JPH02253836A

JPH02253836A - 分散剤および粉末の分散液

Info

Publication number: JPH02253836A
Application number: JP1077492A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yasui; 清安井; Hiroyasu Yamamoto; 山本　博保; Itsuki Hayashi; 林　五樹; Yuji Kawamura; 祐司河村; Tsugio Kimura; 木村　次雄
Original assignee: Kanzaki Paper Manufacturing Co Ltd; Toagosei Co Ltd
Current assignee: Kanzaki Paper Manufacturing Co Ltd; Toagosei Co Ltd
Priority date: 1989-03-28
Filing date: 1989-03-28
Publication date: 1990-10-12

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、特に疎水性が強く濡れ性が悪い粉末を効率よ
く水性媒体中に分散させる分散剤および該粉末の分散液
に関し１本発明の分散剤及び分散液は詳しくは、特定の
アクリル系またはメタクリル系（以下アクリルとメタク
リルを合わせて（メタ）アクリルと云う）水溶性共重合
体と特定の界面活性能を有する化合物とを、特定の比率
で含有することを特徴とする。

〔従来の技術〕

タルクは、極めて疎水性が強く、濡れ性が悪いにもかか
わらず、グラビア印刷における印刷平滑性、インキ受理
性を向上させることから、クレー炭酸カルシウム、サチ
ンホワイト等の顔料とともに有用な塗工用顔料として用
いられている。しかし、その極めて強い疎水性のために
水に対する馴染みが悪く、分散液の高濃度化、低粘度化
が極めて困難であり、また分散液を調製するのに長時間
の攪拌を必要とするものである。

タルクのような疎水性の強い粉末の水分散液を調製する
ための分散剤としては、従来ポリオキシエチレンポリオ
キシプロピレンブロツクボリマ−（ＴＡＰＰＩ　　Ｍｏ
ｎｏｇｒａｐｈ　　Ｎｏ、　２０　（１９５８））、硫
酸化アルキルフェノールエチレンオキシド付加物（特開
昭５３−１０２８８２号）、ジアルキルスルホコハク酸
塩およびジアルキルスルホコハク酸塩とポリアクリル酸
塩あるいはポリリン酸塩（特開昭５９−５５３３６号）
が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこれらの分散剤では、十分な分散効果を得
るのに２〜３％と高い添加量を必要とし。

また６５％以上の高濃度で５００ｃｐｓ以下の低粘度の
分散液を得ることは困難であり、充分に満足のいく分散
効果があるとは言い難い。

本発明は、従来の分散剤の有する上記欠点を克服するも
のであり、少ない添加量で高濃度かつ低粘度の粉末の水
性粉末分散液の製造を可能ならしめる分散剤および粉末
分散液を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、検討の結果、特定の（メタ）アクリル系
水溶性共重合体と特定の界面活性能を有する化合物とを
特定の比率で含有する分散剤を使用することにより、低
添加量で高濃度かつ低粘度の水性粉末分散液が製造でき
ることを見出し、本発明を完成した。

即ち、本発明は（メタ）アクリル酸およびそれらの塩か
ら選ばれた一種以上の単量体（ａ）４０〜９５重量％と
下記一般式で示される（メタ）アクリル酸エステル単量
体（ｂ）５〜６０重量％と、上記単量体（ａ）および単
量体（ｂ）と共重合可能な他のビニル系単量体（Ｃ）０
〜３０重量％との水溶性共重合体（１）とモノアルキル
スルホコハク酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩および
アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩からなる群
から選ばれた一種または二種以上の化合物（Ｕ）とを純
分重量比で９０：１０〜２０　：　８０の割合で含有し
ていることを特徴とする分散剤またそれらを含有する粉
末分散液に関するものである。そして単量体（ｂ）は下
記の一般式を有する。

〔式中、Ｘ□は水素原子またはメチル基、ｘ２は水素原
子またはアルキル基、−（ＲＯ）ｎ−はアルキレンオキ
サイド連鎖を示し、該アルキレンオキサイド連鎖が異な
る二種以上のアルキレンオキサイドからなるときはその
結合状態はランダム状でもブロック状でもよくｎは正数
を表わす、〕以下１本発明の詳細な説明する。

（１）（メタ）アクリル系水溶性共重合体（１）本発明
に用いられる（メタ）アクリル系水溶性共重合体（１）
を得るには、上記（メタ）アクリル酸系単量体（ａ）４
０〜９５重量％と（メタ）アクリル酸エステル単量体（
ｂ）５〜６０重量％およびこれらと共重合可能な単量体
（Ｃ）０〜３０重量％（但し。

単量体（ａ）と（ｂ）および（ｃ）の合計量は１００重
量％とする）を公知の技術で重合すればよい１例えば、
水溶液重合の場合、単量体（ａ）、単量体（ｂ）および
単量体（ｃ）の混合物を通常の重合開始剤を全単量体に
対し０．１〜１０重量％用い、アルコール、水または水
／アルコール混合溶媒中で５０〜１５０℃で３〜１０時
間重合反応させ、必要により溶媒の一部を除去すること
により、所定濃度の共重合体の溶液を得る。なお（メタ
）アクリル酸単量体を重合して得られた共重合体の溶液
に水酸化ナトリウム、アンモニア等のアルカリ性物質を
添加して重合した（メタ）アクリル酸の全部又は一部を
中和することにより（メタ）アクリル酸の塩の共重合体
とすることもでき製造方法としては好ましい方法である
。もちろんアクリル酸ソーダ、メタクリル酸ソーダを重
合して（メタ）アクリル酸塩の共重合体とすることもで
きる。

（メタ）アクリル酸系単量体（ａ）はアクリル酸、メタ
クリル酸およびそれらの塩であり、塩としてはナトリウ
ム、カリウム等のアルカリ金属塩およびアンモニウム塩
が好ましい、その使用割合は。

全単量体の４０〜９５重量％であり６０〜９０重量％が
好ましい、４０重量％より少ないと分散液の粘度が高く
なり、また９５重量％より多いと粉末に対する濡れ性が
劣る。

（メタ）アクリル酸エステル単量体（ｂ）は下記−般式
で示される１種類又は２種類以上のアルキレンオキサイ
ドからなるポリアルキレングリコールまたはアルコキシ
ポリアルキレングリコールと（メタ）アクリル酸とのエ
ステルである。

単量体（ｂ）一般式％式％）〔式中、ｘｌは水素原子またはメチル基、ｘ３は水素原
子またはアルキル基、−（ＲＯ）ｎ−はアルキレンオキ
サイド連鎖を示し、該アルキレンオキサイド連鎖が異な
る二種以上のアルキレンオキサイドからなるときはその
結合状態はランダム状でもブロック状でもよくｎは正数
を表わす、〕上記アルキレンオキサイドの具体例として
は。

エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラメ
チレンオキサイド等があげられる。またアルコキシアル
キレンゲリコールにおけるアルコキシ基としては、メト
キシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、シク
ロヘキソキシ基、２−エチルヘキソキシ基等があげられ
る。

上記（メタ）アクリル酸エステル単量体の具体例として
は、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート
、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート
、ポリ（エチレングリコール／プロピレングリコール）
モノ（メタ）アクリレート。

メトキシポリ（エチレングリコール／プロピレングリコ
ール）モノ（メタ）アクリレート、シクロヘキソキシポ
リ（エチレングリコール／プロピレングリコール）モノ
（メタ）アクリレート、ポリ（エチレングリコール／テ
トラメチレングリコール）モノ（メタ）アクリレートお
よびメトキシポリ（エチレングリコール／テトラメチレ
ングリコール）モノ（メタ）アクリレート等があげられ
る。

ポリアルキレンゲリコールまたはアルコキシポリアルキ
レングリコールモノ（メタ）アクリレート単量体の使用
割合は、全単量体の５〜６０重量％であり１０〜４０重
量％が好ましい、５重量％より少ないと粉末に対する濡
れ性が劣り、６０重量％より多いと分散液の粘度が高く
なる。

上記単量体（ａ）および単量体（ｂ）と共重合可能な他
のビニル系単量体（Ｑ）の具体例としては、マレイン酸
、イタコン酸等の不飽和カルボン酸、アクリル酸メチル
、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸
メチル、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル
酸２−ヒドロキシエチル等のアクリル酸またはメタクリ
ル酸のアルキルエステル類、スチレンスルホン酸ナトリ
ウム、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホ
ン酸等のスルホン基含有ビニル系単量体、スチレン、酢
酸ビニル、アクリルアミド、アクリロニトリル等があげ
られる。これらのビニル単量体は使用しなくてもよいが
、使用する際はその使用割合を、全単量体の３０重量％
以下とする。３０重量％より多いと粉末に対する濡れ性
が劣り、分散液の粘度が高くなる。

上記単量体（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を重合すること
により得られる共重合体中の（メタ）アクリル酸型量体
に起因するカルボキシル基を前記したように中和する際
はそのアルカリ性物質としては、水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、アンモニア等
が使用できる。

本発明における水溶性共重合体（１）の分子量は、水系
ゲルパーミェーションクロマトグラフィーの測定による
重量平均分子量で３０００〜５００００であるのが好ま
しく、更に好ましくは５０００〜３００００の範囲のも
のである０分子量がこの範囲外のものでは充分な分散効
果が得られないおそれがある。

（２）化合物（■）本発明に用いる化合物（Ｉｔ）は、界面活性能を有する
モノアルキルスルホコハク酸塩、ジアルキルスルホコハ
ク酸塩およびアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸
塩であり、これらの物質は各々単独で用いても二種以上
併用してもよい、これらの化合物におけるアルキル基と
しては炭素数５〜１２のものが好ましく、特に炭素数は
８〜９のものが好ましい、アルキル基の炭素数が４以下
ではタルクに対する濡れ性が劣り、炭素数が１３以上で
は水に対する溶解性が悪いために充分な分散効果が得ら
れ難くなる。塩の種類としては、リチウム、ナトリウム
、カリウム等のアルカリ金属の塩があげられるが、ナト
リウム塩が一般的であり、本発明においても好適に使用
される。

上記化合物（ＩＩ）を例示すればモノオクチルスルホコ
ハク酸ナトリウム（以下Ｍｏ５ｓという）、七ノ２エチ
ルへキシルスルホコハク酸アンモニウム、モノペンチル
スルホコハク酸ナトリウム（以下ＭＰＳＳという）、ジ
オクチルスルホコハク酸ナトリウム（以下ＤＯ８Ｓとい
う）、ジ２エチルへキシルスルホコハク酸カリウム、ジ
ペンチルスルホコハク酸ナトリウム（以下ＤＰＳＳとい
う）、オクチルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリ
ウム、ラウリルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリ
ウム（以下ＬＤＰＤＳという）、ノニルジフェニルエー
テルジスルホン酸ナトリウム（以下ＮＤＰＤＳという）
等である。

（３）粉末本発明の分散剤は積めて疎水性が強く、濡れ性が悪いタ
ルクの分散のために開発されたものであるが、タルク以
外の無機疎水性粉末、さらには不溶性アゾ顔料、アゾ系
分散染料、ブタロシアニン系顔料、スレン染料、アント
ラキノン系分散染料、レーキ顔料、石炭粉末、プラスチ
ック粉末、のような有機疎水性粉末等の通常の分散剤で
は水に非常に分散しにくい疎水性の粉末に有用であるが
。

その他の粉末の分散にも使用可能であり、無機粉末の例
としてはカオリン、焼成カオリン、炭酸カルシウム、サ
テンホワイト、ホワイトカーボン。

酸化チタン、クレー、酸化亜鉛、酸化鉄、硫酸バリウム
、水酸化アルミニウム、フライアッシュ。

高炉スラグ、紺青１群青、カーボンブラック等があげら
れ、これらの粉末のいずれもが本発明の分散剤によって
分散可能である。またそ九らの粉末における粒径によっ
て本発明の分散剤の使用は何等の制限もうけない。

（４）分散剤の製法本発明の分散剤は前記水溶性共重合体（１）と化合物（
■）を重量比で９０：１０〜２０：８０゜好ましくは７
０　：　３０〜５０：５０の割合で含有しているもので
あり、両者を単に混合することにより本発明の分散剤と
することができる。なお水溶性共重合体は、前記したよ
うに水性媒体中で共重合体を構成する単量体（ａ）、（
ｂ）またはそれらに（Ｑ）を加えて重合することにより
容易に溶液として得られるため、それに化合物（ＩＩ）
を溶解することによって本発明の分散剤とすることがで
きる。該水性溶液の濃度としては３０〜６０重量％であ
ることが取り扱い上好ましい、なお、水溶性共重合体（
１）と化合物（ＩＩ）との含有割合が前記範囲外である
と充分な分散効果を有せず、高濃度で低粘度の粉末分散
液を作ることを困難にする。

（５）粉末分散液の製法本発明の粉末分散液は、分散すべき水性媒体に前記分散
剤を溶解し、その後粉末を分散せしめアトライター、サ
ンドミル、三本ロール、ボールミル、ホモジナイザー等
の通常の混合装置を用いて混合分散することにより得る
ことができる。

本発明の分散剤を用いて、粉末分散液を製造する際にお
ける分散剤は１分散剤中の水溶性共重合体（１）と化合
物（ＩＩ）の合計量が分散すべき粉末に対して０．３〜
１．５重量％、好ましくは０゜４〜１．０重量％となる
様な量で使用される。

これらの量が０．３重量％より少ないと充分な分散効果
が得られず、１．５重量％より多く使用しても分散効果
の著しい増大は認められず、逆に泡立ちや得られる塗膜
の耐水性等の性能面あるいは経済面で不利になる。

なお、塗工紙を製造する際の様に粉末を分散させようと
するものがエマルジョン等であり、該エマルジョン等が
界面活性能を有する化合物（ＩＩ）を含有するエマルジ
ョンやラテックスであるときは、含有されている化合物
（ＩＩ）の量を勘案して、水溶性共重合体（１）のみを
或は水溶性共重合体（１）と化合物（ＩＩ）の適量を追
加することによって優れた粉末分散液すなわち塗工紙用
塗料が得られる。

さらには、粉末として水溶性共重合体（１）によってす
でに粉末分散液とされているものを使用して上記の様な
塗料を製造する際は、化合物（Ｉｆ）を含有しているエ
マルジョン等と併用することにより、また化合物（ＩＩ
）を別途追加することにより優れたものが得られる。

〔作　用〕

本発明によれば、特定の水溶性共重合体と特定の化合物
とを特定の割合で併用することにより、粉末、特に疎水
性粉末の水に対する濡れ性が改善され、従来の分散剤で
は不可能であった高濃度で低粘度の粉末の水分散液を製
造することが可能となる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない、なお、
実施例および比較例中の部および％は重量基準である。

試験に供した水溶性共重合体の性状は１表−１の通りで
ある。なお１表で使用されている略号はそれぞれ以下の
意味を示す。

ＡＡニアクリル酸、ＭＡＡ：メタクリル酸、ＭＬＡ：マ
レイン酸、ＥＡニアクリル酸エチル、ＭＭＡ　：メタク
リル酸メチル、ＡＭＰＳ　：　２−アクリルアミド−２
−メチルプロパンスルホン酸。

Ｎａ５Ｓ：スチレンスルホン酸ナトリウム、Ｓｔ：スチ
レン、ＡＭＤニアクリルアミド、ＥＧ：エチレングリコ
ール、ＰＧ：プロピレングリコール、ＴＭＧ　：テトラ
メチレングリコール、ＰＯＥＮＰ：ポリオキシエチレン
ノニルフェニルエーテル、ＰＯＥＮＦＳ　：ポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテル硫酸ナトリウム、Ｐ　
（ＥＯ−ｂ−ＰＯ）：ポリエチレンオキサイド／ポリプ
ロピレンオキサイドブロック共重合体。

また、表−２中の共重合体の番号は、表−１の共重合体
試料の番号と同じである。

水溶性共重合体表１には本実施例で使用する水溶性共重合体試料（Ｉ）
の組成、および対比重合体試料（■′）の組成が示され
る。対比重合体試料（■′）においては本発明のモノ（
メタ）アクリレート単量体（ｂ）を省いた試料１３，１
４．（メタ）アクリル酸単量体（ａ）とモノ（メタ）ア
クリレート単量体（ｂ）の比率が本発明の限定範囲外で
ある試料１５，１６．ビニル単量体（ｃ）の含有量が本
発明の限定以上である試料１７．１８が作成された。

実施例１〜１７分散剤としては該水溶性共重合体の試料（１）と化合物
（ＩＩ）とを表−２記載の所定の割合で併用する。上記
試料（１）と化合物（ＩＩ）とからなる分散剤は容量１
１２のステンレススチール製ビーカーに蒸溜水を該分散
剤との合計量が　２６９．２ｇとなり、かつタルクに対
して０．３〜１．５％の割合になるように仕込まれ該内
容物は低速で１分間攪拌された０次いで２μ以下４０％
、１μ以下２５％の粒度分布をもち、平均粒径３．０μ
の微粒タルク５００ｇを加え、５０００ｒｐｍで３０分
間攪拌し、タルク含有率６５％のタルク分散液を調製し
た。得られた分散液の粘度をＢＭ型粘度計（６０ｒｐｍ
、２５℃、６０秒後）で測定した。タルクに対する濡れ
性の評価は、ビーカーにタルクを全量仕込み、攪拌を開
始してからビーカー内の内容物が一様に流動化しはじめ
るのに要した時間によって判定した。この時間が短いも
のほど濡れ性が良好であることになる６表−２に得られ
た分散液の粘度および濡れ性の評価結果を示した。

比較例１〜１７比較例１〜１７においては本発明の水溶性共重合体試料
（１）を省き化合物（ＩＩ）のみを用いた場合（比較例
１．２）　、界面活性物質（ＩＩ）を省き該水溶性共重
合体（１）のみを用いた場合（比較例３，４．５）本発
明の化合物（ＩＩ）以外の界面活性剤を用いた場合（比
較例６，１５．１７）　、化合物（ＩＩ）を本発明の限
定範囲以上に用いた場合（比較例７）、表−１（りの対
比重合体試料（■′）を用いた場合（比較例８〜１３）
、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックボ
リマーや硫酸化アルキルフェノールエチレンオキサイド
付加物を用いた従来例（比較例１４．１６）が示される
。上記比較例１〜１７に用いられる分散剤の処方は表−
３に記載され、実施例１と同様にしてタルク含有量６５
％のタルク分散液を調製した。得られた分散液の粘度お
よび濡れ性を評価した。結果を表−３に示した。

〔発明の効果〕

表−２およびに表−３に示した実施例および比較例から
明らかなように、本発明の方法によれば、少量の分散剤
の添加でタルクの濡れ性が改善され、従来の公知の分散
剤を使用した分散液より高濃度で低粘度のタルク水分散
液の製造が可能となり、さらに本発明の分散剤はタルク
以外の粉末の分散にも有効であるため製紙、その他の用
途に本発明が寄与する効果は大きいものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アクリル酸、メタクリル酸およびそれらの塩から
選ばれた一種以上の単量体（ａ）４０〜９５重量％と下
記一般式で示されるアクリル酸エステルおよび／または
メタクリル酸エステル単量体（ｂ）５〜６０重量％と、
上記単量体（ａ）および単量体（ｂ）と共重合可能な他
のビニル系単量体（ｃ）０〜３０重量％との水溶性共重
合体（ I ）と、モノアルキルスルホコハク酸塩、ジア
ルキルスルホコハク酸塩およびアルキルジフェニルエー
テルジスルホン酸塩から選ばれた一種または二種以上の
化合物（II）とを重量比で９０：１０〜２０：８０の割
合で含有していることを特徴とする分散剤 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｘ＿１は水素原子またはメチル基、Ｘ＿２は水
素原子またはアルキル基、−（ＲＯ）＿ｎ−はアルキレ
ンオキサイド連鎖を示し、該アルキレンオキサイド連鎖
が異なる二種以上のアルキレンオキサイドからなるとき
はその結合状態はランダム状でもブロック状でもよく、
ｎは正数を表わす。
（２）水性媒体中に粉末を分散してなる粉末分散液であ
って、特許請求の範囲第１項記載の水溶性共重合体（
I ）と化合物（II）を含有しかつその含有量比が重量比
で９０：１０〜２０：８０であることを特徴とする粉末分散液