる。
ポリオレフィンとしては、ポリブテン、1−デセンオリゴマー、及び1−デセンとエチレンとのコオリゴマー等が挙げられる。
ポリオレフィンを水素化した水添炭化水素としては、ポリオレフィンを水素化して得られる水素化炭化水素が含まれ、水添ポリブテン及び水添ポリイソブテン等が挙げられる。
アルキルベンゼンとしては、アルキル基の炭素数が1〜8のアルキルベンゼンが含まれ、モノアルキルベンゼン、及びジアルキルベンゼン等が挙げられる。
アルキルナフタレンとしては、アルキル基の炭素数が1〜18のアルキルナフタレンが含まれ、モノアルキルナフタレン、ジアルキルナフタレン、及びポリアルキルナフタレン等が挙げられる。
これらの炭化水素油は、石油の蒸留精製又は溶剤精製、オレフィンモノマーの重合反応、及び有機合成反応(フィッシャー・トロプシュ法等)等によって得ることができる。
脂肪酸としては、炭素数8〜28の脂肪酸が含まれ、オクタン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、2−エチルヘキサン酸、オレイン酸、カプリン酸、ベヘン(ベヘニン)酸、12−ヒドロキシステアリン酸、2−ヘプチルウンデカン酸、ウンデシレン酸、及びモンタン酸等が挙げられる。
脂肪酸アミドとしては、前記脂肪酸の酸アミド(ラウリン酸アミド、ステアリン酸アミド、及びエルカ酸アミド等)、及びN−置換酸アミド(N,N’−エチレンビスラウリン酸アミド、N,N’−メチレンビスステアリン酸アミド、N,N’−エチレンビスステアリン酸アミド、N,N’−エチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−エチレンビスベヘン酸アミド、N,N’−ブチレンビスステアリン酸アミド、N,N’−ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、N,N’−ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−キシリレンビスステアリン酸アミド、ステアリン酸モノメチロールアミド、ステアリン酸ジエタノールアミド、N−オレイルステアリン酸アミド、N−オレイルオレイン酸アミド、N−ステアリルステアリン酸アミド、N−ステアリルオレイン酸アミド、N−オレイルパルミチン酸アミド、及びN−ステアリルエルカ酸アミド等)等が挙げられる。
脂肪酸エステルとしては、前記脂肪酸のエステル(ミリスチン酸イソプロピル、オクタン酸セチル、ミリスチン酸オクチルドデシル、パルミチン酸イソプロピル、ステアリン酸ブチル、ラウリン酸ヘキシル、ミリスチン酸ミリスチル、オレイン酸デシル、2,2−ジメチルオクタン酸2−ヘキシルデシル、ステアリン酸イソセチル、イソステアリン酸イソセチル、12−ヒドロキシステアリル酸コレステリル、エチレングリコール2−エチルヘキサン酸ジエステル、ネオペンチルグリコールカプリン酸ジエステル、グリセリン2−ヘプチルウンデカン酸ジエステル、トリメチロールプロパン2−エチルヘキサン酸トリエステル、トリメチロールプロパンイソステアリン酸トリエステル、ペンタンエリスリトール2−エチルへサン酸テトラエステル、グリセリン2−エチルヘキサン酸トリエステル、トリメチロールプロパンイソステアリン酸トリエステル、パルミチン酸2−エチルヘキシル、グリセリンミリスチン酸トリエステル、グリセリン2−ヘプチルウンデカン酸トリエステル、ヒマシ油脂肪酸メチルエステル、オレイン酸オレイル、パルミチン酸2−ヘプチルウンデシル、ラウリン酸エチル、ミリスチン酸2−ヘキシルデシル、及びパルミチン酸2−ヘキシルデシル等)、及び後記高級アルコールのエステル(乳酸セチル、乳酸ミリスチル、酢酸ラノリル、リンゴ酸ジイソステアリル、アジピン酸ジ−2−ヘプチルウンデシル、及び2−エチルヘキサン酸セチル等)、多価アルコールの酢酸エステル(グリセリントリアセテート、及びトリメチロ−ルプロパントリアセテート等)、及び低級(炭素数1〜4)アルコールの多価脂肪酸(炭素数6〜10)エステル(アジピン酸ジイソブチル、セバチン酸ジイソプロピル、及びリンゴ酸ジプロピル等)等が挙げられる。
高級アルコールとしては、炭素数12〜36の脂肪族アルコール(セチルアルコール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、2−ヘプチルウンデシルアルコール、ラノリンアルコール、ベヘニルアルコール、及びミリスチルアルコール等)等が挙げられる。
シリコーンとしては、前記のシリコーン化合物及び環状シリコーン(ヘキサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、及びドデカメチルシクロヘキサシロキサン等)等が挙げられる。
ポリオキシアルキレン化合物としては、数平均分子量950〜4000のポリオキシプロピレングリコール等が使用できる。
油性成分(b)としては、これらの他に、動物又は植物から抽出される物質及びその水素添加物(アボカド油、ツバキ油、タートル油、マカデミアナッツ油、トウモロコシ油、ミンク油、オリーブ油、ナタネ油、卵黄油、ゴマ油、パーシック油、小麦胚芽油、サザンカ油、ヒマシ油、アマニ油、サフラワー油、綿実油、エノ油、大豆油、落花生油、茶実油、カヤ油、コメヌカ油、シナギリ油、日本キリ油、ホホバ油、胚芽油、カカオ脂、ヤシ油、馬脂、硬化ヤシ油、パーム油、牛脂、羊脂、硬化牛脂、パーム核油、豚脂、牛骨脂、モクロウ核油、硬化油、牛脚脂、スクアレン、スクアラン、及びその他のテルペン等)を用いることもできる。
油性成分(b)としては、分散安定性の観点から、炭化水素油、及びシリコーンが好ましく、さらに好ましくは40℃における動粘度が1〜20mm/sの炭化水素油、及び25℃における動粘度が1〜50mm/sのシリコーン、特に好ましくは40℃における動粘度が1〜20mm/sの炭化水素油である。
これらの炭化水素油及びシリコーンは市場から容易に入手することができ、以下に商品名を例示する。
<炭化水素油>商品名の後に続く括弧内の数字は40℃における動粘度mm/sである。
IPソルベント1016(0.5)、IPソルベント2028(2)、及びIPソルベント2835(12)(出光興産株式会社);
コスモSC22(21)、コスモSP10(10)、コスモRCスピンドル油(10)、コスモRBスピンドル油(15)、コスモニュートラル150(32)、コスモピュアスピンG(21)、コスモピュアスピンE(5)、コスモホワイトP60(60)、コスモホワイトP120(120)、コスモホワイトP200(200)、及びコスモホワイトP350P(250)(コスモ石油ルブリカンツ株式会社、「コスモ」は、コスモ石油株式会社の登録商標である。);
日石スーパーオイルC(93)、日石スーパーオイルD(141)、日石スーパーオイルB(54)、日石ポリブテンLV−7(12)、日石ポリブテンLV−50(110)、日石ポリブテンLV−100(200)、及び日石ポリブテンLV−150(3500)(JX日鉱日石エネルギー株式会社);
スタノール43N(27)、スタノール52(56)、スタノール69(145)、スタノール35(9)、及びスタノールLP35(11)(エッソ石油株式会社);
フッコールNT100(21)、フッコールNT150(28)、フッコールNT200(39)、フッコールNT60(10)、及びフッコールSTマシン(9)(富士興産株式会社、「フッコール」は新日本石油株式会社の登録商標である。);
パールリーム4(3)、パールリームEX(10)、及びパールリーム6(20)(日油株式会社製、「パールリーム」は日油株式会社の登録商標である。);
エクソールシリーズ及びアイソパーシリーズ(エクソン モービル ケミカル社);
シェルゾールシリーズ(シェル ケミカル社);並びに
ニッサンポリブテン及びNAソルベントシリーズ(日油株式会社製、「ニッサン」は日油株式会社の登録商標である。)等
<ジメチルポリシロキサン>
KF−96−10cs、KF−96−20cs、KF−96−30cs、KF−96−50cs、KF−96−100cs、KF−96−200cs、KF−96−300cs、KF−96−350cs、KF−96−500cs、KF−96−1,000cs、KF−96−3,000cs、KF−96−5,000cs、KF−96H−6,000cs、KF−96H−1万cs、KF−96H−12,500cs、KF−96H−3万cs、KF−96H−5万cs、KF−96H−6万cs、及びKF−96H−10万cs{信越化学工業株式会社;商品名の終り(csの直前)に記載されている数字は動粘度を表し、例えば、「10」は10mm/sである。};
SH200 C Fluid 10cs、SH200 C Fluid 20cs、SH200 C Fluid 50cs、SH200 C Fluid 100cs、SH200 C Fluid 200cs、SH200 C Fluid 350cs、SH200 C Fluid 500cs、SH200 C Fluid 1,000cs、SH200 C Fluid 3,000cs、SH200 C Fluid 5,000cs、SH200H C Fluid 1万cs、SH200H C Fluid 1.25万cs、SH200H C Fluid 3万cs、SH200H C Fluid 6万cs、及びSH200H C Fluid 10万cs{東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社製;商品名の終り(csの直前)に記載されている数字は動粘度を表し、例えば、「10」は10mm/sである。};並びに
TSF451−10、TSF451−20、TSF451−30、TSF451−50、TSF451−100、TSF451−200、TSF451−300、TSF451−350、TSF451−500、TSF451−1000、TSF451−1500、TSF451−2000、TSF451−3000、TSF451−5000、TSF451−6000、TSF451H−1M、TSF451H−12500、TSF451H−2M、TSF451H−3M、TSF451H−5M、TSF451H−6M、及びTSF451H−10M{モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製;商品名の終りに記載されている数字は動粘度を表し、例えば、「10」は10mm/sである。なお、Mは万を表し、たとえば1Mは1万mm/sである。}等
本発明の分散安定剤は、以下の<製造方法1>〜<製造方法3>等の方法で得ることができる。
<製造方法1>
両親媒性粒子(a)を油性成分(b)に分散する方法。
<製造方法2>
疎水化シリカ微粒子油性成分分散体を破砕して、両親媒性粒子(a)と油性成分(b)とを含む分散液を得た後、この分散液に油性成分(b)を加えるか、又はこの分散液を濃縮することにより濃度調整する方法。
<製造方法3>
疎水化シリカ微粒子油性成分分散体を破砕して、両親媒性粒子(a)と油性成分(b)とを含む分散液を得た後、この分散液をそのまま使用する方法。
濃縮は、加熱装置及び撹拌装置つきの減圧可能な反応容器やロータリーエバポレーター等を使用する方法等の公知の方法で行うことができる。
これらの製造方法のうち、<製造方法3>が好ましく、さらに好ましくは乾式親水性シリカ微粒子を油性成分(b)に分散して親水性シリカ微粒子油性成分分散体を得る分散工程と、続いて、親水性シリカ微粒子油性成分分散体中に分散された乾式親水性シリカ微粒子を表面改質して疎水化シリカ微粒子油性成分分散体を得る表面改質工程と、疎水化シリカ微粒子油性成分分散体に含まれる疎水化シリカ微粒子を破砕して両親媒性粒子(a)を得る破砕工程を含む製造方法である。
本発明の分散安定剤において、両親媒性粒子(a)の含有量(重量%)は、油性成分(b)の重量に基づいて、0.1〜10が好ましく、さらに好ましくは0.5〜8、特に好ましくは1〜5である。この範囲であると、分散安定性がさらに良好となる。
本発明の分散安定剤は、分散安定性に優れ、特に顔料の分散安定性に優れる。そのため、懸濁・乳化重合用分散安定剤、繊維工業用分散安定剤、インク用分散安定剤、塗料用分散安定剤、プラスチック用分散安定剤、農薬工業用分散安定剤等として用いることができる。
本発明の分散安定剤には、その効果を損なわない範囲において、他の成分(たとえば、希釈剤、抗菌剤、光安定剤、及び粘度調整剤等)を配合できる。
以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、特記しない限り、部は重量部を意味する。
実施例1〜8で得た両親媒性粒子(a)及び比較例1〜3の疎水化シリカ微粒子のM値は以下の方法で測定した。
<M値の測定>
測定試料(実施例1〜8で得た両親媒性粒子(a)又は比較例1〜2の疎水化シリカ微粒子)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、下記式からM値を算出した。

(M値)=100×(メタノールの滴下量:g)/{(メタノールの滴下量:g)+50}
<実施例1>
油性成分(b1){40℃での動粘度1mm/sのイソパラフィン(出光興産株式会社製、商品名 IPソルベント1620)}100部と乾式親水性シリカ微粒子(p1){商品名 Aerosil 130(BET法による比表面積130m/g)}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;3000rpm)して、親水性シリカ微粒子油性成分分散体(hd1)を得た。
続いて常圧(およそ101kPa)にて撹拌(低速撹拌羽根;50rpm、高速撹拌羽根;3000rpm)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(乾式親水性シリカ微粒子の重量に対して3重量%)を添加し、60分間撹拌を継続することにより疎水化処理を行い、疎水化シリカ微粒子油性成分分散体(pd1)を得た。
その後、常圧(およそ101kPa)にて撹拌(低速撹拌羽根;50rpm、高速撹拌羽根;4000rpm)を継続しながら100℃まで加熱し、その温度で60分間撹拌してから、撹拌を継続したまま室温(25±3℃、以下同じである。)まで冷却することにより、破砕処理して、両親媒性粒子(a1)を含む本発明の分散安定剤(q1)を得た。
分散安定剤(q1)5gとn−ヘキサン(関東化学株式会社、試薬1級)100gとを容量100mLのふた付きガラス容器に入れ、30秒間手で上下に振ることで撹拌した後、6時間、室温下で静置し、透明な上澄み層をスポイトで除去した。続いて、残留した下層を容量40mLのサンプルチューブに入れて遠心分離(回転数;4000rpm、時間;10分間)にて固液分離して沈殿物を取り出し、130±5℃に温調した温風式乾燥機にて3時間加熱、乾燥して両親媒性粒子(a1)を得た。
両親媒性粒子(a1)のM値は13、体積平均粒子径は0.2μmであった。
<実施例2>
「油性成分(b1)」を「油性成分(b2){40℃での動粘度10mm/sの水添ポリブテン(日油株式会社製、商品名 パールリームEX)}」に変更したこと、「乾式親水性シリカ微粒子(p1)5部」を「乾式親水性シリカ微粒子(p2){商品名 Aerosil 50(BET法による比表面積50m/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(乾式親水性シリカ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(q2)及び両親媒性粒子(a2)を得た。
両親媒性粒子(a2)のM値は15、体積平均粒子径は0.1μmであった。
<実施例3>
「油性成分(b1)」を「油性成分(b3){40℃での動粘度20mm/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P120)}」に変更したこと、「乾式親水性シリカ微粒子(p1)5部」を「乾式親水性シリカ微粒子(p3){商品名 Aerosil 300(BET法による比表面積300m/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(乾式親水性シリカ微粒子の重量に対し1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(q3)及び両親媒性粒子(a3)を得た。両親媒性粒子(a3)のM値は5、体積平均粒子径は0.3μmであった。
<実施例4>
「油性成分(b1)」を「油性成分(b5){40℃での動粘度9mm/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)}」に変更したこと、「乾式親水性シリカ微粒子(p1)5部」を「乾式親水性シリカ微粒子(p5){商品名 HDK T125(BET法による比表面積125m/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(乾式親水性シリカ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(q4)及び両親媒性粒子(a4)を得た。両親媒性粒子(a4)のM値は7、体積平均粒子径は0.2μmであった。
<実施例5>
「油性成分(b1)」を「油性成分(b5){25℃での動粘度50mm/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)}」に変更したこと、「乾式親水性シリカ微粒子(p1)5部」を「乾式親水性シリカ微粒子(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(乾式親水性シリカ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1と同様にして、本発明の分散安定剤(q5)及び両親媒性粒子(a5)を得た。両親媒性粒子(a5)のM値は1、体積平均粒子径は0.5μmであった。
<実施例6>
油性成分(b6){40℃での動粘度50mm/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P260)}100部と乾式親水性シリカ微粒子(p5){商品名 Aerosil 200(BET法による比表面積200m/g)}0.5部を加熱装置付きステンレス製混合容器に入れ、直径約4cmののこぎり歯状ディスクインペラーを装着した高速回転遠心放射型撹拌機(プライミクス株式会社製、T.K.ホモミクサー)を用いて常圧(およそ101kPa)にて4000rpmで60分間、撹拌・分散して分散工程を行った。続いて撹拌を継続しながら、疎水化剤(m1)0.05部(乾式親水性シリカ微粒子の重量に対して10重量%)を添加し、続いて撹拌を60分間継続した後、撹拌下で100℃まで加熱し、その温度で撹拌を60分間維持して疎水化工程を行い、撹拌を継続したまま室温まで冷却することにより、本発明の分散安定剤(q6)を得た。
「分散安定剤(q1)5g」を「分散安定剤(q6)5g」に変更したこと以外、実施例1と同様にして得た両親媒性粒子(a6)のM値は20、体積平均粒子径は0.1μmであった。
<実施例7>
「油性成分(b6)」を「油性成分(b7){25℃での動粘度2mm/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−96L−2cs)}」に変更したこと、「乾式親水性シリカ微粒子(p5)0.5部」を「乾式親水性シリカ微粒子(p2)10部」に変更したこと以外、実施例6と同様にして、本発明の分散安定剤(q7)及び両親媒性粒子(p7)を得た。両親媒性粒子(p7)のM値は1、体積平均粒子径は1μmであった
<実施例8>
「油性成分(b6)」を「油性成分(b4)」に変更したこと、「乾式親水性シリカ微粒子(p5)0.5部」を「乾式親水性シリカ微粒子(p5)7部」に変更したこと、「疎水化剤(m1)0.05部」を「疎水化剤(m1)0.1部(乾式親水性シリカ微粒子の重量に対して1.4重量%)」に変更したこと以外、実施例6と同様にして、本発明の分散安定剤(q8)及び両親媒性粒子(p8)を得た。両親媒性粒子(p8)のM値は20、体積平均粒子径は0.05μmであった
<比較例1>
沈降法親水性シリカ粒子(p6){沈降法シリカNipsil AY−200(BET法による比表面積 300m/g)}100部をヒーター付きヘンシェルミキサに入れ、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を20〜25℃の常温にて高速回転(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を加熱し、230℃にて3時間加熱処理を行ない、疎水化シリカ微粒子(hp1)を得た。続いて、疎水化シリカ微粒子(hp1)15部と油性成分(b2)100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、比較用の分散安定剤(hq1)を得た。
なお、疎水化シリカ微粒子(hp1)のM値は50、体積平均粒子径は11μmであった。
<比較例2>
疎水化シリカ微粒子(hp2){乾式親水性シリカ微粒子を気相法で疎水化した乾式疎水性シリカ微粒子(日本アエロジル株式会社製、商品名 AerosilR976)}10部とエタノール90部を櫂型羽型撹拌機にて25±3℃にて15分間撹拌して、比較用の分散安定剤(hq2)を得た。
なお、疎水化シリカ微粒子(hp2)のM値は40、体積平均粒子径は0.3μmであった。
<比較例3>
「エタノール90部」を「油性成分(b5)90部」に変更したこと以外、比較例2と同様にして、比較用の分散安定剤(hq3)を得た。
実施例1〜8で得た両親媒性粒子(a1〜a8)1部をイソプロパノール99部に超音波分散機(heilscher社製 UP400)を用いて出力70%にて1分間分散して得た1重量%の分散液0.02gを、イオン交換水5mLとn−ヘキサン5mLとの入った試験管に加えて60分間静置したところ、イオン交換水とn−ヘキサンとの界面に両性媒体粒子の均一な集合層が形成され、その上層と下層は両親媒性粒子を含まない清浄な層であった。このことから、粒子表面が親水性表面と疎水性表面とに二分割されていると考えられる。
比較例1〜3で用いた疎水化シリカ微粒子(hp1及びhp2)1部をイソプロパノール99部に超音波分散機を用いて出力70%にて1分間分散して得た1重量%の分散液0.02gを、イオン交換水5mLとn−ヘキサン5mLとの入った試験管に加えて60分間静置したところ、粒子はn−ヘキサン層に分散してn−ヘキサン層全体が白濁し、2時間後にはイオン交換水とn−ヘキサンとの界面に疎水化無機微粒子の凝集塊が生じた。このことから、粒子表面が親水性表面と疎水性表面とに二分割されていないと考えられる。
<<分散安定性の評価>>
実施例1〜8で得た本発明の分散安定剤(q1〜q8)と比較例1〜3で得た比較用の分散安定剤(hq1〜hq3)を用いて顔料分散組成物を作成し、顔料の分散安定性の評価を行った。
<<顔料分散組成物の作成>>
表1又は表2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、本発明の分散安定剤を用いた顔料分散組成物(cd1〜cd8)及び比較用の分散安定剤を用いた顔料分散組成物(hcd1〜hcd3)を調製した。
なお、表1及び表2中の各成分に対応する数値は重量部を表し、「顔料微粒子(c1)」は酸化チタンからなる親水性無機顔料微粒子(堺化学工業株式会社製、商品名 R−680)を、「顔料微粒子(c2)」は、カーボンブラックからなる疎水性無機顔料微粒子(三菱化学株式会社製、MA−100)を、「顔料微粒子(c3)」は、アントラキノン系顔料からなる有機顔料微粒子(三菱化学株式会社製、商品名 ダイアレジン ブルーK)を、「顔料微粒子(c4)」は、結晶性セルロースからなる高分子微粒子(Alfa Aesar社製、商品名 Cellulose,Microcrystalline)を、「希釈剤(d1)」は流動イソパラフィン(エクソンモービルケミカル社製、商品名 アイソパーG)を、「希釈剤(d2)」は、プロピレングリコールモノメチルエーテル(ダイセル化学工業株式会社製、商品名 MMPG)を表す。
<顔料分散状態の観察>
上記で得た各顔料分散組成物について、静置1時間後及び静置12時間後での顔料分散状態(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1時間後における顔料分散状態を初期分散性とし、また、静置12時間後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評価し、結果を表1及び2に記載した。
採点基準
凝集がない ; ◎
凝集がわずかにある ; ○
凝集が非常に多くある ; ×
Figure 0006089173

Figure 0006089173

本発明の分散安定剤を用いた顔料分散組成物(cd1〜cd8)は、比較用の分散安定剤を用いた顔料分散組成物(hcd1〜hcd3)に比較して、初期分散性及び分散安定性に著しく優れていることを確認できた。
本発明の分散安定剤は、分散安定性が高く、懸濁・乳化重合用分散安定剤、繊維工業用分散安定剤、インク用分散安定剤、塗料用分散安定剤、プラスチック用分散安定剤、農薬工業用分散安定剤等として利用できる。

Claims (4)

  1. 両親媒性粒子(a)と油性成分(b)とを含む分散安定剤の製造方法であって、
    両親媒性粒子(a)が、親水性表面と疎水性表面とが一つのシリカ粒子の表面に局在しており、BET比表面積が50〜300m/gの乾式親水性シリカ微粒子を疎水化剤で表面改質した後破砕して得られ、M値が1〜20である両親媒性粒子であって、
    乾式親水性シリカ微粒子が珪素塩化合物の気体を酸素水素炎中で燃焼させて得られるシリカであることを特徴とする顔料分散用分散安定剤の製造方法
  2. 両親媒性粒子(a)の体積平均粒子径が0.05〜1μmである請求項1に記載の分散安定剤の製造方法
  3. 式親水性シリカ微粒子を油性成分(b)に分散して親水性シリカ微粒子油性成分分散体を得る分散工程;
    親水性シリカ微粒子油性成分分散体中に分散された乾式親水性シリカ微粒子を表面改質して疎水化シリカ微粒子油性成分分散体を得る表面改質工程;及び
    疎水化シリカ微粒子油性成分分散体に含まれる疎水化シリカ微粒子を破砕して両親媒性粒子(a)を得る破砕工程を含む請求項1又は2に記載の分散安定剤の製造方法。
  4. 乾式親水性シリカ微粒子を油性成分(b)に分散して親水性シリカ微粒子油性成分分散体を得てから、
    親水性シリカ微粒子油性成分分散体中に分散された乾式親水性シリカ微粒子を表面改質して疎水化シリカ微粒子油性成分分散体を得た後、
    疎水化シリカ微粒子油性成分分散体に含まれる疎水化シリカ微粒子を破砕して得る両親媒性粒子(a)の油性成分(b)分散体であって、
    両親媒性粒子(a)が、親水性表面と疎水性表面とが一つのシリカ粒子の表面に局在しており、BET比表面積が50〜300m/gの乾式親水性シリカ微粒子を疎水化剤で表面改質した後破砕して得られ、M値が1〜20である両親媒性粒子であって、
    乾式親水性シリカ微粒子が珪素塩化合物の気体を酸素水素炎中で燃焼させて得られるシリカであり、
    油性成分(b)が40℃での動粘度が1〜3500mm/sの炭化水素油、炭素数8〜28の脂肪酸、炭素数8〜28の脂肪酸の酸アミド、炭素数8〜28の脂肪酸のエステル、炭素数12〜36の脂肪族アルコール、ジメチルポリシロキサン、水酸基変性ポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、環状シリコーン、数平均分子量950〜4000のポリオキシプロピレングリコール、並びに動物又は植物から抽出される物質及びその水素添加物であることを特徴とする両親媒性粒子の油性成分分散体の製造方法
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