JPS6011987B2 - サチンホワイト水分散液の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサチンホワィト水分散液の製造方法に関するも
のである。

詳しくは特定の共重合体のアルカリ中和物及び水溶性燐
酸塩を用いる高濃度サチンホワイト微結晶水分数液の製
造方法に関するものである。サチンホワィトは水酸化カ
ルシウム水懸濁液に硫酸アルミニウム水溶液を添加反応
させることによって得られ、一般式丈ａ○‐ＡＩ２０３
‐丈ａＳ０４‐３１４０で示される白色顔料である。

このサチンホワィトは、塗破顔料としてカオリンクレー
、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムなどと共に、ラ
テックスや澱粉等のバインダーと組合わされて水分散塗
工液として調製され、使用されている。このような塗工
液を用いて得られた塗被紙は印刷インキ受理性が良く、
平滑度、光沢度、白色度等にも優れている。しかし、塗
被顔料としては粒子径が極微でなければならず、従って
高速度で塗工する際にはサチンホワイト微結晶の含有率
の高い塗工液は強いダィラタンシー性を示し、塗工が困
難であった。従来、上記の如き紙塗工用に使用される高
濃度の顔料水分散液の製造に用いられる分散剤としては
、ポリ燐酸塩やポリアクリル酸塩等が知られている。

しかし、ヘキサメタ燐酸ソーダ等のポリ燐酸塩では効果
が充分でなく、またポリアクリル酸塩でもやはり効果が
充分ではない。このような欠点を克服するため、例えば
無機弗素化合物を分散剤として用いる方法（特関昭５０
−１１７８２５号）が提案されているが、この方法では
易水溶性塩である無機弗素化合物を多量に添加すること
になり、好ましくない。他の改良方法として、特公昭４
７一３３０５５号ではアクリル酸とィタコン酸の共重合
体が開示され、また、特公昭４７一４５４１１号ではポ
リアクリル酸ェステルの鹸化物が開示されている。

しかし、これらの方法はいずれもサチンホワィトが２０
％の低濃度での分散効果を示しているにすぎない。本発
明者らは、サチンホワィトの高濃度水分散液の有する上
記の如き諸問題を解決すべ〈鋭意研究を続けた結果、特
定の共重合体のアルカリ中和物と水溶性燐酸塩とを併用
することにより、高濃度でしかも低粘度であり、粘度の
経時変化も少し、サチンホワィト水分敵液を容易に得る
ことができることを見出し、本発明を完成するに到った
ものである。

従って本発明は、紙塗工用に適した、高濃度で低粘度の
、分散安定性に優れたサチンホワィト水分散液を容易に
製造することができる方法を提供するものである。即ち
、本発明のサチンホワイト水分散液の製造方法は、ヒド
ロキシアルキルアクリレート及びヒドロキシアルキルメ
タクリレートからなる群から選ばれた不飽和モノマー【
ａ｝及び不飽和カルボン酸‘ｂ｝を必須の成分とし、不
飽和モノマー‘ａ｝を８０〜５モル％の範囲内及び不飽
和カルボン酸【ｂーを２０〜９５モル％の範囲内となる
量用いて得られた共重合体のアルカリ中和物■（以下、
共重合体アルカリ中和物凶という。

）１０碇都‘こ対して水溶一性燐酸塩‘Ｂ）が５〜４碇
部の範囲の比率の量での共存下で、サチンホワィト微結
晶を水に分散させることを特徴とするものである。本発
明で用いられる共重合体アルカリ中和物凶は、不飽和モ
ノマー‘ａ）及び不飽和カルボン酸｛ｂ’を必須の成分
とし、不飽和モノマー‘ａ’を８０〜５モル％の範囲内
及び不飽和カルボン酸【ｂ’を２０〜９５モル％の範囲
となる量用いて得られた共重合体のアルカリ性物質によ
る中和物である。

不飽和モノマー｛ａ｝としては、そのアルキル基の炭素
数が２〜４個のものが用いられ、例えば２ーヒドロキシ
エチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレ
ート、２−ヒドロキシブチルアクリレート、２ーヒドロ
キシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシプロピルメ
タクリレート、２−ヒドロキシブチルメタクリレート等
を挙げることができる。

これらの中でも、特に２ーヒドロキシエチルアクリレー
トと２ーヒドロキシエチルメタクリレートが好ましい。
不飽和カルボン酸【ｂ｝としては、例えばアクリル酸、
メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ク
ロトン酸などが使用できるが、特にアクリル酸、メタク
リル酸及びマレィン酸が好ましい。不飽和モノマー【ａ
’と不飽和カルボン酸｛ｂ｝とはそれぞれ前者が８０〜
５モル％の範囲内の量、後者が２０〜９５モル％の範囲
内の量で用いられる。不飽和モノマー（ａーの量が８０
モル％を超えるか又は不飽和カルボン酸【ｂ｝の量が２
０モル％未満の場合には、本発明の分散効果が充分でな
く、好ましくない。不飽和モノマー【ａ｝の量が５モル
％未満か又は不飽和カルボン酸‘ｂ｝の量が９５モル％
を超える場合には、本発明の低粘度化の効果が充分でな
く、やはり好ましくない。本発明の共重合体アルカリ中
和物Ｗを得るに際して、不飽和モノマー‘ａ汝ミ８０〜
５モル％及び不飽和カルボン酸（ｂ｝が２０〜９５モル
％の範囲内となる限りにおいて、これらの単量体と共重
合可能な他のモノマ−を共重合させることができる。

このようなモノマ−としては、例えば、炭素数１〜４個
のアルキル基を有するアルキルアクリレートやアルキル
メタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジル
メタクリレート、炭素数１〜４個のアルキル基を有する
アルコキシアルキルアクリレートやアルコキシアルキル
メタクリレート、アルキルアミド、Ｎーメチロールアク
リルアミド、酢酸ビニル等を挙げることができる。これ
らの単量体から本発明の共重合体アルカリ中和物■を得
るための重合方法としては特別な制限はなく、種々の方
法を採用することができる。

又、アルカリ性物質による中和は、共重合反応の前、共
重合反応中、共重合反応の後のいずれの段階において行
ってもよい。本発明の共重合体アルカリ中和物凶を得る
方法としては例えば、不飽和モノマー｛ａ｝、不飽和カ
ルボン酸‘ｂ｝及び必要に応じて他の共重合可能な単量
体からなる混合モノマーを低級アルコール中で沈澱重合
法により英重合させ、得られた英重合体を水媒体中でア
ルカ小怪物質で中和する方法や、不飽和カルボン酸【ｂ
’のアルカリ中和物と不飽和モノマー｛ａ’及び必要に
応じて他の共重合可能な単量体とを重合開始剤とともに
水媒体中に滴下して加熱して共重合させる方法などを挙
げることができる。又、共重合体の重合度は１０〜５０
０の範囲であることが好ましいが、特に限定されるもの
ではない。共重合体を中和するアルカリ性物質としては
、アンモニアあるいはアルカリ金属の水酸化物や炭酸塩
等を用いることができるが、特にナトリウムの水酸化物
が好ましい。

アルカリ物質の使用量は、本発明の共重合体が水溶性と
なる量であればよく、そのためには共重合体アルカリ中
和物凶の水溶液がｐＨ６〜９の値となる量を用いればよ
い。水溶性燐酸塩曲としては、例えばへキサメタ燐酸、
トリポリ燐酸あるいはピロリン酸などの燐酸のアルカリ
塩が用いられるが、中でもトリポリ燐酸ナトリウム及び
ピロリン酸カリウムが好ましい。本発明では、共重合体
アルカリ中和物風と水港性燐酸塩（Ｂ｝とを必ず併用し
なければならない。

本発明の優れた効果は、共重合体アルカリ中和物■と水
溶性燐酸塩【Ｂ｝とが一体不可分の関係で作用しあうこ
とにより初めて得られるものであり、それぞれ単独では
決して得ることが出来ないものである。本発明に基づい
てサチンホワィト水分散液を製造するには、共重合体ア
ルカリ中和物■及び水落性燐酸塩【Ｂ｝の前記の特定の
比率での共存下に市販サチンホワィト微結晶を水に分散
させればよい。

このような方法としては、例えばサチンホワィト微結晶
と水からなるペースト状組成物に共重合体アルカリ中和
物凶と水溶性燐酸塩‘Ｂ｝との混合物を、加えて蝿拝混
合する方法、あるいは英重合体アルカリ中和物■と水溶
性燐酸塩【Ｂ’とを溶解した水溶液中にサチンホワイト
微結晶を添加して蝿拝混合する方法等挙げることができ
る。しかし、このような共重合体アルカリ中和物弧、水
溶性燐酸塩｛Ｂ｝及びサチンホワィト微結晶の添加順序
や添加方法により本発明の範囲が制限されるものではな
い。このようにして本発明の方法に基づいて得られたサ
チンホワィト水分敵液は、従釆公知の分散剤を用いたサ
チンホワィト水分散液に比して著しく低い粘度を示し、
分散安定性も良好で粘度の経時変化が少〈、又、加熱処
理を受けた場合でも粘度変化が少いという優れた物性を
有している。

以下、参考例、実施例、比較例により本発明を更に詳し
く説明するが、本発明はこれらの例のみに制限されるも
のではない。尚、これらの例中、％は重量％を、部は重
量部を意味するものとする。参考例 １ 還流冷却器、３個の滴下漏斗及び温度計を取り付けた内
容積５その６ロフラスコに初期水２４９０９を仕込み、
加熱して還流させた。

ついで、この系に溶媒の還流下、３個の滴下漏斗から２
ーヒドロキシェチルアクリレート５６０夕、アクリル酸
ナトリウムの３０％水溶液８００夕及び過硫酸アンモニ
ウムの１０％水溶液１５０夕を均一に４時間を要して滴
下させて重合反応せしめ、更に３び分間還流下で熟成し
て共重合体アルカリ中和物【１｝の水溶液を得た。参考
例 ２〜４ 第１表に記した各モノマー組成及び水の量を用いる他は
参考例１と同様にして重合反応を行い、各種の共重合体
アルカリ中和物の水溶液を得た。

これらの共重合体アルカリ中和物を、以下それぞれ共重
合体アルカリ中和物■、共重合体アルカリ中和物３１及
び共重合体アルカリ中和物４’という。第 １ 表参考
例 ５ 参考例１で用いたと同様の６ロフラスコに水２７００夕
及びマレィン酸２ナトリウム１６０夕を仕込み、昇温し
て溶解した。

この系を更に昇温して溶媒を還流せしめ、３個の滴下漏
斗からそれぞれ２ーヒドロキシエチルアクリレート４４
０夕とアクリル酸１５０夕の混合モノマー、過硫酸アン
モニウムの１０％水溶液２５０夕及び２０％過酸化水素
水２５０夕を均一に５時間を要して滴下して重合反応せ
しめた。滴下終了後、溶媒の還流下に更に３０分間熟成
して英重合体の水溶液を得た。この系を常温に冷却後、
水酸化ナトリウム５０夕を加えて共重合体アルカリ中和
物｛５）の水溶液とした。比較参考例 １ 初期水量を２８１０夕とし、モノマー組成を２−ヒドロ
キシェチルアクリレート７００夕及びメタクリル酸カリ
ウムの２５％水溶液３４０夕とする以外は参考例１と同
様にして共重合体アルカリ中和物６｝の水溶液を得た。

実施例 １参考例１で得た共重合体アルカリ中和物【１
ーの水溶液（固形分として１００夕）にへキサメタ燐酸
ナトリウムを２０夕を添加して溶解させた。

この共重合体アルカリ中和物｛１｝とへキサメタ燐酸ナ
トリウムの混合水溶液（固形分として４．０多）を内容
積１そのビーカーに仕込み、ラボミキサ−で緩速鷹拝し
ながらサチンホワィト（長径３〃）の２５．５％ペース
ト（白石工業社製）７８４夕を添加し、更に５００仇ｐ
ｍにて１８分間蝿梓を続け、濃度２５％の高濃度サチン
ホワィト水分散液を得た。このサチンホワィト水分散液
のハーキュレス型粘度計による粘度は、第２表に示した
如く３食ｐｓ（１１０仇ｐｍ、ボブＡ、以下同様）であ
った。又、常温で２細時間経過後も粘度上昇は極めて少
なく、３紅ｐｓであった。サチンホワィト水分散液調整
後７５ｏｏで１０分間の加熱処理をしたものを常温まで
冷却して同様に粘度を測定したが、粘度上昇は少く、４
７ｃｐｓであつた。比較例 １ 実施例１において、参考例１で得た共重合体アルカリ中
和物ｍとへキサメタ燐酸ナトリウムの混合水溶液（固形
分として４．０夕）を用いる代りに、参考例１で得た共
重合体アルカリ水中和物‘１）の水溶液（固形分として
４．０夕）のみを用いる他は実施例１と同様にして濃度
２５％のサチンホワイト水分散液を得た。

このサチンホワィト水分散液のハーキュレス型粘度計に
よる粘度は、第３表に示した如く４比ｐｓであったが、
常温で２４時間経過後は２１比ｐｓに上昇した。又、サ
チンホワィト水分散液調整後７５ｑｏで１び分間加熱処
理したものを常温まで冷却して同様に粘度を測定したと
ころ、測定限界の３０比ｐｓ以上に上昇していた。実施
例 ２ 参考例２で得た共重合体アルカリ中和物■の水溶液（固
形分として１００多）にピロ燐酸カリウム４０夕を添加
して溶解させた。

この混合水溶液（固形分として５．０夕）を用いる他は
実施例１と同様にして濃度２５％のサチンホヮィト水分
散液を得た。このサチンホワィト水分散液のハーキュレ
ス型粘度計による粘度を測定し、結果を第２表に示した
。比較例 ２ 実施例１において、共重合体アルカリ中和物‘１｝とへ
キサメタ燐酸ナトリウムの混合水溶液を用いる代りに参
考例２で得た共重合体アルカリ中和物■（固形分として
５．０夕）を使用する他は実施例１と同様にして濃度２
５％のサチンホワィト水分散液を得た。

粘度の測定結果は第３表に示した通りであった。実施例
３ 参考例３で得た共重合体アルカリ中和物脚の水溶液（固
形分として１００夕）にトリポロ燐酸ナトリウム５．０
９を添加して溶解させた。

この混合水溶液（固形分として４．０夕）を用いる他は
実施例１と同様にして濃度２５％のサチンホワィト水分
散液を得た。粘度の測定結果は第２表に示した通りであ
った。実施例 ４ 参考例４で得た共重合体アルカリ中和物水溶液｛４｝を
減圧乾燥して得た粉末１００夕とピロ燐酸ナトリウム１
０夕とを均一に混合した。

この混合物４．０夕を実施例１で用いたと同じサチンホ
ワィト２５．５％ペースト７８４夕に添加し、穣速嬢拝
した後、５００爪ｐｍにて１５分間鷹梓を続け、サチン
ホワイト水分散液を得た。粘度の測定結果は第２表に示
した通りであった。実施例 ５ 参考例５で得た共重合体アルカリ中和物■水溶液を減圧
乾燥して得た粉末１００外こへキサメタ燐酸ナトリウム
３０夕を添加し、均一に混合した。

この混合物５．０夕を実施例１で用いたと同じサチンホ
ワィト２５．５％ペースト７８４のこ添加し、実施例４
と同様にしてサチンホワィト水分散液を得た。粘度の測
定結果は第２表に示した通りであった。比較例 ３比較
参考例１で得た共重合体アルカリ中和物６｝水溶液（固
形分として１００夕）にピロ燐酸カリウム４０夕を溶解
させた。

この混合水溶液（固形分として５．０夕）を用いる他は
実施例１と同機にしてサチンホワィト水分散液を得た。
粘度の測定結果は第３表に示した通りであった。比較例
４ 市販のポリアクリル酸ナトリウム（分子量４０００）５
．０夕を実施例１で用いたと同じサチンホワィト２５．
５％ペースト７８４のこ添加し、実施例４と同様にして
サチンホワィト水分散液を得た。

粘度の測定結果は第３表に示した通りであった。比較例
５実施例１において、共重合体アルカリ中和物ｌーと
へキサメタ燐酸ナトリウムの混合水溶液を代りに、ピロ
燐酸カリウム５．０夕のみを水２０のこ熔解した水溶液
を用いる他は実施例１と同様にしてサチンホワイトのペ
ーストを添加したが、低粘度の水分散液とならず、製造
直後の粘度は３０比ｐｓ以上であった。

又、常温で２鮒時間経過後の粘度も３０比ｐｓ以上であ
った。第 ２ 表 （注）ハーキュレス型粘度計（１，１００ ｒｐｍ、ボ
プＡ）による粘度（ｃｐｓ）。

第 ３ 表（注）ハーキュレス型粘度計（１，１００ｃ
ｐｍ、ボブＡ）による粘度（ｃｐｓ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ヒドロキシアルキルアクリレート及びヒドロキシア
   ルキルメタクリレートからなる群かる選ばれた不飽和モ
   ノマー（ａ）及び不飽和カルボン酸（ｂ）を必須の成分
   とし、不飽和モノマー（ａ）を８０〜５モル％の範囲内
   及び不飽和カルボン酸（ｂ）を２０〜９５モル％の範囲
   内となる量用いて得られた共重合体のアルカリ中和物（
   Ａ）１００部に対して水溶性燐酸塩（Ｂ）が５〜４０部
   の範囲の比率の量での共存下で、サチンホワイト微結晶
   を水に分散させることを特徴とするサチンホワイト水分
   散液の製造方法。