JP2016169285A - 処理顔料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記水溶性無機塩、前記水溶性有機溶剤及びアクリル系樹脂を追加する工程2と、
前記水溶性無機塩と前記水溶性有機溶剤とを除去する工程3とを有し、
前記工程1と前記工程2との関係が、式(1)を満たし、且つ 、
前記工程2を経た後の前記アクリル系樹脂の添加量が、粗顔料に対して3〜10質量%の範囲である処理顔料の製造方法を提供する。
本発明において粗顔料とは、一般に色材として使用される有機顔料よりも一次粒子径が大きく、色材としては適さないような粒子を指す。例えば比表面積等は有機顔料より著しく小さい値をとる。
ワイラー法やフタロニトリル法で合成したフタロシアニンは、そのままでは一次粒子径が大きく色材として適さず粗顔料と称される。または粗製クルード、または単にクルードとも呼ばれている。該粗顔料と水溶性無機塩、及び該水溶性無機塩を実質的に溶解しない水溶性有機溶剤とで混練することにより、該粗顔料は色材として適用できる程に微細化できる。本願においては、前記粗顔料を水溶性無機塩及び水溶性無機塩を実質的に溶解しない水溶性有機溶剤とで混練して、色材として適用できる程に微細化されたものを混練顔料と称す。
そして、混練顔料をそれぞれの用途に応じた適性を付与するために表面処理を施した顔料を処理顔料と称す。本発明の顔料は混練時に用途適性付与の表面処理を同時に実施したことが特徴となっている。
なお一次粒子の平均粒子径とは、次の様に測定される。まず、透過型電子顕微鏡または走査型電子顕微鏡で視野内の粒子を撮影する。そして、二次元画像上の、凝集体を構成する一次粒子の50個につき、個々の粒子の内径の最長の長さ(最大長)を求める。個々の粒子の最大長の平均値を一次粒子の平均粒子径とする。
本発明で使用する水溶性無機塩としては、例えば塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム等の無機塩を用いることが好ましい。また、平均粒子径0.5〜50μmの無機塩を用いることがより好ましい。この様な無機塩は、通常の無機塩を微粉砕することにより容易に得られる。
本発明で使用する該水溶性無機塩を実質的に溶解しない水溶性有機溶剤(以下単に「水溶性有機溶剤」と称する場合がある」としては、有機顔料の結晶成長を抑制し得るものが好適に使用でき、例えばジエチレングリコール、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、液体ポリエチレングルコール、液体ポリプロピレングリコール、2−(メトキシメトキシ)エタノール、2−ブトキシエタノール、2−(イソペンチルオキシ)エタノール、2−(ヘキシルオキシ)エタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングルコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1−メトキシ−2−プロパノール等を用いることができるが、エチレングリコール又はジエチレングリコールが好ましい。
本発明で使用するアクリル系樹脂は、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸共重合体、(メタ)アクリル酸エステル−(メタ)アクリル酸共重合体等の、スチレン系モノマー、及び(メタ)アクリル酸を原料モノマーとして含むスチレン−アクリル酸系共重合体が挙げられる。なお、本発明において「スチレン−アクリル酸系共重合体」とは、前述の通り「スチレン系モノマー、及び(メタ)アクリル酸を原料モノマーとして含む共重合体」と定義するものとする。従って、スチレン系モノマー、及び(メタ)アクリル酸以外の汎用のモノマーを共重合させてあってもよい。
前記スチレン−アクリル酸系共重合体においてスチレン系モノマーとアクリル酸モノマーとメタクリル酸モノマーの共重合時の総和は、全モノマー成分に対して95質量%以上であることが好ましい。
メタノールとトルエンの7:3の混合溶媒に試料0.1gを溶解させ、フェノールフタレインを指示薬として、0.1M水酸化カリウムアルコール溶液で滴定することにより、樹脂の酸価を求めた。
前記アクリル系樹脂は、塩基性化合物で中和されていることが好ましい。塩基性化合物としては公知のものを使用でき、例えばカリウム、ナトリウムなどのアルカリ金属の水酸化物;カリウム、ナトリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩;カルシウム、バリウムなどのアルカリ土類金属などの炭酸塩;水酸化アンモニウム等の無機系塩基性化合物や、トリエタノールアミン、N,N−ジメタノールアミン、N−アミノエチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、N−N−ブチルジエタノールアミンなどのアミノアルコール類、モルホリン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリンなどのモルホリン類、N−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、ピペラジンヘキサハイドレートなどのピペラジン等の有機系塩基性化合物が挙げられる。中でも、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムに代表されるアルカリ金属水酸化物が好ましく、特に水酸化カリウムが好ましい。
本発明の製造方法は、粗顔料、水溶性無機塩、及び該水溶性無機塩を実質的に溶解しない水溶性有機溶剤とを混練する工程1と、
前記水溶性無機塩、前記水溶性有機溶剤及びアクリル系樹脂を追加する工程2と、
前記水溶性無機塩と前記水溶性有機溶剤とを除去する工程3とを有し、
前記工程1と前記工程2との関係が、式(1)を満たし、且つ 、
前記工程2を経た後の前記アクリル系樹脂の添加量が、粗顔料に対して3〜10質量%の範囲であることが特徴である。
工程1において、前記粗顔料と水溶性無機塩、及び該水溶性無機塩を実質的に溶解しない水溶性有機溶剤とは、ぞれぞれ粗顔料1部に対し、前記水溶性無機塩は、質量換算で4〜20部とするのが好ましく6〜15部とするのがより好ましく、前記水溶性有機溶剤は質量換算で0.01〜5部とするのが好ましく0.1〜3部とするのがより好ましい。
混練の途中で、前記水溶性無機塩、前記水溶性有機溶剤及びアクリル系樹脂を追加する。混練の途中で高分子化合物を添加してもよいことは公知であり、例えば特許文献3の段落0068に記載されている。しかしながら本発明においては、前記式(1)を満たすようなタイミングで添加することが特徴である。
なお、工程1と工程2を経た段階で、前記水溶性無機塩の全量は粗顔料1部に対し20部を超えないことが好ましく、前記水溶性有機溶剤の全量は粗顔料1部に対し10部を超えないことが好ましい。
前記水溶性無機塩と前記水溶性有機溶剤とを除去する工程3は、公知の方法でおこなえばよい。一般的には、冷却し、そこから水溶性無機塩と前記水溶性有機溶剤とを酸洗浄により除去することができる。得られたウエットケーキは必要に応じて、更に水洗浄、濾過、乾燥、粉砕等を行うことで、処理顔料を得ることができる。
なお、特に断りがない限り「部」は「質量部」、「%」は「質量%」である。
また、本実施例、比較例において用いた樹脂は以下のとおりのものである。
撹拌装置、滴下装置、還流装置を有する反応容器にメチルエチルケトン100部を仕込み、攪拌しながら反応容器内を窒素置換した。反応容器内を窒素雰囲気に保ちながら加温し、メチルエチルケトン還流状態とした後、滴下装置からスチレン72部、アクリル酸12部、メタクリル酸16部及び重合触媒(和光純薬工業社製/「V−59」)8部の混合液を2時間かけて滴下した。なお滴下の途中より、反応系の温度を80℃に保った。 滴下終了後、同温度でさらに25時間反応を続けた。なお、反応の途中において、原料の消費状況を確認しながら、適宜、重合触媒を追加した。反応終了後、メチルエチルケトンを減圧下で留去し、得られた固体を粉砕して、アクリル酸系樹脂(A−1)の粉体を得た。
以上により、スチレン/アクリル酸/メタアクリル酸=72/12/16(重量%)であり、重量平均分子量9000、酸価180mgKOH/gであるアクリル酸系樹脂(A−1)が得られた。
送液ポンプ:LC−9A
システムコントローラー:SCL−6B
オートインジェクター:SIL−6B
検出器:RID−6A
以上島津製作所社製。
データ処理ソフト:Sic480IIデータステーション(システムインスツルメンツ社製)。
カラム:GL−R400(ガードカラム)+GL−R440+GL−R450+GL−R400M(日立化成工業社製)
溶出溶媒:THF
溶出流量:2ml/min
(処理顔料の製造方法:工程1)
フタロシアニン粗顔料75部、ジエチレングリコール90部、塩化ナトリウム563部、キシレン1.57部、水酸化ナトリウム0.87部を双腕式ニーダー(吉田製作所製)に入れ、90℃〜95℃で5時間混練した。
工程1後、合成例1で得たアクリル酸系樹脂(A−1)3.75部、ジエチレングリコール40部、塩化ナトリウム188部、を添加しさらに2時間混練した。
工程2後、内容物を0.4%塩酸で洗浄、ろ過、70℃の温湯で洗浄、ろ過後、90℃で乾燥して顔料組成物を得た。
実施例1で得た顔料組成物を50部、合成例1で得たアクリル酸系樹脂(A−1)15部、トリエチレングリコール20部、8N水酸化カリウム7.99部を容量0.4LのプラネタリミキサーACM−0.4LVT(株式会社愛工舎製作所)に仕込み、ジャケットを80度に加温し、回転数80rpmにて1時間混練を行った。続いて、撹拌層内の混練物に、撹拌を継続しながらイオン交換水150部を徐々に加え、更に1時間撹拌した後に全量取り出した。この分散液に、トリエチレングリコールとイオン交換水を加え、顔料濃度15.45%に調整した。
実施例1の(処理顔料の製造方法:工程1)において、混練時間を7時間に変更し、(処理顔料の製造方法:工程2)を行わないことに変更した以外は、実施例1と同様にして顔料組成物、及び水性顔料分散液を得た。
実施例1(処理顔料の製造方法:工程1)において、混練を開始すると同時に(処理顔料の製造方法:工程2)を開始することに変更した以外は、実施例1と同様にして顔料組成物、及び水性顔料分散液を得た。
実施例1(処理顔料の製造方法:工程1)において、混練時間を6.5時間に変更し、(処理顔料の製造方法:工程2)で混練時間を0.5時間に変更した以外は、実施例1と同様にして顔料組成物、及び水性顔料分散液を得た。
実施例1(処理顔料の製造方法:工程2)において、合成例1で得たアクリル酸系樹脂(A−1)の添加量「3.75部」を「2.25部」に変更した以外は、実施例1と同様にして顔料組成物、及び水性顔料分散液を得た。
実施例1(処理顔料の製造方法:工程2)において合成例1で得たアクリル酸系樹脂(A−1)の添加量「3.75部」を「7.5部」に変更した以外は、実施例1と同様にして顔料組成物、及び水性顔料分散液を得た。
上記実施例1、及び比較例1〜5で作製した水性顔料分散体に対して以下の項目を測定して評価を行った。
<作製直後の粗大粒子数>
実施例1、及び比較例1〜5で作製した水性顔料分散液を2000倍に希釈し、アキュサイザー780APS(インターナショナル・ビジネス社製)にて測定を行った。粗大粒子数は顔料濃度14.5%水性顔料分散液1ml当たりの粒子数に換算した。
なお、評価基準は表1の通りとした。
Claims (3)
- 前記アクリル系樹脂が、酸価50〜300mgKOH/gであり中和率50〜200%の範囲で中和されている請求項1に記載の処理顔料の製造方法。
- 前記粗顔料がフタロシアニン顔料である請求項1または2に記載の処理顔料の製造方法。
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