WO1999052966A1 - Dispersion aqueuse de pigment, son procede de production et encre a base d'eau la contenant - Google Patents

Dispersion aqueuse de pigment, son procede de production et encre a base d'eau la contenant Download PDF

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water
pigment
thermoplastic resin
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PCT/JP1999/001954
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Minoru Waki
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Mikuni Shikiso Kabushiki Kaisha
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    • C09D17/00Pigment pastes, e.g. for mixing in paints
    • C09D17/001Pigment pastes, e.g. for mixing in paints in aqueous medium

Definitions

  • the present invention relates to a water-based pigment dispersion, a method for producing the same, and a water-based ink containing the same.
  • it excels in lightfastness, waterfastness, alkalinity and solvent resistance, as well as stability over time, such as paint and paper.
  • Coating, printing, ink for writing implements, printing ink, ink jet ink, color filter, cosmetics, electrostatic toner The water-based paint dispersion liquid which can be suitably used for a water-based paint dispersion, a method for easily producing the water-based paint dispersion liquid, and the water-based paint dispersion liquid are contained. Water-based ink. Background technology
  • paints are used for paints, printing inks, ink for writing instruments, etc.
  • solvent-based paints have been the mainstream from the beginning. Met .
  • the solvent used has the potential to adversely affect the human body, save resources and reduce pollution. Is shifting from solvent-based paints and inks to water-based paints and inks.
  • various physical properties such as light resistance, water resistance, alloy resistance, and solvent resistance are required.
  • water-based paint sinks considerable problems have been raised regarding these physical properties.
  • a surfactant is used as a dispersing agent for the pigment, the coating performance such as water resistance when the coating is formed is not significant.
  • ink for writing instruments is required to have not only writing performance but also various physical properties such as water resistance, alkaline resistance, and solvent resistance, but also stability over time. At present, it is not completely satisfactory.
  • a water-based coating composition that improves the solvent properties and prevents pigment agglomeration during storage (Japanese Patent Publication No. 2-22367), with an isocyanate group at the end
  • Coating composition containing paint for ink Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • a pigment dispersant it is possible to use a specific carboxylic acid and an aliphatic polyol and an isocyanate to interact with each other.
  • a method for preventing the dissolution of the pigment from the printed ink coating layer even at high humidity Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-134463
  • a dispersing agent and the like. It uses a polymer whose main component is a polyester that has both a hydrophilic part and a lipophilic part, and is light-, water-, solvent- and pigment-dispersed.
  • a number of methods have been proposed for producing a water-based ink for writing implements with improved qualitative properties (Japanese Patent Laid-Open No. 60-26070).
  • the pigments obtained by these methods have sufficiently improved water resistance, alkali resistance and solvent resistance.
  • due to insufficient dispersion precipitation with poor stability over time and poor light fastness are satisfactory. It is not something.
  • Japanese Patent Application Publication No. 3-2221137 and Japanese Patent Application Publication No. 9-1151342 disclose that pigments are encapsulated in a resin.
  • the aqueous dispersion is disclosed, and when the aqueous dispersion is obtained, the dispersing step is labor-saving or the aqueous dispersion becomes water-resistant and redispersible.
  • these aqueous dispersions require a phase-inversion emulsification step from an organic phase due to their production method, and also require an aqueous phase.
  • the present invention in which the solvent has to be removed and recovered, and the process is complicated, has been made in view of the above-mentioned prior art.
  • the purpose is to provide a water-based paint dispersion, which is said to be easily absorbed, an easy production method, and a water-based ink containing the same.
  • the present invention is a.
  • thermoplastic resin which is a dispersion obtained by dispersing a face material.
  • the proportion with the thermoplast resin containing the lipoxyl group (the paint / calpoxy group containing the thermoplastic resin (effective solid weight ratio))
  • the pigment is dispersed, and then the carboxyl group-containing thermoplastic resin is used as a bridging agent to form a bridge.
  • the ratio of the mixing agent and the thermoplastic resin containing the carboxyl group (the crosslinker, the thermoplastic resin containing the carboxyl group (effective solid weight ratio))
  • a water-based pigment dispersion liquid characterized by being 1Z100 to 500Z100;
  • thermoplastic resin containing a carboxyl group in the dispersion liquid (3) The process and the step of cross-linking the thermoplastic resin containing a carboxyl group in the dispersion liquid with a cross-linking agent
  • the water-based pigment dispersion of the invention is, as described above, a water-soluble or self-emulsifying carbohydrate.
  • This is a dispersion liquid in which the pigment is dispersed with a thermoplastic resin containing a xyl group (hereinafter, simply referred to as a thermoplastic resin).
  • the ratio between the pigment and the thermoplastic resin (face) Material Z Thermoplastic resin (effective solid weight ratio) is 10 Z10 to 10/1, and after the facial material is dispersed, the thermoplastic resin is used as a bridging agent. And then crosslinks it, and the ratio of the crosslinking agent to the thermoplastic resin (the crosslinking agent)
  • Thermoplastic resin (effective solids weight ratio)) is 1/1000 to 50/100.
  • the thermoplastic resin used in the present invention is used as a dispersant for a pigment, and has excellent miscibility and dispersibility with a pigment.
  • the thermoplastic resin may be water-soluble or self-contained in consideration of its dispersibility in aqueous systems and its superiority in stabilization. It shows chemical properties.
  • the thermoplastic resin has a hydroxyl group, but the number is not particularly limited, and furthermore, the carboxyl group is not particularly limited. In addition to the hydroxyl group, it may have a functional group such as a hydroxyl group or a carbonyl group.
  • thermoplastic resin examples include vinyl acetate acetate, for example, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, and acetate resin.
  • Acrylic resins such as polyacrylic acid ester, polyacrylonitrile, and polyacrylamide; telpe Resin; polyurethane resin; nylon, silicone Polyamide resins, such as silicone resins, are required.Acrylic resins and polyurethane resins are particularly preferred. It is often used.
  • the above-mentioned acrylic resin is particularly preferred because it has excellent light resistance and is easy to process.
  • Specific examples of the acryl-based resin include, for example, styrene-acrylic acid copolymer styrene-methylene styrene-acrylic acid Copolymer, styrene-acrylic acid- (meth) acrylic acid ester (Naka-Ester) is an ester with about 1 to 4 carbon atoms.
  • copolymer styrene-methacrylic acid copolymer, styrene-methyl methacrylate (Meth) acrylic acid ester copolymer, acrylic acid ester (meta) acrylate ester copolymer, methacrylic acid mono (meta) (Meth) acrylic acid copolymers such as acrylic acid ester copolymers; styrene-maleic acid copolymers Styrene-methylene Styrene-maleic acid copolymer, styrene-acrylic acid ester-maleic acid copolymer, styrene Maleic acid ester-maleic acid copolymer such as maleic acid copolymer; styrene-acrylic acid ester Styrene sulfonate copolymer, styrene-methyl styrene Sulfonate copolymer, styrene-acrylic
  • Polyurethane resins mentioned above are particularly preferred because of their close adhesion and softness.
  • the polyurethane resin is classified according to the type of the polyol among the resin components.
  • the polyester resin is a polyurethane resin.
  • Power There are various types of polyurethan, polyether type polyurethan, etc., which can be used alone or in combination of two or more. Can be used in combination.
  • the thermoplastic resin has a number average molecular weight of 200 to 200 and an acid value of 30 to 300.
  • the number average molecular weight should be at least 200, preferably at least 250. And preferably less than 20000, and preferably less than 1500.
  • the acid value is 30 or more, preferably 50 or more, and finally, the water resistance of the aqueous pigment dispersion does not decrease.
  • the acid number should be less than 300, preferably less than 250.
  • the pigment used in the present invention is not particularly limited, and various organic and inorganic pigments can be used.
  • facial paints include, for example, azo lakes, insoluble monoazo facial paints, insoluble disazo facial paints, and chelated azo facial paints.
  • Azo pigments such as pigments; phthalocyanine pigments, perylene pigments, perrinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, Dioxazine paint, Ziondigo paint, Isodolinone pigment, Quinophthalone paint, Diketopiro pill roll paint,
  • Various organic pigments such as polycyclic pigments, such as Benzimidazolone pigments and Slan pigments, titanium oxide, iron oxide, iron oxide, benzene
  • various kinds of inorganic pigments such as oxidized chromium and other oxides, carbon black, fluorescent pigments, pearlescent pigments, etc. These can be used alone or as a mixture of two or more.
  • ⁇ f com ⁇ 3 ⁇ 4 i 3 ⁇ 4 ⁇ 3 ⁇ 4,
  • n- Ment Yellow 42 (C.I.77492), Pigment Blue 6 (C.1.77891), Pigment Blue 27 (C.I. 77510), Big Blue 29 (I. 77007), Pigment Black 7 (C.I. 77266), and so on.
  • organic pigments are used because of their small particle size, small specific gravity, and stability. This is preferred.
  • the form of the facial paint and it may be any of various types of surface treatments, powders, and aqueous pastes. No.
  • the primary particle size of the pigment is usually preferably about 0.1 m or less in consideration of dispersibility.
  • the above-mentioned ratio of the facial pigment and the thermoplastic resin has the greatest effect on the dispersion of the pigment. Considering the amount of resin that is not effective against excessive and excessively high volatilization and does not increase the cost, it is 10 Considering the minimum amount of resin required for facial pigment dispersion, which is more than Z 10 and preferably more than 10-7, 1 It is not more than 0 1, preferably not more than 10 5.
  • the pigment and the thermoplastic resin are preliminarily dispersed and prepared to prepare a mixture.
  • a pigment and a dispersant are subjected to a dispersion treatment after being preliminarily stirred in a solvent.
  • Such preparatory stirring has the effect of increasing the wettability between the cosmetic and the dispersant, but is insufficient for the subsequent dispersion process to produce fine particles. Therefore, it is considered that a preparatory dispersing process is required rather than a preparatory stirring process.
  • the pre-dispersion of the pigment and the thermoplastic resin in the present invention is not only because of the effect of mixing and wetting the pigment and the thermoplastic resin, but also because of the coarse particles. This is because the particles are effectively crushed, and the particles are made into uniform fine particles in the next dispersion step.
  • the pre-dispersion of the pigment and the thermoplastic resin can be performed, for example, in a gap shear mixer.
  • the gap shear type mixer has a structure that gives higher shear to the space between the stirring blades and the space between the stirring blades and the container, and is suitable for high viscosity. It is a thing.
  • Specific examples of such a gap shear type mixer include, for example, a kneader, a planetary mixer, and a butterfly mixer. It is.
  • the temperature and time of the pre-dispersion are not particularly limited. For example, depending on the type of the pigment and the thermoplastic resin, a temperature at which the two are sufficiently pre-dispersed. And time.
  • the first step (1) as described above is not performed before or after the preliminary dispersion, and the second step (2) described later is not performed. It is preferred that the thermoplastic resin be neutralized with an organic amine having a boiling point of 200 ° C. or less before the mixture is treated with a disperser.
  • the neutralization of the thermoplastic resin with an organic amine is carried out in an aqueous system.
  • a neutralization there is an advantage that the dispersing performance of the thermoplastic resin is dramatically improved.
  • the amine is removed during the cross-linking reaction, the boiling point of the organic amine should be 20 to prevent the distillation from becoming difficult. It is recommended to use a temperature below 0 ° C, preferably below 180 ° C.
  • organic amine used in the present invention examples include: u is ammonia, monolithamine, jetillamin, triethylamine, diisopropylamine, isoprop Propylamine, monoethanolamine, 2—amino2—methylpropanol, morpholin, N, N—dimethyl N-methylamines, N-methylethanolamines, etc., can be used alone or in combination of two or more. Can be used.
  • the amount of organic amine used there is no particular limitation on the amount of organic amine used, but for example, the thermoplastic resin should have a median percentage of about 100 to 150%. It is preferable that the amount is large.
  • the temperature and time during neutralization are not particularly limited, and may be adjusted as appropriate according to the type of thermoplastic resin and organic amine used. It is preferable to adjust it.
  • a second step (2) the mixture obtained by preliminary dispersion as described above is processed by a dispersing machine, and the facial pigment is treated with a thermoplastic resin. To prepare a liquid dispersion.
  • the mixture is treated in an aqueous system, and the disperser for treating the mixture is, for example, a media type disperser or a collision type disperser.
  • the machine is destroyed.
  • a media-type dispersing machine is a device in a vessel, such as glass, aluminum, zirconia, steel, or tundane.
  • the small-diameter media is operated at high speed, and the slurry passing through the media is ground by the shearing force between the media.
  • Specific examples of such a media-type disperser include, for example, a pole mill, a sand mill, a par mill mill, a mill mill, and a mill mill.
  • Collision-type dispersers such as pole mills, ultra-spi mills, spike mills, and ultra-fine mills can be used for: 1
  • the fluid collides with the two walls at high speed. Or crushing fluids in the fluid by causing the fluids to collide at high speed.
  • Specific examples of such a collision type disperser include, for example, a Nanoizer, a Homogenizer, a Microfluidizer, and Al. The chimizer and the like are removed.
  • a known dispersion device such as a roll mill and a supersonic wave dispersion device other than those described above can simultaneously obtain the dispersion liquid. .
  • the processing temperature and the processing time of the mixture by the dispersing machine are not particularly limited, and correspond to, for example, pigments and types of thermoplastic resins.
  • the temperature and time should be such that the paint is finely dispersed by the thermoplastic resin.
  • the dispersing property and the moistening effect of the pigment are further improved as necessary.
  • a resin other than the thermoplastic resin or a surfactant or the like may be added to the mixture [].
  • thermoplastic resins examples include carboxymethylcellulose and hydroxethylcellulose. Natural high-molecular compounds such as acids and their salts, guagam, and gelatin; synthetic compounds such as polyacrylamide and polyvinyl alcohol High molecular weight; water-soluble resin such as thermosetting acrylic resin.
  • the amount of such resin added is as follows: of the mixture after pre-dispersion:! It is preferably about 15 to 15% by weight, and more preferably about 2 to 10% by weight.
  • the surfactants include, for example, alkylbenzensulfonate, higher alcohol sulfate ester, higher fatty acid, and the like. Salts, higher alkyl carboxylate, alkyl naphthene lensulfonate, alkyl sulyl benzoate, citrate, naphtha Rensulfonate phormalin condensate salt, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, polyoxyethylene alkyl Anionic surfactants, such as phosphoric acid esters; for example, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethyl Real-alkyl phenyl ether, fatty acid morinoglyceride, sulfuric acid fatty acid ester, polyoxyethylene fat Fatty acid ester, polyglycerin Fatty acid ester, polyoxyethylene Adhesive strength [] Acetylene glycol Cation-based surfactants; cation-based surfactants such as, for example, aliphatic amine salts, ali
  • water-soluble high-boiling organic solvents include, for example, monoethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, and the like. Glycol, propylene glycol, hexyl glycol, glycerin, 1, 3 — butanediol polyglyric Serine, thioglycoll, polyethylene glycol, N—methyl 2—pyrrolidone, 1, 3—dimethyl 1 2 _ Imidazolidinone, monoethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, Monoethylene glycol, triethylene glycol monoethylene, triethylene glycol ⁇ It can be used to enhance the power of Lumonobutyl Ether, but is not limited to these. Such water solubility high boiling point
  • the amount of the organic solvent to be added is preferably 3 to 30% by weight of the mixture after the pre-dispersion, and more preferably 5 to 15% by weight. No.
  • preservatives such as methyl benzoate, sodium dehydroacetate, 1, 2-benzothiazolin-3-on, etc.
  • Common additives such as fungicides; pH adjusters such as potassium phosphate dihydrogen; emaldione; viscosity adjusters; and defoamers can be used as thermoplastic additives.
  • the pigment When dispersing the pigment in the resin, the pigment may be appropriately added to the mixture.
  • thermoplastic resin in the dispersion obtained by dispersing the paint with the thermoplastic resin as described above is used as a bridge.
  • the agent is used to make a bridge.
  • ⁇ ⁇ at the end of the bridge reaction is adjusted to the range of 6.0 to 8.0. Adjusting the pH at the end of the bridge reaction in the range of 6.0 to 8.0 in this way is more powerful than the pH force of 8.0.
  • the bridge reaction of the thermoplastic resin which will be described later, does not proceed to a sufficient level, and exhibits excellent physical properties such as water resistance, alkali resistance, and solvent resistance. If the pH is less than 6.0, the dissolved heat will not be able to be removed. The plastic resin is likely to precipitate out.
  • the pH of the dispersion is preferably 7.8 or less, and preferably 6.3 or more.
  • the method of adjusting the pH of the dispersion at the end of the bridge reaction to the range of 6.0 to 8.0 is, for example, the boiling point 20 as described above. If the thermoplastic resin is neutralized with an organic amine at 0 ° C or less, adjust the addition amount of the organic amine in advance. Or, there is a way to remove organic amines. A method of treating the dispersion with an acidic substance is also conceivable.
  • the removal of the organic amine can be carried out by using an apparatus such as an evaporator, for example, and in this way, the excess organic matter in the case of neutralization is used. Removal of the amine can prevent the bridge reaction of the thermoplastic resin from being hindered.
  • the acid substance examples include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid, and lower organic acids such as acetic acid, butyric acid, lactic acid, and lingic acid; Fatty acids, benzene sulfonate, higher alcohol sulfate ester, higher alkyl dicarbonic acid, alkali naphthalene Sulfonic acid, Alkyl sulfo Succinic acid Polyoxyethylene Alkyl Sulfate ether, Polyoxyethylene Alkyrin Acidic and other ether-based or ester-based organic compounds, etc. are required. From these, for example, the types of thermo-plastic resin Depending on the application, it can be appropriately selected and used. There is no particular limitation on the amount of such an acidic substance to be added, and the pH of the dispersion at the end of the bridge reaction is in the range of 6.0 to 8.0. It may be adjusted appropriately as described above.
  • the method of hardening a carboxyl group-containing thermoplastic resin used for paints, printing inks, and the like is performed under the heating conditions by using water, solvent, or the like.
  • the organic stomach and the like are scattered, if the government functional unit starts the curing reaction, the organic sulphate and the like will be radically generated.
  • the bridge advances in three dimensions, resulting in a firm skin.
  • the pigment particles do not adsorb or agglomerate in the aqueous system, and harden while maintaining the function of the resin itself and the dispersant.
  • they are also stabilizing. That is, instead of completely reacting the functional groups of the resin, It is necessary to retain the functional groups required to maintain the dissolved state of the resin itself, that is, the carboxyl groups even after the bridge is bridged. .
  • the bridge process of such a thermoplastic resin is carried out after the pigment is dispersed in the thermoplastic resin, so that it has been carried out in a conventional manner. Unlike a pigment that was dispersed in a resin that had been previously crosslinked, it had a high dispersion effect, a small particle size, and excellent stability over time. A liquid dispersion is obtained.
  • the crosslinking agent used to crosslink the thermoplastic resin is a water-soluble polymer in terms of ease of use due to the fact that the dispersion liquid is water-based. Or a water-soluble oligomer.
  • the reaction point of the bridge is a carboxyl group, and it is preferable that the bridge be capable of being bridged at a low temperature.
  • Typical examples of such a water-soluble polymer include, for example, a water-soluble polymer such as a polyester polymer, and an oxazoline-based water. Soluble polymers, polyethylenimine-based water-soluble polymers, etc. are obtained.
  • water-soluble oligomer those containing a (meth) acryloyl group and capable of being bridged at a low temperature are preferred.
  • a typical example of such a water-soluble oligomer is an oligoester (meta) that mainly has an ester bond, for example. CREATE, urethane (meta) with urethane bond acrylate, epoxy resin whose main skeleton is epoxy resin Evening) You will be able to get some information.
  • the ratio of the crosslinking agent and the thermoplastic resin promotes the bridge reaction to a sufficient extent. In order to achieve this, it is necessary to use an excess of 100% or more, preferably 2100% or more, and an excessive increase in the crosslinking effect is not expected. In order to prevent the quality of the aqueous pigment dispersion from being deteriorated by the agent, the content should be 50Z100 or less, preferably 45/100 or less. .
  • the temperature and time for crosslinking the thermoplastic resin are not particularly limited, and may be appropriately adjusted according to, for example, the type of the thermoplastic resin and the crosslinking agent. do it .
  • the cross-linking rate of the thermoplastic resin in the dispersion is affected by the additives in the aqueous system, but is not equal to that of the carboxyl group in the resin. In view of this, it is preferable to be about 20 to 100% in consideration of the point.
  • the gel fraction of the crosslinked thermoplastic resin is based on the point that it is likely that physical properties such as excellent resistance to alkali and solvent will be exhibited. It should be above 0%, preferably above 35%. The upper limit of the gel fraction is 100%, and higher is more preferable.
  • the gel fraction is used as a measure of the degree of crosslinking of a resin.
  • an aqueous pigment dispersion is dried by powdering, and then used as a solvent to prepare a tetrahedral dispersion.
  • the amount of resin eluted was measured using drofuran, and the gel fraction was calculated from the numerical values.
  • the number average molecular weight of the crosslinked thermoplastic resin exceeds 100,000 from the viewpoint that the properties of the intended aqueous pigment dispersion are sufficiently improved. Preferably it is greater than 20000. The higher the number average molecular weight, the better.
  • thermoplastic resin By thus crosslinking the thermoplastic resin, a dispersion containing the pigment and the crosslinked thermoplastic resin can be obtained.
  • the bridged thermoplastic resin is in a state of being firmly adhered to the pigment, and the economical efficiency over a long period of time It is preferable to improve the qualitative.
  • the reason for adjusting the pH of the dispersion to the alkaline side in this way is to improve the aging stability of the obtained aqueous pigment dispersion. .
  • an alkaline agent When adjusting the pH of the dispersion to the alkaline side, for example, it is possible to use an alkaline agent or the like. Although there are no particular limitations on the type of powerful agent used, there are ammonia, monoethanolamine, and ethanol, for example.
  • the pH of the obtained water-based paint dispersion is, for example, 8 or more, preferably 8. It is preferred that the dispersion be about 0.1-0.5% by weight of the dispersion so that it is adjusted to the Alkali side of about 5-10.
  • the temperature and time for adjusting the pH of the dispersion to the alkaline side are not particularly limited, and are included in the dispersion, for example. It may be appropriately adjusted according to the type of the pigment, the crosslinked thermoplastic resin, and the alkaline agent.
  • the aqueous pigment dispersion thus obtained is further subjected to a centrifugal separation and a filtering treatment to remove coarse particles, thereby further improving the quality. Can be raised.
  • the aqueous pigment dispersion of the present invention preferably has an average particle size of the dispersed pigment of 20 O nm or less in consideration of the fact that excellent temporal stability is exhibited. Should be less than 170 nm.
  • the aqueous pigment dispersion of the present invention may be used before centrifugation. From the absorbance of the supernatant and the absorbance and force of the supernatant after centrifugation at 800 rpm Z 5 min and 1000 G, the formula (I): supernatant after centrifugation Absorbance of liquid
  • the absorbance is based on the measured value of the top peak of the diluted solution obtained by diluting 1 g of pigment with 5 liters of ion-exchanged water. It is desired that the obtained absorbance ratio is 10 or more, preferably 15 or more, and 100 or less.
  • the solid content concentration of the aqueous pigment dispersion of the present invention may usually be about 5 to 40% by weight.
  • the dispersion can be easily manufactured.
  • the aqueous pigment dispersion of the present invention comprises the above-mentioned rinsed material. Since they have the same properties, for example, paint; paper coating; printing; ink for writing implements, printing ink, ink jet ink, etc. Water-based inks; color filters; cosmetics such as ironers; recording materials such as electrostatic toners; be able to
  • the water-based ink of the present invention contains the aforementioned water-based pigment dispersion.
  • the content of the water-based pigment dispersion in the aqueous ink is determined by the point strength at which the function as a coloring agent is vividly developed, and the solid content concentration is 20%.
  • the weight% is preferably at least 5 weight%, preferably at least 10 weight%, and the viscosity of the water-based ink is increased. Considering that it may contain other additives as described below, for example, the solid content concentration is 20% by weight. Preferably, it is less than 70% by weight, and preferably less than 60% by weight.
  • the water-based ink of the present invention contains, in addition to the aqueous pigment dispersion, a normal water-based ink, such as ion-exchanged water.
  • aqueous solvents monoethylene glycols, polyethylene glycols, triethylene glycols, polyethylene glycols Corel, glycerin, polyglycerin, propylene glycol, 1, 3-butanediol, thioglycol, N—Methyl 2—Pyrrolidone, Monoethylene Liqueur Monomethyl, Monoethylene Reel Organic solvents, such as ethers, triglycerides, monoethyl ethers, etc., for example, dalcos, galactose , Sugars such as methyltoluene, cyclodextrin; methyl benzoate, sodium dehydroacetate, 1,2—benzo Antiseptic and fungicide such as thiazolin-one-one; PH adjusters such as sodium hydrogen dioxide
  • the method for preparing the aqueous ink of the present invention is not particularly limited.
  • the aqueous pigment dispersion and the water used as needed are prepared.
  • a method of uniformly stirring and mixing a system solvent, an organic solvent, an additive, and the like is employed.
  • the aqueous ink of the present invention obtained in this way has the above-mentioned excellent physical properties, such as ink for writing instruments, ink for printing, and ink for ink. It is suitably used as a jet ink.
  • the mixture obtained by preparative dispersion and neutralization was filled with 0.7% glass beads filled with 80% of glass beads.
  • a three-pass treatment was performed using a domil, and a dispersion was prepared by differentially dispersing the yellowish pigment with styrene-acrylic acid copolymer.
  • part of ammonia in the dispersion was removed by evaporation overnight, and the pH of the dispersion was adjusted to 7.0.
  • the yellow pigment and the bridged styrene that firmly adsorbed it Triethanolamine was added at a ratio of 0.3% by weight to the dispersion containing the monoacrylic acid copolymer, and the pH of the dispersion was adjusted to 8.7.
  • this dispersion was centrifuged at 2500 G for 5 minutes to remove coarse particles, and the solid aqueous concentration was adjusted to 20% by weight to obtain a yellow aqueous pigment dispersion. I got it.
  • the average particle diameter of the pigment in the obtained yellow aqueous pigment dispersion liquid was 130 nm, and the absorbance ratio obtained based on the above formula (I) was 30.
  • aqueous pigment dispersion was coated on kent paper with No. Coater # 10 and dried at 120 ° C for 10 minutes.
  • the test piece was exposed to ultraviolet light for 300 hours using a color fade meter, and the degree of hue change was determined by CCM (ACS-210 18 Model 55SX, manufactured by ACS). The measurement was performed by measuring the color difference ( ⁇ E) by using the method.
  • the aqueous pigment dispersion was allowed to stand for one month in a constant temperature room at 20 ° C, and then the separation of the pigment, the presence of water floating, and the presence or absence of sedimentation were confirmed. The state in which the pigment separation, water floating or sedimentation was small, was evaluated as abnormal.
  • Example 1 a water-soluble epoxy resin containing no carboxyl group instead of the styrene-acrylic acid copolymer Without performing the bridge treatment process using, the addition of Trietano monolamine to the dispersed liquid at pH 7.0 [] A yellow water-based paint was obtained in the same manner as in 1.
  • the water-based pigment dispersion obtained was evaluated for light resistance, water resistance, alkali resistance, solvent resistance, and stability over time in the same manner as in Example 1. Examined . The results are shown in Table 1 .
  • Lilic acid (weight ratio) 40/30/30, 234
  • the mixture prepared in advance and dispersed and neutralized as described above was filled with a 0.5 mm dia.
  • a 3-nose treatment is performed on the filled sand mill, and a red-face preparation is obtained using a styrene- ⁇ -methylstyrene-acrylic acid copolymer.
  • the dispersion containing the red pigment and the crosslinked polystyrene- ⁇ -methylstyrene-acrylic acid copolymer firmly adsorbed thereto is added to the dispersion liquid containing the polystyrene- ⁇ -methylstyrene-acrylic acid copolymer.
  • the ammonia water was added at a rate of 0.5% by weight!]
  • the ⁇ ⁇ of the dispersion was adjusted to 9.2.
  • the dispersion liquid is centrifuged at 2500 G for 5 minutes to remove coarse particles, and the solid content concentration is adjusted to 20% by weight. Then, a red aqueous paint dispersion was obtained.
  • the average particle size of the pigment in the obtained red aqueous pigment dispersion was 163 nm, and the absorbance ratio determined based on the above formula (I) was 5%. It was 5.
  • Example 2 the pH was not adjusted before the cross-linking process, and the dispersion obtained by performing the 3-pass treatment with a sand mill was directly added to the dispersion obtained. Applying the imidized resin [], the pH of the dispersion at the end of the cross-linking reaction was 8.2, except that the red aqueous pigment dispersion was obtained in the same manner as in Example 2.
  • the obtained aqueous pigment dispersion was examined for light fastness, water fastness, alkaline fastness, solvent fastness, and stability over time in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
  • the mixture obtained by pre-dispersion and neutralization was filled with glass beads filled with 1.0% diameter glass beads at 80%. After 5 oz. Treatment in a millet, a blue pigment was finely dispersed in styrene-maleic acid copolymer to prepare a dispersion. .
  • the average particle diameter of the pigment in the obtained blue aqueous pigment dispersion liquid was 138 nm, and the absorbance ratio obtained based on the above formula (I) was 43.
  • aqueous pigment dispersion was examined for light resistance, water resistance, alkaline resistance, solvent resistance, and stability over time in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
  • Example 3 in the same manner as in Example 3 except that the components were mixed to form a mixture without performing the preliminary dispersion step using a butterfly mixer. A blue aqueous pigment dispersion was obtained.
  • the obtained aqueous pigment dispersion was examined in the same manner as in Example 1 for light resistance, water resistance, alkali resistance, solvent resistance, and stability over time. The results are shown in Table 1.
  • Polystyrene-methyl methacrylate 8.5 (styrene Z-methyl acrylate (weight ratio)
  • the mixture prepared and dispersed and neutralized as described above was filled with 0.5% diameter zirconia beads at 80%.
  • Three pass treatments were performed on a sand mill, and a dispersion was prepared by finely dispersing the green pigment with a styrene-methacrylic acid copolymer. (PH 8.2
  • the dispersion containing the green paint and the bridged styrene copolymer adsorbed firmly on it, and the dispersion containing the acrylic acid copolymer, are treated with triethanolamine. Mining was added at a rate of 0.3% by weight [], and the pH of the dispersion was adjusted to 9.1.
  • this dispersion is centrifuged at 2500 G for 5 minutes to remove coarse particles, so that the solid content concentration becomes 20% by weight. To obtain a green water-based paint dispersion.
  • the average particle size of the pigment in the obtained green aqueous pigment dispersion liquid was 117 nm, and the absorbance ratio obtained based on the above formula (I) was 3 7 Met .
  • the water-based pigment dispersion had the same light resistance, water resistance, alkali resistance, solvent resistance, and stability over time as in Example 1. I checked it. The results are shown in Table 1 .
  • Example 4 the green pigment and the bridged polystyrene adsorbed on the green pigment were subjected to the pH adjustment without performing the pH adjustment step.
  • a green water-based facial liquid dispersion was obtained in the same manner as in Example 4 except that the dispersion containing PH 7.0 containing the polymer was separated by direct centrifugation.
  • the obtained water-based pigment dispersion was examined for light resistance, water resistance, alkali resistance, solvent resistance, and stability over time in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
  • the aqueous pigment dispersion obtained based on the production method of the present invention in Example 14 shows that the aqueous pigment dispersion has light resistance, water resistance, alkaline resistance and It can be seen that the solvent resistance was excellent, and at the same time the temporal stability was also excellent.
  • the aqueous pigment dispersion obtained in Comparative Example 14 without performing any of the steps of the production method of the present invention was a water-resistant and alkaline-resistant liquid. It is inferior to at least one of its properties, solvent resistance, and stability over time, and it is unlikely that it has excellent physical properties. Industrial availability
  • water resistance is excellent in light resistance, water resistance, alkali resistance, and solvent resistance, and it is also excellent in stability over time.
  • the liquid dispersion can be easily manufactured.
  • the water-based facial liquid dispersion of the present invention has the above-mentioned neat physical properties.
  • paint for example, paint; paper coating.
  • Printing Water-based inks such as ink for writing instruments, printing inks, ink jet inks, etc .; color filters; It can be suitably used for recording materials such as cosmetics and electrostatic toners.
  • the water-based ink of the present invention has excellent properties based on the aforementioned water-based pigment dispersion.

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Description

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 ¾f逋 ^ ¾ i ¾ ^ ¾,
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Figure imgf000010_0001
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。
Figure imgf000034_0001
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 。

Claims

請 求 の 範 囲 . 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 カ ル ボ キ シ ル基含 有 熱 可 塑性 樹脂 と の 割 合 ( 顔 料 ノ 力 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 / 1 0 〜 : 1 0 ノ 1 で あ り 、 顔料 を 分 散 さ せ た の ち に 力 ル ポ 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 力 ル ポ 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 ノ 1 0 0 で あ る こ と を 特徴 と す る 水 性 顔 料 分 散 液 。
2. 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 が ァ ク リ ル 系 樹脂 ま た は ポ リ ウ レ 夕 ン 系 樹 脂 で あ り 、 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 で あ る 請 求 の 範 囲 第 1 項 記載 の 水 性顔 料 分 散 液 。
3. 架 橋 剤 が カ ル ボ キ シ ル 基 を 架 橋 の 反 応 点 と す る 水 溶 性 ポ リ マ ー で あ る 請 求 の 範 囲 第 1 項 記 載 の 水性 顔 料 分 散液。
4. 架橋 剤 が ( メ タ ) ァ ク リ ロ イ ル基 を 含 有 す る 水 溶 性 オ リ ゴ マ ー で あ る 請 求 の 範 囲 第 1 項 記載 の 水性 顔料 分 散 液。
5. 分 散 前 の カ ル ボ キ シ ル 基含有 熱 可 塑性 樹 脂 が 有 機 ァ ミ ン に て 中 和 さ れ た も の で あ り 、 該 有 機 ァ ミ ン の 沸 点 が 2 0 0 °C 以下 で あ る 請 求 の 範 囲 第 1 項 記 載 の 水 性 顔 料 分 散 液 。
6. 架 橋 し た カ ル ボ キ シ ル 基含 有 熱 可 塑性 樹 脂 が ゲ ル 分 率 3 0 % 以 上 、 数 平 均 分子 量 1 0 0 0 0 0 を 越 え る も の で あ る 請 求 の 範 囲 第 1 項 記 載 の 水 性 顔 料 分散 液 。
7. 分散 し た 顔料 の 平 均 粒子 径 が 2 0 0 n m 以下 で あ り 、 そ の 遠 心処 理 前 の 吸光度 と 8 0 0 0 回 転 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、 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 ツ 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 〜 1 0 0 で あ る 請 求 の 範 囲 第 1 項 記 載 の 水 性 顔 料 分散 液 。
8. ( 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 工 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 カ ルボキ シル基含有熱可塑性 樹脂 を含む分散液 の P H を ア ル力 リ 側 に 調整す る 工程 力、 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 請 求 の 範 囲 第 1 項 記 載 の 水 性顔 料 分 散液 の 製 法 。
9. 請求 の 範 囲 第 1 項 記 載 の 水 性顔 料 分 散 液 を 含 有 し て な る 水 性 ィ ン キ 。
PCT/JP1999/001954 1998-04-15 1999-04-13 Dispersion aqueuse de pigment, son procede de production et encre a base d'eau la contenant WO1999052966A1 (fr)

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