JP5776549B2 - 顔料用分散剤及びその用途 - Google Patents
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Description
特許文献1(特開昭54−82416)においては、ポリカルボン酸(塩)からなる分散剤で顔料の分散を行っている。特許文献2(特開昭49−130915)においては、カルボン酸(塩)を含む単量体、炭素数が1〜4である(メタ)アクリル酸エステル単量体の共重合体から成る分散剤で顔料の分散を行っている。特許文献3(特開2005−307023)においては、カルボン酸(塩)を含む単量体、その他の単量体の共重合体中の末端基の一部が、炭素数1〜3のアルコール由来の官能基である分散剤で顔料の分散を行っている。
とくに、粒径の小さな無機顔料などは、表面積が増大するために粒子間の相互作用が強くなり、粒子同士の凝集が起こりやすくなることで、スラリー粘度が増大する傾向にある。
また、水系中で得られるスラリーは、中性以下の領域においては雑菌が繁殖することにより腐敗が進行し、商品価値が損なわれるため、高いpH値を維持しなければならない。
また、本発明の第二は、共重合体(B)を構成する単量体(b)単位が、炭素数1〜8である(メタ)アクリル酸エステル、単量体(c)単位が下記一般式(I)で表されるポリアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸エステル、である第一の発明に記載の炭酸カルシウム用分散剤である。
また、本発明の第三は、重合体(A)又は共重合体(B)の単量体(a)単位中の酸基が有機アミン塩の形態であることを特徴とする第一又は第二の発明に記載の炭酸カルシウム用分散剤である。
また、本発明の第四は、重合体(A)又は共重合体(B)のポリアクリル酸を基準物質としたゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる重量平均分子量(Mw)が4000〜8000であって、Mw/Mn(重量平均分子量/数平均分子量)が2.7以下、である第一〜第三の発明のいずれかに記載の炭酸カルシウム用分散剤である。
また、本発明の第五は、共重合体(B)であることを特徴とする第一〜第四の発明のいずれかに記載の炭酸カルシウム用分散剤である。
また、本発明の第六は、共重合体(B)を構成する単量体(a)単位がアクリル酸であり、単量体(b)単位がアクリル酸ブチル、単量体(c)単位が一般式(1)中のR2がプロピレン基であるポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、である第一〜第五の発明のいずれかに記載の炭酸カルシウム用分散剤である。
また、本発明の第七は、有機アミンがモノエタノールアミンである第一〜第六の発明のいずれかに記載の炭酸カルシウム用分散剤である。
また、本発明の第八は、第一〜第七の発明のいずれかに記載の炭酸カルシウム用分散剤を用いて湿式粉砕により調整した、pH=9.5以上の炭酸カルシウム分散液である。
また、本発明の第九は、炭酸カルシウムが重質炭酸カルシウムである第八の発明に記載の炭酸カルシウム分散液である。
すなわち、本発明の(メタ)アクリル酸(塩)系(共)重合体からなる炭酸カルシウム用分散剤を用いて炭酸カルシウムの分散液を調整すると、炭酸カルシウムの濃度が高くても、また炭酸カルシウムの粒径が極めて小さくても、粘度が低くて取り扱い性に優れ、さらに分散液の粘度が経時的に増粘することなく、低い粘度を長期にわたって維持することができ、凝集のない経時安定性に優れる炭酸カルシウム分散液を円滑に得ることができる。
また、本発明の(メタ)アクリル酸(塩)系(共)重合体からなる炭酸カルシウム用分散剤を用いて炭酸カルシウムの分散液を調整すると、上記のような低粘度分散液が得られるほか、流動性、ろ過性などのハンドリング性に優れる炭酸カルシウム分散液を得ることもでき、さらに炭酸カルシウム分散液のpHに対しては、細菌の繁殖を抑制できる強アルカリ領域を長期間保持することができるため、特に有用である。
本発明の炭酸カルシウム用分散剤は、上記した特性を活かして、製紙工業、プラスチック、ゴム、塗料、インキ、接着剤、シーラントなどに用いられる炭酸カルシウムの分散安定剤として有効に使用することができる。
本発明において、α,β−不飽和カルボン酸(a)としては、例えば(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、シトラコン酸などが挙げられる。無水フタル酸や無水イタコン酸をアルキルアルコールでハーフエステル化したものでも良い。これらは単独で使用しても良く、また2種以上を併用しても良い。
これらのうち好ましいものは、(メタ)アクリル酸である。なお、本発明において(メタ)アクリル酸とはアクリル酸またはメタクリル酸のことをいう。より好ましくは、スラリーの安定性と重合のし易さからアクリル酸である。
また、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキル類:例えば(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸ω−ヒドロキシポリアルキレングリコール(n=2〜30)等が挙げられる。
さらに、(メタ)アクリル酸3−スルホプロピル、モノ(2−ヒドロキシエチルアクリレート)アシッドホスフェート、モノ(2−ヒドロキシエチルメタクリレート)アシッドホスフェート、モノ(2−ヒドロキシプロピルアクリレート)アシッドホスフェート、モノ(3−ヒドロキシエチルアクリレート)アシッドホスフェート、モノ(3−ヒドロキシエチルメタクリレート)アシッドホスフェート等のスルホン酸やリン酸基含有(メタ)アクリル酸エステルも挙げられる。
炭酸カルシウムの分散性と、スラリーの安定性の面から、好ましくは、炭素数1〜8の(メタ)アクリル酸アルキル類であり、より好ましくはアクリル酸ブチルである。
ポリアルキレングリコール鎖の分子量は100〜2000が好ましい。より好ましくは、一般式(1)中のR2がプロピレン基であるポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレートである。
溶液重合の溶剤としては、水、アルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール等)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン等)、エーテル類(テトラヒドロフラン等)、脂肪族炭化水素類(ヘキサン、ヘプタン等)、芳香族炭化水素類(トルエン、キシレン等)及びこれらの混合物等が挙げられるが、これらのうち好ましいものは、アルコールと水の混合溶剤であり、更に好ましくはイソプロパノールと水の混合溶剤である。
アルコールと水の混合溶剤の混合比率としては、質量比で、アルコール/水=90/10〜10/90であることが好ましく、70/30〜30/70であることがより好ましい。水の割合が90質量%を超えると、単量体(b)及び/又は(c)に属するうちのいくつかは溶解し難くなるため好ましくない。一方、水の割合が10質量%未満であると、分散剤として使用する際にアルコールを水に置換する必要があり、コストと手間が掛かるため好ましくない。
上記した過酸化物系のラジカル重合開始剤は1種類のみを使用してもまたは2種以上を併用してもよい。また、上記した過酸化物系ラジカル重合開始剤のうちでは、分子量の制御が行い易い、分解温度の低い過酸化水素や過硫酸塩類系の過酸化物であることがより好ましい。
重合時間は、3〜20時間、特に3〜10時間程度が好ましい。
また、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比で表される分子量分布(Mw/Mn)が2.7以下であることが好ましく、2.5以下であることがより好ましく、2.4以下であることが更に好ましい。Mw/Mnが2.7を超えると、炭酸カルシウムへの経時的な吸着性の低い低分子量成分の量が増加し、また同時に炭酸カルシウム粒子同士の結合(架橋)を引き起こす原因となる高分子量成分の量も増加するため、結果として炭酸カルシウムスラリーの経時的な増粘を引き起こしやすくなるので、好ましくない。
該中和に使用する塩基性化合物は、アンモニア又は有機アミンである。
中和の程度は、アンモニア又は有機アミンから選ばれる少なくとも1種の塩基性化合物によって、単量体単位(a)が有するカルボキシル基の20〜30モル%が塩の形態になるようにして行い、さらに構造単位(a)が有するカルボキシル基の50〜70モル%が遊離の酸基となるよう中和することで、炭酸カルシウムスラリーに対して良好な分散性及びpH低下抑制効果に優れる分散剤を調整することができる。
必要により、アンモニア及び有機アミンの数種類を用いても良いし、物性を損なわない範囲で、その他の塩基性化合物を併用しても良い。
また、重合体(A)及び/又は共重合体(B)の水溶液と、(A)及び/又は(B)のアンモニウム塩水溶液若しくは有機アミン塩水溶液と、必要に応じて(A)及び/又は(B)をその他の塩基性化合物で中和した水溶液とを、上記のような中和比率になるように配合して得ることもできる。
また、(メタ)アクリル酸系(共)重合体中の酸基の中和率が20%未満であると、炭酸カルシウムスラリーの粉砕直後のpHが低下するうえ、上記のように経時的なpH低下抑制効果も弱まるために好ましくない。
それに加えて、本発明の分散剤は、39.9〜43.4質量%水溶液のpHが6.0以下になるように塩基性化合物を調整する必要がある。pHが6.0を超えると、分散液スラリーの流動性や濾過性等の物性が不十分である。
一級アミン及び二級アミンとしては、例えば脂肪族アミンでは炭素数1〜20のアルキル基を有する低級アルキルアミンとして、メチルアミン、エチルアミン、n−ブチルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジオクチルアミン、ジドデシルアミン等が挙げられるほか、アルカノールアミン(モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等)、(ポリ)アルキレンポリアミン(エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン)、もしくはその誘導体(アルキル化物、アルキレンオキシド付加物)等が挙げられる。
三級アミンの場合は、三級アミンまたはそれを四級化した第四級アンモニウム塩が含まれる。かかるアミンとしては、脂肪族アミン(トリメチルアミン、トリエチルアミン、イソプロピルエチルアミン、オクチルジメチルアミン、ドデシルジメチルアミン等)、脂環族アミン(N−メチルピロリジン、N−エチルピロリジン、N−メチルピペリジン、N−エチルピペリジン等)、芳香族アミン(N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジエチルアニリン等)などの三級アミンが挙げられ、それを炭酸ジアルキル等で四級化した第四級アンモニウム塩が挙げられる。
塩基性化合物としては、アンモニアは刺激臭が強いので、好ましくは有機アミンであり、より好ましくはアルカノールアミン又は低級アルキルアミンである。低臭気であり環境にやさしい点から、特に好ましくはモノエタノールアミンである。
ただし、アルカリ金属水酸化物又はアルカリ土類金属水酸化物のみを使用することは、分散液スラリーのpHが低下するため、避けるべきである。
また、本発明の炭酸カルシウム分散液のpHは8.0以上が好ましい。これ未満では、スラリーに雑菌が繁殖しやすく、腐敗臭の原因となったり、性能が低下する。より好ましくは、pHが9.5以上である。
このCMPにおける研磨剤としては、シリカ粒子又はセリア粒子を分散剤を使用して分散させたものが知られている。
平均粒子径を0.005μm以上とすることで、分散液をCMP工程に使用した場合、研磨速度が速いものとなり、一方、0.5μm以下とすることで、粒子の沈降を抑制することができる。
シリカ粒子の配合量は分散液に対して0.1〜50重量%が好ましい。0.1重量%以上とすることで、分散液をCMP工程に使用した場合、研磨速度が速いものとなり、一方、50重量%以下とすることで、粒子の凝集を抑制することができる。
平均粒子径を0.01μm以上とすることで、分散液をCMP工程に使用した場合、研磨速度が速いものとなり、一方、1.0μm以下とすることで、粒子の沈降を抑制することができる。
セリア粒子の配合量は、分散液に対して0.1〜50重量%が好ましい。0.1重量%以上とすることで、分散液をCMP工程に使用した場合、研磨速度が速いものとなり、一方、50重量%以下とすることで、粒子の凝集を抑制することができる。
平均粒子径を0.01μm以上とすることで、コスト的に有利なものとなり、一方、5.0μm以下とすることで、アルミナ粒子からセラミックを製造する場合にセラミックが強靭性に優れるものとなる。
アルミナ粒子の配合量は、分散液に対して40〜85重量%が好ましい。40重量%以上とすることで、アルミナ粒子からセラミックを製造する場合にセラミックの寸法精度に優れるものとすることができる。一方、85重量%以下とすることで、分散液が低粘度となり、取り扱いが容易なものとなる。
この場合、アルミナ以外のセラミック原料粉末と併用することができる。
セラミック原料粉末としては、無機粉末が使用可能であり、チタニア、マグネシア及びジルコニア等の金属酸化物、炭化ケイ素等の金属炭化物、窒化アルミニウム及び窒化ケイ素等の窒化物、炭酸カルシウム及び炭酸バリウム等の炭酸塩、並びにチタン酸バリウム等が挙げられる。
以下の例において、「%」および「部」は、それぞれ「質量%」および「質量部」を示す。
また、以下の例において、(メタ)アクリル酸系(共)重合体の重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)の測定、並びに炭酸カルシウムに対する分散特性の測定または評価は次のようにして行った。
製造例で得られた中和後の(メタ)アクリル酸系(共)重合体の水溶液から採取して、濃度を0.4wt/vol%に調整した試料100μLを、カラム[東ソー(株)製のカラム「TSKgel G3000PWXL −TSKgel G4000PWXL −TSKgel G6000PWXL」(各々長さ300mm、内径7.8mm)の3本を直列に連結したもの]に注入し、カラム温度35℃にて、溶離液[0.1M NaCl、0.1M リン酸緩衝液(リン酸1N 2水和物7.70g、リン酸2N 12水和物36.3g、NaCl8.63g、脱イオン水1476.4g)]を流速0.8mL/分でカラムに通して、カラムに吸着した成分を溶離させる水系のゲルパーミエーションクロマトグラフー(GPC)法を採用して、(メタ)アクリル酸系(共)重合体の重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)を測定した。その際に、(メタ)アクリル酸系(共)重合体の重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)は、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)およびピークトップ分子量(Mp)が明らかなポリアクリル酸ナトリウム(AMERICAN POLYMER STANDARDS CORP.製の分子量900万、555万、114万、44万、13万1200、7万900、2400のもの)を基準物質として予め作成しておいた検量線から算出した。
[2−a]重質炭酸カルシウムの湿式粉砕処理
分散機[サンドグラインダー(五十嵐機械製)]に、粗粉の重質炭酸カルシウム[丸尾カルシウム社製「No.A 重炭」(42メッシュ残渣1%以下、100メッシュ残渣90%以上)]を900gおよびアルミナビーズ(平均直径1.0mm;粉砕媒体)を2970gの量で充填し、更に以下の製造例で製造された中和された(メタ)アクリル酸系(共)重合体の水溶液を、重質炭酸カルシウム900gに対して(メタ)アクリル酸系(共)重合体の固形分として0.75質量%の量で充填し、それに蒸留水を加えて、重質炭酸カルシウムの濃度が75質量%の重質炭酸カルシウムスラリーを分散機内で調製した後、分散機内の撹拌翼を1000rpmの回転速度で回転させて50分間湿式粉砕処理を行った。
上記[2−a]の湿式粉砕処理時に、重質炭酸カルシウムスラリーの流動性を以下の評価基準にしたがって評価した。
○:粉砕初期〜後期を通して、分散機の撹拌翼への付着物がなく、流動性に極めて優れている。
△:粉砕初期〜後期を通して、分散機の撹拌翼への付着物が少なく、流動性に優れている。
×:粉砕初期〜後期を通して(特に粉砕初期に)、分散機の撹拌翼への付着物がかなりあり、流動性(特に粉砕初期における流動性)が低い。
上記[2−a]の湿式粉砕処理によって得られた湿式粉砕後の重質炭酸カルシウムスラリーを光散乱強度が適切になるように大量の脱イオン水に分散させ、それを試料として用いて、レーザー光散乱型粒度分布計(堀場製作所製「LA−920型」)を使用して、重質炭酸カルシウムスラリー中の重質炭酸カルシウム粒子の平均粒径を測定した。
上記[2−a]の湿式粉砕処理によって得られた湿式粉砕後の重質炭酸カルシウムスラリーとアルミナビーズを含む全量を試料として用いて、それを、200目濾布を取り付けた円筒形の濾過装置(濾過部分は直径25cm)に平らに注ぎ込み、濾過開始から5分が経過した時点でのスラリーの濾過量(g)を測定して、下記の評価基準に従って濾過性を評価した。
○:試料の40質量%以上が濾布を通過し、濾過性に極めて優れている。
△:試料の30質量%以上40質量%未満が濾布を通過し、濾過性に優れている。
×:試料の30質量%未満しか濾布を通過せず、濾過性に劣っている。
上記[2−d]で得られた、200目濾布を通過した濾過物を試料として用い、当該試料中の重質炭酸カルシウムの濃度が75質量%よりも高くなっている場合は蒸留水で希釈して重質炭酸カルシウムの濃度が75質量%の試料を調製した。この試料を温度25℃で静置した状態に保ち、当初(試料の調製直後)と静置7日後の粘度を、BM型粘度計(トキメック社製)を使用して、温度25℃で、#3ローターまたは#4ローターを使用(#3ローターは試料の粘度が1000mPa・s以下のときに、#4ローターは試料の粘度が1000〜1000mPa・sのときに使用)して、回転速度60rpmで重質炭酸カルシウムスラリーの粘度を測定した。
上記[2−e]で調整した重質炭酸カルシウムの濃度が75質量%のスラリーを試料として用い、当初(試料の調製直後)と静置7日後のpH値を、温度25℃に温調した状態でpHメーター(堀場製作所製「D−12型」)を使用して測定し、下記の評価基準に従って評価した。
○:当初(試料の調製直後)と静置7日後のpH値が、共に9.5以上である。
×:当初(試料の調製直後)と静置7日後のpH値が、共に9.5を下回っている。
(1)4つ口フラスコに、イソプロパノール114.8gおよび脱イオン水138.0gを充填し、フラスコの内容物を200rpmで回転撹拌しながら、内温を78℃まで昇温した。内温が一定になった後、過硫酸アンモニウム0.87gおよび脱イオン水4.05gを一度に添加し、その一分後から、アクリル酸232.2gとアクリル酸ブチル37.8gと脱イオン水44.6gからなる単量体混合水溶液(合計314.6g)と、過硫酸アンモニウム7.83gと脱イオン水56.5gからなる重合開始剤水溶液(合計64.3g)を、それぞれ6時間かけて連続的に供給した。連続供給終了後、内温を78℃に保って熟成を1.5時間行った後に、内温が50℃になるまで冷却した。反応液の500mgを採取してガスクロマトグラフィー分析を行ったところ、未反応のアクリル酸およびアクリル酸ブチルは検出されなかった。
(2) 次いで、圧力制御装置および真空ポンプによりフラスコ内の圧力を80mmHgに制御してイソプロパノールを連続的に留去した。イソプロパノールとの共沸で失われた量の脱イオン水をフラスコに追加した。
(4)上記(3)で得られた固形分濃度(B−1含有量)が45%の水溶液を用いて、水溶液中に含まれているB−1の重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)を上記[1]の方法で測定したところ、重量平均分子量(Mw)=5200、数平均分子量(Mn)=2300、分子量分布(Mw/Mn)=2.26であった。
(1) 製造例1(B−1)の(1)において、単量体混合水溶液をアクリル酸220.3gとポリプロピレングリコールモノアクリレート[ポリプロピレンオキサイドの付加モル数n=3、末端水酸基(R3=H)]49.7gと脱イオン水44.6gからなる単量体混合水溶液(合計314.6g)に変えた以外は、製造例1の(1)と同じ重合操作を行った。反応終了後、反応液の500mgを採取してガスクロマトグラフィー分析を行ったところ、未反応のアクリル酸およびポリプロピレングリコールモノアクリレートは検出されなかった。
(2) 次いで、B−1の(2)および(3)と同じ操作を行って、固形分濃度[(メタ)アクリル酸系共重合体含有量]が45%の水溶液を調製した(得られた(メタ)アクリル酸系共重合体を、以下「B−2」という)。
(3) 上記(2)で得られた固形分濃度(B−2含有量)が45%の水溶液を用いて、水溶液中に含まれているB−2の重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)を上記[1]の方法で測定したところ、重量平均分子量(Mw)=4800、数平均分子量(Mn)=2300、分子量分布(Mw/Mn)=2.05であった。
(1) 製造例1(B−1)の(1)において、単量体混合水溶液をアクリル酸270.0gと脱イオン水44.6gからなる単量体水溶液(合計314.6g)に変えた以外は、B−1の(1)と同じ重合操作を行った。反応終了後、反応液の500mgを採取してガスクロマトグラフィー分析を行ったところ、未反応のアクリル酸は検出されなかった。
(2) 次いで、製造例1の(2)および(3)と同じ操作を行って、固形分濃度[(メタ)アクリル酸系重合体含有量]が45%の水溶液を調製した(得られた(メタ)アクリル酸系重合体を、以下「A−1」という)。
(3) 上記(2)で得られた固形分濃度(A−1含有量)が45%の水溶液を用いて、水溶液中に含まれているA−1の重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)を上記[1]の方法で測定したところ、重量平均分子量(Mw)=5300、数平均分子量(Mn)=2400、分子量分布(Mw/Mn)=2.21であった。
また、当該湿式粉砕処理により得られた重質炭酸カルシウムスラリーについて、当該スラリーに含まれる重質炭酸カルシウム粒子の平均粒径を上記[2−c]の方法で測定し、当該スラリーの濾過性を上記[2−d]の方法で評価し、更に当該スラリーの経時安定性を上記[2−e]の方法で評価し、最後に当該スラリーのpH値を上記[2−f]の方法で評価した。
以下、各実施例の評価結果を表1に、各比較例の評価結果を表2に示す。
(メタ)アクリル酸系共重合体B−1の水溶液を用いて、氷水でフラスコを冷却し、pHを測定しながら48%水酸化ナトリウム水溶液を供給してアクリル酸由来のカルボキシル基の20%を中和し、更にモノエタノールアミンを供給してアクリル酸由来のカルボキシル基の30%を中和して固形分濃度が42.0%、pH=5.0の中和共重合体を調整した。
この中和共重合体を用いて、上記[2−a]に記載した方法で重質炭酸カルシウムの湿式粉砕処理を行い、分散液スラリーの粘度を測定したところ、湿式粉砕当日の粘度は610mPa・s、7日後の粘度は930mPa・sであった。製造直後の分散液のメジアン径を測定すると、メジアン径は0.604μm、1.32μアンダー値は98%であった。分散液スラリーのpHを測定したところ、湿式粉砕当日のpHは9.8、7日後のpHも9.8であった。
実施例1において、使用する(メタ)アクリル酸系共重合体を、B−1からB−2に変更した以外は、実施例1と同様にして、中和を行った。このようにして、固形分濃度が41.2%、pHが5.1の顔料用分散剤を得た。この中和重合体を用いて、上記[2−a]に記載した方法で重質炭酸カルシウムの湿式粉砕処理を行い、分散液スラリーの各分散特性を評価した。
実施例1において、中和率をモノエタノールアミン20%と48%水酸化ナトリウム水溶液30%に変更した以外は、実施例1と同様にして中和を行った。このようにして、固形分濃度が42.1%、pHが5.0の顔料用分散剤を得た。この中和重合体を用いて、上記[2−a]に記載した方法で重質炭酸カルシウムの湿式粉砕処理を行い、分散液スラリーの各分散特性を評価した。
実施例1において、中和率をモノエタノールアミン30%のみに変更した以外は、実施例1と同様にして中和を行った。このようにして、固形分濃度が42.9%、pHが4.4の顔料用分散剤を得た。この中和重合体を用いて、上記[2−a]に記載した方法で重質炭酸カルシウムの湿式粉砕処理を行い、分散液スラリーの各分散特性を評価した。
実施例1において、中和率をモノエタノールアミン30%と48%水酸化ナトリウム水溶液50%に変更した以外は、実施例1と同様にして中和を行った。このようにして、固形分濃度が41.2%、pHが5.9の顔料用分散剤を得た。この中和重合体を用いて、上記[2−a]に記載した方法で重質炭酸カルシウムの湿式粉砕処理を行い、分散液スラリーの各分散特性を評価した。
実施例1において、中和率をモノエタノールアミン50%のみに変更した以外は、実施例1と同様にして中和を行った。このようにして、固形分濃度が43.0%、pHが5.2の顔料用分散剤を得た。この中和重合体を用いて、上記[2−a]に記載した方法で重質炭酸カルシウムの湿式粉砕処理を行い、分散液スラリーの各分散特性を評価した。
実施例1において、中和率をモノエタノールアミン80%のみに変更した以外は、実施例1と同様にして中和を行った。このようにして、固形分濃度が43.4%、pHが5.9の顔料用分散剤を得た。この中和重合体を用いて、上記[2−a]に記載した方法で重質炭酸カルシウムの湿式粉砕処理を行い、分散液スラリーの各分散特性を評価した。
実施例1において、中和率をアンモニア50%のみに変更した以外は、実施例1と同様にして中和を行った。このようにして、固形分濃度が40%、pHが4.9の顔料用分散剤を得た。この中和重合体を用いて、上記[2−a]に記載した方法で重質炭酸カルシウムの湿式粉砕処理を行い、分散液スラリーの各分散特性を評価した。
実施例1において、使用する(メタ)アクリル酸系(共)重合体を、B−1からA−1に変更した以外は、実施例1と同様にして中和を行った。このようにして、固形分濃度が42.3%、pHが5.1の顔料用分散剤を得た。この中和重合体を用いて、上記[2−a]に記載した方法で重質炭酸カルシウムの湿式粉砕処理を行い、分散液スラリーの各分散特性を評価した。
実施例1において、中和率を48%水酸化ナトリウム水溶液により97%中和に変更した以外は、実施例1と同様にして中和を行った。このようにして、固形分濃度が40%、pHが8.0の顔料用分散剤を得た。この中和重合体を用いて、上記[2−a]に記載した方法で重質炭酸カルシウムの湿式粉砕処理を行い、分散液スラリーの各分散特性を評価した。
実施例1において、中和率をモノエタノールアミンにより30%、48%水酸化ナトリウム水溶液により67%中和するように変更した以外は、実施例1と同様にして中和を行った。このようにして、固形分濃度が40.7%、pHが8.1の顔料用分散剤を得た。この中和重合体を用いて、上記[2−a]に記載した方法で重質炭酸カルシウムの湿式粉砕処理を行い、分散液スラリーの各分散特性を評価した。
実施例1において、中和率を48%水酸化ナトリウム水溶液により50%中和するように変更した以外は、実施例1と同様にして中和を行った。このようにして、固形分濃度が40.5%、pHが5.1の顔料用分散剤を得た。この中和重合体を用いて、上記[2−a]に記載した方法で重質炭酸カルシウムの湿式粉砕処理を行い、分散液スラリーの各分散特性を評価した。
実施例1において、中和率をモノエタノールアミンにより97.0%中和するように変更した以外は、実施例1と同様にして中和を行った。このようにして、固形分濃度が43.2%、pHが8.2の顔料用分散剤を得た。この中和重合体を用いて、上記[2−a]に記載した方法で重質炭酸カルシウムの湿式粉砕処理を行い、分散液スラリーの各分散特性を評価した。
実施例1において、使用する(メタ)アクリル酸系(共)重合体を、B−1からA−1に変更し、中和率をモノエタノールアミンにより30%、48%水酸化ナトリウム水溶液により67%中和するように変更した以外は、実施例1と同様にして中和を行った。このようにして、固形分濃度が39.9%、pHが8.0の顔料用分散剤を得た。この中和重合体を用いて、上記[2−a]に記載した方法で重質炭酸カルシウムの湿式粉砕処理を行い、分散液スラリーの各分散特性を評価した。
かかる分散剤を使用すれば、分散顔料の安定化効果が高く、微粒子状で良好な流動性を維持しながら分散させることができるので、スラリーの経時的な増粘やpHが長期間に渡って安定な分散液が得られる。該分散液は、製紙工業、プラスチック、ゴム、塗料、インキ、接着剤、シーラントなどに最適である。
Claims (9)
- α,β-不飽和カルボン酸単量体(a)の重合体(A)、又は、α,β-不飽和カルボン酸単量体(a)単位80〜99モル%、及び(メタ)アクリル酸エステル単量体(b)とポリアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸エステルの単量体(c)の両方若しくは片方の単位1〜20モル%(ただし(a)+(b)+(c)=100モル%になる)よりなる共重合体(B)のいずれかの部分中和物であって、酸基の20〜30モル%がアンモニア又は有機アミンで部分中和されたものであり、さらに前記α,β-不飽和カルボン酸単量体(a)に由来するカルボキシル基の50〜70モル%が遊離の酸基となるよう中和することを特徴とする、39.9〜43.4質量%水溶液のpHが6.0以下の炭酸カルシウム用分散剤。
- 重合体(A)又は共重合体(B)の単量体(a)単位中の酸基が有機アミン塩の形態であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の炭酸カルシウム用分散剤。
- 重合体(A)又は共重合体(B)のポリアクリル酸を基準物質としたゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる重量平均分子量(Mw)が4000〜8000であって、Mw/Mn(重量平均分子量/数平均分子量)が2.7以下、である請求項1〜3のいずれかに記載の炭酸カルシウム用分散剤。
- 共重合体(B)であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の炭酸カルシウム用分散剤。
- 共重合体(B)を構成する単量体(a)単位がアクリル酸であり、単量体(b)単位がアクリル酸ブチル、単量体(c)単位が一般式(1)中のR2がプロピレン基であるポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、である請求項1〜5のいずれかに記載の炭酸カルシウム用分散剤。
- 有機アミンがモノエタノールアミンである請求項1〜6のいずれかに記載の炭酸カルシウム用分散剤。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の炭酸カルシウム用分散剤を用いて湿式粉砕により調整した、pH=9.5以上の炭酸カルシウム分散液。
- 炭酸カルシウムが重質炭酸カルシウムである請求項8に記載の炭酸カルシウム分散液。
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