JP6164424B2 - 水溶性高分子顔料分散剤及び水溶性高分子顔料分散剤を含有する水系組成物 - Google Patents

水溶性高分子顔料分散剤及び水溶性高分子顔料分散剤を含有する水系組成物 Download PDF

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Description

本発明は、水溶性高分子顔料分散剤及び水溶性高分子顔料分散剤を含有する水系組成物に関する。
一般に、印刷インキ、塗料等の分野で用いられている顔料は、高い鮮明性を得るため顔料粒子を高度に微細化する必要がある。しかし、顔料を微細化していくにつれて、顔料粒子間の凝集力が強くなり、インキや塗料が高粘度を示し、安定な顔料分散体を得ることが困難となっている。
これに対しては、顔料分散剤を使用することで、顔料分散体の安定化を図ることが知られており、これまでに様々な顔料分散剤が開示されている。例えば、重合性オリゴマーにおける末端のエチレン性不飽和二重結合と窒素含有モノマーにおけるエチレン性不飽和結合との重合反応によって形成されるグラフト共重合体を含有する顔料分散剤等が挙げられる(特許文献1と2参照)。
しかしながら、これらの顔料分散剤は、揮発性有機化合物(VOC、Volatile Organic Compounds)を使用するため、顔料分散液には多くのVOCが含まれることになる。そのため環境に配慮した低VOC塗料やゼロVOC塗料が強く求められている。
低VOC塗料やゼロVOC塗料として使用可能な顔料分散剤として、水溶性の顔料分散剤が提案されている。具体的には、界面活性剤や水溶性樹脂を使用して粉末顔料を分散する方法が広く用いられている。例えば、無機物の水への分散性と分散安定性を向上させる等を目的として、「ポリアルキレンオキサイド基を含有する高分子を含んで成り、水性溶媒の存在下にて使用する、無機物用の分散剤組成物であって、ポリアルキレンオキサイド基が、式(I):−(R−O)−R (I)[但し式(I)において、Rは、エチレン基又はプロピレン基、Rは、水素又は置換基を有してもよい炭素原子数1〜20のアルキル基、nは、1〜300の整数。]で示され、ポリアルキレンオキサイド基を含有する高分子が、アニオン基及びカチオン基を更に含有することを特徴とする分散剤組成物。」が開示されている(特許文献3参照)。
しかしながら、このような界面活性剤を用いて分散された顔料を含有する塗料は、得られる塗膜の耐水性が極めて悪い。また水溶性樹脂を含有する水性媒体中に顔料を高度なレベルで微細に分散し、かつ、その状態を安定に保つことは有機溶剤媒体中に顔料を分散させるよりも困難である。そのため、水溶性塗料塗膜の耐水性と顔料の分散とその貯蔵安定性等とを高度なレベルで両立できる水性顔料分散体の開発が望まれていた。
特開2002−47441号公報 特開平6−211944号公報 特開2001−220196号公報
本発明は、顔料を微細に分散し、貯蔵安定性がよく、適正な粘度範囲、良好な色調を有し、しかも、耐水性にも優れた塗膜を形成し得る水溶性高分子顔料分散剤及び水溶性高分子顔料分散剤を含有する水系組成物を提供することを目的とする。
本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、特定の5種類の単量体を必須構成成分として得られる共重合体を含む水溶性顔料分散剤とすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明1は、スチレン(A)、炭素数1〜10のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(B)、一般式(1)で表わされる単量体(C)、一般式(2)で表わされる単量体(D)、及び一般式(3)で表わされる単量体(E)を必須構成成分とする共重合体を含有することを特徴とする水溶性高分子顔料分散剤である。
(一般式(1)において、Rは水素原子またはメチル基、Rは炭素数0〜6のアルキレン基、フェニレン基、及び、−C(=O)−NH−C(CH−CH−から選ばれる少なくとも1種、Mは金属を示す。)
(一般式(2)において、Rは炭素数1〜20のアルキル基、Rは炭素数2〜10のアルケニル基、nは5〜100の整数、Qは−H、−SONaおよび−SONHから選ばれる少なくとも1種を表す。)
(一般式(3)において、Rは水素原子またはメチル基、Xは−COOH、−COONa、及び−COONHから選ばれる少なくとも1種を表わす。)
また本発明2は、本発明1において、上記単量体(C)がアルカリ金属塩である水溶性高分子顔料分散剤である。
また本発明3は、本発明1又は2において、上記共重合体におけるスチレン(A)と、炭素数1〜10のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(B)の合計含有量が20〜65重量%である水溶性高分子顔料分散剤である。
また本発明4は、本発明1〜3のいずれかにおいて、上記共重合体の20重量%水溶液における25℃での粘度が75〜2000mPa・である水溶性高分子顔料分散剤である。
また本発明5は、本発明1〜4のいずれかにおいて、上記共重合体の20重量%水溶液における色調が1ガードナー以下である水溶性高分子顔料分散剤である。
また本発明6は、本発明1〜5のいずれかにおいて、上記共重合体の重量平均分子量が7500〜20000である水溶性高分子顔料分散剤である。
また本発明7は、水性溶媒中に、本発明1〜6の水溶性高分子顔料分散剤と色素を含有する水系組成物である。
本発明の水溶性高分子顔料分散剤は、顔料を微細に分散し、貯蔵安定性がよく、適正な粘度範囲、良好な色調を有し、しかも、耐水性にも優れた塗膜を形成し得る。また、本発明の水溶性高分子顔料分散剤は、優れた分散性を有するため、低VOCである水溶性の塗料、印刷インキ、インクジェット用インキ等に用いることができる。
本発明の水溶性高分子顔料分散剤は、水溶性、かつ、高分子の分散剤であり、色素の分散に使用するものである。水溶性顔料分散剤は、色素の表面に吸着することで、静電反発・立体反発等により顔料を分散安定化することができる。
本発明の水溶性高分子顔料分散剤は、スチレン(A)(以下、(A)成分という)、炭素数1〜10のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(B))(以下、(B)成分という)、一般式(1)で表わされる単量体(C))(以下、(C)成分という)、及び一般式(2)で表わされる単量体(D))(以下、(D)成分という)及び一般式(3)で表わされる単量体(E)(以下、(E)成分)を必須構成成分とする共重合体を含むものである。
上記(B)成分の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸N−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸sec−ブチル、(メタ)アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸N−オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等が挙げられる。(B)成分は、これらの1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも顔料への分散剤の吸着性及び水への分散性の観点から(メタ)アクリル酸メチルが好ましい。
上記(C)成分は、下記一般式(1)で表わされるものであれば特に限定されず、ビニルスルホン酸、ビニルヘキシレンスルホン酸、p−スチレンスルホン酸、α−メチルスチレンスルホン酸、2−メチル−2−プロペン−1−スルホン酸(メタリルスルホン酸)、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等の有機スルホン酸系ビニルモノマー類のナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等が挙げられる。これらの中で、水への分散性の点においてアルカリ金属塩(一般式(1)におけるMがアルカリ金属)が好ましい。(C)成分は、これらの1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも好ましくは、p−スチレンスルホン酸のアルカリ金属塩、又は、メタリルスルホン酸のアルカリ金属塩であり、より好ましくはp−スチレンスルホン酸ナトリウム、又はp−スチレンスルホン酸ナトリウムとメタリルスルホン酸ナトリウムの併用である。(C)成分により、本発明の水溶性高分子顔料分散剤に親水性を付与することができ、水溶性高分子顔料分散剤と顔料を含む色素を含有する水系組成物の状態を安定させることができる。
(一般式(1)において、Rは水素原子またはメチル基、Rは炭素数0〜6のアルキレン基、フェニレン基、及び、−C(=O)−NH−C(CH−CH−から選ばれる少なくとも1種、Mは金属を示す。)
上記(D)成分は、下記一般式(2)で表わされるものであれば特に限定されず、ポリオキシエチレンメチルプロペニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンメチルプロペニルフェニルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンステアリルプロペニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルプロペニルフェニルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンノニルデシレニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルデシレニルフェニルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンノニルプロペニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルプロペニルフェニルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンノニルプロペニルフェニルエーテル硫酸ナトリウム等が挙げられる。これらの中で、耐水性および水への親和性の点において特にn=20のポリオキシエチレンノニルプロペニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルプロペニルフェニルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンノニルプロペニルフェニルエーテル硫酸ナトリウムが好ましい。(D)成分は、これらの1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でもより好ましくは、ポリオキシエチレンノニルプロペニルフェニルエーテルである。(D)成分により、本発明の水溶性高分子顔料分散剤の分散安定性及び塗膜耐水性を良好とすることができる。
(一般式(2)において、Rは炭素数1〜20(好ましくは5〜15)のアルキル基、Rは炭素数2〜10(好ましくは3〜7)のアルケニル基、nは5〜100(好ましくは10〜50)の整数、Qは−H、−SONaおよび−SONHから選ばれる少なくとも1種を表す。)一般式(2)Rは好ましくは炭素数5〜15のアルキル基、Rは炭素数3〜7のアルケニル基、nは10〜50の整数であることが好ましい。これにより、分散安定性及び塗膜耐水性を良好とすることができる。
上記(E)成分は、下記一般式(3)で表わされるものであれば特に限定されず、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸ナトリウム、(メタ)アクリル酸アンモニウム等が挙げられる。ここで、(メタ)アクリル酸とは、メタクリル酸及び/又はアクリル酸を意味する。これらの中で、分散安定性の点において(メタ)アクリル酸ナトリウム、(メタ)アクリル酸アンモニウムが好ましい。(E)成分は、これらの1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも好ましくは、(メタ)アクリル酸ナトリウムである。更に好ましくはメタクリル酸ナトリウムである。
(一般式(3)において、Rは水素原子またはメチル基、Xは−COOH、−COONa、及び−COONHから選ばれる少なくとも1種を表わす。)
なお、これらの成分以外に必要に応じて、窒素原子を含むラジカル重合性単量体、α,β−不飽和ジカルボン酸などを含むことができる。これにより、特に無機顔料の顔料分散性を向上させることが可能となる。上記共重合体以外の成分の含有量は、(A)〜(E)成分の合計を100重量%としたときに0〜20重量%であることが好ましい。
上記窒素原子を含むラジカル重合性単量体は、ラジカル重合性の不飽和結合を有する単量体であれば特に限定されない。顔料の分散剤の吸着性の点から好ましくは、アミド基を有する(メタ)アクリルモノマー、アミノ基を有する(メタ)アクリルモノマー、含窒素複素環式(メタ)アクリルモノマー、ビニル複素環式アミド、含窒素複素環式ビニルモノマー、含窒素芳香複素環式ビニルモノマー、アミノ基を有するビニルモノマー、アリルモノマーが挙げられる。具体例としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−ジメチルアミノブチル(メタ)アクリルアミド、N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミドなどのアミド基を有する(メタ)アクリルモノマー;N,N−ジメチルアミノ(メタ)アクリル酸メチル、N,N−ジメチルアミノ(メタ)アクリル酸エチル、N,N−ジメチルアミノ(メタ)アクリル酸プロピル、N,N−ジメチルアミノ(メタ)アクリル酸ブチル、N,N−ジエチルアミノ(メタ)アクリル酸エチルなどのアミノ基を有する(メタ)アクリルモノマー;N−(2−メタクリロイルオキシエチル)エチレン尿素、N−(メタ)アクリロイルモルホリンなどの含窒素複素環式(メタ)アクリルモノマー;N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニルピペリドンなどのビニル複素環式アミド;N−ビニルモルホリン、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルピペラジンなどの含窒素複素環式ビニルモノマー;2−ビニルピリジン、3−ビニルピリジン、2−メチル−5−ビニルピリジン、3−エチル−4−ビニルピリジン、2,3−ジメチル−5−ビニルピリジン、N−ビニルピリミジン、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルピラジン、N−ビニルオキサゾールなどの含窒素芳香複素環式ビニルモノマー;ジメチルアミノメチルスチレン、ジメチルアミノエチルスチレン、ビニルアミンなどのアミノ基を有するビニルモノマー、アリルモノマーが挙げられる。窒素原子を含むラジカル重合性単量体は、これらの1種又は2種以上を用いることができる。これらの中でも、顔料への分散剤の吸着性を考慮すると、アミド基を有する(メタ)アクリルモノマーが好ましく、中でも特にアクリルアミドおよび/またはメタクリルアミドが好ましい。
上記α,β−不飽和ジカルボン酸は、不飽和結合を有し、2つのカルボキシル基を有するものであれば、特に限定されない。具体例としては、例えば、炭素数が4のマレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、炭素数が5のイタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、炭素数が10のコリスミ酸等が挙げられる。また、α,β−不飽和ジカルボン酸のカルボキシル基を塩基によって一部又はすべて中和しても良い。具体的な塩基の例として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等が挙げられる。α,β−不飽和ジカルボン酸により、本発明の水溶性高分子顔料分散剤に親水性と分散性を付与することができる。親水性と分散性のバランスを良くする点から、炭素数4又は炭素数5のアルキル基を有するα、β−ジカルボン酸が好ましい。より好ましくは、マレイン酸又はイタコン酸である。特に好ましくはイタコン酸である。
上記共重合体に用いる各成分の割合は、顔料への分散剤の吸着性及び水への分散性の点から、(A)成分が10〜30重量%、(B)成分が10〜30重量%、(C)成分が8〜16重量%、(D)成分が15〜57重量%、(E)成分が15〜35重量%であることが好ましい。より好ましくは、(A)成分が12〜25.5重量%、(B)成分が12〜25.5重量%、(C)成分が9〜14.5重量%、(D)成分が18〜50重量%、(E)成分が17〜30重量%である。窒素原子を含むラジカル重合性単量体、α,β−不飽和ジカルボン酸等の(A)〜(E)成分以外のその他の使用量としては、(A)〜(E)成分の合計を100重量%としたときに0〜20重量%であることが好ましい。更に、上記共重合体におけるスチレン(A)と、炭素数1〜10のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(B)の合計含有量が20〜65重量%であることが顔料への分散剤の吸着性の点で好ましい。
本発明の水溶性高分子顔料分散剤の製造方法は、特に限定されず、溶液重合、乳化重合、懸濁重合等の各種公知の方法を用いることができる。
上記溶液重合による場合には、イソプロピルアルコール、エチルアルコール、メチルイソブチルケトン等の溶媒を使用できる。
上記乳化重合方法で使用する乳化剤としては、特に制限はされず、各種の界面活性剤を使用できる。例えばアニオン性界面活性剤としては、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルカンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルホコハク酸エステル塩、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテルスルホコハク酸エステル塩、ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩等を例示でき、ノニオン性界面活性剤としてはポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル及びこれら界面活性剤にビニル基またはアリル基、プロペニル基を導入した反応性界面活性剤等が挙げられる。これら界面活性剤は1種または2種以上を適宜選択して使用することができ、その使用量は全仕込単量体に対して通常は0.1〜10重量%程度が好ましい。
上記懸濁重合方法で使用する分散剤としては、特に制限されず、各種の分散剤を使用できる。例えばポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール部分ケン化物、リン酸カルシウム等が挙げられる。これら分散剤は1種または2種以上を適宜選択して使用することができ、その使用量は全仕込単体量に対して通常は0.05〜1重量%程度が好ましい。
上記共重合で使用する重合開始剤としては特に限定はされず、過硫酸塩類、過酸化物、アゾ化合物、レドックス系開始剤などの各種のものを使用でき、分子量を調節するために公知の連鎖移動剤であるイソプロピルアルコール、四塩化炭素、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、クメン、チオグリコール酸エステル、アルキルメルカプタン、2−メルカプトエタノール、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン等を適宜使用することもできる。
上記共重合体の重量平均分子量は、顔料の分散性、分散安定性と直接相関するため、通常は重量平均分子量が7500〜20000、好ましくは10000〜13000である。7500以上で分散安定性が向上し、20000以下の場合には顔料への吸着性を向上させることができるとともに、粘度を低下させることができ、ハンドリング性を向上させることができる。なお、重量平均分子量はゲルパーメーションクロマトグラフィーによるポリエチレンオキシド換算値である。
上記共重合体の20重量%水溶液における粘度は、JIS K 7117−2に準拠し、B型粘度計を用いて25℃において測定したとき、ハンドリング性の点から75〜2000mPa・sであることが好ましい。より好ましくは、75〜500mPa・sである。この範囲の粘度とすることで、優れた顔料の分散性、分散安定性を有するだけでなく、分散安定剤へ顔料を分散する際のハンドリング性を向上させることができ、工業的に有用のものとすることができる。
上記共重合体の20重量%水溶液における色調は、1ガードナー以下であることが好ましい。これにより、本発明の水溶性高分子顔料分散剤は、色調が低く、インキ・塗料に使用した場合に色味の変化がないため、白色顔料などの明度が高い塗料に好適に利用することができる。
水系溶媒中に、本発明の水溶性高分子顔料分散剤と色素を含有し、分散させた水系組成物もまた、本発明の一つである。
上記水系溶媒とは、例えば水、アルコール/水混合液が挙げられる。環境問題や安全性の観点から水が好ましい。これにより、低VOC塗料やゼロVOC塗料として使用可能となる。
本発明の水系組成物に含まれる色素としては、有機または無機の顔料、染料を単独でまたは2種類以上混合して用いることができる。
上記有機顔料としては、従来公知の種々有機顔料を用いることができる。具体的には、例えば、赤色系有機顔料としては、 C.I.Pigment Red 1、2、3、4、5、6、7、9、10、14、17、22、23、31、38、41、48:1、48:2、48:3、48:4、49、49:1、49:2、52:1、52:2、53:1、57:1、60:1、63:1、66、67、81:1、81:2、81:3、83、88、90、105、112、119、122、123、144、146、149、150、155、166、168、169、170、171、172、175、176、177、178、179、184、185、187、188、190、200、202、206、207、208、209、210、216、220、224、226、242、246、254、255、264、270、272、279が挙げられる。
黄色系有機顔料としては、 C.I.Pigment Yellow 1、2、3、4、5、6、10、11、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、138、139、147、148、150、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214が挙げられる。
橙色系有機顔料としては、C.I. Pigment Orange 2、5、13、16、17:1、31、34、36、38、43、46、48、49、51、52、55、59、60、61、62、64、71、73が挙げられる。
緑色系有機顔料としては、C.I. Pigment Green 7、10、36、37が挙げられ、青色系有機顔料としては、 C.I.Pigment Blue 1、2、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、66、79、79のCl置換基をOHに変更したもの、80が挙げられる。
紫色系有機顔料としては、 C.I.Pigment Violet 1、19、23、27、32、37、42が挙げられ、茶色系有機顔料としては、 C.I.Pigment Brown 25、28が挙げられ、黒色系有機顔料としては、C.I.Pigment Black 1、7等を挙げることができる。
上記無機顔料としては、硫酸バリウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、酸化チタン、四酸化鉄などの金属酸化物粉や、金属硫化物粉や、金属粉等が挙げられる。無機顔料は、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な印刷性、粘度安定性等を確保するために、有機顔料と組み合わせて用いることができる。
本発明の水系組成物において、色調を合わせるためなどの目的で、上記顔料とともに染料を使用することもできる。使用可能な染料としては、特に制限はなく、例えば、特開平7−286107号公報、特開2002−14220号公報、特開平8−179120号公報等に記載の色素である。
上記染料を化学構造別に分類すると、ピラゾールアゾ系、アニリノアゾ系、トリフェニルメタン系、アントラキノン系、アンスラピリドン系、ベンジリデン系、オキソノール系、ピラゾロトリアゾールアゾ系、ピリドンアゾ系、シアニン系、フェノチアジン系、ピロロピラゾールアゾメチン系、キサンテン系、フタロシアニン系、ペンゾピラン系、インジゴ系等の染料が挙げられる。
本発明の水系組成物における色素の割合は、組成物全体を100重量%とした場合に、20〜80重量%であることが好ましい。これにより、塗料やインキにした際の粘度によるハンドリング性と塗膜の乾燥時間を適度なものとすることができる。
以下に本発明を実施例により更に具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。また実施例中、「%」及び「部」は特に断りのない限り「重量%」、「重量部」を意味する。
製造例−1[水溶性高分子顔料分散剤1の合成]
撹拌装置、温度計、還流冷却管、および窒素導入管を備えた反応容器に、スチレン18部(単量体の総重量和の17.7重量%、以下同様)、メタクリル酸メチル18部(17.7重量%)、メタクリル酸24.1部(メタクリル酸ナトリウムに換算すると29.8重量%)、スチレンスルホン酸ナトリウム11.1部(10.9重量%)、ポリオキシエチレンノニルプロペニルフェニルエーテル硫酸アンモニウム(アニオン性乳化剤:商品名「アクアロンHS−1025」,第一工業製薬(株)製、固形分25%)24.1部(23.8重量%)、過硫酸アンモニウム0.4部、α−メチルスチレンダイマー0.6部及び水338部を混合・加熱し、80℃で5時間反応を行い共重合体の水溶液を得た。その後冷却し、60℃でメタクリル酸の100%を中和する水酸化ナトリウムを加えて1時間攪拌して、重量平均分子量10000、25℃における粘度が100mPa・s、色調が1ガードナーの共重合体の20重量%水溶液(水溶性高分子顔料分散剤1)を得た。得られた水溶性高分子顔料分散剤1の分析は次の方法によって実施した。結果を表1に示す。
(重量平均分子量)
重量平均分子量は、得られた水溶性高分子顔料分散剤をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(東ソー(株)製、商品名「HLC−8320」、カラム:東ソー(株)製、商品名「TSK−GEL GMPWXL」および「TSK−GEL G2500PWXL」を連結)により測定し、ポリエチレンオキシド換算により求めた。
(粘度)
JIS K 7117−2に準拠し、B型粘度計を用いて25℃において測定した。
(色調)
JIS K 0071−2に準拠しガードナー単位で測定した。
水溶性高分子顔料分散剤2〜6、8〜22、25〜41については、表2のように組成を変え、水溶性高分子顔料分散剤1と同様の方法で製造し、重量平均分子量、粘度及び色調を測定した。水溶性高分子顔料分散剤16および19は、メタクリル酸を中和せず使用した。水溶性高分子顔料分散剤20はメタクリル酸をアンモニアにて中和し、水溶性高分子顔料分散剤41はメタクリル酸を水酸化カリウムにて中和した。水溶性高分子顔料分散剤7の成分(C)はp−スチレンスルホン酸ナトリウム及びメタリルスルホン酸ナトリウムを5.6部ずつ配合して水溶性高分子化合物1と同様に製造した。水溶性高分子顔料分散剤23はα−メチルスチレンダイマーの配合量を0.3部とし、水溶性高分子顔料分散剤24は過硫酸アンモニウムの配合量を0.2部として水溶性高分子化合物1と同様に製造した。水溶性高分子化合物42は、アクリル酸16部、p−スチレンスルホン酸ナトリウム4.4部、N,N,N−トリメチル−N−(2−メタクリロキシエチル)アンモニウムクロライド8部、モノメトキシポリエチレンオキサイドモノメタクリレート172部、2−メルカプトエタノール3.0部及び過硫酸ナトリウム3.0部を配合して水溶性高分子化合物1と同様に製造した。
実施例1[水系組成物1の調製]
製造例1で得た水溶性高分子顔料分散剤1を4部及びカーボン顔料(三菱化学製 三菱カーボンブラックMA−100)6部に水17.6部及びガラスビーズ19.3部を加えペイントシェーカーにて1時間、分散を行った。分散工程の後、金網を使用してガラスビーズを除き、分散剤の添加量が11.8%(対顔料 固形分換算(%))の水系組成物1を得た。水溶性高分子顔料分散剤1を8部及びカーボン顔料(三菱化学製 三菱カーボンブラックMA−100)6部に水13.6部及びガラスビーズ19.3部を加えペイントシェーカーにて1時間、分散を行った。分散工程の後、金網を使用してガラスビーズを除き、分散剤の添加量が21.1%(対顔料 固形分換算(%))の水系組成物1を得た。
(粘度)
得られた水系組成物1の25℃における粘度を上述した方法で測定した。粘度が低いほど、ハンドリング性が良好であることを示す。結果を表3に示す。
(平均粒子径)
得られた水系組成物1中の表面に水溶性高分子顔料分散剤が吸着した顔料粒子の平均粒子径も測定した。平均粒子径は、レーザー回折・散乱法による粒子径測定装置LASER SCATTERING PARTICLE SIZE DISTRIBUTION ANALYZER LA−910(HORIBA製)で測定した。粒子径が小さいほど、分散性良好なことを示す。結果を表3に示す。
(塗膜の耐水性)
得られた水系組成物1を使用した塗料塗膜の耐水性についても試験した。耐水性は得られた水系組成物1をスチレンアクリル共重合体エマルジョンに混合し、No.6のバーコーターにてガラス板に塗工、30分常温にて乾燥後、105℃にて30分乾燥させたものを40℃の水に浸漬し24時間後の白化度を目視にて観察し、とても良いから、とても悪いの順に○、○−、△、△−、×、××、と判定した。結果を表3に示す。
比較例1[水系組成物25の調製]
ディスコートN−14(第一工業製薬製特殊ポリカルボン酸塩)を2.68部及びカーボン顔料(三菱化学製 三菱カーボンブラックMA−100)6部に水18.9部及びガラスビーズ19.3部を加えペイントシェーカーにて1時間、分散を行った。分散工程の後、金網を使用してガラスビーズを除き、分散剤の添加量が11.8%(対顔料 固形分換算(%))の水系組成物25を得た。ディスコートN−14を5.35部及びカーボン顔料(三菱化学製 三菱カーボンブラックMA−100)6部に水16.3部及びガラスビーズ19.3部を加えペイントシェーカーにて1時間、分散を行った。分散工程の後、金網を使用してガラスビーズを除き、分散剤の添加量が21.1%(対顔料 固形分換算(%))の水系組成物25を得た。この水系組成物25の粘度、粒子径、耐水性を実施例1と同様に測定した。結果を表3に示す。
実施例2〜26、比較例2〜19については、表3のように配合を変えたほかは、実施例1と同様の方法で水系組成物を調製し、粘度、平均粒子径及び塗膜の耐水性を評価した。



Claims (7)

  1. スチレン(A)、炭素数1〜10のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(B)、一般式(1)で表わされる単量体(C)、一般式(2)で表わされる単量体(D)、及び一般式(3)で表わされる単量体(E)を必須構成成分とする共重合体を含有することを特徴とする水溶性高分子顔料分散剤。
    (一般式(1)において、Rは水素原子またはメチル基、Rは炭素数0〜6のアルキレン基、フェニレン基、及び、−C(=O)−NH−C(CH−CH−から選ばれる少なくとも1種、Mは金属を示す。)
    (一般式(2)において、Rは炭素数1〜20のアルキル基、Rは炭素数2〜10のアルケニル基、nは5〜100の整数、Qは−H、−SONaおよび−SONHから選ばれる少なくとも1種を表す。)
    (一般式(3)において、Rは水素原子またはメチル基、Xは−COOH、−COONa、及び−COONHから選ばれる少なくとも1種を表わす。)
  2. 上記単量体(C)がアルカリ金属塩である請求項1記載の水溶性高分子顔料分散剤。
  3. 上記共重合体におけるスチレン(A)と、炭素数1〜10のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体(B)の合計含有量が20〜65重量%である請求項1又は2記載の水溶性高分子顔料分散剤。
  4. 上記共重合体の20重量%水溶液における25℃での粘度が75〜2000mPa・sである請求項1〜3のいずれかに記載の水溶性高分子顔料分散剤。
  5. 上記共重合体の20重量%水溶液における色調が1ガードナー以下である請求項1〜4のいずれかに記載の水溶性高分子顔料分散剤。
  6. 上記共重合体の重量平均分子量が7500〜20000である請求項1〜5のいずれかに記載の水溶性高分子顔料分散剤。
  7. 水性溶媒中に、請求項1〜6のいずれかに記載の水溶性高分子顔料分散剤と色素を含有する水系組成物。
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JPH09316392A (ja) * 1996-05-28 1997-12-09 Dainippon Toryo Co Ltd 水性塗料組成物
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