JPH07216251A - ZrまたはTiリン酸塩錯塩でコーティングされた有機顔料 - Google Patents
ZrまたはTiリン酸塩錯塩でコーティングされた有機顔料Info
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Abstract
顔料を含有する顔料組成物において、該コーティングが
金属リン酸塩錯塩からなり、その金属がジルコニウム、
チタンおよびそれらの混合物からなる群より選択され、
そして該コーティングの量が顔料を基準にして0.5乃
至100重量%。好ましくは0.5乃至40重量%、最
も好ましくは5乃至40重量%である顔料組成物を提供
する。 【効果】この顔料組成物は各種の優れた特性を有し、特
にこの組成物による着色物は高い光沢を有し、この組成
物は分散安定性と耐熱性に優れ、さらにこの組成物を用
いたミルベースまたは印刷インクはレオロジー特性に優
れる。この組成物を用いて着色されたプラスチックは耐
熱性に優れ、また該プラスチック部品は“そり”を生じ
ない。
Description
のリン酸塩錯塩の粘り強い(tenacious)コーティング
を有する有機顔料、その製造方法ならびその使用に関す
る。本顔料は優れた特性、特にその顔料を使用して得ら
れる着色物の高い光沢、その顔料の卓越した分散安定
性、ならびにその顔料を使用して製造されたミルベース
または印刷インクの非常に良好レオロジー特性によって
特徴づけられる。
料粒子をコーティングすることが、米国特許第3946
134号明細書に開示されている。この特許明細書に
は、かかるコーティングを有する無機および有機顔料
が、薬品および熱に対して向上された抵抗性を有し、か
つ優れた耐光堅牢性を示すと主張されている。
塩を用いて顔料粒子をコーティングすると、驚くべきほ
ど顕著に顔料の特性が向上されること、特に光沢、分散
安定性、耐熱性およびレオロジー特性に関して顔料特性
が改善されることが見いだされた。従って、本発明は、
その粒子表面に保護コーティングを有する有機顔料を含
有する顔料組成物に関し、そして該コーティングが金属
リン酸塩錯塩からなり、その金属がジルコニウム、チタ
ンおよびそれらの混合物からなる群より選択され、そし
て該コーティングの量が、顔料を基準にして、0.5乃
至100重量%、好ましくは40重量%まで、最も好ま
しくは5乃至40重量%であることを特徴とする。最も
有利なコーティングの量は、コーティングされるべき顔
料の比表面積に特に依存する。ジルコニウムおよび/ま
たはチタンの対リンのモル比は、好ましくは0.25:
0.75、より好ましくは0.45:0.55である。
フッ化物またはBF4 -イオンを、米国特許第39461
34号明細書に開示されているように、本保護コーティ
ングに配合することもできる。
タロン、インダントロン、フラバントロン、ピラントロ
ン、ジオキサジン、ペリノン、チオインジゴ、金属錯
塩、および特にジケトピロロピロール、キナクリドン、
ペリレン、アントラキノン、フタロシアニン、アゾ顔
料、イソインドリンおよびイソインドリノンが本新規顔
料組成物の製造に適する。好ましいのはキナクリドンで
あり、特にジケトピロロピロールが好ましい。
び/またはチタンである金属リン酸塩錯塩の粘り強いコ
ーティングを、有機顔料の粒子表面に付与する方法にも
関し、本発明の方法は、(a) 顔料を、Zrおよび/
またはTi塩またはキレート錯塩と一緒に、水または低
級アルキルアルコールまたはそれらの混合物の中へ常用
方法によって分散し、そして(b)撹拌しながら、リン
酸塩イオン供与化合物の水溶液を、顔料を基準にして
0.5乃至100重量%の金属リン酸塩錯塩が、好まし
く0.25:0.75の金属対リンのモル比において生
成されるような量で、添加するか、または最初に顔料を
リン酸塩イオン供与化合物と一緒に分散し、次に金属錯
塩または金属キレート錯塩の水溶液を、現場で顔料の粒
子表面にZrおよび/またはTiリン酸塩錯塩が形成さ
れ、そして保護層として沈殿するように、添加すること
を特徴とする。最初に顔料を金属塩または金属キレート
錯塩と一緒に分散し、次にリン酸塩イオンを供与する化
合物の溶液を添加するのが好ましい。
塩の例は、硫酸ジルコニウム、炭酸ジルコニウムアンモ
ニウム、酢酸ジルコニウム、プロピオン酸ジルコニウ
ム、塩化ジルコニウム、塩化チタン(IV)、硫酸チタンで
あり、そして好ましくは、下記式のキレートまたはそれ
らの混合物である。
ル、メトキシまたはエトキシであり、R2はメチルまたは
エチルであり、R3はハロゲンまたはC1-C4 アルコキシ
である)。置換分のハロゲンは臭素、ヨウ素、塩素が適
当であり、塩素が好ましい。C1-C4 アルコキシの例
は、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポ
キシ、n−ブトキシ、sec−ブトキシおよびtert
−ブトキシである。式中においてR1がメチルまたはエト
キシであり、R2がメチルであり、nが2であり、R3がC
1-C4 アルコキシ、最も好ましくはイソプロポキシであ
る式I、IIまたはIII のキレートのいずれかを使用する
のが好ましい。特に好ましいキレートは、ジルコニウム
およびチタンのアセチルアセトネートおよびチタン(IV)
トリエタノールアミン塩である。
チルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアル
コール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコー
ル、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアル
コールまたはアミルアルコールである。しかし、アルコ
ールを加えない水の中で分散を行なうのが好ましい。リ
ン酸塩イオンは、好ましくは典型的にはオルトリン酸、
メタリン酸またはピロリン酸またはそれらの塩の形で添
加される。たとえば、MH2 PO4 、M2 HPO4 また
はM3 PO4 、メタリン酸、クノル(Knorre)塩[(Na
PO3)3・6H2 O)、グラハム塩(Graham's salt)
[(NaPO3)6 ],カルゴン[(NaPO3 )12-13
・Na2 O],M2 H2 P2 O7 およびM4 P2 O7
(ここにおいて、MはNa,KまたはNH4 である)で
ある。オルトリン酸塩が好ましく、Na2 HPO4 およ
びNa3 PO4 が特に好ましい。混合物は、20乃至8
0℃の温度範囲、好ましくは室温において15分間乃至
2時間撹拌するのが適当である。
水溶液または懸濁物の形で添加するのが好ましい。この
目的のためには、二フッ化アンモニウム(NH4 HF
2 )、フッ化水素酸、フッ化ナトリウムが特に適当であ
ることが判明した。フッ化物イオンは、金属錯塩形成体
の添加と一緒に、またはその後に、懸濁物に添加するこ
とができる。フッ化物イオンの代わりにBF4 -イオンが
使用される場合には、そのアンモニウム塩の形で添加す
るのが好ましい。
に付与することができる。この付加的層は、たとえば米
国特許第4880472号明細書に開示されているよう
なシリカおよび/またはアルミナの金属酸化物保護層、
あるいは通常シランと呼ばれている、たとえばDynamit
Nobel 社から販売されているDYNASILAN (商標)のごと
きケイ酸のアルキルエステルの層、あるいはアクリル樹
脂の層でありうる。好ましいコーティング層は、米国特
許第4734137号明細書に記載されているアミノア
ルキルアクリレート樹脂を用いるコーティングである。
に独立的に水素、メチルまたはエチルであり、mは1乃
至6の整数である)のモノマーの単独重合によって、ま
たは該モノマーと共重合可能なモノマーと該モノマーと
の共重合によって得られるアミノアルキルアクリレート
樹脂層によってさらに付加的にコーティングされている
上記の顔料組成物にも関する。この付加的コーティング
は、常用方法によって、たとえば本新規な顔料組成物を
水中でスラリーにし、そして撹拌しながら、上記特許明
細書に記載されているような所望のコーティング剤を所
望の通常量で添加することによって付与することができ
る。
料、特に塗料系または印刷インクの形態の高分子有機材
料を顔料着色するのに特に好適である。本発明の顔料組
成物によって(顔料)着色されうる高分子有機材料の例
には、次のものがあげられる。セルロースエーテルおよ
びエステル類、たとえばエチルセルロース、ニトロセル
ロース、セルロースアセテート、セルロースブチラー
ト、天然樹脂または合成樹脂類、たとえばアミノプラス
ト、好ましくは尿素/ホルムアルデヒドおよびメラミン
/ホルムアルデヒド樹脂、アルキド樹脂類、フェノール
樹脂、ポリカーボネート類、ポリウレタン類、ポリエス
テル類、シリコーンおよびシリコーン樹脂のごとき重合
樹脂または縮合樹脂。これらは単独または混合して使用
しうる。フィルム形成剤として、溶解された形態の高分
子有機材料、たとえば煮あまに油、ニトロセルロース、
アルキド樹脂類、フェノール樹脂類、メラミン樹脂類、
アクリル樹脂類および尿素および/またはホルムアルデ
ヒド樹脂などもまた適当である。最終用途によっては、
本新規顔料組成物をトナーとして、または調合物の形態
で使用するのが好都合である。本顔料組成物は、被着色
高分子有機材料を基準にして、0.01乃至30重量%
の量、好ましくは0.1乃至10重量%の量で使用する
ことができる。
色は、組成物をそのまま、またはマスターバッチの形態
で、ロールミル、混合装置または摩砕装置を使用して基
質に配合することによって都合よく実施される。顔料着
色された材料は、そのあとそれ自体公知の方法によっ
て、たとえばカレンダ加工、モールディング、押し出
し、コーティング、キャスティングまたは射出成形によ
って所望の最終形状に加工される。多くの場合、非脆性
成形品を製造するため、または脆性を低減するために、
高分子有機材料に、 加工の前に、可塑剤を添加するの
が好ましい。適当な可塑剤の例は、リン酸、フタル酸ま
たはセバシン酸のエステルである。これらの可塑剤は、
本発明の組成物をポリマーに配合する前または後で添加
することができる。種々異なる色を得るために、本新規
組成物のほかに、フィラーまたはその他の発色成分、た
とえば白色顔料、彩色顔料、黒色顔料を任意の量で高分
子有機材料に添加することもできる。塗料系、コーティ
ング材料または印刷インクを顔料着色するためには、高
分子有機材料と本新規組成物とを、場合によってはフィ
ラー、その他の顔料、乾燥剤または可塑剤などを添加し
て、共通の有機溶剤または溶剤混合物中に一緒に微分散
または溶解させる。この場合に、個々の成分を別々に、
あるいはいくつかの成分を一緒にして、溶剤中に分散ま
たは溶解し、そしてそのあと全部の成分を混合するよう
にしてもよい。
色物は、良好な全般的堅牢性を示す。たとえば、優れた
透明性ならびに良好な上塗り堅牢性、マイグレーション
堅牢性、耐熱、耐光および耐候堅牢性を有する。最も注
目すべき特徴は、本発明の顔料組成物の卓越したレオロ
ジカル特性と塗料系および印刷インク系内における優秀
な分散安定性であり、さらに、本発明の顔料組成物を使
用して得られる上塗りは優れた光沢および卓越したDO
I(像鮮明度:distinctness of image)を示す。工業用
塗料において、本新規製品は優れた耐熱性を示す。本顔
料組成物は、良好なレオロジカル特性を有しているの
で、顔料濃度の高い(high loading)塗料を製造するこ
とも可能である。プラスチックに配合された場合にも、
本新規製品は優れた耐熱性を示し、そして本顔料組成物
を用いて顔料着色されたプラスチック部品には、実質的
にそり(ワープ)が生じない。本新規顔料組成物は、水
性および/または溶剤性塗料系の着色に非常に好適であ
り、なかんずく自動車用塗料の着色のために好適であ
る。最も好ましい用途はメタリック仕上げ塗料の着色で
ある。
する。別途記載のない限り、パーセントは重量パーセン
トである。実施例1 下記式
63.5g(たとえば米国特許第4579949号明細
書に従って製造)を、ジルコニウム(IV)アセチルアセト
ネートの4.8gと一緒に132mlの水中に分散する。
撹拌しながら、この懸濁物に、2時間半かけて、Na2HPO
4・12H2O の7.05gの水70ml中の溶液を導入する。
このあと、懸濁物を濾過し、残留物を水洗し、80℃に
おいて乾燥し、粉末化する。
ピロールの代わりに等量の下記式のジケトピロロピロー
ルを使用した。
て製造)。
6.8%水性濾過ケーキの27.2gを、下記式のチタ
ン(IV)トリエタノールアミン塩2.57gと一緒に水7
0ml中に分散する。
液)。撹拌しながら、この懸濁物に、約1時間かけて、
Na2HPO4・12H2O の3gの水40ml中の溶液をゆっくりと
添加する。このあと、懸濁物を濾過し、残留物を水洗
し、80℃において乾燥し、粉末化する。
アミン塩の代わりにZr(SO4)2・4H2O の1.26g使用
し、そしてNa2HPO4・12H2O の量を3gから2.53gに
減らした。
ラッカー塗料48gとを常用方法で混合した。 アルキド樹脂ALKYDAL(商標)F310(Bayer社製品、キシレン中60%) 56g メラミン樹脂CYMEL(商標)327(Cyanamid社製品、ブタノール中90%)13g キシレン 25g ブタノール 25g 1−メトキシ−2−プロパノール 2.5g シリコーン油(キシレン中1%) 1g 得られた着色レーキを、ガラス板上においてフィルムと
した。このフィルムをガラス板を25°傾斜して約30
分間放置することによって自然乾燥した後、空気循環炉
中において焼付けた(120℃で30分間)。このフィ
ルムの光沢値を、ドイツ工業規格DIN67 530の規定に
したがって20°の傾斜角度で光沢計〔Zehntner ZGM 1
020 (商標)〕 を使用して測定した。この上塗り塗膜
の光沢値は、コーティングしてない顔料を使用して得ら
れた上塗り塗膜の光沢値をはるかに上回っていた。実施
例1の生成物の代わりに、上記実施例2乃至4による各
生成物を使用した場合にも同様な結果が得られ、コーテ
ィングされていない顔料を使用して得られた塗膜に比較
して光沢がはるかに改善されていた。
ーキの128.5gとジルコニウム(IV)アセチルアセト
ネートの4.8gとを、水366.7g中に分散する。
撹拌しながら、これに、50分かけて、Na2HPO4・12H2O
の7.08gの水50ml中の溶液を添加する。この懸濁
物を希酢酸を用いてpH=5に調整し、さらに1時間撹拌
してから濾過する。濾過残留物を水で洗い、80℃にお
いて乾燥し、粉末化する。
255の36.8%の湿潤濾過ケーキの27.2gとジ
ルコニウム(IV)アセチルアセトネートの1.02gとを
水72g中に4時間分散させる。撹拌しながら、これ
に、40分間かけて、NaH2PO4・2H2Oの1.3gの水20
ml中の溶液を添加する。この懸濁物をさらに1時間撹拌
してから濾過する。濾過残留物を水で洗い、80℃にお
いて乾燥し、粉末化する。
の36.96%濾過ケーキの27.06gとジルコニウ
ム(IV)アセチルアセトネートの2.24gとを、水71
g中に4時間分散する。撹拌しながら、これに、40分
かけて、Na2HPO4・12H2O の3.3gの水40ml中の溶液
を添加する。この懸濁物を希酢酸を用いてpH=5に調整
し、さらに1時間撹拌してから濾過する。濾過残留物を
水で洗い、乾燥し、粉末化する。
[3,4−c]ピロールから出発した点を除き、実施例
1と同様に操作を実施した。
例9の操作を繰り返した。 実施例 金属塩または金属キレート錯塩 10 チタン(IV)トリエタノールアミン塩 11 Zr(SO4 )2 12 Ti(O)SO4 13 ジルコニウム(IV)アセテート
物から出発して実施例5の操作を繰り返した。得られた
上塗りの光沢は、コーティングされていない顔料を使用
して得られた上塗りよりも驚くべきほどに優れていた。
を水580ml中に分散する。このあと、水酸化ナトリウ
ムの47%水溶液34.9gを添加し、そしてこの混合
物を、完全な溶液が得られるまで、撹拌しながら40℃
に加熱する。得られた溶液を、氷を添加して、0℃に冷
却する。これに、水50ml中の亜硝酸ナトリウムの2
7.6gの溶液を添加し、続いて36%塩酸90.0g
を添加する。このジアゾ化スラリーを、温度を0℃に保
持しながら、28分間撹拌する。2−ヒドロキシ−3−
ナフトエ酸75.2gを、水1300mlと水酸化ナトリ
ウムの47%水溶液42.6gとの混合物に40℃の温
度において溶解する。このカップリング成分の溶液を、
氷を添加して、5℃に冷却する。このカップリング成分
の溶液に、上記のジアゾ化スラリーを、撹拌しながら、
30分間で添加する。最初にpHは10.6乃至10.8
に低下する。このあと、希水酸化ナトリウム溶液を添加
してpH値を保持する。得られた懸濁物に、固体塩化カル
シウムの126.8gを添加し、そして温度を5乃至8
℃に保持しながら撹拌を75分間続ける。次に、この懸
濁物を15分間で70℃まで加熱し、その後、濾過す
る。得られたCa4B濾過ケーキを、塩がなくなるま
で、水洗する。
を、水258.2g中に2時間高速分散する。ジルコニ
ウム(IV)アセチルアセトネートの6.88gを添加し、
この混合物を7時間高速撹拌する。次に、水19ml中Na
2HPO4・12H2O の10.1gの水19ml中の溶液を、室温
において、2時間15分かけて添加する。この懸濁物を
濾過し、残留物を水洗し、70℃において一晩乾燥し、
そのあと90℃において4時間焼きあげる。
のトルエン−フェノール樹脂グラビアインク(樹脂2.
05g含有)50.0gとを、ボールミルを使用して1
6時間分散した。得られたインクで常法によりグラビア
印刷した。インク分散物の品質、ならびにそれによって
得られた印刷物の透明度および光沢は、コーティングさ
れていない顔料を使用して得られた対応するものに比較
して驚くべきほどに優れていた。
Claims (16)
- 【請求項1】 その粒子表面に保護コーティングを有す
る有機顔料を含有する顔料組成物において、該コーティ
ングが金属リン酸塩錯塩からなり、その金属がジルコニ
ウム、チタンおよびそれらの混合物からなる群より選択
され、そして該コーティングの量が顔料を基準にして
0.5乃至100重量%、好ましくは5乃至40重量%
であることを特徴とする顔料組成物。 - 【請求項2】 その顔料が、ジケトピロロピロール、キ
ナクリドン、ペリレン、アントラキノン、フタロシアニ
ン、アゾ、イソインドリンまたはイソインドリノン系の
顔料である請求項1記載の顔料組成物。 - 【請求項3】 その顔料が、ジケトピロロピロールまた
はキナクリドン系の顔料である請求項1記載の顔料組成
物。 - 【請求項4】 さらに付加的に、式 【化1】 (式中、R6は水素またはメチルであり、R4とR5とは互い
に独立的に水素、メチルまたはエチルであり、nは1乃
至6の整数である)のモノマーの単独重合によって、ま
たは該モノマーと共重合可能なモノマーと該モノマーと
の共重合によって得られるアミノアルキルアクリレート
のコーティングを有する請求項1記載の顔料組成物。 - 【請求項5】 金属がジルコニウムおよび/またはチタ
ンである金属リン酸塩錯塩の粘り強いコーティングを有
機顔料の粒子表面に付与する方法において、(a) 顔
料を、Zrおよび/またはTi塩またはキレート錯塩と
一緒に、水または低級アルキルアルコールまたはそれら
の混合物の中へ常用方法によって分散し、そして(b)
撹拌しながら、リン酸塩イオン供与化合物の水溶液を、
顔料を基準にして0.5乃至100重量%の金属リン酸
塩錯塩が、好ましく0.25:0.75の金属対リンの
モル比において生成されるような量で、添加するか、ま
たは最初に顔料をリン酸塩イオン供与化合物と一緒に分
散し、次に金属錯塩または金属キレート錯塩の水溶液
を、現場で顔料の粒子表面にZrおよび/またはTiリ
ン酸塩錯塩が形成され、そして保護層として沈殿するよ
うに、添加することを特徴とする方法。 - 【請求項6】 顔料を基準にして、5乃至40重量%の
金属リン酸塩錯塩が得られる請求項5記載の方法。 - 【請求項7】 最初に顔料を金属塩または金属キレート
錯塩と一緒に分散し、そして次にリン酸塩イオンを供与
する化合物の溶液を添加する請求項5記載の方法。 - 【請求項8】 Zr塩またはTi塩、または硫酸ジルコ
ニウム、炭酸ジルコニウムアンモニウム、酢酸ジルコニ
ウム、プロピオン酸ジルコニウム、塩化ジルコニウム、
塩化チタン(IV)、硫酸チタンおよび下記式のキレート、
あるいはそれらの混合物からなる群より選択された錯塩
を使用する請求項5記載の方法 【化2】 (式中、nは1乃至3の整数であり、R1はメチル、エチ
ル、メトキシまたはエトキシであり、R2はメチルまたは
エチルであり、R3はハロゲンまたはC1-C4 アルコキシ
である)。 - 【請求項9】 R1がメチルまたはエトキシであり、R2が
メチルであり、nが2であり、そしてR3がC1-C4 アル
コキシである式I、IIまたはIII のキレートを使用する
請求項8記載の方法。 - 【請求項10】 リン酸塩イオン供与化合物が、オルト
リン酸、MH2 PO4 、M2 HPO4 またはM3 PO
4 、メタリン酸、クノル塩[(NaPO3 )3・6H2
O)、グラハム塩[(NaPO3 )6 ],カルゴン
[(NaPO3 )12-1 3 ・Na2 O],M2 H2 P2 O
7 およびM4 P2 O7 (ここにおいてMはNa,Kまた
はNHである)からなる群より選択される請求項5記載
の方法。 - 【請求項11】 オルトリン酸が使用される請求項10
記載の方法。 - 【請求項12】 分散が水中において行なわれる請求項
5記載の方法。 - 【請求項13】 フッ化物またはフルオロホウ酸塩イオ
ンが、付加的に配合される請求項5記載の方法。 - 【請求項14】 請求項1記載の顔料組成物を含有する
高分子有機材料。 - 【請求項15】 塗料系または印刷インクである請求項
14記載の高分子有機材料。 - 【請求項16】 自動車用ラッカーである請求項15記
載の高分子有機材料。
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