JPS5936952B2 - カ−ボンブラック濃縮物及びその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカーボンブラック濃縮物、その製造並びに塗料
もしくは印刷インキの着色材料としてのその使用に関す
る。

カーボンブラックは黒色塗料及び印刷インキのＪ製造の
ために大量に使用される。

カーボンブラックにおいて、黒色と１次粒径との間に関
係があることは公知である。濃い黒のカーボンブラック
は大きな表面積に応じて低い１次粒径を有する。それに
対して比較的低い黒度を有するカーボンブラｊツクは比
較的大きな１次粒径と比較的小さな表面積を有する。大
きな表面積を有するカーボンブラックは、一般に液体結
合剤系中に不良に分散するη−ことができる。

従つて、このカーボンブラツクをラツカ一及び印刷イン
キ用の結合剤中に配合し分散の際にこのカーボンブラツ
ク特性の最良の結果を発揮させるためには、分散効果の
高い材料を使用すべきである。顔料を希液状結合剤系に
配合するために使用される公知の装置はボールミル又は
パールミルである。

顔料を粘稠可塑性結合剤系に配合するために使用される
公知の装置は例えば断続的又は連続的捏和機である。し
かしこの装置は高いエネルギー消費を必要とする。更に
捏和の際に生じる高い温度に堪えられず、徐々に又は爆
発的に分解する一連の結合剤が生じる。それぞれの結合
剤中でカーボンブラツク濃縮物を製造することにより、
この困難を解決しようと努力した。

所望の塗料又は印刷インキを製造するためには、該カー
ボンブラツク濃縮物を単に溶剤中で膨潤させ、特別な剪
断力なしにそれぞれの塗料及び印刷インキに導入する必
要がある。大きな表面積の微粒子カーボンブラツクの良
好な分散を結合剤の強すぎる荷重なしに達成するために
、交叉結合剤及び分散剤の添加により微粒子カーボンブ
ラツクの分散性を改良する努力がなされている。カーボ
ンブラツク導入の強すぎる機械的作業は、ニトロセルロ
ーズを爆発的に分解するので、ニトロセルローズ一結合
剤の加工の際の分散剤の使用は特に重要である。カーボ
ンブラツク一結合剤調製物の品質は屡々分散剤の種類に
とつて決定的である。分散剤の選択の場合に、該分散剤
がそれが使用される最終的系中で負の特性及び変化を生
じさせないことが特に重要である。公知カーボンブラツ
ク濃縮物中では、分散剤として主にベンジジン及びフエ
ニレンジアミンのようなアミン含有化合物が使用される
。

分散剤として使用できるアミンは試験用ベンジンもしく
はキシロール中での不良な溶解度を示す。更に、このも
のは例えば遠心分離のような澄明化のための付加的作業
工程を実施しないかぎり、ラツカ一層中に吹出物及び斑
点が生じる。そのアミン自量に基づき、顔料としてその
使用は生理学的に好ましくない。本発明は次の組成を有
する、カーボンブラツク濃縮物に関する：カーボンブラ
ツク １０〜５０重量％本発明のカーボンブラ
ツク濃縮物は、分散剤としてアルカリ土類金属力フリル
酸塩、有利に、力フリル酸バリウムを含有していてよい
。

本発明のカーボンブラツク濃縮物は、１２〜２５重量％
のカーボンブラツクを含有するのが有利である。

もう１つの有利な実施形において、カーボンブラツク濃
縮物は、カーボンブラツク１２〜２５重量％と共に分散
剤として力フリル酸バリウム１０１）を含有していてよ
い。更に本発明は、本発明のカーボンブラツク濃縮物の
製法に関し、これは成分二トロセルローズ（イソプロパ
ノールで加湿）、軟化剤、分散剤及び場合によりアルキ
ド樹脂を、溶剤の添加のもとに混合して可塑性コンパウ
ンドとし、この予め混合されたコンパウンド中にカーボ
ンブラツクを捏和し、こうして製造した生成物を更にカ
ーボンブラツクを分散させるため及び溶剤の蒸発のため
に圧延して膜にし、引続き粉砕してチツプにすることよ
りなる。

軟化剤とは軟化剤、可塑性剤を意味する。

この物質は、柔軟性、延性、弾性、加工性を改良するた
めに、可塑性コンパウンド合成又は天然成分に加えられ
る。軟化剤はなかんづくラツカ一業界及びプラスチツク
業界で重要である。

これらは、例えば有機フイルム形成体（樹脂、ゴム、ブ
ナ、アマニ油、ラツカ一、ポリビニル生成物、アセチル
セルローズ、ニトロセルローズなど）に付着強度、展性
、弾性及び粘稠性を与え、プラスチツクの場合には展性
を改良する。溶剤とは反対に、この軟化剤は高い沸点（
２５０℃以上）を有する。これらは、塗装後に蒸発せず
、フイルム形成体と一緒になつて、物理的に均一のコン
パウンドになる。理想的な軟化剤は、無臭、無色、光安
定、低温安定及び熱安定、非吸湿性、耐水性、健康に無
害、難燃性及びほとんど不揮発性であるべきであり、こ
れは中性に反応すべきであり、顔料と共に口ーラー台上
で粉砕可能であり、かつ樹脂又はセルカーズエステルに
対する良好な溶解性を有すべきである。

有利な軟化剤群は次のものである：フタレート（フタル
酸エステル）例えばフタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）、フ
タル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、場合によりフタル
酸ジメチルと組合せたフタル酸ジブチル、フタル酸シン
クロヘキシル、デシルアルコール及びトリデシルアルコ
ールからの高，分子エステル、混合エステルー軟化剤例
えばフタル酸ブチルオクチル、フタル酸ブチルデシル、
フタル酸ブチルーベンジル、フタル酸ジアミル、フタル
酸ジエチルヘキシル、フタル酸ジメチルグリコール、フ
タル酸ジカプリル等、燐酸エステル類例えば燐酸トリク
レシル、燐酸トリフエニル類即ち燐酸トリクレシル及び
フタル酸エステルと組合わされた燐酸トリフエニル、燐
酸ジフエニルクレジル、燐酸トリフエニル、燐酸ジフエ
ニル一２一エチルヘキシル、燐酸トリ（２−エチルヘキ
シル）、燐酸トリス（ブトキシエチル）。

非環式（脂肪族）ジカルボン酸エステル例えばアジピン
酸及びセバシン酸のエステル（アジピン酸ジオクチル、
アジピン酸ジアクリル、アジピン酸ジカプリル、セバシ
ン酸ジブチル、セバシン酸２−エチルヘキシル、セバシ
ン酸ジオクチル、セバシン酸ジヘキシル、セバシン酸ブ
チルベンジル等。脂肪酸、例えばオレイン酸ブチル又は
ステアリン酸ブチル、アセチル化リシノール脂肪酸のメ
チルー及びブチルエステル、脂肪酸グリコールエステル
、トリエチレングリコールージ一（ ２ −エチルブチ
レート）、エポキシステアリン酸のエステル。クエン酸
エステル例えばクエン酸アセチルトリブチル、クエン酸
アセチルトリエチレン。高分子量軟化剤、例えば１部は
単官能性の酸又はアルコールで変性されたジカルボン酸
（アジピン酸、セバシン酸、フタル酸）とグリコール（
プロピレングリコール、２ーエチル−１，３−ヘキサン
ジオールなど）とからのポリエステル；分子量約８５０
〜８００００エポキシ化された油、ブタジエンアクリル
ニトリル−コポリマーも高分子量軟化剤として使用でき
る。ニトロセルローズ相容性アルキド樹脂は、ヒマシ油
アルキド及び不乾性アルキド樹脂の群中に存在する。カ
ーボンブラツク濃縮物の色調の影響を避けるために、黄
色化に対する抵抗が重要である。溶剤としてはエステル
、ケトン、例えば酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、
メチルエチルケトンを使用することができる。これらは
各成分の総量に対して０．５〜１０重量％の量で使用す
ることができる。カーボンブラツクとしてはフアーネス
ブラツク、ガスブラツク並びにフレームブラツクも使用
できる。

特に有利にはフレームブラツクもしくはガスブラツクを
基礎とする酸化されたカーボンブラツクである。このも
のは揮発性成分３％以上の含量を特徴とする。本発明に
よるカーボンブラツク濃縮物はその成分、特に金属オレ
イン酸塩又は金属力フリル酸塩は試験用ベンジン又はキ
シロール中に溶解するという利点を有する。

該カーボンブラツク濃縮物は斑点形成なしに容易に分散
することができる。圧延材料への加工性は極めて良好で
ある。本発明によるカーボンブラツク濃縮物で製造した
塗料層は極めて良好な光沢並びに高い濃度計測定値を有
する。本発明によるカーボンブラツク濃縮物は、経費の
かからぬ輸送が可能な高カーボンブラツク分を含有する
ことができる。本発明によるカーボンブラツク濃縮物は
ラツカ一の顔料として使用できる。

この場合ラツカー系にカーボンブラツク０．０１〜 ２
０重量％を混合する。ラツカー及び塗料とは、塗布又は
吹き付けのような種々な方法により塗装すべき表面に施
こされ、物理的又は化学的乾燥により、下地に固着する
被膜、塗装を作る液状〜ペースト状物質又は混合物であ
る。

塗料は種々の組成成分からなる系である：更にラツカ一
の概念の記述は、ウルマンズ・エンツイクロペデイ一
・デル・テヒニツシエン・へミ一（ＵｌｌｍａｎｎｓＥ
ｎｚｙｋｌＯｐ５ｄｉｅｄｅｒｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅｎ
Ｃｈｅｍｉｅ），第１１巻、第２７９頁以下、第３版に
示されている。

更に本発明によるカーボンブラツク濃縮物は、種々の印
刷法例えば凸版印刷、ゴム版印刷、平版印刷、凹版印刷
などで使用される印刷インキ、例えば新聞印刷インキ、
書籍印刷インキ及び小物印刷インキ、挿絵のオートタイ
プ印刷インキ、仕上げ印刷インキ、ヒートセツトインキ
もしくはモイスチユアセツトインキ、スチームセツトイ
ンキの顔料として使用してもよい。

一般に新聞印刷インキは、カーボンブラツク（フレｉム
ブラツク及びガスブラツク）及び樹脂、瀝青、樹脂油及
び鉱油を含有する結合剤（合成ワニス、樹脂ワニス）か
らなる。

早い印刷工程のために極めて希薄な液状に調節され、こ
れは吸収性の新聞紙上に吸収及び樹脂化によつて固着す
る。書籍印刷インキ及び端物印刷インキは、書籍印刷、
ポスタ一、業務上書類などの印刷に用いる。これらは良
好なカーボンブラツク及び亜麻仁油ワニス及び樹脂ワニ
スを基礎とする結合剤を含有し、これらは酸化工程で、
印刷ベース（紙）中への導入により乾く。高価な印刷イ
ンキには、ガスブラツク及び結合剤として亜麻仁油もし
くは他の乾性油の使用の下に製造される挿絵印刷インキ
及びオートタイプ印刷インキが挙げられる。

黒色印刷インキは、カーボンブラツクもしくは結合剤の
品質により影響され、屡々若干褐色気昧を示し、青紫色
の塩基性色素又はミロリ青及び反射青の添加により鮮明
にする。

ヒートセットインクを得るために、例えば結合剤として
、ニトロセルローズ（低粘度）又は環化ゴムを、ジエチ
レングリコールモノブチルエーテル、フタル酸ジブチル
及び水庖状ひまし油中で使用する。

結合剤は、それが印刷機のローラー上で乾燥しないが、
印刷物が、大きな速度で印刷機に接続している乾燥機を
通過する際の１５０℃での蒸発及び重合により直ちに固
化する作用を有する。モイスチユアセツトインキ及びス
チームセツトインキは例えば結合剤としてコロホニウム
又はプラスチツクをジブチレングリコール又はジエチレ
ングリコールなどに溶かして、即ち水と混合する溶剤中
で使用され、この結合剤は常温では乾燥せず、カーボン
ブラツクなどのような顔料体と共に３本ローラ一上で加
工される。このように製造された印刷インキは印刷を生
じ、湿度、蒸気などに露呈すると直ちにこの結合剤が紙
上で乾燥析出する。凸版印刷法には、生活手段及び亨楽
手段のための包装の印刷に重要な意味を得るゴム印刷も
挙げられ、紙と共に、セルガラス、セロフアン、金属箔
などのような吸収性のない印刷ベースも印刷される。更
に印刷インキという概念の記述は、ウルマンズ・エンツ
イクロペデイ・デル・テヒニツシエン・ヘミ一第３巻、
第３版、第３１６頁以下に記載されている。

本発明を若干の例で詳説するが、本発明はこれらのみに
限定されるものではない。

例１ 次の固体組成のカーボンブラツク濃縮物を製造する。

上記のカーボンブラツクＦＷ２は微粒状ガスブラツクで
、１３ｍμの電子顕微鏡測定粒径４６０イ／ｇのＢＥＴ
一表面積、１５％の揮発成分（９４０℃で測定）及び…
値３を有する。

ニトロセルローズをアルコール（イソプロパノール）で
湿らせて使用する。

カーボンブラツク濃縮物の製造のために、ニトロセルロ
ーズ（イソプロパノール含湿）、フタル酸ジブチル、ア
ルキド樹脂及び溶液としての酢酸エチル約１０％の添加
並びに分散剤を捏和機中で混合して可塑性コンパウンド
とする。

この予め混合したコンパウンドにカーボンブラツクを捏
和する。

引続き、こうして製造した生成物を捏和機からプロツク
状で取り出し、２本ローラ一上で、更にカーボンブラツ
クを分散するため及び溶剤の蒸発のために圧延して膜に
し、粉砕して、いわゆるチツプにする。製造した生成物
の試験は、ニトロセルローズラこのラツカ一から約６０
μの厚さの層を吹き付けにより造り、黒色度をデンシト
メーターで、光沢を光沢計でかつ視覚的に表面度（斑点
）を判定する。

高いデンシトメーター値は高い黒色度を有するラツカ一
を表わし、それと反対に低いデンシトメーターの値は低
い黒色度を有するラツカ一を表わす。高い光沢数はラツ
カ一の高い光沢表明を表わす。視覚的表面判定の場合に
は、最少の斑点を有する表明は１の値であり、それより
多い斑点を有する表面は１より大きい値である。すべて
の試験値を考慮すると、力フリル酸塩及びオレイゾ酸塩
の群のものは、特に有利なものとして証明された。

本発明によるカーボンブラツク濃縮物の加工も、主に分
散剤としてジアミンの存在する場合より著るしく良好で
ある。

本発明によるカーボンブラツク濃縮物は極めて早く溶解
することができる。例２を製造し、粉砕としてチップに
する。

板状チップは例１記載のニトロセルローズラツカー系中
に混入する。このラツカ一を金属板に吹き付ける力、浸
漬によつて塗膜を形成させる。

黒色度をデンシトメーターで測定する。この結果は、極
めて微粒状でかつ高い表面積のカーボンブラツクＦＷ２
の高濃度の場合にも、濃い黒のラツカー表面を与える容
易に分散可能なカーボンブラツク結合剤コンパウンドを
生じることを示している。

この高濃度組成においても、本発明による組成物は高い
作用を示す。高いカーボンブラツク含量を有するカーボ
ンブラツク濃縮物は、格段に経済的な輸送を可能とする
という重要な利点を示す。

例３ 基本処方： ニトロセルローズ相容性アルキド樹脂を含まない本発明
のカーボンブラツク濃縮物も同様に卓越した値を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 次の組成： カーボンブラック５〜５０重量％ 軟化剤５〜３０重量％ ニトロセルローズ相容性 アルキド樹脂０〜３０重量％ ニトロセルローズ綿３０〜８０重量％ 金属オレイン酸塩又は 金属カプリル酸塩から なる分散剤０．５〜２．５重量％ を特徴とする、カーボンブラック濃縮物。 ２ 分散剤として、アルカリ土類金属カプリル酸塩殊に
   カプリル酸バリウムを含有する、特許請求の範囲第１項
   記載のカーボンブラック濃縮物。 ３ 成分、即ちニトロセルローズ（イソプロパノールで
   湿らせた）、軟化剤、分散剤及び場合によつてはアルキ
   ド樹脂を、溶剤の添加のもとに混合して可塑性コンパウ
   ンドにし、この前混合したコンパウンドにカーボンブラ
   ックを■入し、このようにして得た生成物を更にカーボ
   ンブラック分散及び溶剤の蒸発のために圧延して膜にし
   、粉砕してチップにする、特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載のカーボンブラック濃縮物の製造法。