JP2006045285A - 水性黒色顔料分散体の製造方法、該方法で得られる水性黒色顔料分散体、および該分散体を含有する水性黒色顔料インキ組成物 - Google Patents
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【解決手段】少なくとも一組のロータとステータ、または少なくとも一組のロータとロータの間隙を通過させることにより、混合物に剪断応力が付加できる分散機を用いて、平均一次粒子径が15〜40nmで、かつ嵩密度が0.3〜0.8g/mlのカーボンブラックを、アルカリ存在下でアルカリ可溶型樹脂を溶解させた水性媒体中に、分散させることを特徴とする水性黒色顔料分散体の製造方法。
【選択図】図2
Description
(1)少なくとも一組のロータとステータ、または少なくとも一組のロータとロータの間隙を通過させることにより、混合物にせん断応力が付加できる分散機を用いて、平均一次粒子径が15〜40nmで、かつ嵩密度が0.3〜0.8g/mlのカーボンブラックを、アルカリ存在下でアルカリ可溶型樹脂を溶解させた水性媒体中に、分散させることを特徴とする水性黒色顔料分散体の製造方法。
(2)前記アルカリ可溶型樹脂がスチレン−アクリル系樹脂、スチレン−マレイン酸系樹脂、およびアクリル系樹脂よりなる群から選択される少なくとも1種である前記(1)項に記載の水性黒色顔料分散体の製造方法。
(3)前記水性黒色顔料分散体の着色力の95%以上となるまで、前記混合物を前記分散機で分散する前記(1)または(2)項に記載の水性黒色顔料分散体の製造方法。
(4)前記分散機が、少なくとも一組のロータとステータとからなる分散機であり、ロータの周速が15〜25m/sec、ロータの外径/容器内径の比が0.1以上である前記(1)〜(3)項のいずれかに記載の水性黒色顔料分散体の製造方法。
(5)前記(1)〜(4)項のいずれかに記載の水性黒色顔料分散体の製造方法によって得られることを特徴とする水性黒色顔料分散体。
(6)前記(5)項記載の水性黒色顔料分散体を含有することを特徴とする水性黒色顔料インキ組成物。
一方、他の顔料分散装置として、細いオリフィスやノズルを高圧・高速で通過させ、衝突やせん断応力を利用する高圧分散処理装置、ロータの回転により処理物を移送するタイプであって、ロータとステータなどとの間隙を通過させて、処理物に高いせん断応力を付加する高速せん断攪拌装置などが知られている。そして、これらの分散装置では、メディア型分散装置と比較して、顔料に付加できる応力が均一である反面、一般的に高い応力を付加するのが困難である。また、高圧分散処理装置では、低粘度の処理物でなければ利用できず、一方、高速せん断攪拌装置では、ロータの回転によって処理物を吸引し、狭い間隙に導くという装置の構造から、処理物の流動性がより一層良好である必要がある。
分散剤としてジョンクリル67(ジョンソンポリマー社製スチレン−アクリル酸共重合体樹脂、酸価213mgKOH/g、質量平均分子量12,500)25質量部を、当該共重合体全量を中和するのに必要な量の塩基性化合物(モノエタノールアミン)を含む水75質量部中に加熱溶解させて、水性樹脂ワニス1(ジョンクリル67固形分濃度:25質量%)を得た。
水性樹脂ワニス1の25質量部、イソプロピルアルコール2質量部、水15質量部、および表1記載のカーボンブラック15質量部を混合して、ディスパーで5分攪拌してプレミックス処理を行った後、下記の高速せん断攪拌装置を用いて、表1記載の時間分散処理(練肉処理)を行ない水性黒色顔料分散体を得た。ついで、この水性黒色顔料分散体に前記水性樹脂ワニス1の35質量部と水8質量部を加えて100質量部の水性黒色顔料インキ組成物を得た。
機種 : ハイシアーミキサーEXタイプ(シルバーソン社製)
モーター容量 : 4kw
回転数 : 3600rpm
ロータ周速 : 19.14m/sec
タンク内径 : 600mm
ロータ外径 : 101.16mm
評価スケール : 200kg
あらかじめ漏斗に入れてある試料を径28±2mm、高さ180±5mmの100ml容量の注ぎ口なしシリンダーに3〜5cmの高さより注ぎ入れ、充填されたカーボンブラックの重量を秤量し、1mlあたりのg重量に換算表示する。
水性樹脂ワニス1の25質量部、イソプロピルアルコール2質量部、水15質量部、および表1記載のカーボンブラック15質量部を混合して、ディスパーで5分攪拌してプレミックス処理を行った後、下記の練肉用メディア型分散装置を用いて、表1記載の時間分散処理(練肉処理)を行い水性黒色顔料分散体を得た。ついで、この水性黒色顔料分散体に前記水性樹脂ワニス1の35質量部と水8質量部を加えて100質量部の水性黒色顔料インキ組成物を得た。
機種 : ビーズミル
メディア径 : 1.0mm
ベッセル容量 : 15リットル
吐出量 : 100kg/hr
前記実施例1〜3および比較例1〜3で得られた水性黒色顔料インキ組成物について、下記の項目を評価した。なお、比較例4においては、ディスパーでプレミックスを行なったが、60分を過ぎても流動性が全く得られない状態であったことから、その後の分散処理およびインキ評価を行わなかった。結果を表1に示す。
実施例1および比較例1で得られた水性黒色顔料インキ組成物について、光散乱による粒度分布計(MICROTRAC UPA:MODEL9340、UPA日機装(株)製)を用いて、粒径分布を測定した。結果を図3(実施例1)および図4(比較例1)に示す。
着色力評価用白色水性顔料インキ組成物として、酸化チタンの30質量部と水性樹脂ワニス1の6質量部とを攪拌混合してビーズミル分散装置で練肉した後、さらに水性樹脂ワニス1および水の合計64質量部で、系の粘度が0.5Pa・sとなるように希釈して白色水性顔料インキ組成物を得た。
光沢Kライナーに前記実施例1〜3および比較例1〜3で得られた水性黒色顔料インキ組成物を塗工し、目視にて評価し、光沢の高いものをA、光沢の普通のものをB、光沢の低いものをCとして評価した。なお、評価のうちA〜Bが実用上の許容範囲である。
Kライナーに前記実施例1〜3および比較例1〜3で得られた水性黒色顔料インキ組成物分散体を塗工し、学振型耐摩擦試験機((株)大栄化学精器製作所製)で500g荷重、500回の条件で摩擦試験を行い、あて紙が全く汚れなく印刷物に傷がつかないものをA、あて紙は汚れるが印刷物に傷がつかないものをB、あて紙が汚れ印刷物に傷がつくものをCとして評価した。なお、評価のうちA〜Bが実用上の許容範囲である。
前記実施例1〜3および比較例1〜3で得られた水性黒色顔料インキ組成物について、初期粘度と、40℃で7日間保存後の粘度の比率から粘度安定性を評価した。
A:粘度比が2.0以下のもの
B:粘度比が2.0を超えるもの
前記実施例1〜3および比較例1〜3で得られた水性黒色顔料インキ組成物について、40℃で7日間保存後の状態変化から沈降性を目視評価した。なお、沈降がないものを○、沈降があるものを×として2段階評価した。
2 ロータ
3 原動機
4 回転軸
5 ステータ
6 孔
10 容器
11 混合物
Claims (6)
- 少なくとも一組のロータとステータ、または少なくとも一組のロータとロータの間隙を通過させることにより、混合物に剪断応力が付加できる分散機を用いて、平均一次粒子径が15〜40nmで、かつ嵩密度が0.3〜0.8g/mlのカーボンブラックを、アルカリ存在下でアルカリ可溶型樹脂を溶解させた水性媒体中に、分散させることを特徴とする水性黒色顔料分散体の製造方法。
- 前記アルカリ可溶型樹脂がスチレン−アクリル系樹脂、スチレン−マレイン酸系樹脂、およびアクリル系樹脂よりなる群から選択される少なくとも1種である請求項1に記載の水性黒色顔料分散体の製造方法。
- 前記水性黒色顔料分散体の着色力の95%以上となるまで、前記混合物を前記分散機で分散する請求項1または2に記載の水性黒色顔料分散体の製造方法。
- 前記分散機が、少なくとも一組のロータとステータとからなる分散機であり、ロータの周速が15〜25m/sec、ロータの外径/容器内径の比が0.1以上である請求項1〜3のいずれかに記載の水性黒色顔料分散体の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の水性黒色顔料分散体の製造方法によって得られることを特徴とする水性黒色顔料分散体。
- 請求項5記載の水性黒色顔料分散体を含有することを特徴とする水性黒色顔料インキ組成物。
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