JPH06104784B2 - 被覆有機顔料およびその製造方法 - Google Patents

被覆有機顔料およびその製造方法

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JPH06104784B2 JP26673486A JP26673486A JPH06104784B2 JP H06104784 B2 JPH06104784 B2 JP H06104784B2 JP 26673486 A JP26673486 A JP 26673486A JP 26673486 A JP26673486 A JP 26673486A JP H06104784 B2 JPH06104784 B2 JP H06104784B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は,有機顔料の表面を金属酸化物ないしシリカ
(以下,金属酸化物という)および/または金属水酸化
物で被覆することにより,耐熱性,成形性,耐移行性等
に優れた顔料とその製造方法に関するものである。
〔従来技術と問題点〕
一般に有機顔料は,無機顔料に比べて粒子径が小さく表
面積が大きいので凝集しやすい問題がある。また,有機
顔料の一部はプラスチック特に高密度ポリエチレン,ポ
リプロピレン等に混合して成形した場合,流れ方向とそ
の直角方向の収縮率に差異を生じ成形品の変形を招く等
の欠点を有しているので,有機シラン,有機チタネート
等による表面処理や顔料に新たな置換基を入れて表面改
質等が行なわれている。
従来の表面処理は,分散性の改善および低収縮化を目的
として,有機金属等で顔料表面の一部または全部を被覆
処理したものであり,有機顔料の化学構造に起因する耐
熱性等の性質については効果が小さく,耐熱性を必要と
するエンジニアリングプラスチツク用顔料としては,殆
んど耐えるものがない。
有機顔料の耐熱性は化学構造に起因するものであるから
顔料の化学構造を変えずに被膜形成によつて耐熱性を高
めるには,顔料粒子の表面を均一にかつ緻密に被覆する
必要がある。一般に,有機顔料は極性が小さく,水に対
しては分散性が悪い。このため顔料の水分散液中に水溶
性の珪酸塩を添加し,酸やアルカリ土類金属,亜鉛,ア
ルミニウム,ジルコニウム等の水溶性の塩を加え,珪酸
あるいは水に不溶性の珪酸塩を顔料表面に生成させる従
来の方法では,有機顔料の一次粒子表面に均一に金属水
酸化物を被覆することはできない。また,界面活性剤を
用いて分散を良くしても,水分散液中で有機顔料に金属
水酸化物を沈着させることは容易でない。
〔問題点の解決に係わる知見〕
本発明者は,有機顔料を金属アルコキシド溶液あるいは
金属アルコキシド溶媒との混合液に浸漬し,十分に混合
攪拌することによつて有機顔料表面の親水基およびアル
コールまたは水の添加による金属アルコキシドの加水分
解を促進させ有機顔料の一次粒子表面に均一で緻密な金
属酸化物あるいは金属水酸化物を生成し,耐熱性に優れ
た顔料を製造する方法を見出し,先に出願した(特願昭
61-142808,同61-142809,同61-142810,同61-142811)。
該製造方法によれば,従来の被膜形成法に比べ,格段に
優れた化学的,熱的安定性を有する被覆有機顔料を得る
ことが出来る。
本発明者等は,上記先願方法を更に改良し,有機顔料を
金属アルコキシドあるいは金属アルコキシドと溶剤との
混合溶液の存在下混合粉砕すれば一層,均一なかつ緻密
な被膜が形成され,耐熱性,成形性,耐移行性等に優れ
た被覆有機顔料を製造出来ることを見出した。
〔発明の構成〕
本発明によれば,顔料表面に金属アルコキシドの加水分
解により形成された金属酸化物あるいは金属水酸化物被
覆を有する被覆有機顔料が提供される。被覆される金属
酸化量は被覆顔料の0.1〜10重量%,好ましくは0.5〜5.
0重量%である。10重量%以上被覆すると発色性,着色
力に問題が生じ,また0.1重量%以下の被覆量では耐熱
性,成形性,耐移行性の効果が小さい。
次に,上記被覆有機顔料を製造する方法として,有機顔
料に金属アルコキシドあるいは金属アルコキシドと溶媒
の混合溶液を加えて湿式粉砕し,該金属アルコキシドの
加水分解により該顔料表面に金属酸化物あるいは金属水
酸化物被膜を形成する被覆有機顔料の製造方法が提供さ
れる。
また,その好適な実施態様として,上記湿式粉砕と同時
に,又はその後に,水を添加して金属アルコキシドの加
水分解を促進する製造方法,あるいは上記金属アルコキ
シドとして,アルミニウム,ジルコニウム,チタン,タ
ングステン,モリブデンの各金属元素ないし珪素を夫々
含むアルコキシドを用いる製造方法が夫々提供される。
本発明で用いられる有機顔料は,モノアゾ系,ジスアゾ
系,縮合アゾ系等の各種アゾ顔料,フタロシアニン系,
キナクリドン系,イソインドリノン系,スレン系,ピロ
コロン系,金属錯体系,イノフタロン系,イソインドリ
ン系等の縮合多環系顔料,その他,酸性ないし塩基性染
料,レーキ顔料等殆んどの有機顔料が含まれる。
本発明で用いられる金属アルコキシドは各金属元素の他
に珪素を含むアルコキシドであり,例えば,アルミニウ
ム,ジルコニウム,チタン,ボロン,亜鉛,錫の各金属
ないし珪素とエトキシ,メトキシ,プロポキシ等のアル
コキシ基との化合物であり,具体的には,メチルシリケ
ート(シリコンテトラメトキシド),エチルシリケート
(シリコンテトラエトキシド)などのアルキルシリケー
トおよびジルコニウムテトラブトキシド,チタニウムテ
トラプロポキシド,アルミニウムトリイソプロポキシ
ド,ポロントリエトキシドなどが挙げられる。これらア
ルコキシド溶液は2種以上を混合して用いても良い。こ
の場合,夫々異なつた性質のものを組合せることにより
耐熱性の他に種々の特性を付加することが出来る。
金属アルコキシドを単独に用いる他に,金属アルコキシ
ドと溶媒との混合溶液も用いられる。溶媒には金属アル
コキシドと混合性の良いものが用いられ,具体的にはメ
チルアルコール,エチルアルコール,プロピルアルコー
ル等のアルコール類アセチルアセトン,酢酸エチルおよ
びエチレングリコール等が好適である。これら溶媒を添
加することにより顔料の分散性が高めれられる。
有機顔料に上記金属アルコキシドないしその混合溶液を
添加して攪拌混合することにより,金属アルコキシド,
例えばテトラエチルシリケートは有機顔料表面の親水性
基であるジアゾ基,水酸基,ハロゲン基,アミノ基等と
結合し,加水分解を生じ,該顔料表面に金属酸化物ある
いは金属水酸化物被覆が形成される。該金属酸化物被覆
は,例えばアルキルシリケート〔Si(OR)4,Rはアルキル
基〕の場合,主に‐SiO-の結合からなり,一部‐SiORの
重合したものも含まれる。また一部,金属水酸化物,例
えば‐SiOH,として被覆するものも存在する。
上記表面被覆の形成は,有機顔料を金属アルコキシド溶
液あるいは金属アルコキシド溶媒の混合液に浸漬して行
なうが,その際メカノケミカル反応を進めるためボール
ミル,サンドミル等の湿式混合粉砕機を用いて,粉砕に
より粒子表面を活性化し,かつ粒子の凝集を防ぎ十分に
金属アルコキシドで濡れるようにするのが好ましい。該
粉砕はボールミル,タイカイ機,サンドミル等の通常用
いられる粉砕機を用いて行なえば良い。尚,溶媒の揮発
を防止するために密閉型の混合粉砕機を用いるのが好ま
しい。
有機顔料に添加する金属アルコキシドあるいは金属アル
コキシドと溶媒の混合溶液の添加量は,顔料の100〜500
重量%が適当である。
顔料の粉砕と金属アルコキシドとの混合とを同時に行な
い,顔料の粉砕を金属アルコキシドの存在下で行なうこ
とにより顔料の粉砕によつて常に新しい表面が現われ,
該表面で上記加水分解が継続的に進行し,更に粉砕時の
熱によるメカノケミカルな作用により顔料表面に均一か
つ緻密な金属酸化物あるいは金属水酸化物被膜が強固に
形成される。また顔料の粉砕の程度は,一次粒子になれ
ば良く,例えばボールミルでは24時間で十分である。む
しろ,金属アルコキシドの加水分解時間に依存し,例え
ばシリコンテトラエトキシドでは水を添加しない場合20
0時間以上必要であるが,粉砕により顔料表面が活性化
され,顔料表面の親水基により,加水分解が進行するの
で,湿式混合粉砕時間は24時間で十分である。
上記金属アルコキシドの加水分解を促進するため,湿式
粉砕と同時に,或いは粉砕の後に水を添加すると良い。
粉砕時に水を添加することにより,粉砕により生じた顔
料の新しい表面で上記加水分解が迅速に進行する。また
粉砕後に水を添加することにより,粉砕混合工程を通じ
て顔料表面に沈着された金属酸化物あるいは金属水酸化
物の上に更に水の添加により促進された金属アルコキシ
ドの加水分解で生じた金属酸化物あるいは金属水酸化物
が積層し,一層緻密な金属酸化物あるいは金属水酸化物
被膜が強固に形成される。水の添加量は金属アルコキシ
ドを全量加水分解するのに必要な理論量,例えばシリコ
ンテトラエトキシでは100重量部に対して17.3重量部以
下の量が好ましい。また,上記の加水分解を行なう際,
触媒として酸または塩基を加えても良いが,塩基性触媒
を用いると急速に加水分解が進行し,顔料の金属アルコ
キシドによる被覆が十分でない時点で,ゲル化を生じや
すく添加手順に注意を要する。金属アルコキシド,例え
ばテトラエチルシリケートの加水分解の進行が早いと,
粒子表面に均一に被膜を形成する前に含水シリカを生成
し,十分に被覆が形成されない。従つて,加水分解に必
要な水の量は,理論量より少ない方が好ましい。
尚,水等を添加して金属アルコキシドの加水分解を進め
る場合には,急激な加水分解が一時に進行しないよう
に,該加水分解の進行を調整するため不活性液状有機フ
ツ素化合物を添加するとよい。該不活性有機フツ素化合
物として,ペルフルオロアルカン,例えば,三菱金属
(株)製「イナートリキツトEF-L100」(ペルフルオロ
オクタン);ペルフルオロ環状エーテル,例えば三菱金
属(株)製「イナートリキツドEF-L102」 トリペルフルオロアルキルアミン,例えば三菱金属
(株)製「EF-L174」(トリペルフルオロブチルアミン
ペルフルオロポリエーテル油,例えばダイキン工業
(株)製「デムナム」等が使用できる。
〔発明の効果〕
本発明の被覆有機顔料は,顔料表面に均一かつ緻密な金
属酸化物を有するので従来の被覆顔料に比べより一層熱
的,化学的に安定であり耐熱性,成形性,耐移行性に優
れる。因に,従来の有機顔料の耐熱性が260℃前後を限
界とするのに対し,本発明の被覆有機顔料は300℃に加
熱しても色差が極めて小さく,耐熱性を要求されるエン
ジニアプラスチツク用顔料として好適である。とくに所
謂高級有機顔料について大きな利点を有する。具体的に
は,キナクリドンレツド,アントラキノンレツド,ペリ
レン,縮合系アゾレツド,ペリノンオレンジ,縮合系ア
ゾイエロー,イソインドリノンイエロー,インダンスレ
ンブルー,ジオキサジン,縮合系アゾブラウン等の各顔
料について特に有効である。その他,モノアゾ系,ジス
アゾ系の顔料は,プラスチツクに使用される可塑性潤滑
剤等に顔料が溶解してブリージングを生じ易く,耐移行
性に問題がある。これらについても,本発明による被覆
顔料は優れた耐移行性を発揮する。
また,本発明の被覆有機顔料は高密度プラスチツクに添
加しても成形品の変形を生ずる虞れは殆んど無い。従来
の有機顔料の一部は高密度プラスチツクに添加した場
合,プラスチツクの成形後,流れ方向とその直角方向に
収縮率の差異を生じ,成形品の変形を招く問題があつた
が,本発明の被覆有機顔料はこのような問題を生じな
い。因に従来の有機顔料を高密度プラスチツクに添加し
た場合,成形品の収縮率は約20〜45%に及ぶが,本発明
の被覆有機顔料を添加した場合,収縮率は3%以下であ
り,極めて小さい。
〔実施例〕
実施例1〜5 第1表の配合に従つて,有機顔料と金属アルコキシドと
溶媒をボールミル中で24時間混合粉砕し,所定量の水と
1N塩酸と金属アルコキシドとの混合性を良くするために
エチルアルコールを加えた後さらにボールミル中で24時
間混合粉砕し,減圧でエチルアルコール等の溶媒を除去
した後,100℃で10時間乾燥し,粉砕した。ここで得られ
た被覆顔料をポリブチレンテレフタレート(PBT)に0.2
重量部添加し十分に混合した後,射出成形機内で240℃,
260℃,280℃,300℃の各温度で溶融し10分保持した後,
射出成形した。その試験片についてJIS Z8722に従い三
刺激値X,Y,Zを測定し,JIS Z8730に従い,L,a,bを求め240
℃に対する色差 を計算した。
この結果を第1表に示す。
実施例6,7 第1表の配合に従つて,有機顔料と金属アルコキシド溶
液と溶媒をボールミルで24時間混合し,所定量の水と1N
塩酸と金属アルコキシドとの混合性を良くするためにエ
チルアルコールを加えた後,さらにボールミルで24時間
混合し,顔料ペーストをボールミルから容器に移し替
え,高粘度用攪拌機で攪拌しながら1Nアンモニア水をpH
5〜7になるまで滴下し,ゲル化を促進し,固化した後
粉砕し,減圧乾燥して,触媒を除去した後,100℃で10時
間乾燥した。ここで得られた被覆顔料をポリカーボネー
トに0.2重量部添加し,十分に混合した後射出成形機内
で240℃,260℃,280℃,300℃の各温度で溶融し,10分保持
した後,射出成形した。その試験片について,実施例1
〜5と同様に240℃に対する色差△Eを求めた。この結
果を第1表に示す。
実施例8〜13 第1表の配合に従つて,実施例6,7と同条件,方法で被
覆を形成し,得られた被覆顔料を,高密度ポリエチレン
に0.5重量部添加し,十分に混合した後,射出成形機中
で240℃,5分保持した後,60×90×1mmに射出成形した。
その試験片について,流れ方向の収縮率(A)と直角方
向の収縮率(B)を測定し,収縮率;(A−B)/Aを求
めた。この結果を第1表に示す。
実施例14 黄色不溶性モノアゾ顔料100重量部とテトラエチルシリ
ケート25重量部とエチルアルコール1000重量部を48時間
混合攪拌した後,水4重量部,1N塩酸0.2重量部とエチル
アルコール4重量部の混合液を添加し,さらに48時間混
合した後,別し,減圧乾燥後,100℃で10時間乾燥し
た。ここで得られた被覆顔料をポリ塩化ビニルに0.2重
量部添加し,可塑剤としてジオクチルフタレート50重量
部加え,120℃でロールミルで混合し,170℃で1mm厚にプ
レス成形した。次に,ポリ塩化ビニルに酸化チタン1.0
重量部,ジオクチルフタレート50重量部を添加し,同様
に混合し,成形した。各々の試験片を重ねて室温で100g
/cm2で1ケ月間加圧し,色の移行性を調べたところ色の
移行は殆んど認められなかつた。
比較例1,2 実施例1〜5に用いた有機顔料を無処理のままポリブチ
レンテレフタレートに0.2重量部添加し,十分に混合し
た後,射出成形機内で240℃,260℃,280℃,300℃の各温
度で溶融し,10分保持した後,射出成形した。その試験
片について実施例1〜5と同様にL,a,bを求め色差を算
出した。
この結果を第2表に示す。
比較例3 実施例6,7に用いた無処理の有機顔料をポリカーボネー
トに0.2重量部添加し,十分に混合した後,射出成形機
内で240℃,260℃,280℃,300℃の各温度で溶融し,10分保
持した後,射出成形した。その試験片について実施例1
〜5と同様にL,a,bを求め色差を算出した。この結果を
第2表に示す。
比較例4〜7 実施例8〜13に用いた無処理の有機顔料を高密度ポリエ
チレンに0.5重量部添加し,十分に混合した後,射出成
形機内で240℃,5分保持した後,60×90×1mmに射出成形
した。その試験片について実施例8〜13と同様に収縮率
を求めた。この結果を第2表に示す。
上記実施例および比較例から明らかなように本発明の被
覆有機顔料は何れも色の変化が小さく,優れた耐熱性を
示した。
また,成形品の収縮率についても本発明の被覆顔料は,
無処理顔料に比べてはるかに収縮率が小さく,成形性に
優れている。さらに耐移行性についても本発明の被覆顔
料は色の移行がなく,優れた耐移行性を有する。以上の
ように本発明に係る被覆有機顔料は,耐熱性,成形性,
耐移行性に優れており,さらに化学的に安定な金属酸化
物で被覆されていることから,耐薬品性,耐酸性,耐ア
ルカリ性,耐溶剤性,耐候性等にも優れる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】顔料表面に金属アルコキシドの加水分解に
    より形成された金属酸化物および/または金属水酸化物
    被覆を有する被覆有機顔料。
  2. 【請求項2】上記金属酸化物が該被覆顔料の0.1〜10重
    量%である特許請求の範囲第1項の顔料。
  3. 【請求項3】有機顔料に金属アルコキシドあるいは金属
    アルコキシドと溶媒の混合溶液を加えて湿式粉砕し,該
    金属アルコキシドの加水分解により該顔料表面に金属酸
    化物被膜を形成する被覆有機顔料の製造方法。
  4. 【請求項4】上記湿式粉砕と同時に,又はその後に,水
    を添加して金属アルコキシドの加水分解を促進する特許
    請求の範囲第3項の製造方法。
  5. 【請求項5】上記金属アルコキシドとして,アルミニウ
    ム,ジルコニウム,チタン,タングステン,モリブデン
    の各金属元素ないし珪素を夫々含むアルコキシドを用い
    る特許請求の範囲第3項の製造方法。
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