JPH05295291A - 水性分散顔料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビルドアップ性にすぐれ、紙力増強剤などを
添加したばあいでも色相の変化が小さく、地合いがよ
く、着色の表裏差が小さく、セルロース繊維への定着性
がすぐれた水性分散顔料組成物を提供すること。 【構成】 顔料、分散剤および水性媒体からなる水性分
散顔料組成物であって、分散剤が両性界面活性剤を主成
分とするものであることを特徴とする水性分散顔料組成
物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水性分散顔料組成物に関
する。さらに詳しくは、紙、パルプ用着色剤などとして
好適に使用しうる水性分散顔料組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、製紙用着色剤には、有機顔料、無
機顔料、体質顔料などの顔料を樹脂ワニス、アニオン系
界面活性剤、ノニオン系界面活性剤などで水に分散させ
て、水性分散顔料組成物としたものが用いられている。

【０００３】しかしながら、これらの水性分散顔料組成
物は、一般にパルプに対する親和性が小さく、またＡｌ
³⁺、Ｆｅ³⁺、カチオン性ポリマーなどによって顔料粒子
の表面の電荷が中和され、機械的外力に弱いソフトフロ
ックを紙（セルロース繊維）上に形成することによって
染色しているが、このようにソフトフロックを用いたば
あいには、ビルドアップ性がおとるようになるので、濃
色染色の際には染料を必ず用いなければならなかった。

【０００４】一方、ここ数年の傾向として、紙の品質の
向上、コストダウンおよび生産工程の合理化が厳しく要
求され、これに伴なう抄紙条件の変動に対応するため
に、エマルジョンサイズ剤、紙力増強剤などへの依存度
が高まってきている。

【０００５】しかしながら、紙力増強剤を含めて歩溜向
上剤には、一般に凝集剤系のものが用いられているが、
このような凝集剤系のものを用いたばあいには、ハード
フロックを形成するため、その添加量によっては染色率
（定着率）が低下し、ばあいによっては色相変化をひき
起こし、しかも地合いを損なうなどの問題点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者らは、
前記水性分散顔料組成物に鑑みて鋭意研究を重ねた結
果、水性分散顔料組成物に分散剤として両性界面活性剤
を配合したばあいには、驚くべきことに、ビルドアップ
性がすぐれ、しかもエマルジョンサイズ剤や歩溜向上剤
を用いたばあいであってもすぐれた発色性、ビルドアッ
プ性および地合いが維持されるというまったく新しい事
実を初めて見出し、本発明を完成するにいたった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は顔
料、分散剤および水性媒体からなる水性分散顔料組成物
であって、分散剤が両性界面活性剤を主成分とするもの
であることを特徴とする水性分散顔料組成物に関する。

【０００８】

【作用および実施例】本発明の水性分散顔料組成物は、
前記したように、顔料、分散剤および水性媒体からな
り、分散剤として両性界面活性剤を主成分とするもので
ある。

【０００９】本発明の水性分散顔料組成物に用いられる
顔料としては、各種有機顔料および無機顔料があげら
れ、該顔料の種類についてはとくに限定はないが、色の
鮮明性および着色性がすぐれるという点で有機顔料が好
ましい。

【００１０】前記有機顔料としては、たとえばアセト酢
酸アリリード誘導体、β−ナフトール誘導体などから導
かれるモノアゾ顔料、β−オキシナフトエ酸染料などの
モノアゾ染料をレーキ化したレーキ顔料、ジスアゾ顔
料、縮合ジスアゾ顔料、イソインドリン誘導体、ナフタ
リンまたはペリレンテトラカルボン酸の誘導体、アント
ラキノン顔料、チオインジゴ誘導体、アゾメチン誘導
体、キナクリドン、ジオキサジン、ピラゾロキナゾロ
ン、フタロシアニン顔料、トリアリールメタン染料など
の塩基性染料をレーキ化したレーキ顔料などがあげら
れ、かかる有機顔料の具体例としては、たとえばピグメ
ント・イエロー１（C.I. 11680）、ピグメント・イエロ
ー３（C.I. 11710）、ピグメント・イエロー４２（C.I.
77492）、ピグメント・イエロー７４（C.I. 11741）、
ピグメント・イエロー８３（C.I. 21108）、ピグメント
・イエロー１０６、ピグメント・イエロー１０８（C.I.
68240）、ピグメント・イエロー１１７、ピグメント・
イエロー１２６、ピグメント・イエロー１３９、ピグメ
ント・イエロー１８５、ピグメント・オレンジ５（C.I.
12075）、ピグメント・オレンジ６７、ピグメント・レ
ッド３（C.I. 12120）、ピグメント・レッド４８：１
（C.I. 15865：１）、ピグメント・レッド４８：４（C.
I. 15865：４）、ピグメント・レッド１０１（C.I. 774
91）、ピグメント・レッド１１２（C.I. 12370）、ピグ
メント・レッド１２３（C.I. 71145）、ピグメント・レ
ッド１６９（C.I. 45160：２）、ピグメント・バイオレ
ット２３（C.I. 51319）、ピグメント・バイオレット２
７（C.I. 42555：３）、ピグメント・ブルー１（C.I. 4
2595：２）、ピグメント・ブルー１５：１（C.I. 7416
0）、ピグメント・ブルー１５：３（C.I. 74160）、ピ
グメント・ブルー６１（C.I. 42765：１）、ピグメント
・グリーン７（C.I. 74260）、ピグメント・グリーン３
６（C.I. 74265）などがあげられる。これらの有機顔料
のなかでは、ピグメント・レッド１１２、ピグメント・
バイオレット２３、ピグメント・ブルー１５：１、ピグ
メント・ブルー１５：３、ピグメント・グリーン７が好
ましい。

【００１１】前記無機顔料の代表例としては、たとえば
酸化鉄、フェリシアン化鉄、硫黄含有珪酸ナトリウムア
ルミニウム、二酸化チタン、カーボンブラックなどがあ
げられ、かかる無機顔料の具体例としては、たとえばピ
グメント・イエロー４２（C.I. 77492）、ピグメント・
ホワイト６（C.I. 77891）、ピグメント・ブルー２７
（C.I. 77510）、ピグメント・ブルー２９（C.I. 7700
7）、ピグメント・ブラック７（C.I. 77266）などがあ
げられる。

【００１２】前記顔料は、通常１種でまたは２種以上を
併用して用いられるが、かかる顔料の配合量は、水性分
散顔料組成物中に10〜70％（重量％、以下同様）、なか
んづく20〜50％含有されるように調整されることが好ま
しい。かかる顔料の配合量が10％未満のばあいには、着
色力がおとるようになり、えられる水性分散顔料組成物
の実用性が小さくなる傾向があり、また70％をこえるば
あいには、増粘やゲル化をひき起こし、えられる水性分
散顔料組成物の安定性が低くなって実用性が小さくなる
傾向がある。また前記顔料の平均粒子径は、通常0.1 〜
１μｍ、好ましくは0.1 〜0.3 μｍ程度であり、この程
度の平均粒子径のばあいには、凝集もなく、水性分散顔
料組成物中に該顔料は均一に分散される。

【００１３】本発明の水性分散顔料組成物に用いられる
分散剤は、両性界面活性剤を主成分とするものである。

【００１４】前記両性界面活性剤としては、たとえば高
級脂肪酸のアルカリ金属塩などのカルボン酸塩、高級ア
ルコールおよび高級アルキルエーテルなどの硫酸エステ
ル、アルキルベンセンおよびアルキルナフタレンなどの
スルホン酸塩や高級アルコールなどのリン酸エステルな
どのアニオン部分と、高級アルキルなどのアミン塩や高
級アルキルなどの四級アンモニウム塩などのカチオン部
分とから構成されたものなどがあげられる。かかる両性
界面活性剤は、通常単独でまたは２種以上を混合して用
いられる。

【００１５】前記両性界面活性剤の具体例としては、た
とえば大豆レシチン、ラウリルアミノプロピオン酸ナト
リウム、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒド
ロキシエチルベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジ
メチルベタイン、２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル
−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、２
−アルキル−Ｎ−カルボキシエチル−Ｎ−ヒドロキシエ
チルイミダゾリニウムベタイン、２−アルキル−Ｎ−ソ
ジウムカルボキシメチル−Ｎ−カルボキシメチルオキシ
エチルイミダゾリニウムベタインなどがあげられる。

【００１６】本発明においては、分散剤として両性界面
活性剤を単独で用いることができるが、さらに必要に応
じて前記両性界面活性剤のほかに、分散剤にそのほかの
成分を添加することができるが、このような成分として
は、前記分散剤と相溶するかまたは分散剤に安定的に均
一に分散しうるものであればよい。かかる成分の具体例
としては、たとえばカルボン酸塩型、硫酸エステル型、
スルホン酸塩型、リン酸エステル型などのアニオン系界
面活性剤、ポリエチレングリコール型、多価アルコール
型などのノニオン系界面活性剤、（メタ）アクリル酸か
らなる共重合体のアミン塩またはアンモニウム塩、マレ
イン酸や無水マレイン酸のアルカリ中和塩などがあげら
れ、これらの成分は、通常単独でまたは２種以上を混合
して用いることができる。かかる成分の配合量は、本発
明の目的が阻害されない範囲内で適宜調整すればよい。

【００１７】前記分散剤の配合量は、前記顔料100 部
（重量部、以下同様）に対して固形分で５〜40部、なか
んづく10〜30部であることが好ましい。かかる分散剤の
配合量が５部未満のばあいには、分散性がおとるように
なり、えられる組成物の安定性が低くなって実用性に乏
しくなる傾向があり、また40部をこえるばあいには、抄
紙時に泡立ちが生じるようになる。

【００１８】本発明の水性分散顔料組成物に用いられる
水性媒体は、水をはじめ、水を主体としたものがあげら
れる。前記水を主体としたものとしては、たとえば水に
エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリ
ン、プロピレングリコールなどの従来、水性分散顔料組
成物において凍結防止剤や乾燥防止剤などとして用いら
れている水溶性有機溶媒が配合されたものなどがあげら
れる。

【００１９】前記水性媒体の配合量は、通常えられる水
性分散顔料組成物中における顔料の配合量に応じて調整
すればよい。

【００２０】本発明の水性分散顔料組成物は、前記した
ように、顔料、分散剤および水性媒体からなるが、かか
る水性分散顔料組成物には、これらのほかにもベンゾト
リアゾール系などの防腐剤、無機系または有機系の増粘
剤などの各種添加剤が、必要に応じて本発明の目的を阻
害しない範囲で配合されていてもよい。

【００２１】本発明の水性分散顔料組成物の製法は、と
くに限定されるものではないが、たとえばサンドグライ
ンダー、セントリミル、ダイノミル、ボールミル、ロー
ルミル、スピードラインミルなどの分散機を用いて前記
各成分を混合摩砕する方法などがあげられる。

【００２２】かくしてえられる本発明の水性分散顔料組
成物は、紙、パルプ用着色剤として好適に使用すること
ができるが、そのほかにもたとえば水性インキ用着色剤
などとしても使用することができる。なお、該水性分散
顔料組成物を紙、パルプ用着色剤として用いるばあいに
は、該組成物を抄紙の際に添加してもよく、製造した抄
造紙上に塗布してもよい。

【００２３】本発明の水性分散顔料組成物は、非常に低
粘度のものであるにもかかわらず、長時間保存したばあ
いであっても顔料粒子が凝集したり、沈降する現象がま
ったくみられない。このことは、基本的に微粒子化され
た顔料の表面に、分散剤の親水基としての作用の比較的
小さいカチオン部分に近いところで吸着が起こり、その
結果、アニオン部分がたがいに反発しあって顔料粒子同
士の凝集、沈降が抑制され、分散安定化されることに起
因するものと考えられる。

【００２４】また染色時においては、従来の水性分散顔
料組成物は、アニオン性であるため、Ａｌ³⁺やＦｅ³⁺と
カチオン性ポリマーとのあいだでイオンコンプレックス
を生じやすく、また歩溜向上剤などを添加したばあいに
は、ハードフロックが形成され、セルロース繊維上に不
均一な状態として顔料が存在するため、顔料本来の発色
性が損なわれ、ビルドアップ性や地合いに悪影響を及ぼ
す結果となっていた。

【００２５】しかしながら、本発明の水性分散顔料組成
物は、アルカリ性のときは従来の水性分散顔料組成物と
同様にアニオン性を呈するが、酸性になるとこれまでア
ニオン性を示して水に解離していたカルボン酸塩、硫酸
エステル、スルホン酸塩、リン酸エステルなどが水素に
置換されて水に不溶のものとなり、これにかわってアミ
ン塩、四級アンモニウム塩などの解離が起こり、溶液は
カチオン性を呈する。

【００２６】このことにより、本発明の水性分散顔料組
成物は、前記従来の水性分散顔料組成物のようにＡｌ³⁺
やＦｅ³⁺とカチオン性ポリマーとのあいだでイオンコン
プレックスを起こしにくく、また歩溜向上剤などの添加
によるフロックも凝結作用によるハードフロックではな
く、ソフトフロック程度であり、さらにアニオン性であ
るセルロース繊維に対して自己染着能も有しているか
ら、均染性、発色性にすぐれ、かつビルドアップ性にす
ぐれた染色を可能とする。

【００２７】すなわち、本発明の水性分散顔料組成物
は、アニオン性界面活性剤が用いられた従来の水性分散
顔料組成物と比較すると、顔料の添加が少量でも染色性
にすぐれ、顔料の添加量を増大させると、それにつれて
染色性を向上させうる添加量の上限値が大きくなり、ま
たカチオン性界面活性剤を用いた水性分散顔料組成物と
比較すると、顔料の染色性の低下が小さいものである。

【００２８】つぎに本発明の水性分散顔料組成物を実施
例をあげて詳細に説明するが、本発明はかかる実施例の
みに限定されるものではない。なお、以下の実施例およ
び比較例において分散剤の量はすべて有効成分量で示し
ている。

【００２９】実施例１ 下記成分をサンドグラインダー（（株）井上製作所製）
にて２時間分散処理し、製紙用水性分散顔料組成物をえ
た。

【００３０】 成 分 （部） ピグメント・ブラック７ 20.0 （平均粒子径：0.1 μｍ） ラウリルジヒドロキシエチルベタイン 8.0 エチレングリコール 5.0 ベンゾイソチアゾリン 0.1 水 全量が100 部となる量 実施例２ 下記成分をサンドグラインダーにて１時間分散処理し、
製紙用水性分散顔料組成物をえた。

【００３１】 成 分 （部） ピグメント・イエロー８３ 20.0 （平均粒子径：0.2 μｍ） ヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチルベタイン 3.0 エチレングリコール 5.0 ベンゾイソチアゾリン 0.1 水 全量が100 部となる量 実施例３ 下記成分をサンドグラインダーにて１時間分散処理し、
製紙用水性分散顔料組成物をえた。

【００３２】 成 分 （部） ピグメント・レッド１１２ 15.0 （平均粒子径：0.3 μｍ） 大豆レシチン 4.0 エチレングリコール 5.0 ベンゾイソチアゾリン 0.1 水 全量が100 部となる量 実施例４ 下記成分をサンドグラインダーにて３時間分散処理し、
製紙用水性分散顔料組成物をえた。

【００３３】 成 分 （部） ピグメント・ブルー１５：３ 15.0 （平均粒子径：0.2 μｍ） ２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル− 1.5 Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウム ベタイン エチレングリコール 5.0 ベンゾイソチアゾリン 0.1 水 全量が100 部となる量 実施例５ 下記成分をサンドグラインダーにて１時間分散処理し、
製紙用水性分散顔料組成物をえた。

【００３４】 成 分 （部） ピグメント・イエロー４２ 50.0 （平均粒子径：0.7 μｍ） ラウリルアミノプロピオン酸ナトリウム 5.0 エチレングリコール 5.0 ベンゾイソチアゾリン 0.1 水 全量が100 部となる量 比較例１ 実施例１で用いたラウリルジヒドロキシエチルベタイン
8.0部のかわりに、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮
合物 4.0部を用いたほかは実施例１と同様にして製紙用
水性分散顔料組成物をえた。

【００３５】比較例２ 実施例２で用いたヤシ油脂肪酸アミドプロピルジメチル
ベタイン 3.0部のかわりに、ポリカルボン酸塩型高分子
化合物 1.5部を用いたほかは実施例２と同様にして製紙
用水性分散顔料組成物をえた。

【００３６】比較例３ 実施例３で用いた大豆レシチン 4.0部のかわりに、スチ
レン−アクリル酸共重合体 3.0部を用いたほかは実施例
３と同様にして製紙用水性分散顔料組成物をえた。

【００３７】比較例４ 実施例４で用いた２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル
−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン 1.5
部のかわりに、スチレン−マレイン酸共重合体3.0 部を
用いたほかは実施例４と同様にして製紙用水性分散顔料
組成物をえた。

【００３８】比較例５ 実施例５で用いたラウリルアミノプロピオン酸ナトリウ
ム 5.0部のかわりに、ポリアクリル酸塩型高分子化合物
1.0部を用いたほかは実施例５と同様にして製紙用水性
分散顔料組成物をえた。

【００３９】実験例 実施例１〜５および比較例１〜５でえられた水性分散顔
料組成物を下記の方法にしたがって各種性能試験に供し
た。その結果を表１に示す。

【００４０】（１）ビルドアップ性試験 固形分３％のパルプスラリー（ＬＢＫＰ／ＮＢＫＰ＝50
／50、ｃｓｆ＝400cc)に、パルプ固形分換算で前記水性
分散顔料組成物１、５、10または20％、エマルジョンサ
イズ剤（サイズパインＮ−７００、荒川化学工業（株）
製）1.0 ％および硫酸バンド 3.0％を添加し、均一に分
散させてｐＨ4.5 のパルプスラリーをえた。このパルプ
スラリーを用いてＴＡＰＰＩスタンダードシートマシー
ン（東洋精機（株）製）で坪量80ｇ／ｍ² の紙を抄き、
マクベス濃度計ＲＤ−９１８を用いて抄造紙の着色力を
測定した。なお、表１中の着色力は、マクベス濃度計の
測定値を100 倍した数値である。

【００４１】（２）着色の表裏差試験 （１）のビルドアップ性試験と同様にして作製した抄造
紙について、測色色差計（ＮＤ−１００１ＤＰ、日本電
色（株）製）を用いて色差を求めて着色の表裏差（色
差）を評価した。

【００４２】（３）紙力増強剤の添加による色相安定性
試験 固形分３％のパルプスラリー（ＬＢＫＰ／ＮＢＫＰ＝50
／50、ｃｓｆ＝400cc)に、パルプ固形分換算で前記水性
分散顔料組成物５％、エマルジョンサイズ剤（サイズパ
インＮ−７００、荒川化学工業（株）製）1.0 ％、紙力
増強剤（ポリストロン１１７、荒川化学工業（株）製）
0.7 ％および硫酸バンド 3.0％を添加し、均一に分散さ
せてｐＨ4.5 のパルプスラリーをえた。このパルプスラ
リーを用いてＴＡＰＰＩスタンダードシートマシーンで
坪量80ｇ／ｍ² の紙を抄き、抄造紙をえた。

【００４３】えられた抄造紙を、紙力増強剤を添加しな
かったほかは前記と同様にしてえられた抄造紙と比較
し、色相および濃度の変化を目視により観察して評価し
た。

【００４４】

【表１】

【００４５】表１に示した結果から明らかなように、実
施例１〜５でえられた本発明の水性分散顔料組成物を用
いた抄造紙は、ビルドアップ性にすぐれ、かつ紙力増強
剤の添加による色相の変化がなく、しかも着色の表裏差
が小さくなっている。

【００４６】したがって、実施例１〜５でえられた本発
明の水性分散顔料組成物は、セルロース繊維への定着性
が非常にすぐれたものであることがわかる。

【００４７】

【発明の効果】本発明の水性分散顔料組成物は、ビルド
アップ性にすぐれ、紙力増強剤などを添加したばあいで
も色相の変化がなく、しかも地合いがよく、着色の表裏
差も小さく、セルロース繊維への定着性が非常にすぐれ
たものである。

【００４８】したがって、本発明の水性分散顔料組成物
は、紙、パルプ用着色剤などとして好適に使用しうるも
のである。

【手続補正書】

【提出日】平成４年５月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】前記両性界面活性剤としては、たとえば高
級脂肪酸のアルカリ金属塩などのカルボン酸塩、高級ア
ルキルエーテル、高級アルコールなどの硫酸エステル、
アルキルベンゼン、アルキルナフタレンなどのスルホン
酸塩、高級アルコールなどのリン酸エステルなどのアニ
オン部分と、高級アルキルなどのアミン塩、高級アルキ
ルなどの四級アンモニウム塩などのカチオン部分とから
構成されたものなどがあげられる。かかる両性界面活性
剤は、通常単独でまたは２種以上を混合して用いられ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ２１Ｈ 21/28

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顔料、分散剤および水性媒体からなる水
   性分散顔料組成物であって、分散剤が両性界面活性剤を
   主成分とするものであることを特徴とする水性分散顔料
   組成物。