JPH07100770B2 - Method for producing carbon black paint - Google Patents
Method for producing carbon black paintInfo
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- JPH07100770B2 JPH07100770B2 JP2153208A JP15320890A JPH07100770B2 JP H07100770 B2 JPH07100770 B2 JP H07100770B2 JP 2153208 A JP2153208 A JP 2153208A JP 15320890 A JP15320890 A JP 15320890A JP H07100770 B2 JPH07100770 B2 JP H07100770B2
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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、黒色着色用、導電塗料、磁気記録媒体用バッ
クコート塗料などに用いるカーボンブラック塗料の製造
方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a carbon black paint used for black coloring, a conductive paint, a back coat paint for a magnetic recording medium, and the like.
従来の技術 従来よりカーボンブラックを分散し塗料を製造するには
ボールミル、サンドミルなどが用いられている。しかし
ながらこれらだけで高度な分散塗料を得るには分散工程
の前処理として高せん断力で粒子をほぐすための高粘度
(2000ポイズ以上)での混練工程が必ず必要であり、塗
料化設備としてプラネタリーミキサー、ニーダー、加圧
ニーダー、連続式ニーダー、二軸混練押し出し機などが
用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, ball mills, sand mills, etc. have been used to produce coating materials by dispersing carbon black. However, in order to obtain a highly dispersed paint only with these, a kneading process with a high viscosity (2000 poise or more) for loosening particles with a high shearing force is indispensable as a pretreatment of the dispersion process, and it is a planetary equipment for paint production. A mixer, a kneader, a pressure kneader, a continuous kneader, a twin-screw kneading extruder, etc. are used.
発明が解決しようとする課題 上記のように高度な分散塗料を得るためには高粘度での
混練工程が不可欠であるが、この混練工程では、分散物
が非常に高温となるため結合剤樹脂として良く用いられ
る硝化綿、ポリ塩化ビニルなどの分解について考慮する
必要がある。これらが熱分解すると脱硝酸、脱塩酸が発
生し、塗料が酸性状態になり、分散機、被塗装金属の腐
食が発生するため、熱安定性の良好な結合剤樹脂しか使
用できないという問題があった。さらにこれら粘土状の
混練物はボールミル、サンドミルで分散可能な粘度(20
から15ポイズ)まで希釈する工程が非常に困難で時間を
要するなどの問題があった。Problems to be Solved by the Invention A kneading step with high viscosity is indispensable in order to obtain a highly dispersed coating material as described above, but in this kneading step, the dispersion becomes extremely high in temperature as a binder resin. It is necessary to consider the decomposition of commonly used nitrification cotton, polyvinyl chloride, etc. When these are thermally decomposed, denitrification and dehydrochlorination occur, the paint becomes acidic, and the disperser and the metal to be coated are corroded.Therefore, there is a problem that only binder resin with good thermal stability can be used. It was Furthermore, these clay-like kneaded products have a viscosity (20
To 15 poise), the process was very difficult and time consuming.
また、高せん断力で分散する他の方法に3本ロールミ
ル、2本ロールミルによる分散・塗料化もあるが、これ
も分散物が非常に高温になったり、分散・塗料化中の塗
料が乾燥するためカーボンブラックの分散に良好な硝化
綿(乾燥状態では衝撃による自己発火性を持つ)を結合
剤樹脂として単独で用いることはできず、さらに結合剤
樹脂の熱分解についても考慮が必要であった。これらの
問題は製品の品質はもちろんのこと製造コストに悪影響
を及ぼしている。Another method of dispersing with high shearing force is to use a three-roll mill or a two-roll mill to disperse and paint, but this also causes the dispersion to become extremely hot, or the paint being dispersed and made into a paint dries. Therefore, it is not possible to use nitrified cotton (which has a self-ignition property by impact in a dry state) as a binder resin alone, which is good for dispersing carbon black, and it is necessary to consider the thermal decomposition of the binder resin. . These problems have an adverse effect on manufacturing cost as well as product quality.
本発明は上記問題を解決するものであり、カーボンブラ
ックの高度な分散状態の塗料化を単純な製造工程で、短
時間で行い、品質の安定した、製造コストの低いカーボ
ンブラック塗料を得るカーボンブラック塗料の製造方法
を提供することを目的とするものである。The present invention is to solve the above problems, and to obtain a highly dispersed carbon black paint in a simple manufacturing process in a short time, to obtain a carbon black paint of stable quality and low manufacturing cost. An object of the present invention is to provide a method for producing a paint.
課題を解決するための手段 本発明は上記問題を解決するため、種々の検討の結果カ
ーボンブラックの分散には分散・塗料化の前工程として
の湿潤工程が非常に効果的であることを見いだした。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention has found that, as a result of various studies, a wetting step, which is a pre-step of dispersing / painting, is very effective for dispersing carbon black. .
湿潤工程とはカーボンブラックと溶剤のみを混合する工
程であり、カーボンブラック粒子の表面を溶剤でよく濡
らし表面に付着した空気などのガスを押し出すことによ
ってカーボンブラック粒子表面への結合剤樹脂の吸着を
容易にし、分散性を向上させるものである。この湿潤工
程に用いることができる装置にはプラネタリーミキサー
があるがこれからの塗料の取り出しは容易ではない。The wetting step is a step of mixing only carbon black and a solvent, so that the surface of the carbon black particles is well wetted with the solvent and the gas such as air adhering to the surface is extruded so that the binder resin is adsorbed on the surface of the carbon black particles. It facilitates and improves dispersibility. An apparatus that can be used for this wetting step is a planetary mixer, but it is not easy to remove the paint from it.
湿潤工程に、本発明の特徴とするボールミルを使用する
と湿潤の効果も良く、結合剤樹脂との予備混合もボール
ミル中で可能な上、取り出しも容易であり次工程の分散
工程であるサンドミル用のタンクに直接取り出すことが
でき、すばやく分散工程に移行できる。さらに、サンド
ミルを使用するとボールミルを使用した場合と比較して
分散工程の時間を大幅に短縮できる。In the wetting process, the use of the ball mill, which is a feature of the present invention, has a good wetting effect, pre-mixing with the binder resin is possible in the ball mill, and it is easy to take out and is used for the sand mill which is the dispersion process of the next process. It can be taken out directly into the tank and can be quickly transferred to the dispersion process. Furthermore, the use of the sand mill can significantly reduce the time of the dispersion process as compared with the case of using the ball mill.
この方法は非常に単純であるが今まで行われていなかっ
た、なぜならばサンドミルを分散工程で用いる場合、分
散塗料の粘度は20ポイズ以上でないと分散媒体(ガラス
ビーズなど)の摩耗、割れが生じ塗料に混入し良くな
い、このことから予備混合された塗料の粘度は20ポイズ
以上でなければならない。ボールミルにより予備混合を
行う場合、20ポイズ以上の塗料ではボールミルから効率
良く取り出せず、ほとんどの塗料がボールミル内部に残
ってしまう。ポンプなどで吸引した場合でも内容物の6
割程度しか取りだせない。This method is very simple, but it has not been done so far because when the sand mill is used in the dispersion process, the dispersion medium must have a viscosity of 20 poise or more to cause abrasion and cracking of the dispersion medium (glass beads, etc.). The viscosity of the pre-mixed paint must be 20 poise or more, because it is not well mixed into the paint. When premixing with a ball mill, paints of 20 poise or more cannot be efficiently taken out from the ball mill, and most of the paint remains inside the ball mill. 6 of the contents even when sucked with a pump
I can only take out about a percentage.
しかしながら検討の結果、溶剤とカーボンブラックによ
る湿潤工程の後、結合剤樹脂を添加しボールミルを運転
すると数回転するだけでスラリー状であった湿潤物の粘
度が急激に下がり、運転を続けると2から3分後に再び
急激に粘度が上昇することが分かった。よって、結合剤
樹脂を添加した後のボールミルの運転を1分以内とし塗
料粘度が最低の状態で取り出しを行うとボールミル内部
の塗料はほとんど取り出すことができる。However, as a result of the study, after the wetting process with the solvent and carbon black, the viscosity of the wet material which was in the form of a slurry dropped sharply by rotating the ball mill with the addition of binder resin for several revolutions. It was found that the viscosity increased sharply again after 3 minutes. Therefore, if the operation of the ball mill after adding the binder resin is within 1 minute and the paint is taken out in the state where the paint viscosity is the minimum, almost all the paint inside the ball mill can be taken out.
作 用 本発明のカーボンブラック塗料の製造方法を、ボールミ
ルを用いた湿潤工程、予備混合工程とサンドミルを用い
た分散工程から構成することによって、高度な分散状態
のカーボンブラック塗料が単純な製造工程で短時間に得
られ、品質の安定した、製造コストの低いカーボンブラ
ック塗料が提供される。The carbon black paint in a highly dispersed state can be produced by a simple manufacturing process by configuring the carbon black paint manufacturing method of the present invention by a wetting process using a ball mill, a premixing process and a dispersion process using a sand mill. Provided is a carbon black paint which is obtained in a short time, has stable quality, and is low in manufacturing cost.
実施例 以下本発明を実施例を挙げて具体的に説明する。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
(実施例1) 湿潤工程の効果を知るため、湿潤工程を行うカーボンブ
ラック塗料Aと、湿潤工程を行わないカーボンブラック
塗料Bをボールミルのみを用いて作製した。(Example 1) In order to know the effect of the wetting step, a carbon black coating material A that was subjected to the wetting step and a carbon black coating material B that was not subjected to the wetting step were prepared using only a ball mill.
(カーボンブラック塗料A) 塗料製造方法 湿潤工程;スチールボールミル 分散工程;スチールボールミル 内容積100リットルのスチールボールミルに下記カーボ
ンブラックと有機溶剤を投入し、40rpmで5時間運転
し、カーボンブラックの湿潤を行った。(Carbon black paint A) Paint manufacturing method Wetting process; Steel ball mill Dispersing process: Steel ball mill The following carbon black and organic solvent are charged into a steel ball mill with an internal volume of 100 liters, and the carbon black is moistened by operating at 40 rpm for 5 hours. It was
カーボンブラック 5.0kg (三菱化成工業(株)製 商品名 MA−7B) 有機溶剤 シクロヘキサノン 6.5kg メチルエチルケトン 4.5kg その後、結合剤樹脂として、 ニトロセルロース溶液 4.5kg (旭化成工業(株)製 商品名 BTH 1/16のメチルエ
チルケトン溶液,固形分25重量%) を添加し、40rpmで25時間運転・分散し、カーボンブラ
ック塗料Aを得た。Carbon black 5.0 kg (Mitsubishi Chemical Co., Ltd., trade name MA-7B) Organic solvent cyclohexanone 6.5 kg Methyl ethyl ketone 4.5 kg Then, as a binder resin, nitrocellulose solution 4.5 kg (Asahi Kasei Co., Ltd. trade name BTH 1 / 16 methyl ethyl ketone solution (solid content 25% by weight) was added, and the mixture was operated and dispersed at 40 rpm for 25 hours to obtain carbon black paint A.
(カーボンブラック塗料B) 塗料製造方法 湿潤工程;無し 分散工程;スチールボールミル 湿潤工程を省いたカーボンブラック塗料の製造方法とし
て、カーボンブラック塗料Aと同じボールミルを用い
て、同様組成であるが下記材料を一度にボールミルに投
入し、40rpmで30時間運転・分散し、カーボンブラック
塗料Bを得た。(Carbon black paint B) Paint manufacturing method Wetting step; None Dispersion step; Steel ball mill As a method for manufacturing a carbon black coating that omits the wetting step, the same ball mill as carbon black coating A was used, but with the same composition, but the following materials were used. It was put into a ball mill at once, and was operated and dispersed at 40 rpm for 30 hours to obtain a carbon black paint B.
カーボンブラック 5.0kg (三菱化成工業(株)製 商品名 MA−7B) 有機溶剤 シクロヘキサノン 6.5kg メチルエチルケトン 4.5kg 結合剤樹脂 ニトロセルロース溶液 4.5kg (旭化成工業(株)製 商品名 BTH 1/16のメチルエ
チルケトン溶液,固形分25重量%) 上記2種類のカーボンブラック塗料AとBのカーボンブ
ラック分散状態を観察するため、各分散時間毎にボール
ミル内部のカーボンブラック塗料を採取し、ポリエチレ
ンテレフタレートフィルム上に25μmのギャップのアプ
リケーターを用い塗布し、その塗膜の光沢度を測定し
た。Carbon black 5.0kg (Mitsubishi Kasei Co., Ltd. trade name MA-7B) Organic solvent cyclohexanone 6.5kg Methyl ethyl ketone 4.5kg Binder resin nitrocellulose solution 4.5kg (Asahi Kasei Co. Ltd. trade name BTH 1/16 methyl ethyl ketone solution , Solid content 25% by weight) In order to observe the carbon black dispersion state of the above two types of carbon black paints A and B, the carbon black paint inside the ball mill was sampled at each dispersion time, and a gap of 25 μm was formed on the polyethylene terephthalate film. The coating was applied using the applicator of and the glossiness of the coating film was measured.
カーボンブラック塗料Aとカーボンブラック塗料Bのそ
れぞれの結果を比較して第1図に示す。The results of carbon black paint A and carbon black paint B are compared and shown in FIG.
これらの比較から明らかのように、湿潤工程を行ったカ
ーボンブラック塗料Aは光沢度の立ち上がりも早く、最
終の光沢度もカーボンブラック塗料Bと較べると高い。
以上のことからボールミルでの湿潤工程は非常に効果的
であることが判る。As is clear from these comparisons, the carbon black coating material A that has undergone the wetting process has a faster rise in glossiness, and the final glossiness is higher than that of the carbon black coating material B.
From the above, it can be seen that the wetting process in a ball mill is very effective.
しかしながら、分散工程にサンドミルを用いると、さら
に高度な分散状態のカーボンブラック塗料が得られる。However, if a sand mill is used in the dispersion step, a carbon black coating material in a more highly dispersed state can be obtained.
(実施例2) 分散工程にサンドミルを用いた2種類のカーボンブラッ
ク塗料を作製する。(Example 2) Two kinds of carbon black coating materials are produced by using a sand mill in the dispersion step.
(カーボンブラック塗料C) 塗料製造方法 湿潤工程;スチールボールミル 予備混合工程;スチールボールミル 分散工程;サンドミル 実施例1と同じ内容積100リットルのスチールボールミ
ルに下記カーボンブラックと有機溶剤を投入し、40rpm
で5時間運転し、カーボンブラックの湿潤を実施例1の
カーボンブラック塗料Aと同様に行った。(Carbon black paint C) Paint manufacturing method Wetting process; Steel ball mill Pre-mixing process; Steel ball mill Dispersion process; Sand mill The same carbon black and organic solvent as described in Example 1 are put into a steel ball mill having an internal volume of 100 liters, and 40 rpm.
The carbon black was wetted in the same manner as in the carbon black coating material A of Example 1 for 5 hours.
カーボンブラック 10.0kg (三菱化成工業(株)製 商品名 MA−7B) 有機溶剤 シクロヘキサノン 13.0kg メチルエチルケトン 9.0kg その後、結合剤樹脂として ニトロセルロース溶液 9.0kg (旭化成工業(株)製 商品名 BTH 1/16のメチルエ
チルケトン溶液,固形分25重量%) を添加し、40rpmで1分間運転しカーボンブラックと結
合剤樹脂の予備混合を行った。その後、塗料をボールミ
ルから取りだし、以下のサンドミル装置および条件の下
で分散を行い、カーボンブラック塗料Cを得た。Carbon black 10.0 kg (Mitsubishi Chemical Co., Ltd., trade name MA-7B) Organic solvent cyclohexanone 13.0 kg Methyl ethyl ketone 9.0 kg After that, nitrocellulose solution 9.0 kg as a binder resin (Asahi Kasei Co., Ltd. trade name BTH 1/16 Of methyl ethyl ketone solution (solid content: 25% by weight) was added, and the mixture was operated at 40 rpm for 1 minute to premix the carbon black and the binder resin. Then, the paint was taken out from the ball mill and dispersed under the following sand mill equipment and conditions to obtain carbon black paint C.
サンドミル; (株)井上製作所製スーパーミル 容量10リットル ディスク周速 12m/秒 塗料流量;1リットル/分 分散パス回数;6パス (カーボンブラック塗料D) 塗料製造方法 予備混合工程;ディゾルバー 分散工程;サンドミル 下記塗料材料をタンクに投入しディゾルバーにより2時
間混合した後、カーボンブラック塗料Cと同様にサンド
ミルにより分散し、カーボンブラック塗料Dを得た。Sand mill; Super mill made by Inoue Seisakusho Co., Ltd. Capacity 10 liter Disk peripheral speed 12 m / sec Paint flow rate; 1 liter / min Number of dispersion passes; 6 passes (Carbon black paint D) Paint manufacturing method Premixing process; Dissolver Dispersion process; Sand mill The following coating materials were put in a tank and mixed for 2 hours with a dissolver, and then dispersed by a sand mill in the same manner as the carbon black coating C to obtain a carbon black coating D.
カーボンブラック 10.0kg (三菱化成工業(株)製 商品名 MA−7B) 有機溶剤 シクロヘキサノン 13.0kg メチルエチルケトン 9.0kg 結合剤樹脂 ニトロセルロース溶液 9.0kg (旭化成工業(株)製 商品名 BTH 1/16のメチルエ
チルケトン溶液,固形分25重量%) 上記カーボンブラック塗料CとDのカーボンブラック分
散状態を観察するため、分散パス回毎に塗料を採取し、
実施例1と同様にアプリケーターを用いてポリエチレン
テレフタレートフィルム上に塗布した塗膜の光沢度を測
定した。Carbon black 10.0 kg (Mitsubishi Chemical Co., Ltd., trade name MA-7B) Organic solvent Cyclohexanone 13.0 kg Methyl ethyl ketone 9.0 kg Binder resin Nitrocellulose solution 9.0 kg (Asahi Kasei Co., Ltd. trade name BTH 1/16, methyl ethyl ketone solution) , Solid content 25% by weight) In order to observe the carbon black dispersion state of the above carbon black coatings C and D, the coating is sampled every dispersion pass,
The glossiness of the coating film applied on the polyethylene terephthalate film was measured using an applicator in the same manner as in Example 1.
カーボンブラック塗料CとDの分散の結果を比較して第
2図に示す。The results of dispersion of carbon black paints C and D are compared and shown in FIG.
これらの比較から明らかのように、ボールミルによる湿
潤の効果もよく、6パス目の光沢度も約20%高く、高度
な分散状態のカーボンブラック塗料が得られている。As is clear from these comparisons, the effect of wetting with a ball mill is good, the glossiness of the 6th pass is also about 20% higher, and a carbon black paint in a highly dispersed state is obtained.
またカーボンブラック塗料Cの場合、予備混合工程終了
後ボールミルから自然に取り出す場合の塗料の収率は98
%と高く、ボールミル内部のカーボンブラック塗料のほ
とんどが取り出せた。Further, in the case of carbon black paint C, the yield of the paint when taken out naturally from the ball mill after the premixing process is 98
%, And most of the carbon black paint inside the ball mill could be taken out.
さらに、第1図および第2図において、分散工程をボー
ルミル(カーボンブラック塗料A)とサンドミル(カー
ボンブラック塗料C)で比較すると最終的な光沢度はサ
ンドミルの方が約15%高く、分散時間も約5時間(サン
ドミル1パス当たり約50分)と短く、時間的にはボール
ミルにより分散する場合の約1/5程度とすることができ
た。Further, in FIGS. 1 and 2, when the dispersion process is compared between the ball mill (carbon black paint A) and the sand mill (carbon black paint C), the final gloss is about 15% higher in the sand mill and the dispersion time is also longer. It was as short as about 5 hours (about 50 minutes per one pass of the sand mill), and it was able to be about 1/5 of the time when dispersed by the ball mill.
発明の効果 以上のように本発明のカーボンブラックの製造方法によ
れば、カーボンブラックの高度な分散状態の塗料化を単
純な製造工程で短時間に行うことができ、品質の安定し
た、製造コストの低いカーボンブラック塗料を提供する
ことができ、その実用上の価値は大なるものがある。EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the method for producing carbon black of the present invention, the highly dispersed state of carbon black can be formed into a coating material in a short time by a simple production process, and the production quality is stable and the production cost is stable. It is possible to provide a low carbon black paint, and its practical value is enormous.
第1図はカーボンブラック塗料AとBのボールミル運転
・分散時間対光沢度の特性図、第2図はカーボンブラッ
ク塗料CとDのサンドミル分散パス回数対光沢度の特性
図である。 カーボンブラック塗料A… 湿潤工程を有し、分散工程をスチールボールミルで行っ
て製造した塗料、 カーボンブラック塗料B… 湿潤工程を有せず、分散工程をスチールボールミルで行
って製造した塗料、 カーボンブラック塗料C… 湿潤工程を有し、分散工程をサンドミルで行って製造し
た塗料、 カーボンブラック塗料D… 湿潤工程を有せず、分散工程をサンドミルで行って製造
した塗料。FIG. 1 is a characteristic diagram of ball mill operation / dispersion time vs. glossiness of carbon black paints A and B, and FIG. 2 is a characteristic diagram of sandmill dispersion pass times vs. glossiness of carbon black paints C and D. Carbon black paint A ... A paint that has a wetting process and is manufactured by performing a dispersion process in a steel ball mill, carbon black paint B ... A paint that is not equipped with a wetting process and is manufactured by performing a dispersion process in a steel ball mill, a carbon black paint C ... A coating having a wetting step and a dispersing step performed by a sand mill, carbon black coating D ... A coating having no wetting step and a dispersing step performed by a sand mill.
Claims (1)
散・塗料化する製造方法であって、ボールミルを使用し
てカーボンブラックと溶剤を混合する湿潤工程と、前記
ボールミルを使用して前記溶剤と混合されたカーボンブ
ラックと結合剤樹脂を予備混合する予備混合工程と、サ
ンドミルを使用して前記結合剤樹脂と予備混合されたカ
ーボンブラックを分散する分散工程からなるカーボンブ
ラック塗料の製造方法。1. A method for manufacturing a method of dispersing and coating carbon black using a binder resin, the method comprising: a wetting step of mixing carbon black and a solvent using a ball mill; and a solvent using the ball mill. A method for producing a carbon black paint comprising a premixing step of premixing the mixed carbon black and a binder resin, and a dispersing step of dispersing the carbon black premixed with the binder resin by using a sand mill.
Priority Applications (1)
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JP2153208A JPH07100770B2 (en) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | Method for producing carbon black paint |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0445176A JPH0445176A (en) | 1992-02-14 |
JPH07100770B2 true JPH07100770B2 (en) | 1995-11-01 |
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JP2153208A Expired - Fee Related JPH07100770B2 (en) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | Method for producing carbon black paint |
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- 1990-06-11 JP JP2153208A patent/JPH07100770B2/en not_active Expired - Fee Related
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