JPH02163168A - カプセルカーボンブラック顔料および黒色塗料 - 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、新規なカプセルカーボンブラック顔料および
該顔料を用いた黒色塗料に関する。さらに詳しくはプリ
ント基板着色用、ブラウン管シャドウマスク、液晶カラ
ーフィルターブラックマスク等に用いられる非導電層黒
色塗装を与える黒色塗料に関する。

［従来の技術〕 従来エレクＩ−ロニクス産業においては、プリント基板
の芯であるガラスクロスの着色、隠蔽性の向上、製造者
名表示、高級感の付与等の目的、あるいはブラウン管シ
ャドウマスク、液晶カラーフィルターブラックマスク等
の用途として非導電性黒色塗装を与える塗料が求められ
てきた。これらの用途には従来、酸化鉄顔料（通称鉄黒
）あるいは黄色、赤色、青色等の有機顔料の混合による
黒色塗料が使用されてきた。しかし充分な黒色隠蔽度を
与えない、あるいは高価である等の欠点を有していた。

カーボンブラック顔料は黒色度、耐薬品性に優れ、価格
も比較的安価であることから、黒色顔料として広く使用
されてきた原料である。しかし力−ボンプラッタ顔料は
本来的に導電性であるため、非導電性黒色塗装を与える
塗料としては適していない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明はカーボンブラックｇｉｌｌｆ４の導電性を排除
し、塗装膜に絶縁性を付与できるカーボンブラック顔料
を用いた黒色塗料の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、顔料と、非水溶性樹脂と、該非水溶性樹脂を
溶解または膨潤する有機溶剤と、疎水性重合性化合物と
を水性媒体中に乳化分散させ、水性媒体中で親水性重合
性化合物と上記疎水性重合性化合物とを乳化分散粒子界
面で界面重合させ、殻を形成せしめてなる平均旬子径が
５μｍ以下のカプセルカーボンブラック顔料を提供する
。

さらに本発明は、上記カプセル顔料と、塗膜形成樹脂成
分である溶剤可溶性樹脂または水可溶性樹脂、もしくは
溶剤分散性樹脂または水分散性回脂と、溶剤または水と
からなる黒色塗料を提供する。

本発明はカーボンブラック顔料の有する固有の導電性お
よび塗装膜中のカーボンブラック顔料粒子の連鎖による
塗装膜の導電性を、カーボンブラック顔料粒子をカプセ
ル内に封じ込め、高分子樹脂殻にて覆い、カーボンブラ
ック顔料粒子相互の連鎖を遮断して、塗装膜の絶縁化を
図るものである。

本発明は、顔料、非水溶性樹脂、該非水溶性樹脂を溶解
または膨潤する有機溶剤および場合により疎水性重合性
化合物をカプセル内に含むが、この他染料、添加剤等を
含有させてもよい。

カーボンブラック顔料としては、従来から筆記用インキ
、印刷インキ、塗料等に使用されてきた顔料を用いるこ
とができる。

非水溶性樹脂としては、顔料を良好に分散させるものが
好ましく、これらを例示すると次のとおりである。なお
これらの樹脂は星独でも、混合して使用してもよい。

エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン系、スチ
レンと（メタ）アクリル酸エステル、アクリロニトリル
、またはマレイン酸エステル等とのスチレンを含む共重
合体系、ポリ（メタ）アクリル酸系エステル系、ポリエ
ステル系、ポリアミド系、ポリ酢酸ビニル系、エポキシ
系、フェノール系、炭化水素系、ロジン系、ロジン変性
樹脂、繊維素系樹脂、石油系樹脂等。

有機溶剤としては、上記非水溶性ｆｊｔ脂を・溶解また
は膨潤するものであればよく、樹脂３溶解しないもので
あっても有機溶剤の一部として使用することができる。

好ましい有機溶剤を例示すると次のとおりである。

フタル酸エステル系、リン酸ニスデル系、脂肪酸エステ
ル系、安息香酸ニスデル系、クエン酸エステル系、ジア
リールアルカン系、アルキルフェニルエーテル系、ポリ
ブテン、植物油、トルエン、キシレン等の炭化水素系等
。

顔料の均一分散液は非水溶性樹脂、有機溶剤、疎水性重
合性化合物、その他の添加剤等に顔料を加えてボールミ
ル、アトライター、ダイノミル、３本ロールミル等の分
散機にて分散して製造する。

加熱または冷却等の条件は適宜選択できる。顔料の均一
分散液を、分散安定剤を含有する水性媒体と混合撹拌し
て乳化分散させる。

疎水性重合性化合物は、顔料の分散液製造時に添加して
もよいが、好ましくは乳化分散液製造のための混合撹拌
の直前に添加するのかよい。

本発明で用いる疎水性重合性化合物としては、一般に殻
形成用化合物として用いられているものであればとくに
制限はないが、好ましい化合物として次の化合物を例示
できる。これらの化合物は１種または２種以上組み合わ
せて用いることもできる。

フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネー
ト、ジフェニルメタンシイ、ソシアネート、ナフタレン
ジイソシアネー１〜、ジメトキシビフェニルジイソシア
ネート、ジメチルジフェニルメタンジイソシアネート、
六シリレンジイソシアネー１−、ジフェニルプロパンジ
イソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、ヘキ
サメチレンジイソシアネート、プロピレンジイソシア不
一ト、ブチレンジイソシアネート、エチリジンジイソシ
アネート、シクロヘキシレンジイソシアネート、トルイ
レンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシ
アネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、
ジメチルジフェニルメタンテトライソシアネート、ポリ
イソシアネートのプレポリマー、テトラメチレンジイン
チオシアネート、ヘキサメチレンジインチオシアネート
、ｐ−フェニレンジインチオシアネート、キシレン−１
，４−ジイソチオシアネート、エチリジンジインチオシ
アネート等のウレタン系および尿素樹脂系の殻形成用化
合物、エピコート等の商品名で市販されているエポキシ
系殻形成用化合物、またオキサゾロイルクロライド、サ
クシノイルクロライド、アジポイルクロライド、セバコ
イルクロライド、フタロイルクロライド、イソフタロイ
ルクロライド、フマロイルクロライド、シクロヘキサン
ジカルボニルクロライド、酸クロライド基を有するポリ
エステル、ポリアミド、ベンゼンジスルホニルクロライ
ド、ナフタレンジスルホニルクロライド、オキシビスベ
ンゼンジスルホニルクロライド、ヘキサンジスルホニル
クロライド、エチレンビス（クロルホルメート）、テト
ラメチレンビス（クロルホルメート）、２．２’−ジメ
チル−１，３−プロパンビス（クロルホルメート）、ｐ
−プロパンビス（クロルホルメート）等のポリアミド系
の殻形成用化合物等。

分散安定剤は、粒子の微小化および粒子径の均一化に作
用する。好ましい分散安定剤としては、次のものを例示
できる。

ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロ
キシエチルセルロース、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、セルロースガム、シリ
カ微粉末、ラウリル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリ
ウム等の水溶性高分子化合物、金属酸化物、アニオン性
界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活
性剤等。

乳化分散液製造のための混合撹拌は、分散安定剤を有す
る水性媒体に顔料の均一分散液を加える方法、あるいは
顔料の均一分散液に分散安定剤を有する水性媒体を加え
る方法のいずれてあってもよい、混合撹拌は、高速撹拌
機、超音波分散機等による行うことができる。高速撹拌
機としては、ホモミキザー、ホモジナイザー、コロイド
ミル、ホモデイスパー等が使用でき、数千回以上の回転
数で撹拌する。混合撹拌による乳化の条件は、室温、加
熱、減圧、加圧等適宜還択できる。

混合撹拌による粒子径の微小化を図るために顔料の均一
分散液の粘度を低粘度の溶剤を用いて低下させたときは
、混合撹拌中庸熱して溶剤を揮発させてもよい。

水性媒体中のＷＬ化分散液が沈澱しない程度にゆるやか
に撹拌を続けながら、これに疎水性重合性化合物と重合
反応する親水性重合性化合物を添加する。

なお疎水性の重合性化合物としてインシアネートを用い
たときは、乳化後触媒の存在下に加熱し、インシアネー
トと水と反応させることがカプセルの膜を強固にする上
で好ましい。

親水性重合性化合物としては、一般に殻形成用化合物と
して使用されるものであればとくに制限はないが、好ま
しい化合物として次の化合物を例示できる。

エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメ
チレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、フェニレン
ジアミン、２−ヒドロキシトリメチレンジアミン、ジエ
チレントリアミン、１−ジエチレンテトラミン、ジエチ
ルアミンプロピルアミン、テトラエチレンペンタミン等
のポリアミン、ピペラジン、メチルビペラジン、ジメチ
ルピペラジン等のピペラジン類、エチレングリコール、
カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、ジヒド
ロキシメチルベンゼン、ジヒドロへジエチルベンゼン、
ナフタレンジオール、ポリチオール等。

この重合反応は室温でよいが、場合により加温してもよ
い。

なお、疎水性の重合性化合物として多塩基酸を使用する
場合は、炭酸ナトリウム等の中和剤を少量添加すること
が好ましい。

重合反応が終了した後、残留している親水性重合性化合
物、分散安定剤等を洗浄除去することが好ましい、洗浄
は水洗、温水洗浄、アルコール洗浄等を３〜４回のデカ
ンテーションあるいは遠心分離等によって実施してもよ
い。

以上のようにして得られた湿潤カプセルカーボンブラッ
ク顔料を乾燥し、カプセルカーボンブラック顔料の粉体
としてもよい。

湿潤カプセルカーボンブラック顔料と水溶性樹脂フェス
、水分散性樹脂、界面活性剤等とを混合することにより
、水性黒色塗料が得られる。

アルコール洗浄後、さらにトルエン、酢酸エチル等の有
機溶剤による洗浄作業を追加することにより、希望の有
機溶剤湿潤カプセルカーボンブラック顔料を得ることが
できる。この有機溶剤湿潤カプセルカーボンブラック顔
料と、溶剤可溶性樹脂または溶剤分散性樹脂と、溶剤と
を混合することにより油性黒色塗料が得られる。カプセ
ルカーボンブラック顔料と混合し、黒色塗料を構成する
塗膜形成樹脂成分として好ましいものを例示すると次の
とおりである。

ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロ
ース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチ
ルセルロース等のセルロース誘導体、澱粉、ゼラチン、
カゼイン、アラビゲゴム等の天然樹脂、ポリビニルアル
コール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、
ポリエチレンオキサイド等の合成樹脂等の水溶性樹脂、
セラック、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマ
ル酸樹脂、アルカリ中和型アクリル樹脂等のアルカリ中
和型水溶性樹脂、アルキド樹脂、ビニル樹脂、アクリル
樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂等の有機溶剤可溶性樹脂、
アクリルエマルジョン、塩化ビニルエマルジョン、合成
ゴム系ラテックス、天然ゴム系ラテックス、ウレタンエ
マルジョン等の水または有機溶剤分散性樹脂等。

カプセルカーボンブラック顔料と混合し、黒色塗料を構
成する溶剤成分としてはミネラルスピリット、キシレン
等の炭化水素系、酢酸ブチル等のエステル系、メチルイ
ソブチルケトン等のケトン系、ブチルセロソルブ等のエ
ーテル系溶剤が好ましい成分である。

カプセル顔料と、塗膜形成樹脂成分と、水または溶剤と
からなる黒色塗料の配合割合は、望ましい黒色度、被塗
物への密着強度、保護力を得るため、カプセル顔ｆ−１
５〜８０重螢％、塗膜形成樹脂成分５〜７０重旦％、溶
剤または水９０〜０重量％である。

本発明の黒色塗料は紫外線硬化型あるいは電子線硬化型
塗料とすることができる。この場合には、塗膜形成樹脂
成分として、モノマー、重合性プレポリマーを使用すれ
ば良く、実質的に溶剤を含まない塗料とすることもでき
る。

以下実施例により本発明をより具体的に説明する１例中
、部、％はそれぞれ重量部、重量％を意味する。各試験
値の測定法を次ぎに示す。

粘度＝　ＢＬ型粘度計（東京計器製）により測定粒子径
の測定ニ ツブゲージニップゲージを使用し、ＪＩＳ　　Ｋ−５４
００に準する方法により、分散体の１■粒子を観察した
。

顕微ｆｉａｒｍ察ニガラス板に滴下した分散体をカバー
ガラスで押さえ、５００　（”の光学顕微鏡で１視野当
たり２０粒子の粒子径を測定し、これを５視野について
繰り返し、平均粒子径を求めた。

遠心沈降法：遠心沈降式粒度分布測定機（島津製作所製
）により分散体の平均粒子径を求めた。

抵抗値測定；黒色塗料をアート紙に１００μｍの厚さに
塗布し、１１０℃で５分間乾煤後１ｃｍの端子間におけ
る抵抗値を測定した（Ω）。

実施例１ （１）油性顔料分散体の作成 パルカンＸＣ−７２（キャボット社製、カーボンブラッ
ク顔料）　　　　　　　　　　　　　３０部ギルンナイ
トセレクト（アメリカンギルツナイト社製、天然アスフ
ァルト）　　　　　　２０部キシレン　　　　　　　　
　　　　　　５０部からなる混合物をアトライターで分
散し、軟らかい油性顔料分散体を得た。

（２）油性顔料分散体希釈液の作成 油性顔料分散体　　　　　　　　　　　１ｏ部キシレン
　　　　　　　　　　　　　　　５部デスモジュールＲ
（バイエル社製、インシアネートン　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　５部を混合し、低粘度の油性顔料
分散体希釈液を得た。

（３）乳化物の作成 ＨＰＣ−Ｌ　（日本曹達社製、ヒドロキシ１０ビルセル
ロース）　　　　　　　　　　　　　　５部水　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１５０部の水
溶液を、ハイスピードミキサー（０殊機化工業社製卓上
ハイスピードミキサー）に入れ、４０００　ｒｐｍで撹
拌しながら、油性顔料分散体希釈液２０部を５分間かけ
て滴下し、滴下終了後、１０分間撹拌を続け、乳化した
。

（４）カプセル顔料の作成 乳化物な得た後、ハイスピードミキサーの回転数を２０
００ｒｐｍまでおとし、１５％レゾルシノール水溶液２
５部を加え、２時間撹拌を続け、界面重合反応により、
油性顔料分散体をカプセル内に含むカプセルカーボンブ
ラック顔料を得た。

（５）カプセルカーボンブラック顔料の洗浄、濃縮 カプセル顔料を作成した液２００部に水２００部を加え
混合し、遠心分離し、沈澱物を得た。沈澱物に再度水４
００部を加え撹拌混合し、遠心分離し、沈澱物を得た。

水４００部を加え撹拌混合し、遠心分離する操作を更に
２回繰り返し、湿潤カプセルカーボンブラック顔料を得
た。

（６）カプセルカーボンブラック顔料水性塗料の作成 湿潤カプセルカーボンブラック顔料　　３０部アロロン
４５３（日本触媒化学工業社製、アクリル樹脂）　　　
　　　　　　　　　　　　３０部エチルセロソルブ　　
　　　　　　　　３０部水　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　１０部を混合し、サンドミルで
分散し、ｐＨ８，４、ツブゲージ１０μｍ、顕Ｖ＆鏡ｒ
ｆＪ！察による平均粒子径２．２μｍ、固形分２８．５
％の水性黒色塗料を得た。

実施例２ （１）油性顔料分散体の作成 ラーベン１０００　（コロンビアカーボン社製、カーボ
ンブラック顔料）　　　　　　　　　２５部ＮＣＲ３１
／１６　Ｉ　ＰＡ固形分３０％（ダイセル社製、ニトロ
セルロース樹脂）　　　　　２０部キシレン　　　　　
　　　　　　　　　４０部酢酸イソブチル　　　　　　
　　　　　１５部からなる混合物をサンドミルで分散し
、軟らがい油性顔料分散体を得た。

（２）油性顔料分散体希釈液の作成 油性顔料分散体　　　　　　　　　　　１部部キシレン
　　　　　　　　　　　　　　５部酢酸イソブチル　　
　　　　　　　　　　５部コロネートＬ（日本ポリウレ
タン社製、インシアネート）　　　　　　　　　　　　
　　　　５部の混合物を混合して低粘度の油性顔料分散
体希釈液を得た。

＜　３　）　ｇＬ乳化物作成 ラウリル硫酸ナトリウム　　　　　　　　３部水　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１２０部実
施例１（３）と同様に操作して乳化物を得た。

（４）カプセル顔料の作成 乳化物を得た後、ハイスピードミキサーの回転数をその
ままにして、２０％ピペラジン水／８液１５部を加え、
１時間撹拌を続け、界面重合反応により油性顔料分散体
をカプセル中に含むカプセルカーボンブラック顔料を得
な。

（５）カプセルカーボンブラック顔！４の洗浄、’ｔＲ
縮 カプセルカーボンブラ・／り顔料を含む液１００部にメ
タノール１００部を加え、混合した後、遠心分離して沈
澱物を得た。得られた沈澱物にメタノール２００部を加
え、撹拌、混合した後、遠心分離して再度沈澱物を得た
。さらにメタノール２００部の部分をキシレンと置き換
えて２回洗浄、分離を繰り返し、キシレン湿潤のカプセ
ルカーボンブラック顔料を得た。

（６）カプセルカーボンブラック顔料油性塗料の作成 キシレン湿潤カプセルカーボンブラック顔料４０部 トークリルＢＣＸ−８００７（東洋インキ製造社製、ア
クリル樹脂）　　　　　　　　　３０部キシレン　　　
　　　　　　　　　　　３０部を混合し、サンドミルで
分散し、ツブゲージ１０μｍ以下、顕微鏡観察による平
均粒子径１，８μｍ、固形分３０．０％、粘度８４０　
ｃｐｓの油性黒色塗料を得た。

比較例１ パルカンＸＣ−７２１０部 アロロン４５３　　　　　　　　　　　４０部エチルセ
ロソルブ　　　　　　　　　　３０部水　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　２０部からなる混合
物をサンドミルで分散し、ｐ　Ｈ８。

５、ツブゲージ１０μｍ以下、遠心沈降式粒度分布測定
機にて平均粒子径０．１８μｍ、粘度２２０　ｃｐｓ、
固形分３１．０％の水性黒色塗料を得た。

比較例２ ラーベン１０００　　　　　　　　　　１０部トークリ
ルＢＣＸ−８００７５０部 キシレン　　　　　　　　　　　　　　４０部からなる
混合物をサンドミルで分散し、ツブゲージ１０μｍ以下
、遠心沈降式粒度分布測定機にて平均粒子径０．０１３
ｔｃｍ、粘度２６０　ｃｐｓ、固形分３５．０％の油性
黒色塗料を得た。

各実施例および比較例の前記した試験方法による試験結
果を第１表に示す。

第１表 粒度（ｕｍ）　　　　　　　　抵抗値 実施例　粘度　ツブゲージ　顕微鏡　遠心　　（Ω）輩
ｄ競二　　　　　　肌塞−太降抹 １　１０５０　　１０　　　　２．２　　−　　１０”
以上２８４０１０以下　　１．８　　−　　１０”以上
比較例 １２２０１０以下　　−０，１８２ｘｌＯコ２２６０１
０以下　　−０，０８３，５ｘｌＯ’［発明の効果］ 本発明によれば、絶縁性に優れたカプセルカーボンブラ
ック顔料および絶縁性に優れた塗装膜が得られる該顔料
に基づく塗料が提供される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カーボンブラック顔料と、非水溶性樹脂と、該非水
   溶性樹脂を溶解または膨潤する有機溶剤と、疎水性重合
   性化合物とを水性媒体中に乳化分散させ、水性媒体中で
   親水性重合性化合物と上記疎水性重合性化合物とを乳化
   分散粒子界面で界面重合させ、殻を形成せしめてなる平
   均粒子径が５μｍ以下のカプセルカーボンブラック顔料
   。 ２、請求項１記載のカプセルカーボンブラック顔料５〜
   ８０重量％ 塗膜形成樹脂成分５〜７０重量％ 溶剤または水９０〜０重量％ とからなる黒色塗料。