JPH01141968A - 顔料分散剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、塗料、インキ製造において被覆用組成物に顔
料を混合する際用いられる顔料分散剤に関するものであ
る。

（従来の技術） 顔料を使用する塗料、印刷インキ、着色プラスチックな
どの色材工業では、各種界面活性剤が多く使用されてい
る。

顔料を分散媒に分散するとき、分散媒にぬれやすいかど
うかが重要な要素である。たとえば有機顔料は水に分散
しようとしても分散剤なしでは一般に困難である。

また色材で高外観性を得るには顔料をできるだけ微小に
する必要がある。しかし顔料は、その乾燥工程でアグリ
ゲイシッン（ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）またはアグロメ
レイション（ａｇｇｌｏＩＩＩｅｒａｔｉｏｎ）の状態
でかなり凝集しているし、顔料−水のペースト状態でも
それらが凝集していることは電子顕微鏡でも確認される
。この凝集体を破壊するためにはかなり大きなエネルギ
ーを必要とする。そこで、この分散エネルギーを軽減す
るために顔料を活性剤で表面処理することにより凝集を
抑えるなどの方法がとられている。

また、分散された顔料はブラウン運動によって衝突し再
凝集を起こす可能性がある。そこでブラウン運動を抑え
るために分散媒の粘度を増加させたり、顔料表面に荷電
を与えたり、また、吸着層を作ったりして一定の距離以
内に粒子が近づかないようにしたり、自然沈降を防ぐた
め比重差を少なくしたりして凝集を防ぐ工夫がなされて
いる。

具体的な分散剤としては■特開昭６０−１６６３１８号
公報、■特開昭６１−１７４９３９号公報および■特開
昭６１−６１６２３号公報などで提案されているものが
ある。

（本発明が解決しようとする問題点） 上記の顔料分散剤の内、■、■の公開特許公報に記載さ
れている顔料分散剤（以下■、■の顔料分散剤と言う）
は構造中に塩基性の官能基を持ち：この塩基性の官能基
が顔料表面に吸着し、その結果形成された吸着層の立体
反発効果により微粒化された顔料を安定に保つというも
のであるが、構造中の塩基により効果が発現される性質
上、いわゆる酸性顔料に対しては絶大な効果を発揮する
が：塩基性の顔料に対してはほとんど効果はあられれず
、かえって外観性の低下、塗膜の軟化等の不都合を引き
起こすこともある。

また■の公開特許公報に記載されている顔料分散剤は構
造中に酸性の官能基を持ち、■、■の顔料分散剤で分散
が難しい塩基性の顔料に対して効果が期待されるが、顔
料分散剤の分子量が小さいため、分散効果は不充分であ
った。

一般に塩基性の顔料の分散性を向上させるためには、分
散樹脂中に酸価を持たせれば良いといわれているが、通
常のアルキッド樹脂、アクリル樹脂においては、カルボ
キシル基の分布が全くのランダムであり、このため立体
反発効果を待たせるための充分な吸着層ができにくく、
結果として分散性はそれほど向上しない。

本発明は塩基性顔料に対して効果の優れた顔料分散剤を
提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は次の一般式 （式中のＲ，は炭素数２〜２５の２価の脂肪族、脂環式
または芳香族炭化水素基であり、部分的に一〇−基、−
０００基を有しても良い。Ｒ２は炭素数３〜５のアルキ
レン基、ｍは５〜５００　、　ｎは１〜５ｏを示す。）
で表わされる化合物を、顔料分散剤として用いると、こ
の顔料分散剤はその構造において、顔料表面に吸着する
部分と、立体反発効果を呈するための吸着を形成する部
分とにはっきりわかれており、且つ分子量の設定が容易
であるため、外観向上効果など顔料分散安定化効果が著
しく改善されることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。

本発明の顔料分散剤を構成する式（１）で表わされる化
合物において、−０Ｒ１Ｃ−はアルキレンエステル基を
表わすが、アルキレン基は炭素原子数３〜５が好ましく
、特に好ましいアルキレン基はペンタメチレン基であり
、これはε−カプロラクトンから誘導される。゛ 式（１）の化合物は次のようにして製造される。

Ｒ３の炭素原子数が２〜２５の脂肪族ジオール、たとエ
バエチレングリコール、プロピレングリコール、１．４
ブタンジオール、１．６ヘキサンジオール、１゜１０−
デカンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレン
グリコール、ネオペンチルグリコール、トリエチレング
リコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレング
リコールなど、またはＲ１の炭素原子数が２〜２５の脂
環式ジオール、たとえば、水素化ビスフェノールＡ１シ
クロヘキサン１，４ジオール、などまたは芳香族環を含
んだジオール、たとえば、ビスフェノールジヒドロキシ
プロピルエーテル、さらには、上記ジオールと二塩基酸
例えばテレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、アゼ
ライン酸、セバシン酸などを脱水縮合させることにより
得られる炭素原子数２〜２５のポリエステルジオールな
どのジオールに無水ピロメリット酸を加え、窒素雰囲気
下で１４０″Ｃ〜１７０°Ｃ１好ましくは１５０°Ｃ〜
１６０°Ｃでエステル化反応を行ない、両末端に水酸基
を持ち主鎖中にカルボキシル基を持った、直鎖状のポリ
エステルを得る。この場合、キシレン、セロソルブアセ
テート、エチルセロソルブ、ツルペッツ１００（芳香族
系？８　媒、エッソスタンダード社製、商品名）などの
水酸基またはカルボキシル基と反応性のない有機溶媒を
使用してもよい。この末端に水酸基を持ち、主鎖中にカ
ルボキシル基を持った直鎖状のポリエステル（またはポ
リエステル化合物液）に、テトラフ゛チルチタネート、
ジブチル錫ジラウレートなどの触媒の存在下に、ε−カ
プロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−ブチロラクト
ンなどのラクトン類を開環重合させ、式（１）のカルボ
キシル基を含むポリエステル化合物を得る。ｍの値が５
未満の場合は、充分な立体反発効果が得られず、充分な
顔料分散性が得られない。また５００を越える場合は、
顔料への吸着力が弱くなり、顔料分散性が低下する。ｎ
の値が５０を越える場合は、分散樹脂との相溶性が悪く
なり、顔料分散性は低下する。

得られたポリエステル化合物は、トルエン、キシレン、
ツルペッツ１００などの芳香族系溶媒、酢酸エチル、酢
酸ブチルなどのエステル系溶媒、ｎ−ブタノールなどの
アルコール系溶媒などの非水系溶媒で希釈して使用して
もよい。

本発明の顔料分散剤は、各種顔料、各種樹脂を加え分散
して分散ペーストとして用いられる。この場合、顔料と
しては塗料業界で通常使用されている各種の無機、有機
顔料が用いられ、無機顔料としては例えばカーボンブラ
ック、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、酸化鉄黒、
ベンガラ、鉛丹、カドミウムエロー、硫化亜鉛、リトポ
ン、硫酸バリウム、硫酸鉛、炭酸バリウム、鉛白、アル
ミナホワイト等が、又有機顔料としてはアゾ系、ポリ縮
合アゾ系、メタルコンプレックスアゾ系、ベンゾイミダ
ゾロン系、フタロシアニンブルー系、フタロシアニング
リーン系、チオインジコ系、アンスラキノン系、フラバ
ンスロン系、インダンスレン系、アンスラピリジン系、
ピランスロン系、イソインドリノン系、ペリレン系、ペ
リノン系、およびキナクリドン系の各種顔料が用いられ
る。

また上記分散ペーストに用いられる分散樹脂としては、
アルキッド樹脂、オイルフリーアルキッド樹脂、エポキ
シ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、
グアナミン樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。

本発明の顔料分散剤を用いた分散ペーストは、顔料分散
剤を顔料に対して、０．０１〜５００％、好ましくは、
０．１〜２００％（重量比）添加し、次いで１種または
２種以上の上記分散樹脂を混合した後、必要に応じて塗
料工業において使用される溶媒、例えば、トルエン、キ
シレン、ツルペッツ１００、ツルペッツ１５０等の芳香
族炭化水素系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステ
ル系溶媒、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン等のケトン系溶媒の１種または２種以上を加え、通常
の分散機、例えば、ロールミル、ボールミル、サンドグ
ラインドミル、ペイントシェーカー、プラネタリ−ミキ
サー、ハイスピードデイスパー分散機等を用いて製造さ
れる。

顔料に対して、添加する顔料分散剤の添加量が０．０１
％未満の場合は、充分な顔料分散性が得られず、また分
散ペーストの貯蔵安定性が劣り、また５００％を越える
場合は、顔料表面に吸着せず遊離した顔料分散剤が存在
し、顔料分散性が劣る。

かくして得られる分散ペーストは、極めて良好な顔料分
散性と貯蔵安定性を示し、分散ペーストとして有用であ
る。

（作　用） 本発明の顔料分散剤が、極めて顔料分散性と貯蔵安定性
に優れるのは、構造中のカルボキシル基が顔料表面に強
く吸着し、かつポリエステル部分が立体反発層を形成し
、顔料粒子の再凝集を妨げていることに起因しているも
のと思われる。

（実施例） 以下、実施例、比較例、応用例、応用比較例により本発
明をさらに詳細に説明する。尚各側中、部および％は特
記しない限り重量部および重量％を示す。

ス１ｊ０− 冷却管、窒素ガス導入管、温度計、撹拌羽根を備えた反
応容器に、キシレン３７．５部、セロソルブアセテート
３７．５部、ネオペンチルグリコール１７．８部、無水
ピロメリット酸３１．９部を仕込み、１５０〜１６０°
Ｃに昇温し、窒素ガス雰囲気下、５時間反応を行なった
。樹脂酸価が３３４以下になった時点で５０’Ｃまで冷
却し、ε−カプロラクトン２４９．７部、テトラブチル
チタネート０．６部を加え、１５０°Ｃで５時間撹拌を
行なった。加熱残分が７６％以上になった時点で冷却し
、キシレン３１２．５部、セロソルブアセテート３１２
．５部を加え、顔料分散剤（１）を得た。得られた顔料
分散剤の特性値を表１に示す。

１侮に抜 表１に示す原料成分を用い、顔料分散剤（２）〜０ωを
実施例１と同様な方法で製造した。これらの顔料分散剤
の特性値を表１に示す。

几笠開上二又 表１に示す原料成分を用い、顔料分散剤θ′ｒ）〜０８
）を実施例１と同様な方法で製造した。これらの顔料分
散剤の特性値を表１に示す。

を較班主 ｎ−オクタツール７゜２部、ε−カプロラクトン９２．
８部、およびジプチル錫ジラウレート０．００３部を窒
素雰囲気下で撹拌し、１時間以内で１６０°Ｃに加熱し
た。９９％の加熱残分が得られるとただちに付加反応を
終えた。このε−カプロラクトンポリエステル１６．９
部に、キシレン２０部、酢酸エチルセロソルブ１０部に
デスモジュールＮ（ヘキサメチレンジイソシアネートの
３量体、加熱残分７５％）７．２部、ジプチル錫ジラウ
レート０．００４部を加えて、窒素雰囲気下６０″Ｃで
、ＯＨ基が完全に反応するまで加熱撹拌した。

さらにこの反応混合物をキシレン１０部で希釈し、Ｎ−
メチル−ピロリドン１０部に溶かした。Ｌ１２−ジアミ
ノドデカン０．８部をすみやかに加えた。

当初に反応したＮＧＯ基の６６％が反応したとき、反応
混合物をキシレン１３．２部で希釈し、Ｎ−メチルピロ
リドン１０部に溶かしたＮ、Ｎ−ジアリルメラミン１．
９部を加えた。反応混合物を７０°Ｃで加熱し、この温
度で１時間撹拌した。

得られた顔料分散剤０９）の粘度は［１−Ｖ（ガードナ
ー気泡粘度＝２５°Ｃ）、加熱残分は２５．５％であっ
た。

ル較拠土 撹拌器、温度計、窒素ガス導入管およびジーン／スター
クトラップを着けた還流コンデンサーを備えた５００ｍ
　ｌ四つロフラスコに、１．２，４．５−ベンゼンテト
ラカルボン酸２５．４ｇ、２−エチルヘキシルアルコー
ル３９．Ｏｇ　、キシレン５０ｍｆｆの混合物を加え、
ここにテトラブチルチタネート０．２　ｇを加え、窒素
気流中１６０〜１８０℃にて１８時間加熱還流させ、発
生した水分はジーン・スタークトラップで分離した。反
応終了後、１５０°Ｃにて減圧下にキシレンを除去し、
５９．０ｇの淡褐色の油状物を得た。得られた顔料分散
剤Ｑ＠の酸価は９６．０ｍｇ　ＫＯＨ／　ｇであった。

応月」わ＝ 実施例１で得られた顔料分散剤（１）を用い、表２の分
散配合により、ペイントシェーカー（レッドデビル社製
）で顔料を分散し、分散ペーストＡを得た。得られた分
散ペーストの平均粒径と貯蔵安定性を測定した。その結
果を表２に示す。次に分散ペーストを用いて表２の塗料
配合により塗料を作成した。次にその塗料に希釈用シン
ナー（セロソルブアセテート／キシレン＝５０１５０％
比混合溶媒）を加えてフォードカップＮｏ、　４で粘度
２０秒（２５”Ｃ）になるように調整した後、下記の如
くしてつくった塗装試験板にスプレー塗装を行ない、１
４０°Ｃで３０分間焼き付けて試験片を得た。得られた
試験片の３０℃鏡面光沢（ドリゴン変角光沢計、ハンタ
ーラボラトリ−製）を測定した。測定結果を表２に示す
。

上記塗装試験板としては、リン酸亜鉛鋼板に、日本油脂
■製「アクアＮｏ、４２００　（商品名）」を乾燥膜厚
２０μｍになるように電着塗装し、１７０℃で２０分間
焼き付け、さらに中塗塗料として日本油脂■製「エピ：
２　Ｎｏ、１５００　シーラーＴＸ−１００（商品名）
」を乾燥膜厚２５μｍになるように塗布し、１４０°Ｃ
で３０分間焼き付けたものを使用した。」 息朋±又二■ 表２に示す分散配合により、応用例１と同様に分散を行
ない、分散ペーストＢ−Ｐを得た。得られた分散ペース
トの平均粒径および貯蔵安定性の結果を表２に示す。分
散ペーストを用いて表２に示した配合により塗料を作成
し、応用例１と同様にして、試験片を作成し、３０度鏡
面光沢度を測定した。測定結果を表２に示す。

痘朋土較皿上二工 表２に示す分散配合により、応用例１と同様に分散を行
ない、分散ペーストＱ〜Ｗを得た。得られた分散ペース
トの平均粒径および貯蔵安定性の結果を表２に示す。分
散ペーストを用いて表２に示した配合により塗料を作成
し、応用例１と同様にして試験片を作成し、３０度鏡面
光沢度を測定した。測定結果を表２に示す。

（注１）商品名　フタルキッド１３３−６０（日立化成
工業■製　加熱残分６０％）（注２）商品名　ＪＲ−６
０２（帝国化工■製）（注３）商品名　トダカラーＫＮ
−Ｑ　（戸田工業■製）（注４）商品名　マピコイエロ
ーＬＬ−ＸＬＯ（チタン工業■製）（注５）商品名　ル
ビクロンレッド５００ＲＧ（トーソー０勾製） （注６）商品名　ファーストゲンブルーＲＧ＾（大日本
インキ化学工業■製） （注７）　　　　遠心式自動粒度分布測定装置　ＣＡＰ
Ａ−５００（堀場製作所）により測定 （注８）商品名　コーバン２２０（三井東圧化学ｆＩｎ
製加熱残分６０％）（注９）商品名　モダフロー（モン
サンド社製１０％キシレン溶液）（注１０）ドリゴン変
角光沢計（ハンターラボ社製）により測定、数値が大き
い方が塗膜の外観が良好、塗料配合により得られた塗料
の塗膜を測定 （注目）貯蔵安定性二分散ペーストを５０℃で５日間放
置し、初期と５日後の粘度をＢ型粘度計により２０°Ｃ
で測定し、その粘度比により、貯蔵安定性の良否を判定
する。

（発明の効果） 応用例１〜１６の結果から明らかなように実施例１〜１
６の本発明の顔料分散剤を用いた分散ベースは塗膜の外
観（３０度鏡面光沢度）と分散ペーストの平均粒径から
明らかなように顔料分散性（３０度鏡面光沢度）と貯蔵
安定性が優れていることがわかる。応用比較例１ではア
ルキレンエステル部分のｍが５００を越える場合であり
、顔料分散性と貯蔵安定性が劣っている。応用比較例２
では一分子中にカルボキシル基のｎが５０を越える場合
であり、顔料分散性と貯蔵安定性が劣っている。特開昭
６０＝１６６３１８号公報による応用比較例３は顔料分
散性と貯蔵安定性が劣っている。特開昭６１−６１６２
３号公報による応用比較例４は顔料分散性と貯蔵安定性
が劣っている。本発明の顔料分散剤を顔料に対して０．
０１％未満使用した応用比較例５及び本発明の顔料分散
剤を使用しない応用比較例７はいづれも顔料分散性と貯
蔵安定性が劣っている。本発明の顔料分散剤を顔料に対
して５００％を越えて使用した応用比較例６は顔料分散
性に劣っている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、次の一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（１） （式中のＲ＿１は炭素数２〜２５の２価の脂肪族、脂環
   式または芳香族炭化水素基であり、部分的に−Ｏ−基、
   −ＣＯＯ基を有しても良い。Ｒ＿２は炭素数３〜５のア
   ルキレン基、ｍは５〜５００、ｎは１〜５０を示す。）
   で表わされるカルボキシル基を含むポリエステル化合物
   から成る顔料分散剤。