JPH0339113B2

JPH0339113B2 -

Info

Publication number: JPH0339113B2
Application number: JP10622882A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Myatake; Akio Iwasaki; Naoji Mizoguchi; Nobuo Kishi
Original assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Artience Co Ltd
Priority date: 1982-06-22
Filing date: 1982-06-22
Publication date: 1991-06-12
Also published as: JPS58225159A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は塗料やインキのバインダーとして用い
られる多くの樹脂との相溶性に優れ、顔料の含有
量が高い状態においても分散安定性が良好である
着色用の顔料分散体に関する。

従来、顔料を分散樹脂および溶剤に分散させた
ペースト状の顔料分散体は、溶剤溶液型の塗料や
インキの着色に広く用いられている。しかしなが
ら、このような顔料分散体においては着色効果を
向上させるために顔料に対する樹脂の使用量を少
なくすると、分散体の粘度が上昇して取り扱いに
くくなつたり、分散安定性が低下したり、また分
散体を樹脂ワニス、溶剤等で希釈して塗料やイン
キ等を製造する際にシヨツクによる顔料の凝集を
生じやすく、その結果着色効果や光沢が低下する
好ましからざる現象が起ることが知られている。
従つて、このような顔料分散体においては、前述
したような好ましからざる現象を防ぐために、顔
料に対して十分な量の分散樹脂を使用することが
必要であつた。また顔料分散体の分散樹脂が塗料
やインキのバインダー樹脂と相溶性が悪い場合に
は着色効果や光沢が低下することも知られてお
り、さらに分散樹脂の性能に起因して塗膜や皮膜
の物性および作業性の低下等の好ましからざる影
響を与えることがあるため、分散樹脂としては、
塗料やインキのバインダー樹脂と同一種類もしく
は十分に相溶する樹脂を選択することが必要であ
る。

一方、塗料やインキは社会の種々の要請に答え
るため様々の特性を有する数多くの品種が必要と
されてきており、これらに使用されるバインダー
樹脂も広汎な種類のものがある。したがつて塗料
やインキの製造に際しては、バインダー樹脂と同
一種類もしくはせいぜい二、三種類のバインダー
樹脂との相溶性の良い分散樹脂を使用した着色顔
料分散体が数多く用意されるのが現状であつた。
かかる状況下において、多種類の塗料やインキの
着色に用いることが可能な汎用性顔料分散体の出
現が強く望まれていた。すなわち本発明は、顔
料、分散樹脂、分散助剤および必要に応じて有機
溶剤からなる顔料分散体において、該分散樹脂が
ビスフエノールＡ型エポキシ樹脂であり、かつ該
分散助剤が下記一般式〔〕で示される芳香族系
化合物または有機色素誘導体であることを特徴と
する上記顔料分散体である。

一般式〔〕式中Ｑ：芳香族多環化合物の残基又は有機色
素残基Ａ：直接結合するかあるいは以下に示される二
価の結合基を表わす。−Ｏ−、−NR′−、−Ｓ
−、−CO−、−SO₂−、−CR′R″−−
SO₂NR′−、−CONR′−またはこれらの組み
合せ、あるいは、上記二価の結合基と結合し
た炭素数１〜20の飽和または不飽和のアルキ
レン基（ただし、該アルキレン基は、式中他
のアルキレン基と直接結合しない）フエニレ
ン基を表わす。R′R″は水素原子または炭素
数１〜20の飽和または不飽和のアルキル基、
アリール基を表わす。

R₁、R₂：水素原子、各々独立した炭素数１〜
20の飽和または不飽和のアルキル基、アリー
ル基もしくはR₁、R₂で窒素、酸素またはイ
オウ原子を含むヘテロ環を表わす。

Ｘ、Ｙ：相互に独立した−R′、ハロゲン原子、
−OR′、−NR′R″、−COOR′−、−NHCOR′、
−NHSOR′、−CONR′R″、−SO₂NR′R″−
NR′−CO−R″、−NO₂、−CN、−CF₃または
−SO₃M（Ｍは１〜３価のカチオンの１当量
を示す）を表わす。R′、R″は、水素原子ま
たは炭素数１〜20の飽和または不飽和のアル
キル基、アリール基を表わす。

ｌ、ｍ：相互に独立した０〜２の整数を表わ
す。

ｎ：１〜６の整数を表わす。

ｐ：１〜２の整数を表わす。

本発明の目的とするところは、バインダー樹脂
の異なる多種類の塗料やインキの特性、すなわ
ち、塗膜性能、塗面状態、作業性等を低下させる
ことなく、容易に安定な顔料の分散が得られる汎
用性に優れた顔料分散体を提供することにある。

本発明にて顔料としては、可溶性および不溶性
アゾ顔料、縮合アゾ系顔料、フタロシアニン系顔
料、キナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔
料、ペリレン、ペリノン系顔料、ジオキサジン系
顔料、建染染料系顔料、塩基性染料系顔料等の有
機顔料およびカーボンブラツク、酸化チタン、黄
鉛、カドミウムエロー、カドミウムレツド、弁
柄、鉄黒、亜鉛華、紺青、群青等の無機顔料を用
いることができる。

上記例示した顔料の使用量は、顔料分散体の80
重量％以下が好ましく、80重量％をこえると、増
粘のため取り扱いにくくなることがある。

また無機顔料を使用する場合には、シランカツ
プリング剤、チタネートカツプリング剤など従来
無機顔料の分散に有効に使用されている公知のカ
ツプリング剤を添加することができる。

本発明において分散樹脂として用いられるビス
フエノールＡ型エポキシ樹脂としては、例えばイ
エル化学社からエピコートの商品名で上市中のも
の、あるいはダウケミカル社からDERの商品名
で上市中のものなどがあり、特に平均分子量が
2000以下のもの、例えばエピコート1004、1001、
834、828などが好ましく使用される。

ビスフエノールＡ型エポキシ樹脂の使用量は、
顔料100重量部に対して５〜100重量部、好ましく
は５〜50重量部、更に好ましくは５〜30重量部配
合して用いることができる。上記配合割合が５重
量部未満となると顔料分散体の粘度が著しく上昇
し取り扱いにくくなることがあり、あるいは後述
する有機溶剤が多く必要となるので顔料の含有量
が小さくなり実用的でなくなる。また逆に上記の
配合割合が100重量部を越えた場合には顔料分散
体を使用する際、ビスフエノールＡ型エポキシ樹
脂の塗料やインキに占める割合が大きくなるので
バインダー樹脂固有の特性が損なわれることがあ
る。またカーボンブラツクのように着色力や隠ぺ
い力が大きく、塗料やインキに配合する量が少な
い顔料には、ビスフエノールＡ型エポキシ樹脂の
使用量を顔料に対して多く使用し、二酸化チタン
のような着色力や隠ぺい力が小さく、塗料やイン
キに配合する量の多い顔料にはポリエステルオリ
ゴマーを相対的に少なく用いる。

本発明の顔料分散体は、分散樹脂としてビスフ
エノールＡ型エポキシ樹脂を必須成分とするもの
であるが、その他の分散樹脂成分としてビスフエ
ノールＡ型エポキシ樹脂と相溶性のよい樹脂、例
えばポリエステルオリゴマー、あるいはシユーク
ローズベンゾエート、シユークローズアセテート
イソブチレートなどの庶糖誘導体などを併用する
こともできる。

本発明について用いられるビスフエノールＡ型
エポキシ樹脂の塗料やインキに使用されるバイン
ダー樹脂との相溶性は非常に良好で、例えば、ア
ミノ樹脂、アルキツド樹脂、ポリエステル樹脂、
アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビ
ニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリブタジエン樹
脂、ロジンエステルガム、繊維素誘導体、イソシ
アネートプレポリマーなどに、固型分重量比85／
15（バインダー樹脂／ビスフエノールＡ型エポキ
シ樹脂）となるように配合して得られる透明塗膜
において、何等の欠点も見いだせない。

本発明において、分散助剤として用いられる芳
香族系化合物及び有機色素誘導体は一般式〔〕
で示され、式中Ｑとして表わされる芳香族多環化
合物の残基としては、例えばナフタレン、アント
ラセン、フエナンスレン、ピレン、クリセン、イ
ンドール、チアゾール、ベンズイミダゾール、キ
ノリン、アクリドン、アントラキノン、フエノチ
アジン、キナゾリン、カルバゾール、ペンサンス
ロン、ペリレン等の芳香族多環化合物の残基が挙
げられ、有機色素残基としては、アゾ化合物、フ
タロシアニン、キナクリドン、ジオキサジン、ア
ントラピリミジン、アンサンスロン、インダンス
ロン、フラバンスロン、ペリノン、ペリレン、チ
オインジゴ、４，4′−ジアミノ−１，1′−ジアン
トラキノニル、イソインドリノン、キノフタロ
ン、ベンズイミダゾロン、ジアンスラキノン、ピ
ランスロンなどの残基が挙げられる。

一般式〔〕にて表わされる化合物は、置換も
しくは無置換の前記芳香族多環化合物又は有機色
素誘導体に直接アミン成分を反応することによ
り、あるいは、アミン成分と容易に反応する官能
基を有する芳香族多環化合物又は有機色素誘導体
にアミン成分を反応することにより得られる。

一般式〔〕にて表わされる化合物に導入され
るアミン成分の代表的なものはピペリジノメチ
ル、ジメチルアミノエチル、ジエチルアミノエチ
ル、ジメチルアミノプロピル、ジエチルアミノプ
ロピル、ジブチルアミノプロピル、ピペリジノエ
チル、ヒペコリノエチル、モルホリノエチル、ピ
ペリジノプロピル、ピペコリノプロピル、ジエチ
ルアミノヘキシル、ジエチルアミノエトキシプロ
ピル、ジエチルアミノブチル、ジメチルアミノア
ミル、Ｎ，Ｎ−メチルラウリルアミノプロピル、
２−エチルヘキシルアミノエチル、ステアリルア
ミノエチル、オレイルアミノエチル、ｐ−ジメチ
ルアミノエチルスルフアモイルフエニル、ｐ−ジ
エチルアミノエチルスルフアモイルフエニル、ｐ
−ジメチルアミノプロピルスルフアモイルフエニ
ル、ｐ−ジエチルアミノエチルカルバモイルフエ
ニル等である。

以上のようなアミン成分は、一般式〔〕にて
表わされるように側鎖に導入されると、ビスフエ
ノールＡ型エポキシ樹脂のアニオニツク部分と強
い親和性を示し、顔料分散体の粘度の低下および
構造粘性の減少等、流動性の向上と、分散安定性
に寄与するものと考えられ、顔料に対する分散樹
脂の使用量を少なくできる。

なお、一般式〔〕においてR′、R″は、炭素
数１〜20の飽和または不飽和のアルキル基、また
は、アリール基もしくは、R′、R″で窒素または
イオウ原子を含むヘテロ環を表わすが、とくに
R′、R″が炭素数１〜４のアルキル基であるとき、
顔料分散効果が極めて良好となる。また、原料と
なるアミノ化合物も容易に製造できるため、有利
である。

さらに、芳香族化合物には、−SO₂Cl、−COCl、
−CH₂Cl等の置換基が、比較的容易に導入される
ためアミン成分のR₁、R₂以外の他の末端は上記
−SO₂Cl、−COCl、−CH₂Cl等の置換基と反応の
容易なアミノ基で置換されたものである。

すなわち、一般式〔〕にて表わされる化合物
に導入されるアミン成分としては、ジアミンが好
ましい。

上記一般式〔〕で表わされる分散助剤の顔料
に対する配合量は、顔料100重量部に対し、0.3〜
30重量部が好ましく、0.3重量部より少ないと分
散助剤としての効果が得られず、また、30重量部
より多く用いても用いた分の効果が得られない。

本発明の顔料分散体は、有機溶剤を用いて使用
に適した粘度に調整することが好ましい。上記有
機溶剤としては、一般に塗料やインキの架橋に反
応に利用されるような官能基、すなわち水酸基、
アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、メチロ
ール基などを含まない溶剤から任意のものを選択
し用いることができる。上記有機溶剤としては例
えば、キシレン、トルエン、ソルベントナフサ等
の芳香族系、ヘキサン、ミネラルスピリツト、エ
チルシクロヘキサン等の脂肪系、酢酸エチル、酢
酸ｎ−ブチル、セロソルブアセテートなどのエス
テル系、アセトン、メチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン、イソホロンなどのケトン系溶
剤などをあげることができる。

本発明の顔料分散体は、必要に応じて有機溶剤
を含んでなる全成分を予備混合し、従来公知の分
散機、例えばロールミル、コロイドミル、サンド
ミル、アトライタ等により顔料を分散させ製造す
ることができる。

以下実施例、比較例をあげ説明する。なお例中
の「部」および「％」はそれぞれ「重量部」およ
び「重量％」である。

実施例１ β−オキシナフトエ酸をベンゼン中で等モルの
塩化チオニルと環流下に１時間加熱撹拌して塩化
物を合成し、反応終了後、下記（）のアミンを
添加して更に環流下に１時間加熱撹拌して、下記
分散剤（−ａ）を得た。

次いで、フタロシアニンブルー100部、エピコ
ート828（シエル化学(株)製商標）25部、上記分散助
剤（−ａ）５部、キシレン120部を均一に混合
し、更に1/16インチスチールビーズ1000部を加え
て２時間シエーカー分散し分散ペーストを得た。
次いで、この分散ペーストに、常乾塗料用アルキ
ド樹脂ワニス、焼付塗料用アミノアルキド樹脂ワ
ニス、焼付塗料用アミノアクリル樹脂ワニス、ラ
ツカー用アクリル樹脂ワニス顔料分が全バインダ
ー樹脂の20％となるようにそれぞれ配合して、デ
ゾルバーにて均一に混合して塗料を調整し、常乾
アルキツド樹脂塗料、焼付アミノアルキツド樹脂
塗料、焼付アミノアクリル樹脂塗料、アクリル樹
脂ラツカーを得た。これらの塗料をツブケージ
（JISK−5400、４、５）でツブを調べたところ、
いずれの塗料においても10μ以下であつた。又、
それぞれの塗料用シンナーで、常乾アルキツド樹
脂塗料、焼付アミノアルキツド樹脂塗料、焼付ア
ミノアクリル樹脂塗料についてはフオードカツプ
No.４で20秒（25℃）、アクリル樹脂ラツカーにつ
いては、12秒（25℃）に粘度を調整し、ブリキ板
に吹き付け塗装した後、それぞれの塗料所定の乾
燥を行ない塗板を作製したところ、いずれも鮮明
で高光沢の良好な塗膜を得た。更に、粘度調整し
た上記塗料を試験管に注入して静置したところ、
いずれも長時間安定であつた。

比較例１フタロシアニンブルー100部、アルキツド樹脂
ワニス、フタルキツド133−60（日立化成工業(株)商
標、不揮発分60％）41.7部、キシレン108.3部を
均一混合し、更に1/16インチスチールビーズ1000
部を加えて、実施例１と同様に分散処理を行な
い、比較用分散ペーストを得た。次いで、この比
較用分散ペーストに、実施例１で使用した塗料用
樹脂ワニスを、実施例１と同操作により配合、混
合した比較用常乾アルキツド樹脂塗料、比較用焼
付アミノアルキツド樹脂塗料、比較用焼付アミノ
アクリル樹脂塗料、比較用アクリル樹脂ラツカー
を得、塗料テストを行なつた。その結果、いずれ
の比較用塗料においても100μ以上のツブが認め
られ、得られた塗膜はいずれも表面が荒れて低光
沢であつた。又、沈降試験においても、いずれの
比較用塗料も早期に沈降した。

実施例２アントラキノン−２−カルボン酸を塩素化処理
して、カルボン酸クロリドとし、次いで実施例１
で使用したアミン（）と反応させ下記分散助剤
（−ｂ）を得た。

次いで、チタンホワイト100部、エピコート
1001（シエル化学(株)社製商標）50％キシレン溶液
20部、分散助剤（−ｂ）10部、キシレン30部を
均一に混合し、1.5mmガラスビーズ160部を加えて
１時間シエーカー分散して分散ペーストを得た。
次にこの分散ペーストに、ポリエステルポリオー
ル樹脂ワニス、アクリルポリオール樹脂ワニス、
焼付塗料用アミノアクリル樹脂ワニスを顔料分が
全バインダー樹脂の100％となるようにそれぞれ
配合し、デゾルバーにて均一に混合して塗料を調
整し、ポリエステルウレタン樹脂塗料主剤、アク
リルウレタン樹脂塗料主剤、焼付アミノアクリル
樹脂塗料を得た。これら塗料主剤及び塗料をツブ
ゲージ（JIS Ｋ−5400、４、５）でツブを調べた
ところ、いずれも5μ以下であつた。次に、上記
のポリエステルウレタン樹脂塗料主剤、アクリル
ウレタン樹脂塗料主剤には、硬化剤として所定の
イソシアネート系硬化剤を加えて十分混合した後
で、また上記焼付アミノアクリル樹脂塗料につい
ては、塗料用シンナーを加えてそれぞれフオード
カツプNo.４で20秒（25℃）に粘度を調整し、ブリ
キ板に吹付け塗装した。それぞれの塗料所定の乾
燥を行ない塗板を作製したところ、いずれも鮮明
で高光沢の良好な塗膜を得た。

比較例２チタンホワイト100部、アクリル樹脂ワニス、
アルマテツクス748−16（三井東圧化学(株)商標、不
揮発分50％）20部、キシレン30部を均一に混合し
て、1.5mmガラスビーズ150部を加えて、実施例２
と同様に分散処理を行ない、比較用分散ペースト
を得た。次いでこの比較用分散ペーストに実施例
２で使用した塗料用樹脂ワニスを、実施例２と同
操作により配合、混合し、比較用ポリエステルウ
レタン樹脂塗料主剤、比較用アクリルウレタン樹
脂塗料主剤、比較用焼付アミノアクリル樹脂塗料
を得、実施例２と同様にして塗料テストを行なつ
た。その結果、いずれの比較用塗料においても
100μ以上のツブが認められ、得られた塗膜はい
ずれも表面が荒れて低光沢であつた。

実施例３ 100部のクロルスルホン酸に10部の無置換キサ
クリドンを10〜20℃で加え40〜50℃で３時間撹拌
して1000部の氷水に注入し、ろ過、水洗してキサ
クリドンのモノスルホン化物を得た。このクロル
スルホン化物を300部の氷水に加えてリスラリー
した後、20部のＮ、Ｎ−ジエチルアミノプロピル
アミンを加えて10℃以下で４時間撹拌し、ろ過、
水洗した。ついで、この水ケーキを300部の0.5％
炭素ソーダー水溶液に加えて１時間撹拌してろ過
し過液が中性になるまで水洗後乾燥し、下記キナ
クリドン誘導体（−ｃ）を得た。

次いでカーボンブラツク100部、エピコート828
（シエル化学(株)製商標）42.8部、上記キナクリド
ン誘導体（−ｃ）10部、キシレン180.5部を均
一に混合し、1/16インチスチールビーズ1000部を
加えて２時間シエーカー分散して分散ペーストを
得た。次いで、この分散ペーストに、硝化綿ワニ
ス、ラツカー用アクリル樹脂ワニスを顔料分が全
バインダー樹脂中の10％となるようにそれぞれ配
合し、デゾルバーにで均一に混合して塗料を調整
し、硝化綿ラツカー、アクリル樹脂ラツカーを得
た。これらの塗料について実施例１と同様として
塗料テストを行なつたところいずれの塗料もツブ
は10μ以下であり、得られた塗膜は、いずれも鮮
明で高光沢であつた。フオードカツプNo.４で12秒
（25℃）に粘度調整した塗料の沈降試験において
も、いずれも長時間安定であつた。

比較例３カーボンブラツク100部、硝化綿ワニス（ダイ
セル(株)製硝化綿RS1/2秒（イソプロピルアルコー
ル25％湿）30％酢酸エチル30％、キシレン40％不
揮発分22.5％）190.4部、キシレン24.9部を均一に
混合し、1/16インチスチールビーズ1000部を加え
て実施例３と同様に分散処理を行ない比較用分散
ペーストを得た。次いでこの比較用分散ペースト
に実施例３で使用した塗料用樹脂ワニスを実施例
３と同操作により配合、混合し、比較用硝化綿ラ
ツカー、比較用アクリル樹脂ラツカーを得、実施
例３と同様にして塗料テストを行なつた。その結
果、いずれの比較用塗料においても100μ以上の
ツブが認められ、得られた塗膜はいずれも表面が
荒れて低光沢であつた。又、沈降試験において
も、いずれの比較用塗料も早期に沈降した。

Claims

【特許請求の範囲】１顔料、分散樹脂、分散助剤および必要に応じ
て有機溶剤からなる顔料分散体において、該分散
樹脂がビスフエノールＡ型エポキシ樹脂であり、
かつ該分散助剤が下記一般式〔〕で示される芳
香族系化合物または有機色素誘導体であることを
特徴とする上記顔料分散体。一般式〔〕式中Ｑ：芳香族多環化合物の残基又は有機色
素残基Ａ：直接結合するかあるいは以下に示される二
価の結合基を表わす。−Ｏ−、−NR′−、−Ｓ
−、−CO−、−SO₂−、CR′R″−、−SO₂NR´
−、−CONR′−またはこれらの組み合せ、あ
るいは、上記二価の結合基と結合した炭素数
１〜20の飽和または不飽和のアルキレン基
（ただし、該アルキレン基は、式中の他のア
ルキレン基と直接結合しない。）フエニレン
基を表わす。R′R″は水素原子または炭素数
１〜20の飽和または不飽和のアルキル基、ア
リール基を表わす。 R₁、R₂：水素原子、各々独立した炭素数１〜
20の飽和または不飽和のアルキル基、アリー
ル基もしくはR₁、R₂で窒素、酸素またはイ
オン原子を含むヘテロ環を表わす。Ｘ、Ｙ：相互に独立した−R′、ハロゲン原子、
−OR′、−NR′R″、−COOR′、−NHCOR′、−
NHSOR′、−CONR′R″、−SO₂NR′R″、−
NR′−CO−R″、−NO₂、−CN、−CF₃または
−SO₃M（Ｍは１〜３価のカチオンの１当量
を示す）を表わす。R′、R″は、水素原子ま
たは炭素数１〜20の飽和または不飽和のアル
キル基、アリール基を表わす。ｌ、ｍ：相互に独立した０〜２の整数を表わ
す。ｎ：１〜６の整数を表わす。ｐ：１〜２の整数を表わす。２顔料100重量部、分散樹脂５〜100重量部、分
散助剤0.3〜30重量部および有機溶剤０〜1000重
量部からなる特許請求の範囲第１項記載の顔料分
散体。３ビスフエノールＡ型エポキシ樹脂が平均分子
量2000以下の範囲のものである特許請求の範囲第
１項もしくは第２項記載の顔料分散体。