明 糸田
水 性顔 料 分 散液 、 そ の 製 法 お よ び
そ れ を 含有 し て な る 水 性 ィ ン キ 技術 分 野
本 発 明 は 、 水 性 顔料 分 散 液 、 そ の 製 法 お よ びそ れ を 含 有 し て な る 水 性 イ ン キ に 関 す る 。 さ ら に 詳 し く は 、 耐光 性 、 耐水 性 、 耐 ア ル カ リ 性 お よ び耐溶 剤 性 に す ぐれ 、 し か も 経 時安 定 性 に も す ぐれ 、 た と え ば塗料 、 紙 コ ー テ ィ ン グ 、 捺 染 、 筆記 具 用 イ ン キ 、 印 刷 イ ン キ 、 イ ン ク ジ ェ ッ ト イ ン キ 、 カ ラ ー フ ィ ル 夕 、 化 粧料 、 静電 ト ナ ー な ど に 好 適 に 使 用 し う る 水 性顔 料 分 散 液 、 該 水性顔 料 分 散 液 を 容 易 に 製造 し う る 方 法 お よ び該 水 性 顔 料 分散 液 を 含有 し た 水 性 ィ ン キ に 関 す る 。 背 景 技術
一般 に 、 塗料 、 印 刷 イ ン キ 、 筆 記 具 用 イ ン キ な ど の 用 途 に 顔 料 が用 い ら れ て い る が 、 元 来 よ り 、 溶 剤 系 の も の が 主 流 で あ っ た 。 と こ ろ が 、 使 用 さ れ て い る 溶 剤 力 人体 に 悪影 響 を 及 ぼす お そ れ が あ る こ と や 省 資 源 お よ び公 害 対 策 の 点 で 、 最 近 で は 溶 剤 系 の 塗料 や イ ン キ か ら 水 系 の 塗料 や イ ン キ へ と 移行 さ れ つ つ あ る 。 し か し な が ら 、 こ れ ら 塗料 や イ ン キ の 分 野 で は 、 耐光性 、 耐水 性 、 耐 ア ル 力 リ 性 、 耐溶 剤 性 な ど の 諸 物 性 が 要 求 さ れ て い る が 、 水 系 の 塗料ゃ ィ ン キ の ば あ い に は 、 こ れ ら の 物 性 に 関 し て か な り の 問 題 が発 生 し て い る 。
た と え ば塗料分野 に お い て 、 顔料 の 分散剤 と し て界面 活性剤 を 使用 し た ば あ い に は 、 塗料化 し た 際 の 耐水性な ど の 塗膜性能がか な り わ る く な る た め 、 一般 に は 、 ァ ル 力 リ 中 和 型 の 水溶性樹脂が分散剤 と し て 使用 さ れて き た c し か し な 力 S ら 、 前記水溶性樹脂 を 用 い た と し て も 、 耐ァ ル カ リ 性ゃ耐溶剤性な ど の 塗膜性能 は溶剤 系 の 塗料 と 比 較 し て 見劣 り す る も の で あ り 、 性能 と し て は満足 し う る も の で はな カゝ つ た 。
同 様 に 、 筆記 具用 イ ン キ も 、 筆記性能 と と も に 、 耐水 性 、 耐ア ル カ リ 性 、 耐溶剤 性な ど の 諸物性が要求 さ れて い る が 、 経時安定性 も 含 め て完全 に は満足 さ れて い な い の が現状で あ る 。
そ こ で 、 こ れ ら の 欠 点 を解消 す る も の と し て 、 た と え ばィ オ ン性基 を 有す る 架橋樹脂粒子で顔料 を 分散 さ せ る こ と に よ っ て耐溶剤性 を 向 上 さ せ 、 貯蔵 中 の 顔料 の 凝集 を 防 い だ 水 性 塗 料 組成 物 ( 特 開 平 2 — 2 2 3 6 7 号 公 報) 、 イ ソ シ ァ ネ ー ト 基 を 末端基 と す る ウ レ タ ン 系 ポ リ マ ー を 該ィ ソ シ ァ ネ 一 ト 基 を 反 応 さ せ て 架橋 さ せ た 水性 架橋樹脂分散体 と 、 顔料 と を 練 肉 さ せ た 印刷 イ ン キ 用 顔 料含有 被覆組成物 (特 開 平 7 — 1 3 8 5 1 8 号公報) 、 ァ ニ オ ン 系 架橋樹脂粒子 と し て ポ リ ウ レ タ ン樹脂 を 用 い て 酸性下で共沈 さ せ 、 再分散 さ せ て 発色や光沢 を 向 上 さ せ た 水性被覆組成物 (特 開 平 8 — 1 7 0 0 3 9 号公報) な ど が提案 さ れて い る 。 し カゝ し な 力 S ら 、 こ れ ら は い ずれ も 分散剤 と し て 架橋樹脂 を 用 い た も の で あ り 、 か か る 架 橋樹脂 に よ る 顔料分散で は 、 架橋樹脂 自 身 の 分子鎖 が長 く 、 顔料 に 吸着 し に く い た め 、 粒子 を 細 か く す る こ と が 困難で 、 経時安定性 に も 悪影響 を 与 え て お り 、 充分 に 満
足 し う る も の で な レ 。
ま た た と え ば、 顔料分散剤 と し て特定 の カ ル ボ ン 酸 と 脂肪族ポ リ オー ルお よ びイ ソ シ ァ ネ ー ト を 相互作用 さ せ て用 レゝ る こ と に よ り 、 高湿度で あ っ て も 印刷 イ ン キ 塗着 被覆層 か ら の 顔料 の 溶 出 を 防 ぐ方 法 (特 開 昭 5 5 - 1 3 4 6 3 5 号公報) や 、 分散剤 と し て親水性部分 と 親油性 部分 と を 併有す る ポ リ エ ス テ ル を 主成分 と す る 重合体 を 使用 し 、 耐光性 、 耐水性 、 耐溶剤性お よ び顔料 の 分散安 定性 を 向 上 さ せ る 筆記具用 水性イ ン キ の 製法 (特 開 昭 6 0 _ 2 6 0 7 0 号公報) な ど が数 多 く 提案 さ れて い る 。 し カゝ し な が ら 、 こ れ ら の 方法 に よ っ て え ら れた顔料 ィ ン キ は 、 耐水性 、 耐 ア ル カ リ 性お よ び耐溶剤性が充分 に 向 上 し て い な か っ た り 、 分散が不充分な た め 、 経時安定性 がわ る く 沈澱 を 起 こ し た り 、 さ ら に は耐光性が劣 っ て い る な ど 、 品質 的 に 満足 し う る も の で はな い 。
さ ら に は 、 特 開 平 3 — 2 2 1 1 3 7 号公報ゃ特 開 平 9 - 1 5 1 3 4 2 号公報 に は 、 顔料 を 樹脂 に 包含 し て カ ブ セ ル化 さ せ た 水性分散液が 開 示 さ れて お り 、 該水性分散 液 を 得 る 際 に 、 分散工程が省 力 化 さ れた り 、 水性分散液 が耐水性お よ び再分散性 に す ぐれ る と い っ た 特徴が あ る し か し な が ら 、 こ れ ら の 水性分散液 は 、 そ の 製法上 、 有 機相 か ら の転相 乳化工程が必要で あ り 、 ま た 有機相 中 の 溶剤 を 除去 、 回収 し な けれ ばな ら ず、 ェ程が煩雑で あ る 本発 明 は、 前記従来技術 に 鑑みて な さ れた も の で あ り た と え ば塗料 、 紙 コ ー テ ィ ン グ 、 捺染 、 筆記具用 イ ン キ 印刷 イ ン キ 、 イ ン ク ジ ェ ッ ト イ ン キ 、 カ ラ ー フ ィ ル 夕 、 化粧料 、 静電 ト ナ ー な ど に 用 い た 際 に 、 耐光性 、 耐水性 耐 ア ル カ リ 性お よ び耐溶剤性 に す ぐれ 、 し か も 経時安定
性 に も す ぐれ る と い っ た 水 性 顔 料 分 散 液 、 そ の 容 易 な 製 法 お よ びそ れ を 含 有 し た 水 性 ィ ン キ を 提 供 す る こ と を 目 的 と す る 。 発 明 の 開 示
本 発 明 は 、
水 可 溶 性 ま た は 自 己 乳 化 性 の カ ル ボ キ シ ル 基含 有 熱 可 塑 性樹 脂 で顔 料 を 分 散 さ せ て な る 分 散液で あ っ て 、 顔 料 と 力 ル ポ キ シ ル基含 有 熱 可 塑性 樹脂 と の 割 合 ( 顔 料 / カ ル ポ キ シ ル 基含 有 熱 可 塑性 樹脂 ( 有 効 固 形 分 重 量 比 ) ) が
1 0 Z 1 0 〜 1 0 Z 1 で あ り 、 顔 料 を 分 散 さ せ た の ち に カ ル ボ キ シ ル 基含 有 熱 可 塑性 樹脂 が 架 橋 剤 に て 架 橋 し 、 架 橋 剤 と カ ル ボ キ シ ル 基 含 有 熱 可 塑性樹 脂 と の 割 合 ( 架 橋 剤 Zカ ル ボ キ シ ル基 含 有 熱 可 塑性 樹脂 ( 有 効 固 形 分 重 量 比 ) ) が 1 Z 1 0 0 〜 5 0 Z 1 0 0 で あ る こ と を 特徴 と す る 水 性顔料 分 散液 ;
( 1 ) 顔料 と 水 可 溶 性 ま た は 自 己 乳 化 性 の カ ル ボ キ シ ル 基含 有 熱 可 塑性 樹脂 と を 予 備 分 散 さ せ 、 混 合 物 を 調 製 す る 工 程 、
( 2 ) 前 記 混 合 物 を 分 散 機 に て 処 理 し 、 カ ル ボ キ シ ル 基 含 有 熱 可 塑性 樹脂 で 顔 料 を 分 散 さ せ て 分 散 液 を 調 製 す る ェ程 、
( 3 ) 前 記 分散 液 中 の カ ル ボ キ シ ル基含 有 熱 可 塑性 樹脂 を 架 橋 剤 に て 架 橋 さ せ る 工程 お よ び
( 4 ) 顔料 お よ び架 橋 し た 力 ル ポ キ シ ル 基含 有 熱可 塑性 樹脂 を 含 む 分 散 液 の P H を ア ル カ リ 側 に 調 整 す る 工 程 か ら な る こ と を 特 徴 と し 、 架 橋 反 応 終 了 時 の p H が 6 . 0 〜 8 . 0 の 範 囲 で あ る 前 記 水 性 顔 料 分 散 液 の 製
法 ; な ら び に
前記水 性 顔 料 分 散液 を 含 有 し て な る 水 性 イ ン キ
に 関 す る 。 発 明 を 実施 す る た め の 最 良 の 形 態 本 発 明 の 水 性顔 料 分散 液 は 、 前 記 し た よ う に 、 水 可 溶 性 ま た は 自 己 乳 化 性 の カ ル ボ キ シ ル 基含 有 熱 可 塑性 樹脂 ( 以 下 、 単 に 熱 可 塑性 樹 脂 と も い う ) で 顔料 を 分散 さ せ た 分散 液 で 、 顔 料 と 熱 可 塑性 樹脂 と の 割 合 ( 顔 料 Z 熱 可 塑性樹脂 ( 有 効 固 形 分 重 量 比 ) ) が 1 0 Z 1 0 〜 1 0 / 1 で あ り 、 顔 料 を 分散 さ せ た の ち に 熱 可 塑性 樹脂 が 架 橋 剤 に て 架橋 し 、 架 橋 剤 と 熱可 塑性 樹脂 と の 割 合 ( 架 橋 剤
/ 熱 可 塑性樹脂 ( 有 効 固 形 分 重 量 比 ) ) が 1 / 1 0 0 〜 5 0 / 1 0 0 で あ る も の で あ る 。
本 発 明 に 用 い ら れ る 熱可 塑性 樹脂 は 、 顔料 の 分散 剤 と し て 作 用 す る も の で あ り 、 顔 料 と の 混和 性や 分 散性 に す ぐれ る 。 該 熱 可 塑性樹脂 は 、 あ く ま で 水 系 で の 分散 性 能 な ら び に 安 定 化 に お け る 優位性 と い う 点 を 考 慮 し 、 水 可 溶 性 ま た は 自 己 乳 化 性 を 示す も の で あ る 。 ま た 、 該 熱可 塑性 樹脂 は 力 ル ポ キ シ ル 基 を 有 す る も の で あ る が 、 そ の 数 に は と く に 限 定 が な く 、 さ ら に 該 カ ル ボ キ シ ル 基 以 外 に も 、 た と え ば水 酸基 、 カ ル ボ ニ ル基 な ど の 官 能 基 を 有 し て い て も よ い 。
前記 熱可 塑性 樹脂 の 代 表例 と し て は 、 た と え ばポ リ 酢 酸 ビ ニ ル 、 ポ リ ビ ニ ル ア ル コ ー ル 、 ァ セ タ ー ル 樹脂 な ど 酢 酸 ビ ニ ル 系 樹 脂 : ポ リ ア ク リ ル 酸 エ ス テ ル 、 ポ リ ア ク リ ロ 二 ト リ ル 、 ポ リ ア ク リ ル ア ミ ド な ど の ア ク リ ル 系 樹 脂 ; テ ル ペ ン 樹 脂 ; ポ リ ウ レ タ ン 系 樹 脂 ; ナ イ ロ ン 、 シ
リ コ 一 ン 樹脂 な ど の ポ リ ア ミ ド 系 樹脂 な ど が あ げ ら れ る が 、 と く に ア ク リ ル 系 樹脂 お よ び ポ リ ウ レ タ ン 系 樹 脂 力 好 ま し く 用 い ら れ る 。
前 記 ア ク リ ル 系 樹 脂 は 、 耐光性 に す ぐれ 、 加 工 し や す い と い う 点 カゝ ら と く に 好 ま し レゝ 。 該 ァ ク リ ル 系 樹脂 の 具 体例 と し て は 、 た と え ば ス チ レ ン ー ァ ク リ ル酸 共 重 合体 ス チ レ ン 一 メ チ ル ス チ レ ン 一 ア ク リ ル 酸 共 重 合体 、 ス チ レ ン 一 ア ク リ ル 酸 一 ( メ タ ) ア ク リ ル 酸 エ ス テ ル ( な お か か る エ ス テ ル と は 、 炭 素 数 1 〜 4 程 度 の 低級 ア ル キ ル エ ス テ ル を い う 、 以 下 同 様 ) 共 重 合体 、 ス チ レ ン — メ タ ク リ ル 酸共 重 合体 、 ス チ レ ン 一 メ 夕 ク リ ル 酸 一 ( メ タ ) ア ク リ ル酸 エ ス テ ル 共 重 合体 、 ア ク リ ル酸 一 ( メ タ ) ァ ク リ ル 酸 エ ス テ ル 共 重 合体 、 メ 夕 ク リ ル 酸 一 ( メ タ ) ァ ク リ ル 酸 エ ス テ ル 共 重 合 体 な ど の ( メ タ ) ア ク リ ル 酸 系 共 重 合体 ; ス チ レ ン 一 マ レ イ ン 酸 共 重 合 体 、 ス チ レ ン 一 メ チ ル ス チ レ ン 一 マ レ イ ン 酸 共 重 合体 、 ス チ レ ン — ァ ク リ ル 酸 エ ス テ ル ー マ レ イ ン 酸 共 重 合 体 、 ス チ レ ン — メ タ ク リ ル 酸 エ ス テ ル — マ レ イ ン 酸 共 重 合 体 な ど の マ レ イ ン 酸 系 共 重 合体 ; ス チ レ ン ー ァ ク リ ル酸 エ ス テ ル — ス チ レ ン ス ル ホ ン 酸 共 重 合 体 、 ス チ レ ン 一 メ 夕 ク リ ル ス ル ホ ン 酸 共 重 合体 、 ス チ レ ン 一 ア ク リ ル 酸 エ ス テ ル 一 ァ リ ル ス ル ホ ン 酸 共 重 合体 な ど の ス チ レ ン 系 共 重 合体 が あ げ ら れ こ れ ら は 単独 で ま た は 2 種 以 上 を 適宜 組 み 合 わ せ て 用 い る こ と が で き る 。
前 記 ポ リ ウ レ タ ン 系 樹脂 は 、 密 着 性 お よ び柔 軟性 に す ぐれ る と い う 点 力、 ら と く に 好 ま し レ 。 該 ポ リ ウ レ タ ン 系 樹脂 は 、 樹脂 成 分 の な か で ポ リ オ ー ル の 種類 に よ っ て 分 類 さ れ 、 た と え ばポ リ エ ス テ ル 系 ポ リ ウ レ タ ン 、 ポ リ 力
„ ー ポ ネ ー 卜 系 ポ リ ウ レ タ ン 、 ポ リ エ ー テ ル 系 ポ リ ウ レ 夕 ン な ど が あ げ ら れ 、 こ れ ら は 単 独 で ま た は 2 種 以 上 を 組 み 合 わ せ て 用 い る こ と が で き る 。
ま た 前 記 熱可 塑性樹脂 と し て 、 数 平 均 分子 量 2 0 0 0 〜 2 0 0 0 0 お よ び酸価 3 0 〜 3 0 0 を 有 す る も の が好 ま し い 。 顔 料 に 対 し て す ぐれ た 分 散能 が 発 揮 さ れ る た め に は 、 該数 平 均 分子 量 が 2 0 0 0 以 上 、 好 ま し く は 2 5 0 0 以 上 で あ り 、 ま た 2 0 0 0 0 以 下 、 好 ま し く は 1 5 0 0 0 以 下 で あ る こ と が望 ま し い 。 ま た た と え ば有 機 ァ ミ ン で の 中 和 を 行 な う ば あ い に 、 水 溶 化 が 困 難 で 分 散能 が 低 下 し な い よ う に す る た め に は 、 該 酸価 が 3 0 以 上 、 好 ま し く は 5 0 以 上 で あ る こ と が望 ま し く 、 最終 的 に 水 性顔 料 分散 液 が呈 す る 耐水 性 が 低 下 し な い よ う に す る た め に は 、 該酸価 が 3 0 0 以 下 、 好 ま し く は 2 5 0 以 下 で あ る こ と が望 ま し レ、 。
本 発 明 に 用 レゝ ら れ る 顔料 に は と く に 限 定 が な く 、 種 々 の 有 機 顔 料 お よ び無 機 顔 料 を 用 い る こ と が で き る 。
前 記 顔 料 の 代 表 例 と し て は 、 た と え ば ァ ゾ レ ー キ 、 不 溶 性 モ ノ ァ ゾ 顔 料 、 不 溶 性 ジ ス ァ ゾ 顔 料 、 キ レ ー ト ァ ゾ 顔 料 な ど の ァ ゾ顔 料類 ; フ タ ロ シ ア ニ ン 顔料 、 ペ リ レ ン 顔 料 、 ペ リ ノ ン 顔 料 、 ア ン ト ラ キ ノ ン 顔料 、 キ ナ ク リ ド ン 顔料 、 ジ ォ キ サ ジ ン 顔 料 、 チ ォ イ ン ジ ゴ顔 料 、 イ ソ ィ ン ド リ ノ ン 顔料 、 キ ノ フ タ ロ ン 顔 料 、 ジ ケ ト ピ ロ 口 ピ ロ ー ル顔 料 、 ベ ン ツ イ ミ ダ ゾ ロ ン 顔 料 、 ス レ ン 顔 料 な ど の 多 環 式 顔 料 類 な ど の 各 種 有 機 顔 料 や 、 酸 化 チ タ ン 、 酸化 鉄 、 ベ ン ガ ラ 、 酸 化 ク ロ ム な ど の 酸 化 物 な ど の 各 種 無 機 顔 料 や 、 カ ー ボ ン ブ ラ ッ ク 、 蛍 光 顔料 、 真珠光 沢 顔 料 な ど が あ げ ら れ 、 こ れ ら は 単 独 で ま た は 2 種 以 上 を 混 合 し
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n メ ン ト · イ エ ロ 一 42 ( C. I . 77492) 、 ビ グ メ ン ト · ホ ヮ イ ト 6 ( C. 1.77891 ) 、 ピ グ メ ン ト · ブ ル ー 27 ( C . I .77510 ) 、 ビ グ メ ン ト ' ブ ル 一 29 (に I . 77007 ) 、 ピ グ メ ン ト · ブ ラ ッ ク 7 ( C. I . 77266 ) な ど が あ げ ら れ る 。
な お 、 本 発 明 に お い て は 、 粒子 径 が 小 さ く な り や す く . 比 重 も 小 さ い こ と 力ゝ ら 、 安 定 性 の 面 で 有 機 顔 料 を 用 い る こ と が好 ま し い 。 ま た 、 顔 料 の 形 態 に は と く 〖こ 限定 が な く 、 各 種 表 面 処 理 を 施 し た 物 、 粉体 、 水性 ペ ー ス ト な ど の い ずれ で あ っ て も よ い 。 ま た 、 顔 料 の 一 次粒子径 は 、 分散 性 を 考 慮す る と 、 通 常 0 . 1 m程 度 以 下 で あ る こ と が好 ま し レ 。
前 記 顔 料 と 熱 可 塑性 樹脂 と の 割 合 ( 顔 料 Z熱 可 塑性樹 脂 ( 有 効 固 形 分 重 量 比 ) ) は 、 顔 料 分 散 に お い て 最 大 の 効 果 が発 揮 さ れ る よ う な 、 か つ 過 剰 な 割 に 効 果 が み ら れ ず 、 コ ス ト 高 と な ら な い よ う な 樹脂 量 と い う 点 を 考 慮す る と 、 1 0 Z 1 0 以 上 、 好 ま し く は 1 0 ノ 7 以 上 で あ り ま た 顔 料 分 散 に お け る 必 要 最 低 限 の 樹脂 量 と い う 点 を 考 慮 す る と 、 1 0 1 以 下 、 好 ま し く は 1 0 ノ 1 . 5 以下 で あ る 。
本 発 明 の 製 法 に お い て は 、 第 1 の 工程 ( 1 ) と し て 、 前 記 顔 料 と 熱可 塑性 樹脂 と を 予 備 分散 さ せ 、 混 合 物 を 調 製す る 。
一 般 に 、 顔料 お よ び分散剤 は 、 溶 媒 中 で 予 備 撹拌 し た の ち 、 分散処 理 に 供す る も の で あ る 。 か か る 予 備 撹拌 は 顔 料 と 分散 剤 と の 湿 潤 性 を 高 め る 効 果 は あ る が 、 つ ぎ の 分散 工 程 に て 細 か い 粒子 に す る に は不 充 分 で あ り 、 予 備 撹拌 工 程 よ り も 予 備 分 散 工 程 が 必 要 で あ る と 考 え ら れ る
1Q すな わ ち 、 本発 明 に お い て顔料 と 熱可塑性樹脂 と を 予備 分散 さ せ る の は 、 顔料 と 熱可 塑性樹脂 と の 混合湿潤 効果 を 発現 さ せ る 以外 に 、 粗大粒子 を 効果 的 に 破砕 し 、 つ ぎ の 分散工程 に て粒子 を 均 一な微粒子 に す る た め で あ る 。
顔料 と 熱可 塑性樹脂 と の 予備分散 は 、 た と え ば間 隙剪 断型 ミ キサー に て 行な う こ と がで き る 。
前記 間 隙剪断型 ミ キサー と は 、 撹拌羽根間 お よ び撹拌 羽根 と 容器 と の 間 隙 に 、 よ り 高 い 剪断 を 与 え る 構造 を 有 し て お り 、 高 粘度用 に 適 し た も の で あ る 。 か か る 間 隙剪 断型 ミ キサー の 具体例 と し て は 、 た と え ばニ ー ダー 、 プ ラ ネ タ リ ア ミ キ サー 、 バ タ フ ラ イ ミ キサ ー な ど が あ げ ら れ る 。
予備分散 の 温度 お よ び時 間 に は と く に 限定がな く 、 た と え ば顔料お よ び熱可塑性樹脂 の 種類 な ど に 応 じ 、 両者 が充分 に 予備分散 さ れ る 温度お よ び時 間 で あ れ ばよ い 。
な お 、 本 発 明 に お い て は 、 前 記 の ご と き 第 1 の 工 程 ( 1 ) で あ る 予備分散前 に ま た は予備分散後な い し 後述 の第 2 の 工程 ( 2 ) で あ る 混合物 の 分散機 に て の 処理前 ま で に 、 熱可塑性樹脂 を 沸点 2 0 0 °C 以下 の 有機 ア ミ ン で 中 和 す る こ と 力 好 ま し い 。
前記熱可塑性樹脂 の 有機 ァ ミ ン で の 中 和 は 、 水 系 に て 行な われ る 。 か カゝ る 中 和 を 行 な っ た ばあ い に は 、 熱可塑 性樹脂 の 分散性能 が飛躍的 に 向 上す る と い う 利 点が あ る ま た 、 た と え ば該有機 ァ ミ ン が架橋反応 中 に 除去 さ れ る こ と を 考慮 し 、 蒸留が困 難 と な る お そ れ を な く す た め に は、 有機 ァ ミ ン と し て 、 そ の 沸点が 2 0 0 °C 以下 、 好 ま し く は 1 8 0 °C 以下 の も の を 用 い る こ と が望 ま し レ 。
本発 明 に 用 い ら れ る 有機 ァ ミ ン の 具体例 と し て は 、 た
u と え ば ア ン モ ニ ア 、 モ ノ ェ チ ル ァ ミ ン 、 ジ ェ チ ル ァ ミ ン , ト リ ェ チ ル ァ ミ ン 、 ジ イ ソ プ ロ ピ ル ァ ミ ン 、 イ ソ プ ロ ピ ル ァ ミ ン 、 モ ノ エ タ ノ ー ル ァ ミ ン 、 2 — ァ ミ ノ 一 2 — メ チ ル プ ロ パ ノ ー ル 、 モ ル ホ リ ン 、 N , N — ジ メ チ ル ェ 夕 ノ ー ル ァ ミ ン 、 N — メ チ ル エ タ ノ ー ル ァ ミ ン な ど が あ げ ら れ 、 こ れ ら は 単独 で ま た は 2 種 以 上 を 組 み合 わ せ て 用 い る こ と が で き る 。
前 記 有機 ァ ミ ン の 使 用 量 に は と く に 限 定 が な い が 、 た と え ば熱 可 塑性 樹脂 の 中 和 率 が 1 0 0 〜 1 5 0 % 程 度 と な る よ う な 量 で あ る こ と が好 ま し い 。 ま た 、 中 和 の 際 の 温度 お よ び時 間 に も と く に 限 定 が な く 、 用 い る 熱 可 塑性 樹脂 お よ び有 機 ア ミ ン の 種類 な ど に 応 じ て 適宜 調 整 す る こ と が好 ま し い 。
つ ぎ に 、 第 2 の 工 程 ( 2 ) と し て 、 前 記 の ご と く 予 備 分散 し て え ら れ た 混 合 物 を 分散 機 に て 処 理 し 、 熱 可 塑性 樹脂 で 顔 料 を 分 散 さ せ て 分 散液 を 調 製 す る 。
前 記 混 合 物 は 水 系 で 処 理 さ れ 、 該 混 合 物 を 処 理 す る 分 散機 と し て は 、 た と え ば メ デ ィ ア 媒体 型 分 散機 や 衝 突 型 分 散 機 が あ げ ら れ る 。
メ デ ィ ア 媒体 型 分散機 と は 、 ベ ッ セ ル 内 で 、 媒体 と し て ガ ラ ス 、 ア ル ミ ナ 、 ジ ル コ ニ ァ 、 ス チ ー ル 、 タ ン ダ ス テ ン な ど の 小 径 の メ デ ィ ア を 高 速 で 運 動 さ せ 、 そ の あ い だ を 通 過 す る ス ラ リ 一 を メ デ ィ ァ 間 の 剪 断 力 で 摩砕 さ せ る も の を い う 。 か か る メ デ ィ ア 媒体型 分 散機 の 具体 例 と し て は 、 た と え ばポ ー ル ミ ル 、 サ ン ド ミ ル 、 パ ー ル ミ ル ア ジ テ 一 夕 ミ ル 、 コ ポ ー ル ミ ル 、 ウ ル ト ラ ピ ス コ ミ ル 、 ス パ イ ク ミ ル 、 ウ ル ト ラ フ ァ イ ン ミ ル な ど 力 あ げ ら れ る 衝突 型 分 散機 と は 、 1 つ の 壁 面 に 流体 を 高 速 で 衝 突 さ
せ る か 、 流体 同 士 を 高 速 で 衝 突 さ せ て 流体 中 の 顔 料 な ど を 粉砕 さ せ る も の を い う 。 か か る 衝 突 型 分 散機 の 具 体例 と し て は 、 た と え ばナ ノ マ イ ザ一、 ホ モ ゲ ナ イ ザ 一 、 マ ィ ク ロ フ ル イ ダ イ ザ一、 ア ル チ マ イ ザ 一 な ど が あ げ ら れ る 。
ま た 、 本 発 明 で は 、 前 記 以外 の ロ ー ル ミ ル 、 超 音 波 分 散機 な ど の 公 知 の 分散 機 で も 同 時 に 分 散 液 を う る こ と が で き る 。
分散機 に よ る 混 合 物 の 処 理 温 度 お よ び処 理 時 間 に は と く に 限 定 が な く 、 た と え ば顔料 お よ び熱 可 塑性 樹脂 の 種 類 な ど に 応 じ 、 熱 可 塑性樹 脂 に よ っ て 顔 料 が 充 分 に 微 分 散 さ れ る 温度 お よ び時 間 で あ れ ば よ い 。
な お 、 本 発 明 に お い て は 、 熱 可 塑性 樹脂 で の 顔 料 の 分 散 時 に 、 必 要 に 応 じ て 、 分 散性 や 顔 料 の 湿潤 効 果 を よ り 向 上 さ せ る た め に 、 熱 可 塑性 樹脂 以 外 の 樹脂 や 界面 活 性 剤 な ど を 混 合 物 に 添 力 [] し て も よ い 。
前 記 熱可 塑性 樹脂 以 外 の 樹脂 と し て は 、 た と え ば カ ル ポ キ シ メ チ ル セ リレ ロ ー ス 、 ヒ ド ロ キ シ ェ チ レ セ レ 口 一 ス ア ル ギ ン 酸 お よ びそ の 塩 、 グ ァ ー ガ ム 、 ゼ ラ チ ン な ど の 天 然 高 分子 ; ポ リ ア ク リ ル ア ミ ド 、 ポ リ ビ ニ ル ア ル コ 一 ル な ど の 合 成 高 分子 ; 熱硬化 性 ァ ク リ ル 樹脂 な ど の 水 溶 性樹脂 が あ げ ら れ る 。 か か る 樹 脂 の 添 加 量 は 、 予 備 分 散 後 の 混 合 物 の :! 〜 1 5 重 量 % 程 度 、 な か ん づ く 2 〜 1 0 重 量 % 程 度 で あ る こ と が好 ま し い 。
前 記 界面活 性 剤 と し て は 、 た と え ば ア ル キ ル ベ ン ゼ ン ス ル ホ ン 酸塩 、 高 級 ア ル コ ー ル 硫 酸 エ ス テ ル塩 、 高 級脂 肪酸塩 、 高 級 ア ル キ ル ジ カ ル ボ ン 酸 塩 、 ア ル キ ル ナ フ 夕 レ ン ス ル ホ ン 酸 塩 、 ア ル キ ル ス リレ ホ コ ゾ、 ク 酸 塩 、 ナ フ タ
レ ン ス ル ホ ン 酸 ホ ル マ リ ン 縮 合 物 塩 、 ポ リ オ キ シ ェ チ レ ン ア ル キ ル エ ー テ ル硫酸 塩 、 ポ リ オ キ シ エ チ レ ン ア ル キ ル リ ン 酸 エ ス テ ル な ど の ァ ニ オ ン 系 界 面 活 性剤 ; た と え ば ポ リ オ キ シ エ チ レ ン ア ル キ ル エ ー テ ル 、 ポ リ オ キ シ ェ チ レ ン ア ル キ ル フ エ ニ ル エ ー テ ル 、 脂 肪 酸 モ リ ノ グ リ セ リ ド 、 ソ ル ビ 夕 ン 脂 肪酸 エ ス テ ル 、 ポ リ オ キ シ エ チ レ ン 脂 肪酸 エ ス テ ル 、 ポ リ グ リ セ リ ン 脂 肪酸 エ ス テ ル 、 ポ リ ォ キ シ エ チ レ ン 付力 [] ア セ チ レ ン グ リ コ ー ル な ど の ノ ニ ォ ン 系 界面活 性 剤 ; た と え ば脂 肪族 ァ ミ ン 塩 、 脂 肪族 ホ ス ホ ニ ゥ ム 塩 、 脂 肪族 ス ル ホ ニ ゥ ム 塩 な ど の カ チ オ ン 系 界 面 活 性 剤 が あ げ ら れ る 。 か か る 界 面 活 性 剤 の 添 加 量 は 、 予 備 分 散後 の 混 合 物 の 1 〜 2 0 重 量 % 程 度 、 な か ん づ く 2 〜 1 5 重 量 % 程 度 で あ る こ と が好 ま し い 。
さ ら に 、 分散 時 に 水 溶 性 高 沸 点 有 機 溶 剤 を 添 加 す る こ と に よ り 、 乾燥 を 防 止 し た り 、 顔 料 と の 湿 潤 性 や 保 存 安 定性 を 向 上 さ せ る こ と が で き る 。
前 記 水 溶性 高 沸 点 有 機 溶剤 の 具体 例 と し て は 、 た と え ば モ ノ エ チ レ ン グ リ コ ー ル 、 ジ エ チ レ ン グ リ コ ー ル 、 ト リ エ チ レ ン グ リ コ ー ル 、 プ ロ ピ レ ン グ リ コ 一 ル 、 へ キ シ レ ン グ リ コ ー ル 、 グ リ セ リ ン 、 1 , 3 — ブ タ ン ジ オ ー ル ポ リ グ リ セ リ ン 、 チ ォ ジ グ リ コ ー ル 、 ポ リ エ チ レ ン ダ リ コ 一 リレ 、 N — メ チ ル 一 2 — ピ ロ リ ド ン 、 1 , 3 — ジ メ チ ル 一 2 _ イ ミ ダ ゾ リ ジ ノ ン 、 モ ノ エ チ レ ン グ リ コ ー ル モ ノ メ チ ル エ ー テ ル 、 ジ エ チ レ ン ダ リ コ ー ル モ ノ ェ チ ル ェ — テ ル 、 ジ エ チ レ ン グ リ コ ー ル モ ノ ブ チ ル エ ー テ ル 、 卜 リ エ チ レ ン グ リ コ ー ル モ ノ ェ チ ル エ ー テ ル 、 卜 リ エ チ レ ン グ リ コ ー ル モ ノ ブ チ ル エ ー テ ル な ど 力 あ げ ら れ る が 、 こ れ ら に 限 定 さ れ る も の で は な い 。 か か る 水 溶 性 高 沸 点
有 機 溶 剤 の 添加 量 は 、 予 備 分 散 後 の 混 合 物 の 3 〜 3 0 重 量 % 程 度 、 な か ん づ く 5 〜 1 5 重 量 % で あ る こ と が好 ま し い 。
前 記 の ほ か に も 、 安 息 香酸 メ チ ル 、 デ ヒ ド ロ 酢酸 ナ ト リ ウ ム 、 1 , 2 — ベ ン ゾ チ ア ゾ リ ン ー 3 — オ ン な ど の 防 腐 防 黴剤 ; リ ン 酸 二 水 素 カ リ ウ ム な ど の p H 調 整 剤 ; ェ マ ル ジ ヨ ン ; 粘 度 調 整 剤 ; 消 泡剤 な ど の 通 常 の 添加 剤 を 熱 可 塑性樹脂 で の 顔料 の 分 散 時 に 混 合 物 に 適宜添加 し て も よ い 。
つ ぎ に 、 第 3 の 工程 ( 3 ) と し て 、 前 記 の ご と く 熱 可 塑性 樹脂 で 顔 料 を 分散 さ せ て え ら れ た 分 散液 中 の 熱 可 塑 性樹脂 を 架 橋 剤 に て 架 橋 さ せ る 。
な お 、 か か る 分 散液 に つ い て 、 架 橋 反 応終 了 時 の ρ Η は 6 . 0 〜 8 . 0 の 範 囲 に 調 整 さ れ る 。 こ の よ う に 架 橋 反 応終 了 時 の p H を 6 . 0 〜 8 . 0 の 範 囲 に 調 整 す る の は 、 か 力、 る p H 力 8 . 0 よ り も 大 き レ ば ぁ レ に は 、 後述 す る 熱 可 塑性樹脂 の 架 橋 反 応 が 充 分 に 進 行せ ず 、 耐水 性 耐 ァ ル カ リ 性 、 耐溶 剤 性 な ど の す ぐれ た 物 性 を 呈 す る 水 性 顔 料 分 散 液 を う る こ と が で き な く な る カゝ ら で あ り 、 p H が 6 . 0 未 満 で あ る ば あ い に は 、 溶解 し て い る 熱 可 塑性 樹脂 が析 出 し て し ま う カゝ ら で あ る 。 な お 、 こ の 際 の 分散液 の p H は好 ま し く は 7 . 8 以下、 好 ま し く は 6 . 3 以 上 で あ る 。
架 橋 反 応 終 了 時 の 分 散液 の P H を 6 . 0 〜 8 . 0 の 範 囲 に 調 整す る 方 法 と し て は 、 た と え ば前 記 の ご と き 沸 点 2 0 0 °C 以下 の 有 機 ァ ミ ン で 熱 可 塑性 樹脂 を 中 和 し て い る ば あ い に は 、 該 有 機 ア ミ ン の 添 加 量 を あ ら か じ め 調 整 し て お く か 、 有 機 ア ミ ン を 除 去 す る 方 法 が あ げ ら れ 、 ま
た 分散 液 を 酸 性 物 質 で 処 理 す る 方 法 も 考 え ら れ る 。
有機 ァ ミ ン の 除 去 は 、 た と え ば エ バ ポ レ ー 夕 な ど の 器 械 に て 行 な う こ と が で き 、 こ の よ う し て 中 和 の 際 の 過剰 な 有 機 ア ミ ン を 除去す る と 、 熱 可 塑性 樹 脂 の 架 橋 反 応 が 阻害 さ れ る の を 防 ぐ こ と が で き る 。
ま た 前 記 酸 性 物 質 と し て は 、 た と え ば塩酸 、 硫酸 、 硝 酸 な ど の 無機 酸 や 、 酢酸 、 酪酸 、 乳酸 、 リ ン ゴ酸 な ど の 低級有 機酸 ; 高 級 脂 肪酸 、 ベ ン ゼ ン ス ル ホ ン 酸 、 高 級 ァ ル コ ー ル硫酸 エ ス テ ル 、 高 級 ア ル キ ル ジ カ ル ボ ン 酸 、 ァ ル キ ル ナ フ 夕 レ ン ス ル ホ ン 酸 、 ア ル キ ル ス ル ホ コ ハ ク 酸 ポ リ オ キ シ エ チ レ ン ア ル キ ル 硫酸 エ ー テ ル 、 ポ リ オ キ シ エ チ レ ン ア ル キ ル リ ン 酸 な ど の エ ー テ ル 系 ま た は エ ス テ ル 系 有 機 化 合 物 な ど が あ げ ら れ 、 こ れ ら の な か か ら 、 た と え ば熱 可 塑性樹 脂 の 種類 な ど に 応 じ 、 適宜選 択 し て 用 い る こ と がで き る 。 か か る 酸性 物 質 の 添 加 量 に は と く に 限 定 が な く 、 架 橋 反 応 終 了 時 の 分 散 液 の p H が 6 . 0 〜 8 . 0 の 範 囲 と な る よ う に 適宜 調 整 す れ ば よ い 。
一般 に 、 塗料 や 印 刷 イ ン キ な ど に 使 用 さ れ る カ ル ボ キ シ ル基 含 有 熱 可 塑性 樹脂 の 硬 化 手 段 は 、 加 熱 条 件 下 で 水 分 や 溶 剤 お よ び有 機 ァ ミ ン な ど が 飛 散 す る と 同 時 に 、 官 能 基 が硬化 反 応 を 開 始 す る ば あ い と 、 有 機 ァ ミ ン な ど が ラ ジ カ ル 発 生 源 と な っ て 重 合硬 化 す る ば あ い と が あ る 。 い ずれ に し て も 、 三 次 元 的 に 架 橋 が進 み 、 強 固 な 皮 膜 と な る の で あ る 。
本 発 明 で は 、 水 系 中 で 顔 料 粒子 同 士 の 吸 着 や 凝集 を 起 こ さ せ ず 、 し か も 樹脂 自 体 、 分 散 剤 と し て の 機 能 を 保 持 さ せ て 硬化 さ せ 、 し カゝ も 安 定 化 さ せ て い る の で あ る 。 す な わ ち 、 樹脂 の 官 能 基 を 完 全 に 反 応 さ せ る の で は な く 、
樹脂 自 体 の 溶解 状 態 を 保 持 す る の に 必 要 な 官 能 基 、 つ ま り カ ル ボ キ シ ル基 を 架 橋 後 も 保 有 す る こ と が 必 要 な の で あ る 。
こ の 必 要 な 官 能 基 の コ ン ト ロ ー ル を 架 橋 反 応 終 了 時 の 分散液 の p H に て 調 べ る こ と も 重 要 な 要 素 の 1 つ で あ る , 本 発 明 に お い て 、 か か る 熱可 塑性 樹脂 の 架 橋 工 程 は 、 該 熱可 塑性 樹脂 で 顔料 を 分散 さ せ た 後 に 行 な わ れ る の で 従来 の よ う に あ ら か じ め 架 橋 さ せ た 樹脂 で 顔料 を 分散 さ せ た ば あ い と 異 な り 、 分 散効 果 が 高 く 、 粒子 径 が 小 さ い 経 時 安 定 性 に す ぐれ た 水 性顔 料 分 散 液 が え ら れ る 。
熱 可 塑性 樹脂 を 架橋 さ せ る 際 に 用 い る 架 橋 剤 は 、 分 散 液 が 水 性 で あ る こ と 力ゝ ら 、 使 い や す さ の 点 で 水 溶 性 ポ リ マ ー ま た は 水 溶 性 オ リ ゴ マ ー で あ る こ と が好 ま し い 。
水 溶 性 ポ リ マ ー と し て は 、 架 橋 の 反 応 点 が カ ル ボ キ シ ル 基 で あ り 、 低温 で 架 橋 可 能 な も の が好 ま し い 。 こ の よ う な 水 溶性 ポ リ マ ー の 代 表 例 と し て は 、 た と え ばポ リ 力 ル ボ ジ イ ミ ド 系 水 溶 性 ポ リ マ ー 、 ォ キ サ ゾ リ ン 系 水 溶 性 ポ リ マ ー 、 ポ リ エ チ レ ン イ ミ ン 系 水 溶 性 ポ リ マ 一 な ど が あ げ ら れ る 。
水 溶 性 オ リ ゴ マ ー と し て は 、 ( メ タ ) ァ ク リ ロ イ ル 基 を 含有 し て お り 、 低温 で 架 橋 可 能 な も の が好 ま し い 。 こ の よ う な 水 溶 性 オ リ ゴ マ ー の 代 表 例 と し て は 、 た と え ば エ ス テ ル 結 合 を 主 に 有 す る オ リ ゴ エ ス テ ル ( メ タ ) ァ ク リ レ ー ト 、 ウ レ タ ン 結 合 を 有 す る ウ レ タ ン ( メ タ ) ァ ク リ レ ー ト 、 エ ポ キ シ 樹 脂 を 主 骨 格 と す る エ ポ キ シ ( メ 夕 ) ァ ク リ レ ー ト な ど が あ げ ら れ る 。
前 記 架 橋 剤 と 熱 可 塑 性 樹脂 と の 割 合 ( 架 橋 剤 Z 熱 可 塑 性 樹 脂 ( 有 効 固 形 分 重 量 比 ) ) は 、 充 分 に 架 橋 反 応 を 進
行 さ せ る た め に は 、 1 ノ 1 0 0 以 上 、 好 ま し く は 2 Z 1 0 0 以 上で あ り 、 ま た 架橋効果 の 向 上が望め な い う え 、 過剰 の 架橋剤 に よ っ て 水性顔料分散液 の 品 質 が低下す る お そ れ を な く すた め に は 、 5 0 Z 1 0 0 以下 、 好 ま し く は 4 5 / 1 0 0 以下で あ る 。
熱可 塑性樹脂 を 架橋 さ せ る 際 の 温度お よ び時 間 に は と く に 限定がな く 、 た と え ば熱可 塑性樹脂 お よ び架橋 剤 の 種類 な ど に応 じ 、 適宜調整すれ ばよ い 。 な お 、 分散液 中 の 熱可 塑性樹脂 の 架橋率 は、 水 系 で の 添加剤 な ど に よ る 影響 を 受 け る が 、 樹脂 中 の カ ル ボ キ シ ル基 と 等 モ ル で 反 応す る と レゝ ぅ 点 を 考慮す る と 、 2 0 〜 1 0 0 % 程度で あ る こ と が好 ま し レ 。
な お 、 架橋 し た 熱可 塑性樹脂 の ゲル分率 は 、 す ぐれた 耐 ァ ル カ リ 性 、 耐溶剤性な ど の 物 性が発 現 さ れ う る と い う 点力ゝ ら 、 3 0 % 以上 、 好 ま し く は 3 5 % 以 上 で あ る こ と が望 ま し い 。 な お 、 か か る ゲル分率 の 上限 は 1 0 0 % で あ り 、 高 い ほ う が よ り 好 ま し レ 。
一般 に 、 ゲル分 率 は樹脂 の 架橋度 を 示す 尺度 と さ れて い る が 、 本発 明 に お い て は 、 水性顔料分散液 を 粉末 乾燥 化 さ せ 、 溶剤 と し て テ ト ラ ヒ ド ロ フ ラ ン を 用 い て樹脂 の 溶 出 量 を 測定 し 、 そ の 数値か ら ゲル分率 を 算 出 し た 。
ま た 、 架橋 し た 熱可塑性樹脂 の 数平均分子量 は 、 目 的 と す る 水性顔料分散液 の 特性が充分 に 向 上す る と い う 点 か ら 、 1 0 0 0 0 0 を 越 え 、 好 ま し く は 2 0 0 0 0 0 以 上 で あ る こ と が望 ま し い 。 な お 、 か か る 数平均分子量 は 大 き い ほ う が よ り 好 ま し レ 。
か く し て 熱可塑性樹脂 を 架橋 さ せ る こ と に よ り 、 顔料 お よ び架橋 し た 熱可塑性樹脂 を 含む分散液が え ら れ る 。
な お 、 か か る 分 散 液 中 、 架 橋 し た 熱 可 塑性 樹脂 は顔 料 に 強 固 に 固 着 し た 状 態 で あ る こ と が 、 長 期 間 に わ た つ て 経 時安 定 性 を 向 上 さ せ る と い う 点 カゝ ら 好 ま し い 。
つ ぎ に 、 第 4 の 工 程 ( 4 ) と し て 、 前 記 の ご と く 顔 料 お よ び架 橋 し た 熱 可 塑性 樹脂 を 含 む 分散 液 の p H を ア ル カ リ 側 に 調 整 し 、 本発 明 の 水 性顔 料 分 散 液 を 調 製 す る 。
こ の よ う に 分散液 の p H を ア ル カ リ 側 に 調 整 す る の は . え ら れ る 水性顔 料 分 散 液 の 経 時安 定 性 を 向 上 さ せ る た め で あ る 。
分 散 液 の p H を ア ル カ リ 側 に 調 整す る 際 に は 、 た と え ば ア ル カ リ 剤 な ど を 用 レ る こ と 力 で き る 。 か 力 る ア ル 力 リ 剤 と し て は 、 と く に 限 定 は な い が 、 た と え ば ア ン モ ニ ァ 、 モ ノ エ タ ノ ー ル ァ ミ ン 、 ジ エ タ ノ ー ル ァ ミ ン 、 ト リ エ タ ノ ー リレ ア ミ ン 、 ト リ ェ チ ル ァ ミ ン 、 ジ ェ チ ル ァ ミ ン N , N — ジ メ チ リレ ー エ 夕 ノ ー ル ァ ミ ン 、 N , N — ジ ェ チ ル ー エ タ ノ ー ル ァ ミ ン 、 2 — ジ メ チ ル ァ ミ ノ 一 2 — メ チ ル ー 1 一 プ ロ ノ\° ノ ー ル 、 モ ノ イ ソ プ ロ パ ノ 一 リレ ア ミ ン 、 ジ イ ソ プ ロ パ ノ ー リレ ア ミ ン 、 ト リ イ ソ プ ロ パ ノ ー ル ア ミ ン 、 N — ェ チ ル ー ジ ェ 夕 ノ ー ル ァ ミ ン 、 N — メ チ ル 一 ジ ェ タ ノ 一 ル ァ ミ ン 、 モ ル ホ リ ン な ど の 有 機 ア ミ ン 類 ; 水 酸 化 ナ ト リ ウ ム 、 水 酸 化 カ リ ウ ム 、 水 酸 化 リ チ ウ ム な ど の ア ル 力 リ 金 属 塩 な ど が 有 用 で あ る 。
前 記 ア ル カ リ 剤 の 量 に も と く に 限 定 が な い が 、 え ら れ る 水 性 顔 料 分 散 液 の P H が た と え ば 8 以 上 、 好 ま し く は 8 . 5 〜 1 0 程 度 の ア ル カ リ 側 に 調 整 さ れ る よ う に 、 分 散液 の 0 . 1 〜 0 . 5 重 量 % 程 度 で あ る こ と が好 ま し い ま た 、 分散液 の p H を ア ル カ リ 側 に 調 整す る 際 の 温度 お よ び 時 間 に は と く に 限 定 が な く 、 た と え ば分 散液 に 含
ま れ る 顔料お よ び架橋 し た 熱可 塑性樹脂や 、 ア ル カ リ 剤 の 種類な ど に応 じ て 適宜調整す れ ば よ い 。
か く し て え ら れ る 水性顔料分散液 に さ ら に 遠心分離や フ ィ ル タ ー 処理 を 施 し 、 粗大粒子 を 除去す る こ と に よ つ て 、 よ り 一層 そ の 品質 を 向 上 さ せ る こ と がで き る 。
本発 明 の 水性顔料分散液 は 、 す ぐれた 経時安定性が発 現 さ れ る こ と を考 慮す る と 、 分散 し た 顔料 の 平均粒子径 が 2 0 O n m以下 、 好 ま し く は 1 7 0 n m以下 で あ る こ と が望 ま し レ 。
ま た 、 沈降が発 生 し に く く 、 や は り す ぐれた 経時安定 性が発現 さ れ る こ と を 考慮す る と 、 本発 明 の 水性顔料分 散液 は 、 そ の遠心処理前 の 吸光度 と 8 0 0 0 回転 Z 5 分 お よ び 1 0 0 0 0 G の 条件で の 遠心処理後 の 上澄液 の 吸 光度 と 力ゝ ら 、 式 ( I ) : 遠心処理後の上澄液の吸光度
吸光度比- X 1 0 0 ( I ) 遠心処理前の吸光度
(式 中 、 吸光度 は顔料分量 1 g に イ オ ン 交換水 5 リ ッ ト ル の 割 合 で 希 釈 し た 希 釈 液 の ト ッ プ ピ ー ク 測 定 値 を 示 す) に 基づ い て 求 め た 吸光度比 が 1 0 以上 、 好 ま し く は 1 5 以 上で 、 1 0 0 以下で あ る こ と が望 ま し い 。
な お 、 本発 明 の 水性顔料分散液 の 固 形分濃度 は 、 通常 5 〜 4 0 重量 % 程度で あ れ ばよ い 。
こ の よ う に 、 本発 明 の 製法 に よ れ ば、 耐光性 、 耐水性 耐 ァ ル カ リ 性お よ び耐溶剤性 に す ぐれ 、 し か も 経時安定 性 に も す ぐれた 水性顔料分散液 を 、 容 易 に 製造す る こ と がで き る 。
本発 明 の 水性顔料分散液 は 、 前記 の ご と き す ぐれ た 物
性 を 兼備す る の で 、 た と え ば塗料 ; 紙 コ 一 テ ィ ン グ ; 捺 染 ; 筆記 具 用 ィ ン キ 、 印 刷 イ ン キ 、 イ ン ク ジ ェ ッ ト イ ン キ な ど の 水 性 ィ ン キ ; カ ラ ー フ ィ ル タ ; ア イ ラ イ ナ ー な ど の 化 粧料 ; 静電 ト ナ ー な ど の 記 録 材 料 な ど に 好 適 に 使 用 す る こ と が で き る
本 発 明 の 水 性 ィ ン キ は 、 前 記 水 性顔 料 分 散 液 を 含 有 し た も の で あ る 。
水性 ィ ン キ 中 の 水 性 顔 料 分 散液 の 含有 量 は 、 鮮 明 に 着 色 剤 と し て の 機能 を 発 揮 さ せ る と い う 点 力、 ら 、 固 形 分 濃 度 2 0 重 量 % と し て 、 5 重 量 % 以 上 、 好 ま し く は 1 0 重 量 % 以 上 で あ る こ と が望 ま し く 、 ま た 水性 ィ ン キ の 粘 度 が 上 昇 し す ぎ な い よ う に 、 ま た た と え ば後 述 す る そ の 他 の 添 加 剤 を 含有 さ せ る こ と を 考 慮 す る と 、 固 形 分 濃 度 が 2 0 重 量 % と し て 、 7 0 重 量 % 以 下 、 好 ま し く は 6 0 重 量 % 以 下 で あ る こ と が望 ま し い 。
本 発 明 の 水 性 ィ ン キ に は 、 前記 水性 顔 料 分 散 液 の ほ か に 、 通 常 の 水 性 ィ ン キ に 含 有 さ れ る 、 た と え ば イ オ ン 交 換 水 な ど の 水 系 溶 媒 、 モ ノ エ チ レ ン グ リ コ ー ル 、 ジ ェ チ レ ン グ リ コ ー ル 、 ト リ エ チ レ ン グ リ コ ー ル 、 ポ リ エ チ レ ン グ リ コ 一 リレ 、 グ リ セ リ ン 、 ポ リ グ リ セ リ ン 、 プ ロ ピ レ ン グ リ コ ー ル 、 1 , 3 — ブ タ ン ジ オ ー ル 、 チ ォ ジ グ リ コ 一 ル 、 N — メ チ ル ー 2 — ピ ロ リ ド ン 、 モ ノ エ チ レ ン ダ リ コ ー ル モ ノ メ チ レ エ 一 テ ル 、 ジ エ チ レ ン ダ リ コ ー ル モ ノ ェ チ ル ェ 一 テ ル 、 卜 リ エ チ レ ン グ リ コ ー ル モ ノ エ チ ル ェ 一 テ ル な ど の 有 機 溶 媒 ゃ 、 た と え ば ダ ル コ 一 ス 、 ガ ラ ク ト ー ス 、 マ ル チ ト ー ル 、 シ ク ロ デ キ ス ト リ ン な ど の 糖 類 ; 安 息 香 酸 メ チ ル 、 デ ヒ ド ロ 酢 酸 ナ ト リ ウ ム 、 1 , 2 — ベ ン ゾ チ ァ ゾ リ ン 一 3 一 オ ン な ど の 防 腐 防 黴 剤 ; リ ン
酸二水 素 カ リ ウ ム な ど の p H 調 整剤 ; ポ リ ビ ニ ル ア ル コ — ル 、 メ チルセ ル ロ ー ス な ど の 粘度調 整剤 ; シ リ コ ー ン 系化合物 な ど の 消 泡剤 ; ェ マ ル ジ ョ ン な ど の 各種添加剤 な ど が含有 さ れて い て も よ い 。 な お 、 こ れ ら 水 系 溶媒 、 有機溶媒 、 添加剤 な ど の 量 は 、 水性顔料分散液 と の 合 計 量力 S 1 0 0 重量 % と な る よ う に 適宜調 整すれ ばよ い 。
な お 、 本発 明 の 水性イ ン キ を 調 製す る 方法 に は と く に 限定が な く 、 た と え ば水性顔料分散液お よ び必要 に 応 じ て 用 い ら れ る 前記水 系 溶媒 、 有機溶媒 、 添加剤 な ど を 均 一 に撹拌混合す る 方法が採用 さ れ る 。
か く し て 得 ら れ る 本発 明 の 水性イ ン キ は 、 前記 の ご と き す ぐれた物性 を 兼備 し 、 た と え ば筆記用 具用 イ ン キ 、 印刷 イ ン キ 、 イ ン ク ジ エ ツ ト イ ン キ と し て好適 に 用 い ら れ る 。
つ ぎ に 、 本発 明 の 水性顔料分散液、 そ の 製法お よ びそ れ を 含有 し て な る 水性ィ ン キ を 実施例 に 基づ い て さ ら に 詳細 に 説明 す る が 、 本発 明 はか か る 実施例 の み に 限定 さ れ る も の で はな い 。
実施例 1
( 予備 分散工程)
以下 に 示す成分 を配合 し 、 ニ ー ダ一 に て室温で 1 時間 混練 し て 予備分散 さ せ 、 混合物 を 調製 し た 。 成 分
(重量部 (以下 部とレゝう) ) 黄顔料 6 5
( ピ グ メ ン ト イ エ ロ 一 1 4 ( C . 2 1 0 9 5 ) )
ス チ レ ン ー ァ ク リ ル 酸 共 重 合 体 3 0 ( ス チ レ ン / ァ ク リ ル酸 (重 量 比 ) 88/12
酸価 94、 数 平 均 分子 量 12000)
エ チ レ ン グ リ コ ー ル 5 つ い で 、 こ の 混 合 物 に 2 5 % ア ン モ ニ ア 水 5 部 お よ び イ オ ン 交換水 3 7 0 部 を 添 力 Π し 、 8 0 °C で 3 時 間 撹拌 し て ス チ レ ン 一 ア ク リ ル 酸 共 重 合体 を 中 和 溶解 さ せ た ( 中 和 率 約 1 5 0 % ) 。
( 分散 工 程 )
前 記 の よ う に し て 予 備 分 散 お よ び 中 和 し て え ら れ た 混 合 物 に 対 し 、 0 . 7 m m径 ガ ラ ス ビ ー ズ を 8 0 % 充填 し た サ ン ド ミ ル に て 3 パ ス 処 理 を 行 な い 、 ス チ レ ン ー ァ ク リ ル酸 共 重 合 体 で 黄顔 料 を 微分 散 さ せ て 分 散液 を 調 製 し た 。
つ い で 、 こ の 分 散 液 中 の ア ン モ ニ ア の 一 部 を エ バ ポ レ 一 夕 に て 除去 し 、 分 散 液 の p H を 7 . 0 に 調 整 し た 。
( 架 橋 処 理 工程 )
前 記 p H 7 . 0 の 分 散液 に 3 0 % 水 溶 性 カ ル ポ ジ イ ミ ド 樹 脂 ( カ ル ポ ジ イ ミ ド 当 量 3 0 0 ) 5 部 を 添 力 Π し 、 9 0 °C で 5 時 間 撹拌 し て 分散液 中 の ス チ レ ン — ア ク リ ル 酸 共 重 合体 を 架 橋 さ せ ( 架 橋 し た ス チ レ ン — ア ク リ ル 酸 共 重 合 体 の ゲ ル 分 率 : 4 0 % 、 数 平 均 分子 量 : 5 0 0 0 0 0 ) 、 架 橋 ス チ レ ン — ア ク リ ル 酸 共 重 合 体 を 黄顔 料 に 強 固 に 吸 着 さ せ た 。 架 橋 反 応 終 了 時 の 分 散 液 の p H は 6 . 8 で あ っ た 。
( P H 調 整 工程 )
前 記 黄顔 料 お よ び こ れ に 強 固 に 吸 着 し た 架 橋 ス チ レ ン
一 ア ク リ ル酸共重合体 を 含 む 分散液 に 、 ト リ エ タ ノ ー ル ア ミ ン を 0 . 3 重量 % の割合 で添加 し 、 分散液の p H を 8 . 7 に 調整 し た 。
さ ら に 、 こ の 分散液 を 2 5 0 0 0 G で 5 分間遠心分離 し て粗大粒子 を 除去 し 、 固 形分濃度が 2 0 重量 % と な る よ う に し て黄色水性顔料分散液 を え た 。
え ら れた黄色水性顔料分散液 中 の顔料 の 平均粒子径 は 1 3 0 n m で あ り 、 前記式 ( I ) に基づ い て 求 め た 吸光 度 比 は 3 0 で あ っ た 。
つ ぎ に 、 前記黄色水性顔料分散液 1 0 5 部 に ジ ェ チ レ ン グ リ コ ー ル 3 5 部お よ びイ オ ン 交換水 1 1 0 部 を 混合 撹拌 し 、 黄色 の 筆記具用 水性イ ン キ を え た 。 こ の 水性ィ ン キ を 用 い て 筆記試験 を 行 な っ た と こ ろ 、 ペ ン 先力ゝ ら の 流 出性お よ び ド ラ イ ア ッ プ性 に す ぐれた も の で つ た 。 ま た 描画試験 を 行な っ た と こ ろ 、 筆記 5 0 0 mでか すれ は な か っ た 。
さ ら に 、 前記水性顔料分散液つ い て 、 耐光性 、 耐水性 耐 ァ ル カ リ 性 、 耐溶剤性お よ び経 時安 定性 を 以下 の 方法 に し た が っ て調 べ た 。 そ の 結果 を 表 1 に 示す。
( ィ ) 耐光性試験
水性顔料分散液 を ケ ン ト 紙 に ノ 一 コ 一 タ # 1 0 で 塗工 し 、 1 2 0 °C で 1 0 分 間乾燥 さ せた も の を 試験片 と し た カ ー ボ ン ア ー ク フ ェ ー ド メ ー タ に て 試験片 に 3 0 0 時 間紫外線照射 を 行 な い 、 色相変化 の度合 い を C C M ( A C S - 2 0 1 8 M o d e l 5 5 S X 、 A C S 社製) を 用 い て色差 ( Δ E ) を 測 定す る こ と に よ っ て 調べ た 。
な お 、 こ の 色差 が 3 . 0 未満で あ る ばあ い 耐光性 に す ぐれ る こ と を 示す 。
W 5296 24
( 口 ) 耐水性試験
前記 ( ィ ) 耐光性試験で作成 し た も の と 同 じ 試験片 を 用 い 、 こ れ を 水 中 に 1 分間浸漬 さ せて 顔料 の 溶 出 の 有 無 を 確認 し た 。
表 1 中 、 溶 出 力 s ま っ た く な い ば あ い を 〇 、 溶 出 がわ ず か で も あ る ばあ い を X と し た 。
(八 ) 耐 ア ル カ リ 性試験
前記 ( ィ ) 耐光性試験で作成 し た も の と 同 じ 試験片 を 用 い 、 こ れ を 1 % 水酸化 ナ ト リ ウ ム 溶液 中 に 1 分間浸漬 さ せて 顔料 の 溶 出 の 有 無 を 確認 し た 。
表 1 中 、 溶 出 が ま っ た く な い ば あ い を 〇 、 溶 出 がわ ず か で も あ る ばあ い を X と し た 。
( 二) 耐溶剤性試験
前記 ( ィ ) 耐光性試験で作成 し た も の と 同 じ 試験片 を 用 い 、 こ れ を 1 0 % メ チ ルェ チル ケ ト ン 溶液 中 に 1 分 間 浸漬 さ せて顔料 の 溶 出 の 有無 を 確認 し た 。
表 1 中 、 溶 出 が ま っ た く な い ば あ い を 〇 、 溶 出 がわず か で も あ る ば あ い を X と し た 。
( ホ ) 経時安 定性試験
水性顔料分散液 を 2 0 °C の恒温室 内 に 1 力 月 間 静置 し た の ち 、 顔料 の 分離 、 水浮 き お よ び沈降 の 有無 を 確認 し た 。 顔料 の 分離 、 水浮 き ま た は沈降 が少 し で も 生 じ た 状 態 を 異常 と 評価 し た 。
表 1 中 、 異常 な し の ば あ い を 〇 、 異常 あ り の ば あ い を X と し た 。
比較例 1
実施例 1 に お い て 、 ス チ レ ン 一 ア ク リ ル酸共重合体 の か わ り に カ ル ボ キ シ ル基 を 含 ま な い 水溶性エ ポ キ シ 樹脂
を 用 い て 架 橋 処 理 工 程 を 行 な わ ず に 、 p H 7 . 0 の 分 散 液 に ト リ エ タ ノ 一 リレ ア ミ ン を 添 力 [] し た ほ か は 実 施例 1 と 同 様 に し て 黄色 水 性 顔 料 分 散液 を え た 。
え ら れ た 水性顔 料 分 散液 に つ い て 、 耐光性 、 耐水 性 、 耐 ア ル カ リ 性 、 耐溶 剤 性 お よ び経 時安 定 性 を 実 施例 1 と 同 様 に し て 調 べ た 。 そ の 結 果 を 表 1 に 示 す 。
実 施例 2
( 予 備 分散 工 程 )
以下 に 示す 成 分 を 配 合 し 、 ニ ー ダ一 に て 室温 で 1 時 間 混 練 し て 予 備 分 散 さ せ 、 混 合 物 を 調 製 し た 。 成 分 量 ( 部 ) 赤 顔 料 7 0
( ビ グ メ ン ト レ ツ ド 22 ( C. I . 12315) )
ス チ レ ン 一 α メ チ リレ ス チ レ ン 一 ァ ク リ
ル酸 共 重 合体 2 8
( ス チ レ ン — メ チ ル ス チ レ ン Ζァ ク
リ ル 酸 ( 重 量 比 ) = 40 / 30 / 30、 234
数 平 均 分子 量 9000)
グ リ セ リ ン 2 つ い で 、 こ の 混 合 物 に ト リ ェ チ ル ァ ミ ン 1 2 部 お よ び イ オ ン 交換水 3 4 5 部 を 添 加 し 、 7 0 °C で 3 時 間 撹拌 し て ス チ レ ン — α — メ チ ル ス チ レ ン — ァ ク リ ル酸 共 重 合体 を 中 和 溶解 さ せ た ( 中 和 率 約 1 0 0 % ) 。
( 分 散 工程 )
前記 の よ う に し て 予 備 分 散 お よ び 中 和 し て え ら れ た 混 合 物 に 対 し 、 0 . 5 m m 径 ジ ル コ ニ ァ ビ ー ズ を 8 0 % 充
填 し た サ ン ド ミ ル に て 3 ノ \° ス 処 理 を 行 な い 、 ス チ レ ン 一 α — メ チ ル ス チ レ ン — ア ク リ ル酸 共 重 合 体 で 赤 顔 料 を 微 分 散 さ せ て 分散 液 を 調 製 し た 。
つ い で 、 こ の 分 散 液 中 に ポ リ オ キ シ エ チ レ ン ア ル キ ル リ ン 酸 1 . 5 部 を 添 加 し 、 分散 液 の ρ Η を 6 . 5 に 調 整 し た 。
( 架 橋 処 理 工程 )
前記 ρ Η 6 . 5 の 分 散液 に 3 0 % 水 溶 性 カ ル ポ ジ イ ミ ド 樹脂 ( カ ル ポ ジ イ ミ ド 当 量 3 0 0 ) 5 部 を 添 加 し 、 8 0 °C で 7 時 間 撹拌 し て 分 散液 中 の ス チ レ ン — ひ 一 メ チ ル ス チ レ ン — ア ク リ ル 酸 共 重 合 体 を 架橋 さ せ ( 架 橋 し た ス チ レ ン — ひ 一 メ チ ル ス チ レ ン — ァ ク リ ル酸共 重 合 体 の ゲ ル 分率 : 7 0 % 、 数 平 均 分子量 : 8 0 0 0 0 0 ) 、 架橋 ス チ レ ン — ひ — メ チ ル ス チ レ ン ー ァ ク リ ル酸 共 重 合 体 を 赤 顔料 に 強 固 に 吸着 さ せ た 。 架 橋 反 応 終 了 時 の 分散液 の p H は 6 . 4 で あ っ た 。
( p H 調 整 工程 )
前記 赤 顔 料 お よ び こ れ に 強 固 に 吸着 し た 架 橋 ス チ レ ン 一 α — メ チ ル ス チ レ ン — ァ ク リ ル 酸 共 重 合 体 を 含 む 分 散 液 に 、 ア ン モ ニ ア 水 を 0 . 5 重 量 % の 割 合 で添力!] し 、 分 散 液 の ρ Η を 9 . 2 に 調 整 し た 。
さ ら に 、 こ の 分 散 液 を 2 5 0 0 0 G で 5 分 間 遠 心 分 離 し て 粗大 粒子 を 除 去 し 、 固 形 分 濃 度 が 2 0 重 量 % と な る よ う に し て 赤 色 水 性 顔 料 分 散 液 を え た 。
え ら れ た 赤 色 水 性顔 料 分 散液 中 の 顔料 の 平 均 粒子 怪 は 1 6 3 n m で あ り 、 前 記式 ( I ) に 基 づ い て 求 め た 吸 光 度 比 は 5 5 で あ っ た 。
つ ぎ に 、 前 記 赤 色 水 性 顔 料 分 散 液 1 0 部 に 捺 染糊 ( ミ
ネ ラ ル 夕 一 ペ ン 乳化物) 8 0 部お よ び固 着剤 ( ア ク リ ル ェ マ ル ジ ヨ ン) 1 0 部 を 混合撹拌 し 、 こ れ を シ リレ ク ス ク リ ー ン 法で 印捺 し た と こ ろ 、 顔料が ス ク リ ー ン に 目 づ ま り す る こ と はな カゝ つ た 。
さ ら に 、 前記水性顔料分散液つ い て 、 耐光性 、 耐水性 耐 ァ ル カ リ 性 、 耐溶剤性お よ び経 時安 定性 を 実施例 1 と 同 様 に し て調べ た 。 そ の 結果 を 表 1 に 示す 。
比較例 2
実施例 2 に お い て 、 架橋処理 工程前 の P H 調整 を 行な わ ず に 、 サ ン ド ミ ル に て 3 パ ス 処 理 を 行な つ て え ら れた 分散液 に 直接 カ ル ポ ジ イ ミ ド 樹脂 を 添力 [] し 、 架橋反応終 了 時 の 分散液 の p H が 8 . 2 で あ つ た ほ か は実施例 2 と 同 様 に し て 赤色水性顔料分散液 を え た 。
え ら れた 水性顔料分散液 に つ い て 、 耐光性 、 耐水性 、 耐 ァ ル カ リ 性 、 耐溶剤性お よ び経時安定性 を 実施例 1 と 同 様 に し て調べた 。 そ の 結果 を 表 1 に示す。
実施例 3
( 予備分散工程)
以下 に 示す成分 を 配合 し 、 バ 夕 フ ラ イ ミ キサ一 に て室 温で 5 時間 混練 し て 予備分散 さ せ 、 混合物 を 調製 し た 。 成 分 量 (部) 青顔料 4 0 . 0
( ビ グ メ ン ト · ブル一 15: 1 ( C . I . 74160 ) )
ス チ レ ン — マ レ イ ン 酸共重合体 7 . 0 ( ス チ レ ン マ レ イ ン酸 (重量 比) = 60/40、
酸価 190、 数平均 分子量 3000)
エ チ レ ン グ リ コ ー ル 5 . 0
ジ ェ チ リレ ア ミ ン 2 . 5 イ オ ン 交 換 水 4 5 . 5 つ い で 、 こ の 混 合 物 に イ オ ン 交 換 水 1 5 0 部 を 添 力ロ レ . 3 0 分 間 撹拌 し て ス チ レ ン — マ レ イ ン 酸 共 重 合体 を 中 和 溶解 さ せ た ( 中 和 率約 1 2 0 % ) 。
( 分 散 工 程 )
前 記 の よ う に し て 予 備 分 散 お よ び 中 和 し て え ら れ た 混 合 物 に 対 し 、 1 . 0 m m径 ガ ラ ス ビ ー ズ を 8 0 % 充 填 し た サ ン ド ミ リレ に て 5 ゾ \° ス 処 理 を 行 な い 、 ス チ レ ン 一 マ レ ィ ン 酸 共 重 合 体 で 青 顔 料 を 微 分 散 さ せ て 分散液 を 調 製 し た 。
つ い で 、 こ の 分散液 中 の モ ル ホ リ ン の 一 部 を エ ノ ポ レ — 夕 に て 除去 し 、 分散 液 の p H を 7 . 2 に 調 整 し た 。
( 架 橋 処 理 工 程 )
前記 p H 7 . 2 の 分 散 液 に 3 5 % 水溶 性 ォ キ サ ゾ リ ン 基含 有 樹脂 ( ォ キ サ ゾ リ ン 当 量 2 0 0 ) 5 部 を 添 カ卩 し 、 9 0 °C で 3 . 5 時 間 撹拌 し て 分 散 液 中 の ス チ レ ン — マ レ イ ン 酸 共 重 合体 を 架 橋 さ せ ( 架 橋 し た ス チ レ ン — マ レ イ ン 酸 共 重 合体 の ゲ ル 分 率 : 5 0 % 、 数 平 均 分子 量 : 5 5 0 0 0 0 ) 、 架橋 ス チ レ ン 一 マ レ イ ン 酸 共 重 合 体 を 青 顔 料 に 強 固 に 吸 着 さ せ た 。 架 橋 反 応 終 了 時 の 分散液 の p H は 7 . 0 で あ っ た 。
( p H 調 整 工 程 )
前 記 青 顔 料 お よ び こ れ に 強 固 に 吸 着 し た 架 橋 ス チ レ ン
— マ レ イ ン 酸 共 重 合 体 を 含 む 分 散 液 に 、 N — メ チ ル ー ジ エ タ ノ ー ル ア ミ ン を 0 . 3 重 量 % の 割 合 で 添カ[] し 、 分 散 液 の p H を 9 . 5 に 調 整 し た 。
さ ら に 、 こ の 分散液 を 2 5 0 0 0 G で 5 分 間遠心分離 し て粗大粒子 を 除去 し 、 固 形 分濃度が 2 0 重量 % と な る よ う に し て 青色水性顔料分散液 を え た 。
え ら れた 青色水性顔料分散液 中 の 顔料 の 平均粒子径 は 1 3 8 n m で あ り 、 前記式 ( I ) に 基づ い て求 め た 吸光 度比 は 4 3 で あ っ た 。
つ ぎ に 、 前記青色水性顔料分散液 2 0 部 に 常乾型 ァ ク リ リレ樹脂 ( 固 形分 4 5 重量 % ) 1 5 部お よ びイ オ ン 交換 水 1 5 0 部 を混合撹拌 し 、 青色 の 水性塗料 を え た 。 こ の 水性塗料 を ス レ ー ト 板 に 塗布 し た の ち 、 1 2 0 °C で 1 0 分間 乾燥 さ せて 塗膜 を 形成 さ せた 。 こ の 塗膜 は メ ク レ や ハ ガ レ がな く 、 高 い 発 色性 を 有 し 、 表面光沢 にす ぐれた も の で あ っ た 。
さ ら に 、 前記水性顔料分散液 に つ い て 、 耐光性 、 耐水 性 、 耐ア ル カ リ 性 、 耐溶剤性お よ び経時安定性 を 実施例 1 と 同 様 に し て 調べた 。 そ の 結果 を 表 1 に 示す。
比較例 3
実施例 3 に お い て 、 バ タ フ ラ イ ミ キサ ー で の 予備 分散 工程 を 行な わ ず に 、 各成分 を 混合 し て 混合物 と し た ほ か は実施例 3 と 同 様 に し て 青色水性顔料分散液 を え た 。
え ら れた 水性顔料分散液 に つ い て 、 耐光性 、 耐水性 、 耐ア ル カ リ 性 、 耐溶剤性お よ び経時安定性 を 実施例 1 と 同様 に し て調べた 。 そ の 結果 を 表 1 に 示す。
実施例 4
( 予備分散工程)
以下 に示す成分 を 配合 し 、 バ タ フ ラ イ ミ キサー に て室 温で 4 時 間混練 し て 予備 分散 さ せ 、 混合物 を 調 製 し た 。
成 分 量 ( 部 ) 緑 顔 料 3 5 . 0
( ビ グ メ ン ト · グ リ ー ン 7 (C. I .74260 ) )
ス チ レ ン 一 メ 夕 ク リ ル酸 共 重 合 体 8 . 5 ( ス チ レ ン Zメ 夕 ク リ ル酸 (重 量 比 )
78/22、 酸価 170、 数 平 均 分 子 量 8500 )
ジ エ チ レ ン グ リ コ ー ル 1 0 . 0 イ ソ プロ ピ ル ア ミ ン 2 . 0 イ オ ン 交換水 4 3 . 5 つ い で 、 こ の 混 合 物 に イ オ ン 交 換 水 1 1 0 部 を 添 カロ し 3 0 分 間 撹拌 し て ス チ レ ン 一 メ 夕 ク リ ル 酸 共 重 合体 を 中 和 溶 解 さ せ た ( 中 和 率 約 1 3 0 % )
( 分散 工 程 )
前記 の よ う に し て 予 備 分 散 お よ び 中 和 し て え ら れ た 混 合 物 に 対 し 、 0 . 5 m m径 ジ ル コ ニ ァ ビ ー ズ を 8 0 % 充 填 し た サ ン ド ミ ル に て 3 パ ス 処 理 を 行 な い 、 ス チ レ ン 一 メ タ ク リ ル 酸 共 重 合 体 で 緑 顔 料 を 微 分 散 さ せ て 分散 液 を 調 製 し た ( P H 8 . 2
( 架 橋 処 理 工 程 )
前 記 p H 8 . 2 の 分散 液 に 1 0 0 % 水 溶 性 ポ リ オ キ シ エ チ レ ン オ リ ゴ エ ス テ ル ア タ リ レ ー ト ( 1 分子 あ た り 2 官 能 ) 5 部 を 添 加 し 、 8 5 °C で 8 時 間 撹拌 し て 分散 液 中 の ス チ レ ン 一 メ タ ク リ ル酸 共 重 合 体 を 架 橋 さ せ ( 架 橋 し た ス チ レ ン 一 メ 夕 ク リ ル酸 共 重 合体 の ゲ ル分 率 : 6 0 % 数 平 均 分子 量 : 7 0 0 0 0 0 ) 、 架橋 ス チ レ ン 一 メ 夕 ク リ ル酸 共 重 合体 を 緑 顔 料 に 強 固 に 吸着 さ せ た 。 架橋 反 応 終 了 時 の 分 散 液 の P H は 7 . 5 で あ っ た 。
( P H 調 整 工 程 )
前 記 緑 顔 料 お よ び こ れ に 強 固 に 吸 着 し た 架 橋 ス チ レ ン 一 メ 夕 ク リ ル酸 共 重合 体 を 含 む 分 散液 に 、 ト リ エ タ ノ 一 ル ァ ミ ン を 0 . 3 重 量 % の 割 合 で 添 力 [] し 、 分 散 液 の p H を 9 . 1 に 調 整 し た 。
さ ら に 、 こ の 分 散液 を 2 5 0 0 0 G で 5 分 間 遠 心 分 離 し て 粗大 粒子 を 除去 し 、 固 形 分 濃 度 が 2 0 重 量 % と な る よ う に し て 緑 色 水 性顔 料 分 散液 を え た 。
え ら れ た 緑 色 水 性顔 料 分散 液 中 の 顔料 の 平 均 粒子 径 は 1 1 7 n m で あ り 、 前 記 式 ( I ) に 基 づ い て 求 め た 吸 光 度 比 は 3 7 で あ っ た 。
つ ぎ に 、 前 記 緑 色 水性顔 料 分 散 液 2 0 部 に 5 % ゼ ラ チ ン 水 溶 液 7 5 部 、 光重 合 性不 飽和 ア ク リ ル 樹 脂 5 部 、 光 重 合 開 始 剤 ァ セ ト フ :!: ノ ン 0 . 2 部 お よ びイ オ ン 交 換 水 4 0 部 を 混 合撹拌 し 、 こ れ を ガ ラ ス 基 板 に ス ピ ン コ 一 夕 に て 塗布 し て 乾 燥 さ せ 、 塗膜 を 形 成 さ せ た 。 つ い で 、 こ の 乾燥 塗膜 を 露 光 現 象 し た の ち べ 一 キ ン グ し 、 カ ラ 一 フ イ リレ 夕 を え た 。 こ の カ ラ ー フ ィ ル 夕 は 鮮 明 で 透 明 性 に す ぐれ た も の で あ っ た 。
さ ら に 、 前 記 水 性顔 料 分 散 液 に つ い て 、 耐光 性 、 耐水 性 、 耐 ア ル カ リ 性 、 耐溶 剤 性 お よ び経 時 安 定 性 を 実 施例 1 と 同 様 に し て 調 べ た 。 そ の 結 果 を 表 1 に 示す 。
比 較例 4
実施例 4 に お い て 、 p H 調 整 工 程 を 行 な わ ず に 、 緑 顔 料 お よ び こ れ に 吸 着 し て い る 架 橋 ス チ レ ン — メ 夕 ク リ ル 酸 共 重 合体 を 含 む P H 7 . 0 の 分 散液 を 直 接遠 心 分 離 し た ほ か は 実 施例 4 と 同 様 に し て 緑 色 水 性 顔 料 分 散 液 を え た 。
え ら れた 水性顔料分散液 に つ い て 、 耐光性 、 耐水性 、 耐 ア ル カ リ 性 、 耐溶剤性お よ び経時安定性 を 実施例 1 と 同様 に し て調 べ た 。 そ の 結果 を 表 1 に 示す。
表 1 に 示 さ れた結果か ら 、 実施例 1 4 の 本発 明 の 製 法 に 基 づい て え ら れた 水性顔料分散液は 、 耐光性、 耐水 性 、 耐 ア ルカ リ 性お よ び耐溶剤性 に す ぐれ 、 し か も 同 時 に 経時安定性 に も す ぐれた も の で あ る こ と がわ か る 。
こ れ に対 し 、 比較例 1 4 に お い て 本 発 明 の 製法 の ェ 程 の い ずれか を 行 な わ ず に え ら れ た水性顔料分散液 は 、 耐水性 、 耐 ア ル カ リ 性 、 耐溶剤性 お よ び経時安定性 の 少 な く と も い ずれカゝ 1 つ に 劣 り 、 す ぐれ た 物性 を 兼備す る も の で は な レゝ こ と が ゎ カゝ る 。
産 業上 の 利 用 可 能 性
本 発 明 の 製 法 に よ れ ば 、 耐光 性 、 耐水 性 、 耐 ア ル カ リ 性 お よ び耐溶 剤 性 に す ぐれ 、 し か も 経 時 安 定 性 に も す ぐ れ た 水 性顔 料 分 散 液 を 、 容 易 に 製 造 す る こ と が で き る 。
本 発 明 の 水 性 顔 料 分 散 液 は 、 前 記 の ご と き す ぐれ た 物 性 を 兼 備 し た も の で あ る の で 、 た と え ば塗料 ; 紙 コ ー テ イ ン グ ; 捺 染 ; 筆 記 具 用 イ ン キ 、 印 刷 イ ン キ 、 イ ン ク ジ エ ツ ト イ ン キ な ど の 水 性 イ ン キ ; カ ラ ー フ イ リレ タ ; ア イ ラ イ ナ 一 な ど の 化 粧料 ; 静電 ト ナ ー な ど の 記 録 材 料 な ど に 好適 に 使 用 す る こ と が で き る 。
こ の よ う に 、 本 発 明 の 水 性 イ ン キ は 、 前 記 水 性 顔 料 分 散液 に 基 づ く す ぐ れ た 物 性 を 兼 備 し た も の で あ る 。