JP3518300B2 - 顔料分散剤、及びそれを含有する顔料組成物 - Google Patents
顔料分散剤、及びそれを含有する顔料組成物Info
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Description
合性、非結晶性、及び流動性に優れた顔料分散剤に関す
るものであり、更に詳しくは、インキや塗料等に有効な
顔料分散剤、及びそれを含有する顔料組成物に関する。
成物中において、鮮明な色調と高い着色力を発揮する実
用上有用な顔料は微細な粒子からなっている。顔料の微
細な粒子は、オフセットインキ、グラビアインキおよび
塗料のような非水性ビヒクルに分散する場合、安定な分
散体を得るのは難しく、その為顔料分散剤を使用し、顔
料とビヒクル間の親和性を良くし、分散体の安定化を図
ることが知られている。このような顔料分散剤はこれま
でも銅フタロシアニンおよびキナクリドン系顔料を中心
として数多くの提案がなされている。
2855403に代表されるように有機顔料を母体骨格
とし側鎖にスルホン酸、スルホンアミド基、アミノメチ
ル基、フタルイミドメチル基等の置換基を導入して得ら
れる化合物を混合する方法が知られているが、これらの
化合物は顔料の非集合性、結晶安定性等に関する効果が
大きいものの、添加する化合物が顔料と同一の化学構造
を有する化合物から誘導されるため固有の強い着色を有
し、異なる色相の顔料に使用する場合は著しい制約を受
ける。したがって個々の顔料につきそれぞれ対応する化
合物を準備する必要があり、顔料組成物の製造上著しく
不利である。また、これらの化合物は側鎖に置換基を導
入する際に、顔料を濃硫酸、発煙硫酸等に溶解させた
り、クロロスルホン酸等を作用させて顔料に反応性基を
導入させる必要があるが、濃硫酸や発煙硫酸等は危険で
取扱が非常に困難な化合物であるため、製造設備、製造
量等に制約を受け、製造上不利である。
究の結果、本発明者は、顔料骨格を有さず、無色あるい
は僅かに着色した特定の化合物が、前記の種々の問題点
を改良し、良好に顔料を分散することができることを発
見し、本発明を完成するに至った。
記一般式(1)で示される顔料分散剤である。 一般式(1)
し、R1はアミノ基を表し、R2 は、ハロゲン原子、アミ
ノ基、ニトロ基、水酸基、アルコキシ基、カルボキシ
基、スルホン基、置換もしくは無置換のアルキル基また
は置換もしくは無置換のアルケニル基を表し、R3は水
素原子、置換もしくは無置換のアルキル基または置換も
しくは無置換のアルケニル基を表し、Y1は下記一般式
( 2)〜(5)で示される何れかの基を表し、Y2は水
酸基、アルコキシ基、Y1または下記一般式(6)を表
し、kは1〜3の整数を表し、lは0〜2の整数を表
す。)一般式(2)
しくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアル
ケニル基、または置換基同士が一体となって更なる窒素
原子、酸素原子または硫黄原子を含んでもよい5員環ま
たは6員環を表し、nは1〜6の整数を表す。) 一般式(3)
味を表す。) 一般式(4)
キル基または置換もしくは無置換のアルケニル基を表
す。) 一般式(5)
または下記一般式(7)で示される基を表し、pは0〜
6の整数を表し、mは1〜2の整数を表す。) 一般式(6)
(1)と同じ意味を表す。) 一般式(7)
−O−を表し、qは0〜6の整数を表し、R4、R5は一
般式(2)と同じ意味を表す。)また、本発明は、顔料
および上記発明の顔料分散剤からなる顔料組成物であ
る。
本発明の顔料分散剤はトリアジン環に芳香族アミノ基と
一般式(1)のY1で表されるアミノ基を有したもので
ある。一般式(1)のR2及びY2に含まれるアルコキシ
基は、炭素数1〜20のものが好ましく、メトキシ基、
エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n
−ブトキシ基、イソブトキシ基、ペントキシ基、ヘキソ
キシ基等が挙げられる。
含まれる置換もしくは無置換のアルキル基または置換も
しくは無置換のアルケニル基は、炭素数1〜20のもの
が好ましい。無置換のアルキル基としては、メチル基、
エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチ
ル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げ
られる。無置換のアルケニル基としては、ビニル基、1
−プロペニル基、2−プロペニル基、イソプロペニル
基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、2−ペンテニル
基、2−メチルアリル基等が挙げられる。置換されてい
るアルキル基またはアルケニル基とは、アルキル基また
はアルケニル基の水素原子がフッ素原子、塩素原子、臭
素原子等のハロゲン基、水酸基、メルカプト基等に置換
されたものである。また、R4、R5はアルキル基同士が
一体となって更なる窒素原子、酸素原子または硫黄原子
を含んでもよい5員環または6員環を形成していてもよ
く、このようなものとしては以下の様なものが挙げられ
る。
示される基が好ましく、更にR4、R5は炭素数1〜6の
アルキル基が好ましい。本発明の顔料分散剤中のベンゼ
ン環はアミノ基に加え、他の置換可能な場所に次の置換
基を有していても良い。すなわち、ハロゲン原子、アミ
ノ基、ニトロ基、水酸基、アルコキシ基、カルボキシル
基、スルホン基または、置換もしくは無置換のアルキル
基の何れかの置換基を有していても良く、置換基種は特
に限定されるものではない。また、これらの置換基を複
数有している場合はそれぞれの置換基は同一でなくても
良い。
説明したが、本発明の顔料分散剤としては以下のような
ものが挙げられる。
して以下の様である。まず、p−アミノアセトアニライ
ドと塩化シアヌルとを等モルで、水、酢酸水溶液、アル
コール、水アルコール混合溶剤、キシロール等の一般の
有機溶剤中で反応させて、次式で表される化合物(8)
を製造する。
一般式(9)〜(12)で表される化合物を、水あるい
は一般の有機溶媒中で反応させて一般式(13)〜(1
6)で表される化合物を製造する。 一般式(9)
は一般式(1)と同じ意味を表す。)次いで一般式(1
3)〜(16)を塩酸水溶液などで加水分解することに
よって、一般式(1)で表される本発明の顔料分散剤を
製造することができる。また、p−アミノ−アセトアニ
ライドの代わりにp−ニトロ−アニリンを使用すること
によって、次式で表される化合物(17)を製造し、一
般式(9)〜(12)で表される化合物と反応させた
後、ニトロ基を還元することによっても、一般式(1)
で表される本発明の顔料分散剤を製造することができ
る。
塩素原子1個が反応中に加水分解を受けて、水酸基、ア
ルコキシ基になっても、本発明の顔料分散剤として使用
することができる。本発明の一般式(9)で表される化
合物としては、例えば、N,N−ジメチルアミノエチル
アミン、N,N−ジエチルアミノエチルアミン、N,N
−ジブチルアミノエチルアミン、N,N−ジメチルアミ
ノプロピルアミン、N,N−ジエチルアミノプロピルア
ミン、N,N−ジブチルアミノプロピルアミン、N,N
−ジメチルアミノブチルアミン、N,N−ジエチルアミ
ノブチルアミン、N,N−ジプロピルアミノブチルアミ
ン、N,N−ジブチルアミノブチルアミン、N,N−ジ
エチルアミノヘキシルアミン、N−アミノメチルピペリ
ジン、N−アミノエチルピペリジン、N−アミノプロピ
ルピペリジン、N−アミノエチルピロリジン、N−アミ
ノプロピルピロリジン、N−アミノメチル−2−ピペコ
リン、N−アミノエチル−4−ピペコリン、N−アミノ
プロピルル−2−ピペコリン、N−アミノエチルモルホ
リン、N−アミノプロピルモルホリン、N,N−メチル
−ラウリルアミノプロピルアミン、N,N−ジオレイル
アミノエチルアミン、N,N−ジステアリルアミノブチ
ルアミンなどである。
は、例えば、N,N−ジメチルアミノメタノール、N,
N−ジメチルアミノエタノール、N,N−ジエチルアミ
ノエタノール、N,N−ジブチルアミノメタノール、
N,N−ジブチルアミノエタノール、N,N−ジブチル
アミノプロパノール、N,N−ジエチルアミノブタノー
ル、N,N−ジオレイルブタノール、N−ヒドロキシエ
チルピペリジン、N−ヒドロキシプロピルピペリジン、
N−ヒドロキシエチルピペコリン、N−ヒドロキシプロ
ピルピペコリン、N−ヒドロキシメチルピロリジン、N
−ヒドロキシブチルピロリジン、N−ヒドロキシエチル
モルホリン、N−ヒドロキシブチルモルホリンなどであ
る。
は、N−メチルピペラジン、N−エチルピペラジン、N
−ブチルピペラジン、1−シクロペンチルピペラジンな
どである。一般式(12)で表される化合物としては、
1−アミノ−4−N,N−ジメチルアミノシクロヘキサ
ン、1−アミノ−4−N,N−ジエチルアミノシクロヘ
キサン、1−アミノ−4−N,N−ジブチルアミノシク
ロヘキサン、1−アミノメチル−4−N,N−ジメチル
アミノシクロヘキサン、1−アミノメチル−4−N,N
−ジエチルアミノシクロヘキサン、1−アミノメチル−
4−N,N−ジブチルアミノシクロヘキサン、1−アミ
ノエチル−4−N,N−ジメチルアミノシクロヘキサ
ン、1−アミノエチル−4−N,N−ジエチルアミノシ
クロヘキサン、1−アミノエチル−4−N,N−ジブチ
ルアミノシクロヘキサン、1−アミノ−4−N,N−ジ
メチルアミノメチルシクロヘキサン、1−アミノ−4−
N,N−ジエチルアミノメチルシクロヘキサン、1−ア
ミノ−4−N,N−ジブチルアミノメチルシクロヘキサ
ン、1−アミノ−4−N,N−ジメチルアミノエチルア
ミノシクロヘキサン、1−アミノ−4−N,N−ジメチ
ルアミノプロピルアミノシクロヘキサン、1−アミノ−
4−N,N−ジエチルアミノエチルアミノシクロヘキサ
ン、1−アミノ−3,5−N,N−ジメチルアミノシク
ロヘキサン、1−アミノ−3,5−N,N−ジエチルア
ミノシクロヘキサン、1−アミノ−3,5−N,N−ジ
ブチルアミノシクロヘキサン、1−アミノ−3,5−
N,N−ジメチルアミノメチルシクロヘキサン、1−ア
ミノ−3,5−N,N−ジエチルアミノメチルシクロヘ
キサン、1−アミノ−3,5−N,N−ジブチルアミノ
メチルシクロヘキサン、1−アミノ−4−N−メチルピ
ペラジンシクロヘキサン、1−アミノ−4−N−エチル
ピペラジンシクロヘキサン、1−アミノ−4−N−ブチ
ルピペラジンシクロヘキサンなどである。
販されているすべての顔料に優れた効果を発揮する。例
えば、フタロシアニン系顔料、キナクリドン系顔料、イ
ソインドリノン系顔料、ペリレン・ペリノン系顔料、ジ
オキサジン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、アン
トラキノン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、アゾ系
顔料等の有機顔料およびカーボンブラック、酸化チタ
ン、黄鉛、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、弁
柄、鉄黒、亜鉛華、紺青、群青等の無機顔料に用いるこ
とができる。本発明の顔料分散剤は、無色あるいは僅か
に着色した色相であるため、各種顔料に添加しても色相
の変化は少なく、汎用性に優れるという点で有利であ
る。
(1)で表される顔料分散剤を添加したものである。一
般式(1)で表される顔料分散剤の添加量は、顔料10
0重量部に対して0.1〜30重量部が好ましい。一般
式(1)で表される顔料分散剤の添加量が0.1重量部
より少ないと顔料分散効果が小さく好ましくない。ま
た、30重量部より多く用いても用いた分の効果が得ら
れない。本発明にかかわる顔料分散剤の使用方法として
は、例えば次のような方法がある。 1.顔料と顔料分散剤を予め混合して得られる顔料組成
物を非水系ビヒクル中に添加して分散する。 2.非水系ビヒクルに顔料と顔料分散剤を別々に添加し
て分散する。 3.非水系ビヒクルに顔料と顔料分散剤を予め別々に分
散し得られた分散体を混合する。この場合、顔料分散剤
を溶剤のみで分散しても良い。 4.非水系ビヒクルに顔料を分散した後、得られた顔料
分散体に顔料分散剤を添加する。等の方法があり、これ
らのいずれによっても目的とする効果が得られる。
本発明の顔料分散剤を単に混合しても充分な分散効果が
得られるが、ニーダー、ロール、アトライター、スーパ
ーミル、各種粉砕機等により機械的に混合するか、顔料
の水または有機溶媒によるサスペンジョン系に本発明の
顔料分散剤を含む溶液を添加し、顔料表面に顔料分散剤
を沈着させるか、硫酸等の強い溶解力を持つ溶媒に有機
顔料と顔料分散剤を共溶解して水等の貧溶媒により共沈
させる等の賢密な混合法を行えば、更に良好な結果を得
ることができる。また、非水系ビヒクル、あるいは溶剤
中への顔料または顔料分散剤の分散、混合等に、分散機
械としてディゾルバー、ハイスピードミキサー、ホモミ
キサー、ニーダー、ロールミル、サンドミル、アトライ
ター等を使用することにより顔料の良好な分散ができ
る。
ワニス、ポリアミド樹脂ワニスまたは塩化ビニル樹脂ワ
ニス等のグラビアインキ、ニトロセルロースラッカー、
アミノアルキッド樹脂の常乾もしくは焼き付け塗料、ア
クリルラッカー、アミノアクリル樹脂焼き付け塗料、ウ
レタン系樹脂塗料等の非水系ビヒクルにおいて、顔料を
単独で使用した場合に比べ、分散体の粘度の低下および
構造粘性の減少等良好な流動性を示すと同時に色分か
れ、結晶の変化等の問題もなく印刷物あるいは塗膜の光
沢が良くしたがって美麗な製品を得ることができる。本
発明の顔料分散剤及び顔料組成物は、非水性ビヒクルだ
けに限定されず、その他の印刷インキや塗料、さらには
プラスチックの着色においても、分散効果に優れ、着色
力にある着色物が得られる。
中、部とは重量部を、%とは重量%をそれぞれ表わす。 製造例1 メタノール300部中にp−アミノアセトアニライド2
0部と塩化シアヌル25部を仕込み、20℃以下で2時
間反応させ、次いでN,N−ジブチルアミノエチルアミ
ン46部を仕込み、2時間加熱還流する。次いで、塩酸
100部を加え加水分解させた後、メタノールを留去
し、水酸化ナトリウム40部、水1000部を加え、濾
過、水洗、乾燥し、次の構造を有する顔料分散剤(a)
64部を得た。
部の代わりに、N,N−ジブチルアミノプロパノール5
0部を使用して、製造例1と同様に反応させ、次の構造
を有する顔料分散剤(b)76部を得た。顔料分散剤
(b)
アニライド22部と塩化シアヌル25部を仕込み、20
℃以下で2時間反応させ、次いでN,N−ジメチルアミ
ノエチルアミン12部を仕込み、2時間加熱還流する。
次いで、塩酸100部を加え加水分解させた後、メタノ
ールを留去し、水酸化ナトリウム40部、水1000部
を加え、濾過、水洗、乾燥し、次の構造を有する顔料分
散剤(c)47部を得た。顔料分散剤(c)
0部と塩化シアヌル25部を仕込み、30℃で2時間反
応させ、次いでN,N−ジエチルアミノエチルアミン1
4部を仕込み、2時間加熱還流する。次いで、塩酸10
0部を加え加水分解させた後、メタノールを留去し、水
酸化ナトリウム40部、水1000部を加え、濾過、水
洗、乾燥し、次の構造を有する顔料分散剤(d)62部
を得た。 顔料分散剤(d)
(e)〜(l)を合成した。
6%となるように各種顔料単独及び、各種顔料に顔料骨
格を有する顔料分散剤並びに顔料分散剤(a)〜(l)
の何れかを添加した顔料組成物を分散し、塗料を調整し
た。尚、顔料骨格を有する顔料分散剤には銅フタロシア
ニン骨格及びキナクリドン骨格を有する以下に示す化合
物を使用した。 銅フタロシアニン骨格顔料分散剤(m)
したように本発明の顔料分散剤を使用したものは、低粘
度でチクソ性(TI値)が小さく、優れた流動性を示し
た。また、上記塗料組成物をフォードカップ#4で20
秒(25℃)となるように粘度調整し、中塗りした塗板
(予めプライマー塗料を塗装した鋼板)に乾燥塗膜の厚
さが約30μmとなるようにエアースプレーで塗装し、
10分間静置した後、140℃で30分間焼き付けた。
表2に示すように本発明の顔料分散剤を使用したものは
比較例よりも優れた塗膜光沢を示した。また、色相は母
体顔料の色相を汚すことなく、顔料単独のものと同等で
あった。
用上特に問題となる色分かれ安定性によって評価した。
前記の塗料組成物を酸化チタンのベース塗料(酸化チタ
ンをアミノアルキッド樹脂ワニスで分散したもの。)で
顔料と酸化チタンの比率が1/10になるように希釈
し、淡色塗料を調整する。ついでキシレンで希釈し、フ
ォードカップ#4で20秒(25℃)となるように粘度
を調整した後に、試験管に注入してガラス壁面の変化を
観察したところ、本発明による顔料分散剤を使用した方
が、比較例よりも経時による色分かれが少なかった。
む顔料組成物は、ニトロセルロースラッカーアクリル樹
脂塗料及びグラビアインキに使用しても凝集を起こさ
ず、良好な流動性を示した。
り、非集合性、非結晶性、流動性に優れるだけでなく、
塗膜の光沢、色相に優れたインキ及び塗料を得ることが
可能となる。
Claims (5)
- 【請求項1】 下記一般式(1)で示される顔料分散
剤。一般式(1) 【化1】 (式中、X1は−NR3−または−O−を表し、R1はア
ミノ基を表し、R2 は、ハロゲン原子、アミノ基、ニト
ロ基、水酸基、アルコキシ基、カルボキシ基、スルホン
基、置換もしくは無置換のアルキル基または置換もしく
は無置換のアルケニル基を表し、R3は水素原子、置換
もしくは無置換のアルキル基または置換もしくは無置換
のアルケニル基を表し、Y1は下記一般式( 2)〜
(5)で示される何れかの基を表し、Y2は水酸基、ア
ルコキシ基、Y1または下記一般式(6)を表し、kは
1〜3の整数を表し、lは0〜2の整数を表す。)一般
式(2) 【化2】 (式中、R4、R5はそれぞれ独立に置換もしくは無置換
のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、ま
たは置換基同士が一体となって更なる窒素原子、酸素原
子または硫黄原子を含んでもよい5員環または6員環を
表し、nは1〜6の整数を表す。)一般式(3) 【化3】 (式中、R4、R5は一般式(2)と同じ意味を表す。)
一般式(4) 【化4】 (式中、R6は置換もしくは無置換のアルキル基または
置換もしくは無置換のアルケニル基を表す。)一般式
(5) 【化5】 (式中、R7は一般式(4)で示される基または下記一
般式(7)で示される基を表し、pは0〜6の整数を表
し、mは1〜2の整数を表す。)一般式(6) 【化6】 (式中、X1、R1、R2、k、lは一般式(1)と同じ
意味を表す。)一般式(7) 【化7】 (式中、X2は直接結合、−NH−または−O−を表
し、qは0〜6の整数を表し、R4、R5は一般式(2)
と同じ意味を表す。) - 【請求項2】 Y1が一般式(2)で示される基である
請求項1記載の顔料分散剤。 - 【請求項3】 R4、R5が炭素数1〜6のアルキル基で
ある請求項2記載の顔料分散剤。 - 【請求項4】 X1が−NH−である請求項1ないし3
いずれか記載の顔料分散剤。 - 【請求項5】 顔料および請求項1ないし4いずれか記
載の顔料分散剤からなる顔料組成物。
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