JPH0925431A

JPH0925431A - 水系顔料分散液

Info

Publication number: JPH0925431A
Application number: JP19410095A
Authority: JP
Inventors: Shunei Fujitani; 俊英藤谷; Michitomo Kato; 道知加藤
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 1995-07-07
Filing date: 1995-07-07
Publication date: 1997-01-28

Abstract

(57)【要約】【構成】顔料、顔料分散剤、水不溶性固体微粒子およ
び水を必須成分として含有することを特徴とする水系顔
料分散液。【効果】低粘度で降伏値が低く、分散安定性および貯
蔵安定性が良好である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規な水系顔料分散液に
関し、更に詳細には、水系塗料において同種粒子間およ
び異種粒子間の凝集を防ぐことが可能な分散安定性に優
れた新規な水系顔料分散液に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来、水系塗料あるいは水性
インキ等は、顔料、顔料分散剤および水を必須成分とし
て構成されているが、水系塗料あるいは水性インキ等の
製造時の顔料の難分散性、貯蔵中の顔料の凝集や沈降、
それから生じる塗面の着色効果の低下、フラッディング
（色分れ）、フローティング（浮き）、光沢の低下、経
時変色などの好ましからざる現象が起こることが知られ
ている。これらの問題を解決する目的で種々の改良方法
が試みられている。例えば、（１）非イオン性、カチオ
ン性またはアニオン性界面活性剤あるいは脂肪族多価カ
ルボン酸などの湿潤剤を助剤として用いて顔料を分散さ
せる方法、（２）顔料親和性物質と媒体親和性物質とを
結合させた両親媒性物質を用いて分散させる方法、
（３）アルキルシリコーンの如き界面活性剤で表面張力
を減少させて浮きの発生を防ぐ方法などが知られてい
る。

【０００３】しかし、上記のような公知の方法では、前
述の欠点を十分に改良することができず、逆に従来方法
において見られる上記添加物による弊害、即ち塗膜性能
あるいは塗膜状態の低下といった二次的な悪影響は避け
られないというのが実情である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、塗膜性能
あるいは塗膜状態を低下させずに、塗料中に存在する各
種成分によって分散液の安定性が阻害されない貯蔵安定
性に優れた水系顔料分散液を得るべく鋭意研究を重ねた
結果、顔料、分散剤および水からなる水系顔料分散液
に、更に水不溶性の固体微粒子を添加すれば、前記した
不具合点が解消されることを見いだし、本発明を完成さ
せるに至った。

【０００５】かくして、本発明に従えば、顔料、顔料分
散剤、水不溶性固体微粒子および水を必須成分として含
有することを特徴とする水系顔料分散液が提供される。

【０００６】本発明の分散液に用いられる顔料は、塗
料、インキ、プラスチックなどに一般に用いられる任意
のものであることができ、例えば、無機顔料としては、
カーボンブラック、アルミニウム粉末など主として元素
単体からなるもの、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｓｂ、Ｃｄ、Ｆ
ｅ、Ａｓ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｃｒ
などの酸化物、硫酸塩、硫化物、クロム酸塩、珪酸塩、
水酸化物、炭酸塩などが挙げられ、有機顔料としては、
天然染料系顔料、ニトロソ系顔料、ニトロ系顔料、アゾ
系顔料、フタロシアニン系顔料、塩基性染料系顔料、そ
の他にキナクリドンレッド、キナクリドンバイオレッ
ト、ペリレンレッド、ペリレンスカーレット、ジオキサ
ンバイオレット、イソインドリノンイエローなどから選
ばれる少なくとも１種の顔料が挙げられる。これらの顔
料の分散液中での平均粒子径は、遠心沈降法または光散
乱法によって測定したとき、通常、０．２〜５μｍ、特
に０．１〜１μｍの範囲内にあることが好ましい。ま
た、これらの顔料の使用量は、顔料分散液の８０重量％
以下、特に１０〜７０重量％の範囲内にあることが好ま
しく、８０重量％を越えると増粘のため取り扱いにくく
なる場合がある。

【０００７】本発明の分散液に用いられる顔料分散剤
は、顔料をほぐすために使用される、顔料に対して吸着
性を示す物質であって、その種類には特に制限はなく、
従来から既知の各種の水溶性樹脂、例えば、水溶性のア
ミノ樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、エポキシ樹
脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、繊
維素系樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、トルエン
樹脂、塩化ビニル樹脂などから選ばれる少なくとも１種
の樹脂を使用することができる。また、従来から既知の
各種の界面活性剤も顔料分散剤として使用することがで
きる。該顔料分散剤の使用量は特に制限されないが、微
細な顔料分散体を得るためには、上記の顔料に対して一
般に１重量％以上、特に１〜３重量％の範囲内であるこ
とが好ましい。また、顔料としてカーボンブラックなど
の比表面積が比較的大きい顔料を用いる場合には、顔料
分散剤は多量に用い、そして酸化チタンなどのように比
表面積が比較的小さい顔料を用いる場合には、顔料分散
剤は少な目に用いることができる。

【０００８】本発明の分散液に用いられる水不溶性固体
微粒子は、水に対する溶解度が２０℃で５０ｍｇ／ｌ以
下であり、且つ用いる顔料の平均粒子径より小さく、一
般に顔料の平均粒子径の１／２〜１／２０の範囲内の平
均粒子径をもつ無機または有機の、好ましくは無機の固
体微粒子であって、好ましくは該固体微粒子を５０重量
％の濃度で水に分散したとき、実質的に透明な（光線の
全透過率が９０％以上の）分散液を与えるようなもので
あり、そのような固体微粒子は電子顕微鏡による測定で
一般に０．１μｍ以下、特に０．０１〜０．０５μｍの
範囲内の平均粒子径を有することができる。かかる水不
溶性固体微粒子の具体例としては、例えば、ＭＴ−１０
０Ｓ、ＭＴ−５００Ｂ（以上、帝国化工社製）、ＴＴＯ
−５５（石原産業社製）等の商品名で市販されている酸
化チタン微粒子；アルミナオキサイドＣ（日本エアロジ
ル社製）等の商品名で市販されているアルミナ微粒子；
バリファインＢＦ−１、ＢＦ−２０およびＢＦ−２１
（以上、小名浜堺化学社製）等の商品名で市販されてい
る硫酸バリウム微粒子；エロジル＃２００、＃３８０お
よびＲ−９７２（以上、日本エアロジル社製）、コロイ
ダルシリカ水ゾル（触媒化学工業社製）等の商品名で市
販されているシリカ微粒子；ネオライトＳＡ−２００
Ｂ、ＴＰＳ−２およびＳ（以上、竹原化学工業社製）、
トヨファイン（東洋電化工業社製）等の商品名で市販さ
れている炭酸カルシウム微粒子；トランスオキサイドレ
ッド５２０１および５２０２（以上、大日精化社製）等
の商品名で市販されている酸化第二鉄微粒子等を挙げる
ことができる。

【０００９】本発明における水不溶性固体微粒子の使用
量はその種類、顔料の種類及び使用量等に応じて実験的
に決定することができるが、通常、顔料１００重量部に
対して一般に５〜４００重量部、特に５〜２５０重量部
の範囲内が好適である。

【００１０】該水不溶性固体微粒子は、本発明の分散液
の安定化において極めて重要な役割を果たす。その作用
機構は必ずしも明らかではないが、本発明の水系顔料分
散液中で、水不溶性固体微粒子は顔料表面に吸着して顔
料凝集阻止能を増大させ、その結果水系顔料分散液の貯
蔵安定性が著るしく向上するものと推測される。

【００１１】本発明において分散媒として使用しうる水
には、脱イオン水、水道水、地下水、工業用水などが挙
げられるが、貯蔵安定性の点から脱イオン水が好まし
い。

【００１２】本発明においては、必要に応じて、水溶性
の有機溶剤を併用することができる。該水溶性有機溶剤
の種類としては、水に溶解し且つ顔料分散液中の顔料、
顔料分散剤および固体微粒子と反応しないものであれば
特に制限されず、例えば、メタノール、エタノール、イ
ソプロピルアルコール、ヘキシレングリコール、ジエチ
レングリコールモノブチルエーテル、アセトン、ダイア
セトンアルコール、セロソルブ、メチルセロソルブ、ブ
チルセロソルブ、カルビトールアセテート、メチルセロ
ソルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエー
テル、イソプロピルグリコール、３−メチル−３−メト
キシブタノール等が挙げられ、その使用量は、水に対し
て２０重量％以下が好ましい。

【００１３】本発明の水系顔料分散液は、以上に述べた
顔料、顔料分散剤、水不溶性固体微粒子および水を混合
しそれ自体既知の方法で分散操作することにより、容易
に微細な顔料分散液を得ることができる。その際に用い
うる分散装置としては、例えば、ペイントシェーカー、
ロールミル、コロイドミル、ボールミル、サンドミル、
アトライター等が挙げられる。

【００１４】

【発明の効果】本発明の水系顔料分散液は低粘度で降伏
値が低く、分散安定性及び貯蔵安定性が良好である。

【００１５】

【実施例】本発明を以下の実施例によりさらに具体的に
説明する。実施例中の「部」および「％」はそれぞれ
「重量部」および「重量％」である。

【００１６】製造例１顔料分散剤の製造メチルメタクリレート４３部ｎ−ブチルアクリレート２７部ヒドロキシプロピルアクリレート１５部ポリオキシエチレンメタクリレート１０部アクリル酸５部アゾビスイソブチロニトリル２部の混合物を１２０℃のブチルセロソルブ１００部中に滴
下し、５時間反応後、９０℃でジメチルアミノエタノー
ル４．５部を加え、固形分５０％、ガードナー粘度Ｚ６
の顔料分散剤を得た。

【００１７】実施例１４５０ｃｃの分散容器に青色顔料である銅フタロシアニ
ンブルーを２０部、製造例１で得た顔料分散剤を４０
部、ブチルセロソルブを１０部および脱イオン水を１１
０部仕込んで十分混合し、さらに直径１ｍｍのガラスビ
ーズを３００部加え、２時間ペントシェーカーを用いて
分散し、分散液（Ａ−１）を得た。

【００１８】次に、４５０ｃｃの分散容器に固体微粒子
である硫酸バリウム「ＢＦ−２０」（商品名、小名浜堺
化学社製）を２０部、製造例１で得た顔料分散剤を４
０部、ブチルセロソルブを１０部および脱イオン水を１
１０部仕込んで十分混合し、さらに直径１ｍｍのガラス
ビーズを３００部加え、２時間ペントシェーカーを用い
て分散し、分散液（Ｂ−１）を得た。

【００１９】その後、４５０ｃｃの分散容器に上記分散
液（Ａ−１）を１６０部と上記分散液（Ｂ−１）を３０
部仕込んで十分混合し、さらに直径１ｍｍのガラスビー
ズを３００部加え、２時間ペントシェーカーを用いて分
散し、分散液（Ｐ−１）を得た。

【００２０】実施例２４５０ｃｃの分散容器に赤色顔料であるキナクリドンレ
ッドを３２部、製造例１で得た顔料分散剤を３４部、
ブチルセロソルブを１０部および脱イオン水を１０２部
仕込んで十分混合し、さらに直径１ｍｍのガラスビーズ
を３００部加え、２時間ペイントシェーカーを用いて分
散し、分散液（Ａ−２）を得た。

【００２１】次に、４５０ｃｃの分散容器に固体微粒子
である硫酸バリウム「ＢＦ−２１」（商品名、小名浜堺
化学社製）を３２部、製造例１で得た顔料分散剤を３
４部、ブチルセロソルブを１０部および脱イオン水を１
０２部仕込んで十分混合し、さらに直径１ｍｍのガラス
ビーズを３００部加え、２時間ペイントシェーカーを用
いて分散し、分散液（Ｂ−２）を得た。

【００２２】その後、４５０ｃｃの分散容器に上記分散
液（Ａ−２）を１０１部と上記分散液（Ｂ−２）を８１
部仕込んで十分混合し、さらに直径１ｍｍのガラスビー
ズを３００部加え、２時間ペイントシェーカーを用いて
分散し、分散液（Ｐ−２）を得た。

【００２３】実施例３４５０ｃｃの分散容器に黒色顔料であるカーボンブラッ
クを８部、製造例１で得た顔料分散剤を４８部および
脱イオン水を１３０部仕込んで十分混合し、さらに直径
１ｍｍのガラスビーズを３００部加え、２時間ペイント
シェーカーを用いて分散し、分散液（Ａ−３）を得た。

【００２４】次に、４５０ｃｃの分散容器に固体微粒子
である二酸化ケイ素「エロジルＲ−９７２」（商品名、
日本エアロジル社製）を４部、製造例１で得た顔料分散
剤を４８部、ブチルセロソルブを１０部および脱イオ
ン水を１２０部仕込んで十分混合し、さらに直径１ｍｍ
のガラスビーズを３００部加え、２時間ペイントシェー
カーを用いて分散し、分散液（Ｂ−３）を得た。

【００２５】その後、４５０ｃｃの分散容器に上記分散
液（Ａ−３）を１０９部と上記分散液（Ｂ−３）を３８
部仕込んで十分混合し、さらに直径１ｍｍのガラスビー
ズを３００部加え、２時間ペイントシェーカーを用いて
分散し、分散液（Ｐ−３）を得た。

【００２６】比較例１実施例１の分散液（Ａ−１）を試料とした。

【００２７】比較例２実施例２の分散液（Ａ−２）を試料とした。

【００２８】比較例３実施例３の分散液（Ａ−３）を試料とした。

【００２９】実施例１〜３および比較例１〜３の分散液
について特性評価を行った結果を表−１に示す。表−１
における試験条件は以下の通りである。

【００３０】（＊１）分散液の粘度：分散液の粘度挙動
をレオメーターＭＲ−３００（レオロジー（株）社製）
にて測定し、ズリ速度１００ｓｅｃ^-1の粘度をポイズで
示した。

【００３１】（＊２）分散液のＣａｓｓｏｎ降伏値：分
散液の粘度挙動をレオメーターＭＲ−３００（レオロジ
ー（株）社製）にて測定した時のＣａｓｓｏｎ降伏値を
示した。

【００３２】（＊３）分散液の貯蔵安定性：分散液を試
験管に入れて実栓をして、４０℃で１ヶ月間貯蔵した後
の分散液の状態を目視にて観察し、下記の基準で評価し
た。 ○：良好 ×：分離・沈降が見られる

【００３３】

【表１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】顔料、顔料分散剤、水不溶性固体微粒子
および水を必須成分として含有することを特徴とする水
系顔料分散液。