JPH02184332A - 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】 イ０発明の目的 「産業上の利用分野１ 本発明はクレー、タルク、サチンホワイト等の無機顔料
、特に炭酸カルシウムの分ｔｉ’ｉに適した分散剤に関
するもので、重質炭酸カルシウムの湿式粉砕工程におい
て高濃度で低粘度、且つ流動性に優れる炭酸カルシウム
スラリーの製造を可能とする分散剤に関するものであり
、無機顔料業界、製紙業界及び塗料業界で、本願発明は
有効に活用されるものである。

［従来の技術１ 炭酸カルシウムスラリーを塗被加工紙、水性塗料等に適
用する際には、炭酸カルシウム粒子の分散性並びにスラ
リーの流動性が使用に際しての重要な因子になる。　例
えば塗被加工紙の製造の場合、炭酸カルシウム粒子の分
散性が悪いコーティングカラーは良好な塗工がなされず
、出来上がりの塗工紙において種々のトラブルが発生し
品質の低下を招く。又、コーティングカラー塗工後に塗
工紙を乾燥させるため出来るだけ水分量の少ない高濃度
のスラリーが望まれている。

このような背景のもとに、重質炭酸カルシウムを水中で
各種粉砕機により微細に粉砕して湿式微粒子炭酸カルシ
ウムを製造する際に、湿式粉砕時に高濃度でスラリー粘
度を下げて効率良く粉砕を行うことの出来る湿式粉砕助
剤が要望されている。

該助剤として現在は主にポリアクリル酸、或いはそれら
の塩、その他アクリル酸等のカルボン酸含有モノマーと
２−アクリルアミド′−２−メチルプロパンスルボン酸
、或いはポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリ
レート等との共重合物か使用されている。

［発明が解決しようとする課題１ しかし、これらの助剤を使用して十分な流動性を有する
スラリーを得ろためには多量に助剤を使用する必要かあ
り不経済であるばかりでなく、分散剤を多量に含有した
コーチインクカラーを用いた場合、塗王紙の印刷性を悪
くすることかあり、これらの助剤は分散剤として必ずし
も優れたものではない。又、これらの助剤は、スラリー
を長期間に渡って安定な状態に保つことかできない等の
問題もあり当該業界では上記問題点の改良が切望されて
いる。

口９発明の構成 ［課題を解決するだめの手段１ 本発明者らは、炭酸カルシウムの湿式粉砕助剤の前述の
現状に鑑み、従来のポリカルボン酸塩系の分散剤か持つ
欠点、即ち湿式粉砕工程中でその効力を失い高濃度で低
粘度のスラリーが得られないという欠点は、湿式粉砕の
進行に伴って炭酸カルシウム粒子−よりン容出するＣ　
ａ　２’　イオンの為にカルボキシル基が封鎖され、分
散剤が炭酸カルソウＪ、粒子に吸着し難くなるのが原因
と推定し、その解決方法について鋭意検δ・ｊを重ね、
尚カルシラｊ、イオン濃度中−ζも強電解質として作用
するスルホン基含有モノマーを高密度で分散剤中に導入
することにより耐カルシウムイオン性を同上させること
が出来、分散効果を発現さ−ｌ得ることを見出して本発
明を完成させた。

即ち、本発明はアクリル酸若しくはメタクリル酸又はそ
の塩の１種以上とイタコン酸ジスルホアルキル又はそれ
らの塩の１種以上を主構成単量体とする共重合体からな
ることを特徴とする分散剤に関するものである。

本発明におりるイタコン酸ジスルホ゛フルギル又はその
塩とは、下記一般弐で表せる化合物である。

ＣＨ２Ｃ０ＯＲ，ＳＯ：ＪＭ ／ 本発明において好ましいイタコン酸ジスルホアルキル又
己」その塩は、−に記−形式において、ＲＲ２か炭素数
４以下のアルキレン基、Ｍが水素、−価金属またはアン
モニウム基のものである。尚、２個あるアルキレン基は
同しものであっても、異なっているものでも良い。

イタコン酸ジスルホアルギル又はその塩の具体的な且つ
好ましい化合物として、イタコン酸ジスルポプロピルの
カリウム塩、イタコン酸ジスルホエチルのすＩ・リウム
塩等を挙げることか出来る。

本発明の共重合体はアクリル酸若しくはメタクリル酸又
はそれらの塩の１種以上とイタコン酸ジスルホアルキル
又はその塩の１押収」−を主構成単量体とするものであ
るが、アクリル酸若しくはメタクリル酸又はそれらの塩
の１種以上とイタコン酸ジスルホアルキル又はその塩の
１押収−１−の構成割合は、９９／１〜９０／ｌＯ（モ
ル比）のものであるのか好ましく、９８／２〜９５１５
のものかより好ましいものである。

］−記の構成割合の共重合体であると、カルボキシル基
とスルポン基とのバランスにより、耐カルシウムイオン
性が良好で、且つ炭酸カルシウＪ−粒子への吸着能も大
きなものとなり、分散剤の原料として非常に優れたもの
となるため、本発明にとり好ましいものである。

又、イタコン酸ジスルホアル−１−ルにおけるアルキル
としては、前記したように、炭素数４以下のものが好ま
しい。炭素数が４を越えるアルキルを有するイタコン酸
ジスルホアルキルを用いたものは、界面活性能を有する
様になり、湿式粉砕工程で用いると発泡し易く、作業効
率を低下さ一ロるので使用は避けるのが好ましい。

本発明の共重合体はアクリル酸若しくはメタクリル酸又
はそれらの塩の１押収−にとイタコン酸ジスルホアルキ
ル又はその塩の１押収」二を主構成単量体とするもので
あり、それらの単量体ののからなる共重合体或いはそれ
らのｆＪｉ量体とその他の構成単量体、例えばアクリル
酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン、酢酸ビ
ニル、アクリルアミＦ等の共重合可能な単量体との共重
合体を挙げることが出来るか、その他の構成単量体は多
量に併用されると、共重合体の水溶性や分ｔｉｔ剤とし
ての能力を低下させる恐れが多いので、全中量体を基４
Ｌにして１０モル％以下で使用するのが好ましい。

アクリル酸塩、ツタクリル酸塩又はイタコン酸ジスルホ
アルキルの塩と１ノζεコ、アクリル酸すｌ・リウＪ１
、アクリル酸カリウＪ８、イタコン酸ジスルホアルキル
のすトリウム塩、イタコン酸ジスルホアルキルのカリウ
ム塩等のアルカリ金属塩が好ましく、それらは酸の共重
合体をアルカリにより中和するごとによって容易に摺ら
れる。又、中和が部分的に行われ未中和の酸が存在し、
酸と塩の共重合体の様ｔＩ′形のものも本発明で用いら
れるのは当然のことである。　共重合体の分子量（重量
平均）とＵ２ては、分１１り剤としての能力を充分に発
揮さ・ｌるために、］、、ＯＯＯ〜５０．０００である
ことが好ましく、より好ましくは３，０００〜２０　、
０００のものである。

本発明における共重合体は、従来より公知の製造方法で
製造可能であり、製造方法の一例として好ましい方法を
挙げれば以下の通りである。

低級アルコール／水混合溶媒中で単量体混合物を過硫酸
塩の如き重合開始剤を用いて共重合し７、次いで溶媒を
除去した後、必要によりアルカリ金属等で中和すること
により製造出来る。

本発明の分散剤は、特に重質炭酸カルシウムの湿式粉砕
の際の分散剤として特に有効なものである。重質炭酸カ
ルシウムの湿式粉砕は、粒径３〜１０μ程度の重質炭酸
カルシウムを水スラリーとなし、それをサントミル、ア
トライター等の常用の粉砕機を用い、ガラスピーズ、オ
タワザンド等を粉砕媒体として、高速で１〜３時間粉砕
するという様な方法で行われる。本発明の分１１り剤は
、湿式粉砕時に、予め所定量（重質炭酸カルシウムに対
して固形分比約１％以下で重質炭酸カルシウムの種類、
粒度、濃度等によって決められる）をスラリー中に添加
しておくか、湿式粉砕中に逐次的に添加する等のいずれ
の方法でも使用出来る。

［作用］ 本発明に用いられる共重合体が優れた分散剤としての能
力を有する理由については不明であるが、前記した様に
スルポン基の密度が影響している。

何故なら、スルホン基含有単量体は、例えばビニルスル
ホン酸、スチレンスルポン酸、アリールエーテルスルポ
ン酸等広く知られているが、それらによっ−では本発明
が奏する効果１．を得られず、分子中に２個のスルホン
基を有するイタコン酸ジスルホアルキル又はそれらの塩
のめによって始めて該効果か得られろことから推定され
た。スルホン基の密度を１ｚ″；Ｊめることによって充
分な耐カルシウムイオン性を付与することができたので
ある。

［実施例］ 以下、本発明を実施例及び比較例により具体的に説明す
るか、本発明はこれらの実施例に叩定されるものではｔ
（い。

実施例１〜４、比較例１〜２ 比表面積］　７０００ｃｆｆｌ／ｇの市販の重質炭酸カ
ルシラＪ、を下記方法で得た分散剤を含有する水溶液に
添加し、羽−−１−ボモミキザー（特殊機化工Ｃ噂製）
にて、２０００ｒｐｍて２０分間攪拌を行い、固形分濃
度７５重量％のスラリーを得た。次にこのスラリーを容
積５００ｃｃのサントミル（五十嵐機械θ噂製）を用い
てスラリー／ガラスピーズの容積比］、　Ｏ／１．１で
２時間３０分湿式粉砕を行った。

粉砕後ガラスピーズとスラリーを１００メンシユ金網に
より濾別し最終スラリーを得た。該スラリの粘度並びに
炭酸カルシラｌ、のね度分布を測定した。粘度はブルッ
クフィールド°型粘度旧を用いて２５°Ｃで測定し、粒
度は遠心式自動粒度測定装置（■堀場製作所製）を用い
て測定した。これらの結果を表１に示す。

分蛍芥辺ｌ造 以下の説明で用いられる略月は次の化合物を示す。

ＤＳＰ　ｊ−Ｋ　：イクコン酸ジスルポプロピルのカリ
ウＪ・塩 ＤＳＦ、Ｔ−Ｎａ：イタコン酸ジスルポエチルのすトリ
ウＪ、塩 ＡＡ−Ｎａ　　　ニアクリル酸の・ノー［リウム塩ＭＡ
Ａ−Ｎａ　　：メタクリル酸のすトリウム塩ΔＡ−１１
１，ニアクリル酸のアンモニラＪ、塩ＭＡ　　　　ニア
クリル酸メチル ５Ｓ−Ｎａ：スチレンスルボン酸のすトリウム塩 実施例１ 温度計、攪拌機、２木の滴下ロート及び還流冷却管を備
えた重合用プラス′：＋（内容積２りにイソプロピルア
ルコール水溶液（４５重量％濃度）を７５０ｇ仕込め、
８０°Ｃに加熱した。その後、同温度に維持しつつ、Ａ
Ａ　４５０　ｇ　（６，２５モル）、ＤＳＰ　Ｉ−に５
０　ｇ　（０，１１モル）、水１８５ｇよりなる単量体
混合水溶液を２４０分間かげて滴下し、同時にもう一方
の滴下ロートから過硫酸アンモニウム水溶液（５重量％
濃度）１５０ｇを同しく２４０分間かげて滴下した。滴
下終了後さらに同温度で６０分間維持し重合反応を完結
せしめた。

次に減圧下にてイソプロピルアルコールを除去した後苛
性ソーダ水溶液（４８重量％濃度）７０ｇで中和し、濃
度４０，９重量％、粘度３５０ｃｐｓ、ｐＨ８，０のＤ
ＳＰｉＫ約２モル％とＡＡ−Ｎａ約９８モル％の共重合
体を含有する分散剤水溶液を得た。

実施例２ 実施例１と同様にしてＤＳＥＩ−Ｎａ（７モル％）／Ａ
Ａ−Ｎａ（９３モル％）の共重合体を含有する分散剤水
溶液を得た。

実施例３ 実施例１と同様にしてＩ）ＳＰｉ−Ｋ（２モル％）／　
Ｍ　Ａ　Ａ−Ｎ　ａ　（１８モル％）　／ＡＡ−Ｎａ（
８０モル％）の三元共重合体を含有する分散剤水溶液を
得た。

実施例４ 実施例１と同様にしてＤＳＰＴ−Ｋ（２モル％）／ＡＡ
−ＮＨ４（９８モル％）／ＭＡ（５モル％）の三元共重
合体を含有する分散剤水溶液を得た。

比較例１ 実施例１と同様にしてＡ　Ａ−Ｎ　ａの重合体を含有す
る分散剤水溶液を得た。

比較例２ 実施例１と同様にしてＳ　Ｓ　−Ｎａ（５モル％）／Ａ
Ａ−Ｎａ（９３モル％）の共重合体を含有する分散剤水
溶液を得た。

表１ 注：０分散剤の添加量は炭酸カルシウムに対する固形分
換算重量％である。

■炭酸カルシウムの粒度は粒径２μ以下の炭酸カルシウ
ムの全炭酸カルシウムに対する重量％で示した。

以−七の表に示される様に、本発明の分散剤を用いて重
質炭酸カルシウムの湿式粉砕を行うと、従来既知の分散
剤に比べてより少ない添加量で微粒子の炭酸カルシウム
スラリーを得ることが可能である。

ハ１発明の効果 本発明の分散剤を使用して重質炭酸カルシウムの湿式粉
砕を行う場合、従来既知の分散剤を使用する場合に比較
して、より少ない添加量で微粒子のスラリーを得ること
が可能になり、且つ高濃度及び安定性の良いスラリーが
得られるため、本発明は顔料製造業界、塗料業界及び製
紙業界に寄与するとごろ大なるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、アクリル酸若しくはメタクリル酸又はそれらの塩の
   １種以上とイタコン酸ジスルホアルキル又はその塩の１
   種以上を主構成単量体とする共重合体からなることを特
   徴とする分散剤。