JP3896699B2

JP3896699B2 - Method for producing aqueous pigment dispersion

Info

Publication number: JP3896699B2
Application number: JP25170498A
Authority: JP
Inventors: 正志板橋; 良男原
Original assignee: Toyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Artience Co Ltd
Priority date: 1998-09-07
Filing date: 1998-09-07
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2018-09-07
Also published as: JP2000080299A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水性印刷インキや水性塗料の使用適性を向上させた水性顔料分散体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、資源保護、環境保全、作業の安定性の向上等のニーズの高まりによって塗料ならびにインキの水性化が進行しつつある。
水性塗料ならびに水性インキに要求される品質は、油性塗料、油性インキと同様の流動性、貯蔵安定性、皮膜の光沢、鮮明性、着色力等である。しかしながら、大部分の顔料は油性の場合に比べ水性ビヒクルに対する顔料分散性等の適性が著しく劣るため、通常の分散方法では満足な品質は得られない。そこで従来、各種の添加剤、例えば水性用顔料分散樹脂や界面活性剤の使用が検討されてきたが、上記すべての適性を満足し既存の高品質を有する油性塗料または油性インキに匹敵するようなものは得られていない。
特に、インクジェットや自動車塗料のような顔料の微細化が要求される分野では、十分満足される品位が得られていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の種々の欠点を改良し、油性塗料、油性インキと同様の流動性、貯蔵安定性、皮膜の光沢、鮮明性、着色力等を有する水性顔料分散体の製造方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、顔料と、Ｔｇ０℃以上の水溶性樹脂又は水分散性樹脂と、必要に応じて水及び／または水混和性有機溶剤とを２本ロールにより混練し、固形チップとする工程（１）、及びアルカリ化合物の存在下に、該固形チップを水性媒体に分散する工程（２）を含むことを特徴とする水性顔料分散体の製造方法に関する。
【０００５】
更に本発明は、工程（２）で得られた分散体をメディア型分散機により更に分散する工程（３）を含む請求項１記載の水性顔料分散体の製造方法に関する。
更に本発明は、樹脂が水溶性アクリル樹脂である請求項１または２記載の水性顔料分散体の製造方法に関する。
更に本発明は、工程（１）又は（２）が、塩基性有機色素誘導体の存在下に行われる請求項１〜３いずれか記載の水性顔料分散体の製造方法に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明について詳細に説明する。
本発明で使用される顔料としては、例えば、可溶性および不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料等のアゾ系顔料、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、アントラキノン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、アンスラピリミジン系顔料、アンサンスロン系顔料、インダンスロン系顔料、フラバンスロン系顔料、チオインジゴ系顔料等の有機顔料、カーボンブラック、酸化チタン、黄鉛、カドミウムエロー、カドミウムレッド、弁柄、鉄黒、亜鉛華、紺青、群青等の無機顔料がある。
【０００７】
本発明で使用される水溶性樹脂又は水分散性樹脂（以下、総称して単に樹脂という。）としては、例えば、アクリル系共重合体、スチレン−アクリル酸系共重合体、スチレン−マレイン酸系共重合体、アルキド系、エポキシ系、ポリエステル系、ウレタン系、セルロース系等の樹脂がある。特に、作業性の点からアクリル系共重合体の水溶性樹脂が好ましい。
【０００８】
また、樹脂のＴｇは０℃以上、好ましくは、０〜６０℃、より好ましくは１５〜４０℃である。０℃未満だと２本ロール混練分散時に均一なシートを得ることができず、作業性に劣り、品質良好なものを得ることができない。
【０００９】
本発明に使用される水性媒体は、水単独であってもよいが、場合によってはエチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｎ−ブタノール等のアルコール系溶剤や、エチレングリコールまたはジエチレングリコールのモノまたはジアルキルエーテル等の水混和性有機溶剤を水性媒体中の５０重量％まで混和させたものであっても良い。
【００１０】
本発明において、工程（１）における顔料と樹脂の配合量は、顔料１００重量部に対し樹脂が５〜１００重量部が好ましく、特に１０〜４０重量部が好ましい。上記数値より樹脂の配合量が少ないと顔料を分散させる効果が小さく、作業性も悪いので好ましくなく、又、上記数値より樹脂の配合量が多くなっても用いた分の効果が得られない。
【００１１】
本発明では、工程（１）において、水及び／又は水混和性有機溶剤を添加することが好ましい。更に、工程（１）で添加した水及び／又は水混和性有機溶剤は、固形チップ中に残留していることが好ましく、この場合、固形チップの不揮発分は８０〜９８重量％が好ましい。固形チップの不揮発分が８０重量％より小さいと２ロール混練時の専断力が不十分なため、塗膜品質が劣るとともに、固形チップ保存時に固着等の問題を起こしやすい。また固形チップの不揮発分が９８％より大きい場合は、工程（２）において固形チップの水性媒体への分散性が劣り、未分散の粗大粒子が塗膜品質の低下を引き起こしやすい。
【００１２】
本発明における工程（２）で使用される水性媒体としては、水のみでも良いが、アルカリ化合物や水混和性有機溶剤を少量添加すると分散が容易になり好ましい。アルカリ化合物としては、例えば、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、２−アミノエタノール、２−ジメチルアミノエタノール、２−ジエチルアミノエタノール等の各種有機アミン化合物、アンモニア、水酸化ナトリウム等に代表される無機塩基性物質、その他、各種の第４級アンモニウム化合物が使用できる。特に、有機アミン化合物が作業性、汎用性の点から好ましい。アルカリ化合物の添加量は、顔料１００重量部に対し０．１〜５重量部が好ましい。
【００１３】
水混和性有機溶剤としては上述したものが使用できる。水混和性有機溶剤の添加量は、顔料１００重量部に対し５〜３０重量部が好ましい。
又、工程（２）において樹脂を添加することが好ましい。添加される樹脂のＴｇは何ら規定されるものでなく、水性インキ、水性塗料に使用される公知のものの中から選ぶことができる。工程（２）における樹脂の配合量は、顔料に対する配合量として、顔料１００重量部に対し５〜２００重量部が好ましい。
本発明において工程（２）における分散方法としては、水性媒体中に固形チップを投入し、ディゾルバー、ハイスピードミキサー、ホモジナイザー等の分散機を用いて一定時間攪拌することが好ましい。この時、必要に応じて３０℃〜８０℃の温度をかけることが望ましい。
【００１４】
本発明において工程（１）または（２）では顔料の分散性を向上させるために、有機色素誘導体を添加することが好ましい。有機色素誘導体をしては、下記一般式１または下記一般式２で示される化合物がある。
一般式１
【００１５】
【化１】

【００１６】
［式中、Ｑは有機色素残基、Ｘは直接結合、−ＣＯＮＨ−Ｙ₁−または−ＳＯ ₂ ＮＨ−Ｙ₁−（Ｙ₁ は置換基を有してもよいアルキレン基または置換基を有してもよいアリーレン基を表す）、Ｚは水酸基または−ＮＨ−（ＣＨ₂ ）_m ＮＲ₁ Ｒ₂（Ｒ₁ ，Ｒ₂ はそれぞれ独立に置換基を有してもよいアルキル基、ｍは１〜６の整数を表す。）、ｎは１〜４の整数を表す。］
【００１７】
一般式２
Ｑ−[Ｘ−Ｙ]ｎ
［式中，Ｑは有機色素残基、Ｘは直接結合、−ＣＯＮＨ−Ｙ₁ −、−ＳＯ₂ ＮＨ−Ｙ₁ −，−ＣＨ₂ ＮＨＣＯＣＨ₂ ＮＨ−Ｙ₁ −
【００１８】
【化２】

【００１９】
（Ｙ₁ は上記と同じ意味を表す。）
Ｙは−（ＣＨ₂ ）_m ＮＲ₁Ｒ₂または
【００２０】
【化３】

【００２１】
（Ｒ₁、Ｒ₂、ｍは上記と同じ意味を表す。）
ｎは上記と同じ意味を表す。］
【００２２】
上記一般式中の有機色素残基としては、フタロシアニン系色素、アゾ系色素、アントラキノン系色素、キナクリドン系色素、ジオキサジン系色素、アントラピリミジン系色素、アンサンスロン系色素、インダンスロン系色素、フラバンスロン系色素、ペリレン・ペリノン系色素、チオインジゴ系色素、イソインドリノン系色素、ジケトピロロピロール系色素等の残基である。
【００２３】
上記の有機色素誘導体のうち−ＮＲ₁Ｒ₂基を有する塩基性有機色素誘導体が好ましい。
上記有機色素誘導体の顔料に対する配合は、顔料１００重量部に対し０．５〜１０重量部が好ましい。０．５重量部より少ないと効果が小さく好ましくない。また、１０重量部より多く用いても用いた分の効果が得られなく塗膜性能に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００２４】
本発明における工程（３）におけるメディア型分散機としては、特に限定されるものではないが、サンドミル、アトライター、ＤＣＰミル等のビーズミルを使用することが好ましい。またメディアとしては、ガラスビーズ、ジルコニアビーズ、アルミナビーズ等が使用できる。
【００２５】
本発明の工程（３）において樹脂を必要に応じて添加することができる。樹脂としては前述した水性インキ、水性塗料に使用される公知のものの中から、顔料１００重量部に対して固形分換算で１０〜１０００重量部を添加することが好ましい。特に、濃縮分散体として使用する場合、顔料１００重量部に対して樹脂が固形分換算で１０〜２００重量部が好ましく、塗料または印刷インキとして使用する場合は、顔料１００重量部に対して樹脂が固形分換算で１００〜１０００重量部が好ましい。顔料１００重量部に対して樹脂が１０重量部より少ないと顔料が分散しにくくなり、１０００重量部より多いと着色が低いため塗料または印刷インキとしての使用に適さない場合がある。
【００２６】
本発明の水性樹脂分散体を塗料または印刷インキとして使用する場合には、メラミン樹脂等の硬化剤樹脂や硬化触媒、界面活性剤等を添加しても良い。また必要に応じて防腐剤、粘性制御剤等の従来公知の添加剤を添加してもよい。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。例中、「部」「％」は、それぞれ「重量部」「重量％」をそれぞれ表す。
実施例１
工程（１）
下記混合物を２本ロールで２０回処理し、固形分８８％の固形チップを得た。
顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：１）１０．０部
アクリル樹脂ワニスＡ¹⁾ ６．０部
イオン交換水０．２部
ブチルカルビトール０．２部
1)アクリル樹脂ワニスＡ（Ｔｇ２０℃、酸価５６ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂４０％、ブチルカルビトール３０％及び水３０％からなる。）
工程（２）
得られたチップを下記組成にて、ハイスピードミキサーで６０分間分散した。
固形チップ１４．１部
ジメチルアミノエタノール０．３部
ブチルカルビトール２．０部
イオン交換水２５．０部
工程（３）
上記分散物をサンドミルを用いて再分散した。
再分散後、水性アクリル樹脂、メラミン樹脂、イオン交換水を配合して、水性アクリル樹脂／アミノ樹脂系の塗料（２５ＰＨＲ、アクリル／メラミン固形分比７／３）を得た。
得られた水性塗料を４ミルのフィルムアプリケーターでＰＥＴフィルム上に展色し、１４０℃で３０分間焼き付けた。
表１に示すように、分散粒度、塗膜光沢は本発明によるものの方が比較例よりも優れていた。
【００２８】
実施例２
工程（１）
下記混合物を２本ロールで、２０回処理し、固形分８８％の固形チップを得た。顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：１）９．５部
有機色素誘導体Ａ²⁾ ０．５部
アクリル樹脂ワニスＡ¹⁾ ６．０部
イオン交換水０．２部
ブチルカルビトール０．２部
2)有機色素誘導体Ａ
ＣｕＰｃ−ＳＯ₂ＮＨ（ＣＨ₂）₃ Ｎ（Ｃ₂Ｈ₅）₂
ＣｕＰｃ；銅フタロシアニン残基
工程（２）
得られたチップを下記組成にて、ハイスピードミキサーで６０分間分散した。
固形チップ１４．１部
ジメチルアミノエタノール０．３部
ブチルカルビトール２．０部
イオン交換水２５．０部
工程（３）
上記分散物をサンドミルを用いて再分散した。
再分散後、水性アクリル樹脂、メラミン樹脂、イオン交換水を配合して、水性アクリル樹脂／アミノ樹脂系の塗料（２５ＰＨＲ、アクリル／メラミン固形分比７／３）を得た。
得られた水性塗料を４ミルのフィルムアプリケーターでＰＥＴフィルム上に展色し、１４０℃で３０分間焼き付けた。
表１に示すように、分散粒度、塗膜光沢は本発明によるものの方が比較例よりも優れていた。
【００２９】
比較例１
下記混合物をサンドミルを用いて分散した。
顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：１）１０．０部
アクリル樹脂ワニスＡ¹⁾ ６．０部
イオン交換水２５．３部
分散後、水性アクリル樹脂、メラミン樹脂、イオン交換水を配合して、水性アクリル樹脂／アミノ樹脂系の塗料（２５ＰＨＲ、アクリル／メラミン固形分比７／３）を得た。
得られた水性塗料を４ミルのフィルムアプリケーターでＰＥＴフィルム上に展色し、１４０℃で３０分間焼き付けた。
【００３０】
比較例２
工程（１）
下記混合物を２本ロールで、２０回処理し、固形分８８％の固形チップを得た。顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：１）１０．０部
アクリル樹脂ワニスＢ³⁾ ６．０部
イオン交換水０．２部
ブチルカルビトール０．２部
3)アクリル樹脂ワニスＢ（Ｔｇ−１０℃、酸価５６ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル樹脂４０％、ブチルカルビトール３０％及び水３０％からなる。）
工程（２）
得られたチップを下記組成にて、ハイスピードミキサーで６０分間分散した。
固形チップ１４．１部
ジメチルアミノエタノール０．３部
ブチルカルビトール２．０部
イオン交換水２５．０部
工程（３）
上記分散物をサンドミルを用いて再分散した。
再分散後、水性アクリル樹脂、メラミン樹脂、イオン交換水を配合して、水性アクリル樹脂／アミノ樹脂系の塗料（２５ＰＨＲ、アクリル／メラミン固形分比７／３）を得た。
得られた水性塗料を４ミルのフィルムアプリケーターでＰＥＴフィルム上に展色し、１４０℃で３０分間焼き付けた。
【００３１】
実施例３
工程（１）
下記混合物を２本ロールで、２０回処理し、固形分９１％の固形チップを得た。顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ１９）９．７部
有機色素誘導体Ｂ⁴⁾ ０．３部
アクリル樹脂ワニスＡ¹⁾ ８．０部
イオン交換水０．２部
ブチルカルビトール０．２部
3)有機色素誘導体Ｂ
【００３２】
【化４】

【００３３】
工程（２）
得られたチップを下記組成にて、ハイスピードミキサーで６０分間分散した。
固形チップ１４．５部
ジメチルアミノエタノール０．３部
ブチルカルビトール２．２部
イオン交換水２５．５部
工程（３）
上記分散物をサンドミルを用いて再分散した。
再分散後、水性アクリル樹脂、メラミン樹脂、イオン交換水を配合して、水性アクリル樹脂／アミノ樹脂系の塗料（２５ＰＨＲ、アクリル／メラミン固形分比７／３）を得た。
得られた水性塗料を４ミルのフィルムアプリケーターでＰＥＴフィルム上に展色し、１４０℃で３０分間焼き付けた。
表１に示すように、分散粒度、塗膜光沢は本発明によるものの方が比較例よりも優れていた。
【００３４】
比較例３
下記混合物をサンドミルを用いて分散した。
顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ１９）１０．０部
アクリル樹脂ワニスＡ¹⁾ ８．０部
イオン交換水２５．３部
分散後、水性アクリル樹脂、メラミン樹脂、イオン交換水を配合して、水性アクリル樹脂／アミノ樹脂系の塗料（２５ＰＨＲ、アクリル／メラミン固形分比７／３）を得た。
得られた水性塗料を４ミルのフィルムアプリケーターでＰＥＴフィルム上に展色し、１４０℃で３０分間焼き付けた。
【００３５】
実施例４
工程（１）
下記混合物を２本ロールで、２０回処理し、固形分８７％の固形チップを得た。顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２５４）９．５部
有機色素誘導体Ｂ³⁾ ０．５部
アクリル樹脂ワニスＡ¹⁾ １０．０部
イオン交換水０．２部
ブチルカルビトール０．２部
工程（２）
得られたチップを下記組成にて、ハイスピードミキサーで６０分間分散した。
固形チップ１６．１部
ジメチルアミノエタノール０．４部
ブチルカルビトール２．５部
イオン交換水２７．０部
工程（３）
上記分散物をサンドミルを用いて再分散した。
再分散後、水性アクリル樹脂、メラミン樹脂、イオン交換水を配合して、水性アクリル樹脂／アミノ樹脂系の塗料（２５ＰＨＲ、アクリル／メラミン固形分比７／３）を得た。
得られた水性塗料を４ミルのフィルムアプリケーターでＰＥＴフィルム上に展色し、１４０℃で３０分間焼き付けた。
表１に示すように、分散粒度、塗膜光沢は本発明によるものの方が比較例よりも優れていた。
【００３６】
比較例４
下記混合物をサンドミルを用いて分散した。
顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２５４）１０．０部
アクリル樹脂ワニスＡ¹⁾ １０．０部
イオン交換水２８．０部
分散後、水性アクリル樹脂、メラミン樹脂、イオン交換水を配合して、水性アクリル樹脂／アミノ樹脂系の塗料（２５ＰＨＲ、アクリル／メラミン固形分比７／３）を得た。
得られた水性塗料を４ミルのフィルムアプリケーターでＰＥＴフィルム上に展色し、１４０℃で３０分間焼き付けた。
【００３７】
実施例５
工程（１）
下記混合物を２本ロールで、２０回処理し、固形分９３％の固形チップを得た。顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１７７）９．９部
有機色素誘導体Ｃ⁵⁾ ０．１部
アクリル樹脂ワニスＡ¹⁾ ７．５部
イオン交換水０．２部
ブチルカルビトール０．２部
5)有機色素誘導体Ｃ
【００３８】
【化５】

【００３９】
工程（２）
得られたチップを下記組成にて、ハイスピードミキサーで６０分間分散した。
固形チップ１４．０部
ジメチルアミノエタノール０．２部
ブチルカルビトール２．０部
イオン交換水３０．０部
工程（３）
上記分散物をサンドミルを用いて再分散した。
再分散後、水性アクリル樹脂、メラミン樹脂、イオン交換水を配合して、水性アクリル樹脂／アミノ樹脂系の塗料（２５ＰＨＲ、アクリル／メラミン固形分比７／３）を得た。
得られた水性塗料を４ミルのフィルムアプリケーターでＰＥＴフィルム上に展色し、１４０℃で３０分間焼き付けた。
表１に示すように、分散粒度、塗膜光沢は本発明によるものの方が比較例よりも優れていた。
【００４０】
比較例５
下記混合物をサンドミルを用いて分散した。
顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１７７）１０．０部
アクリル樹脂ワニスＡ¹⁾ ７．５部
イオン交換水３０．０部
分散後、水性アクリル樹脂、メラミン樹脂、イオン交換水を配合して、水性アクリル樹脂／アミノ樹脂系の塗料（２５ＰＨＲ、アクリル／メラミン固形分比７／３）を得た。
得られた水性塗料を４ミルのフィルムアプリケーターでＰＥＴフィルム上に展色し、１４０℃で３０分間焼き付けた。
【００４１】
実施例６
工程（１）
下記混合物を２本ロールで、２０回処理し、固形分８６％の固形チップを得た。顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ３６）９．７部
有機色素誘導体Ａ²⁾ ０．３部
アクリル樹脂ワニスＡ¹⁾ ６．０部
イオン交換水０．２部
ブチルカルビトール０．２部
工程（２）
得られたチップを下記組成にて、ハイスピードミキサーで６０分間分散した。
固形チップ１４．４部
ジメチルアミノエタノール０．２部
ブチルカルビトール２．５部
イオン交換水２８．４部
工程（３）
上記分散物をサンドミルを用いて再分散した。
再分散後、水性アクリル樹脂、メラミン樹脂、イオン交換水を配合して、水性アクリル樹脂／アミノ樹脂系の塗料（２５ＰＨＲ、アクリル／メラミン固形分比７／３）を得た。
得られた水性塗料を４ミルのフィルムアプリケーターでＰＥＴフィルム上に展色し、１４０℃で３０分間焼き付けた。
表１に示すように、分散粒度、塗膜光沢は本発明によるものの方が比較例よりも優れていた。
【００４２】
比較例６
下記混合物をサンドミルを用いて分散した。
顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ３６）１０．０部
アクリル樹脂ワニスＡ¹⁾ ６．０部
イオン交換水３０．０部
分散後、水性アクリル樹脂、メラミン樹脂、イオン交換水を配合して、水性アクリル樹脂／アミノ樹脂系の塗料（２５ＰＨＲ、アクリル／メラミン固形分比７／３）を得た。
得られた水性塗料を４ミルのフィルムアプリケーターでＰＥＴフィルム上に展色し、１４０℃で３０分間焼き付けた。
【００４３】
【表１】

【００４４】
【発明の効果】
本発明により、インキおよび塗料などの水系顔料分散体において、非集合性、流動性などの使用適性および、塗布物の色調の鮮明性、光沢などを著しく向上させることができた。本発明の水性顔料分散体は、顔料の微細化が要求されるインクジェットインキや自動車塗料に好適に使用できる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a water-based pigment dispersion with improved suitability for use in water-based printing inks and water-based paints.
[0002]
[Prior art]
In recent years, paints and inks have become water-based due to increasing needs such as resource protection, environmental protection, and improvement of work stability.
The quality required for water-based paints and water-based inks is fluidity, storage stability, gloss of film, sharpness, coloring power, and the like similar to oil-based paints and oil-based inks. However, since most pigments are remarkably inferior in suitability, such as pigment dispersibility, to an aqueous vehicle as compared with oily ones, satisfactory quality cannot be obtained by a normal dispersion method. Thus, conventionally, various additives such as pigment dispersion resins for water and surfactants have been studied, but they satisfy all the above requirements and are comparable to existing high-quality oil-based paints or oil-based inks. Nothing has been obtained.
In particular, in a field where finer pigments are required, such as ink jets and automobile paints, satisfactory quality has not been obtained.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a method for producing an aqueous pigment dispersion that improves the above-mentioned various drawbacks and has fluidity, storage stability, gloss of film, sharpness, coloring power, etc., similar to oil-based paints and oil-based inks. Is.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention is a process in which a pigment, a water-soluble resin or water-dispersible resin having a Tg of 0 ° C. or higher, and water and / or a water-miscible organic solvent as necessary are kneaded by two rolls to form a solid chip. (1), and in the presence of an alkali compound, the said solid chip process for producing an aqueous pigment dispersion which comprises a step (2) dispersed in an aqueous medium.
[0005]
Furthermore, this invention relates to the manufacturing method of the aqueous pigment dispersion of Claim 1 including the process (3) which further disperse | distributes the dispersion obtained by process (2) with a media-type disperser.
The present invention further relates to the method for producing an aqueous pigment dispersion according to claim 1 or 2, wherein the resin is a water-soluble acrylic resin.
Furthermore, this invention relates to the manufacturing method of the aqueous pigment dispersion in any one of Claims 1-3 by which process (1) or (2) is performed in presence of a basic organic pigment derivative.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in detail below.
Examples of the pigment used in the present invention include soluble and insoluble azo pigments, azo pigments such as condensed azo pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, isoindolinone pigments, perylene / perinone pigments, dioxazine pigments. , Anthraquinone pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, anthrapyrimidine pigments, ansanthrone pigments, indanthrone pigments, flavanthrone pigments, organic pigments such as thioindigo pigments, carbon black, titanium oxide, yellow lead, There are inorganic pigments such as cadmium yellow, cadmium red, petal, iron black, zinc white, bitumen and ultramarine.
[0007]
Examples of the water-soluble resin or water-dispersible resin (hereinafter collectively referred to simply as resin) used in the present invention include acrylic copolymers, styrene-acrylic acid copolymers, and styrene-maleic acid series. There are resins such as copolymer, alkyd, epoxy, polyester, urethane, and cellulose. In particular, an acrylic copolymer water-soluble resin is preferable from the viewpoint of workability.
[0008]
Moreover, Tg of resin is 0 degreeC or more, Preferably it is 0-60 degreeC, More preferably, it is 15-40 degreeC. When the temperature is less than 0 ° C., a uniform sheet cannot be obtained at the time of kneading and dispersing the two rolls, the workability is inferior, and a product with good quality cannot be obtained.
[0009]
The aqueous medium used in the present invention may be water alone, but in some cases, alcohol solvents such as ethyl alcohol, isopropyl alcohol, n-propyl alcohol, n-butanol, ethylene glycol or diethylene glycol mono or A water-miscible organic solvent such as dialkyl ether may be mixed up to 50% by weight in an aqueous medium.
[0010]
In the present invention, the blending amount of the pigment and the resin in the step (1) is preferably 5 to 100 parts by weight, particularly preferably 10 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment. If the amount of the resin is less than the above numerical value, the effect of dispersing the pigment is small and the workability is poor, which is not preferable, and even if the amount of the resin is larger than the above numerical value, the effect of the amount used cannot be obtained.
[0011]
In the present invention, it is preferable to add water and / or a water-miscible organic solvent in the step (1). Furthermore, it is preferable that the water and / or the water-miscible organic solvent added in the step (1) remain in the solid chip. In this case, the nonvolatile content of the solid chip is preferably 80 to 98% by weight. When the non-volatile content of the solid chip is less than 80% by weight, the cutting force at the time of kneading the two rolls is insufficient, so that the coating film quality is inferior, and problems such as sticking tend to occur during storage of the solid chip. When the solid content of the solid chip is greater than 98%, the dispersibility of the solid chip in the aqueous medium is inferior in the step (2), and the undispersed coarse particles tend to cause deterioration of the coating film quality.
[0012]
The aqueous medium used in step (2) in the present invention may be water alone, but it is preferable to add a small amount of an alkali compound or a water-miscible organic solvent because the dispersion becomes easy. Examples of the alkali compound include methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, 2-aminoethanol, 2-dimethylaminoethanol, 2-diethylaminoethanol and other various organic amine compounds, ammonia, sodium hydroxide, and the like. Representative inorganic basic substances and other various quaternary ammonium compounds can be used. In particular, an organic amine compound is preferable from the viewpoint of workability and versatility. The addition amount of the alkali compound is preferably 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment.
[0013]
As the water-miscible organic solvent, those described above can be used. The addition amount of the water-miscible organic solvent is preferably 5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment.
Moreover, it is preferable to add resin in a process (2). The Tg of the resin to be added is not limited at all, and can be selected from known ones used in water-based inks and water-based paints. The blending amount of the resin in the step (2) is preferably 5 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment as the blending amount with respect to the pigment.
In the present invention, as a dispersion method in the step (2), it is preferable to put solid chips in an aqueous medium and stir for a certain time using a disperser such as a dissolver, a high speed mixer, a homogenizer or the like. At this time, it is desirable to apply a temperature of 30 ° C. to 80 ° C. as necessary.
[0014]
In the present invention, in step (1) or (2), it is preferable to add an organic dye derivative in order to improve the dispersibility of the pigment. Examples of the organic dye derivative include compounds represented by the following general formula 1 or the following general formula 2.
General formula 1
[0015]
[Chemical 1]

[0016]
[Wherein, Q is an organic dye residue, X is a direct bond, —CONH—Y ₁ — or —SO ₂ NH—Y ₁ — (Y ₁ has an alkylene group or a substituent which may have a substituent. Z represents a hydroxyl group or —NH— (CH ₂ ) _m NR ₁ R ₂ (R ₁ and R ₂ are each independently an alkyl group which may have a substituent; m represents 1; -Represents an integer of 6), n represents an integer of 1-4. ]
[0017]
General formula 2
Q- [XY] n
[Wherein, Q is an organic dye residue, X is a direct bond, —CONH—Y ₁ —, —SO ₂ NH—Y ₁ —, —CH ₂ NHCOCH ₂ NH—Y ₁ —
[0018]
[Chemical 2]

[0019]
(Y ₁ represents the same meaning as described above.)
Y is — (CH ₂ ) _m NR ₁ R ₂ or
[Chemical 3]

[0021]
(R ₁ , R ₂ and m have the same meaning as described above.)
n represents the same meaning as described above. ]
[0022]
Examples of the organic dye residue in the above general formula include phthalocyanine dyes, azo dyes, anthraquinone dyes, quinacridone dyes, dioxazine dyes, anthrapyrimidine dyes, ansanthrone dyes, indanthrone dyes, and flavanthrones. Residues such as dyes based on dyes, perylene / perinone dyes, thioindigo dyes, isoindolinone dyes and diketopyrrolopyrrole dyes.
[0023]
Of the above organic dye derivatives, basic organic dye derivatives having a —NR ₁ R ₂ group are preferred.
The blend of the organic dye derivative with respect to the pigment is preferably 0.5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the pigment. If the amount is less than 0.5 parts by weight, the effect is small and not preferable. Moreover, even if it uses more than 10 weight part, the effect for the used part is not acquired but there exists a possibility of having a bad influence on coating-film performance.
[0024]
Although it does not specifically limit as a media type disperser in the process (3) in this invention, It is preferable to use bead mills, such as a sand mill, an attritor, and a DCP mill. As the media, glass beads, zirconia beads, alumina beads and the like can be used.
[0025]
In the step (3) of the present invention, a resin can be added as necessary. As the resin, it is preferable to add 10 to 1000 parts by weight in terms of solid content with respect to 100 parts by weight of the pigment from among the known water-based inks and water-based paints described above. In particular, when used as a concentrated dispersion, the resin is preferably 10 to 200 parts by weight in terms of solid content with respect to 100 parts by weight of the pigment, and when used as a paint or printing ink, the resin is based on 100 parts by weight of the pigment. 100-1000 weight part is preferable in conversion of solid content. If the amount of the resin is less than 10 parts by weight relative to 100 parts by weight of the pigment, the pigment is difficult to disperse. If the amount is more than 1000 parts by weight, the coloration is low and may not be suitable for use as a paint or printing ink.
[0026]
When the aqueous resin dispersion of the present invention is used as a paint or printing ink, a curing agent resin such as a melamine resin, a curing catalyst, a surfactant or the like may be added. Moreover, you may add conventionally well-known additives, such as antiseptic | preservative and a viscosity control agent, as needed.
[0027]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on examples. In the examples, “parts” and “%” respectively represent “parts by weight” and “% by weight”.
Example 1
Process (1)
The following mixture was processed 20 times with two rolls to obtain a solid chip having a solid content of 88%.
Pigment (CI Pigment Blue 15: 1) 10.0 parts Acrylic resin varnish A ¹⁾ 6.0 parts Ion-exchanged water 0.2 parts Butyl carbitol 0.2 parts
1) Acrylic resin varnish A (consisting of 40% acrylic resin having a Tg of 20 ° C. and an acid value of 56 mg KOH / g, 30% of butyl carbitol and 30% of water)
Process (2)
The obtained chip was dispersed with the following composition for 60 minutes with a high speed mixer.
Solid chips 14.1 parts Dimethylaminoethanol 0.3 parts Butylcarbitol 2.0 parts Ion-exchanged water 25.0 parts Step (3)
The dispersion was redispersed using a sand mill.
After redispersion, an aqueous acrylic resin, melamine resin, and ion-exchanged water were blended to obtain an aqueous acrylic resin / amino resin-based paint (25 PHR, acrylic / melamine solid content ratio 7/3).
The resulting aqueous paint was developed on a PET film with a 4 mil film applicator and baked at 140 ° C. for 30 minutes.
As shown in Table 1, the dispersion particle size and coating film gloss were superior to those of the comparative examples.
[0028]
Example 2
Process (1)
The following mixture was processed 20 times with two rolls to obtain a solid chip having a solid content of 88%. Pigment (CI Pigment Blue 15: 1) 9.5 parts organic dye derivative A ²⁾ 0.5 parts acrylic resin varnish A ¹⁾ 6.0 parts ion-exchanged water 0.2 parts butyl carbitol 0.2 parts
2) Organic dye derivative A
_{_{CuPc-SO 2 NH (CH 2}} ) 3 N (C 2 H 5) 2
CuPc; copper phthalocyanine residue process (2)
The obtained chip was dispersed with the following composition for 60 minutes with a high speed mixer.
Solid chips 14.1 parts Dimethylaminoethanol 0.3 parts Butylcarbitol 2.0 parts Ion-exchanged water 25.0 parts Step (3)
The dispersion was redispersed using a sand mill.
After redispersion, an aqueous acrylic resin, melamine resin, and ion-exchanged water were blended to obtain an aqueous acrylic resin / amino resin-based paint (25 PHR, acrylic / melamine solid content ratio 7/3).
The resulting aqueous paint was developed on a PET film with a 4 mil film applicator and baked at 140 ° C. for 30 minutes.
As shown in Table 1, the dispersion particle size and coating film gloss were superior to those of the comparative examples.
[0029]
Comparative Example 1
The following mixture was dispersed using a sand mill.
Pigment (CI Pigment Blue 15: 1) 10.0 parts acrylic resin varnish A ¹⁾ 6.0 parts ion-exchanged water 25.3 parts after dispersion, water-based acrylic resin, melamine resin, ion-exchanged water were added. An aqueous acrylic resin / amino resin-based paint (25 PHR, acrylic / melamine solid content ratio 7/3) was obtained.
The resulting aqueous paint was developed on a PET film with a 4 mil film applicator and baked at 140 ° C. for 30 minutes.
[0030]
Comparative Example 2
Process (1)
The following mixture was processed 20 times with two rolls to obtain a solid chip having a solid content of 88%. Pigment (CI Pigment Blue 15: 1) 10.0 parts Acrylic resin varnish B ³⁾ 6.0 parts Ion-exchanged water 0.2 parts Butyl carbitol 0.2 parts
3) Acrylic resin varnish B (consisting of 40% acrylic resin with Tg-10 ° C., acid value 56 mg KOH / g, 30% butyl carbitol and 30% water)
Process (2)
The obtained chip was dispersed with the following composition for 60 minutes with a high speed mixer.
Solid chips 14.1 parts Dimethylaminoethanol 0.3 parts Butylcarbitol 2.0 parts Ion-exchanged water 25.0 parts Step (3)
The dispersion was redispersed using a sand mill.
After redispersion, an aqueous acrylic resin, melamine resin, and ion-exchanged water were blended to obtain an aqueous acrylic resin / amino resin-based paint (25 PHR, acrylic / melamine solid content ratio 7/3).
The resulting aqueous paint was developed on a PET film with a 4 mil film applicator and baked at 140 ° C. for 30 minutes.
[0031]
Example 3
Process (1)
The following mixture was processed 20 times with two rolls to obtain a solid chip having a solid content of 91%. Pigment (CI Pigment Violet 19) 9.7 parts Organic dye derivative B ⁴⁾ 0.3 parts Acrylic resin varnish A ¹⁾ 8.0 parts Ion-exchanged water 0.2 parts Butyl carbitol 0.2 parts
3) Organic dye derivative B
[0032]
[Formula 4]

[0033]
Process (2)
The obtained chip was dispersed with the following composition for 60 minutes with a high speed mixer.
Solid chip 14.5 parts Dimethylaminoethanol 0.3 parts Butyl carbitol 2.2 parts Ion-exchanged water 25.5 parts Step (3)
The dispersion was redispersed using a sand mill.
After redispersion, an aqueous acrylic resin, melamine resin, and ion-exchanged water were blended to obtain an aqueous acrylic resin / amino resin-based paint (25 PHR, acrylic / melamine solid content ratio 7/3).
The resulting aqueous paint was developed on a PET film with a 4 mil film applicator and baked at 140 ° C. for 30 minutes.
As shown in Table 1, the dispersion particle size and coating film gloss were superior to those of the comparative examples.
[0034]
Comparative Example 3
The following mixture was dispersed using a sand mill.
Pigment (CI Pigment Violet 19) 10.0 parts Acrylic resin varnish A ¹⁾ 8.0 parts ion-exchanged water 25.3 parts after dispersion, water-based acrylic resin, melamine resin, ion-exchanged water is added to form water An acrylic resin / amino resin-based paint (25 PHR, acrylic / melamine solid content ratio 7/3) was obtained.
The resulting aqueous paint was developed on a PET film with a 4 mil film applicator and baked at 140 ° C. for 30 minutes.
[0035]
Example 4
Process (1)
The following mixture was processed 20 times with two rolls to obtain a solid chip having a solid content of 87%. Pigment (CI Pigment Red 254) 9.5 parts organic dye derivative B ³⁾ 0.5 parts acrylic resin varnish A ¹⁾ 10.0 parts ion-exchanged water 0.2 parts butyl carbitol 0.2 parts Step ( 2)
The obtained chip was dispersed with the following composition for 60 minutes with a high speed mixer.
Solid chip 16.1 parts Dimethylaminoethanol 0.4 parts Butyl carbitol 2.5 parts Ion-exchanged water 27.0 parts Step (3)
The dispersion was redispersed using a sand mill.
After redispersion, an aqueous acrylic resin, melamine resin, and ion-exchanged water were blended to obtain an aqueous acrylic resin / amino resin-based paint (25 PHR, acrylic / melamine solid content ratio 7/3).
The resulting aqueous paint was developed on a PET film with a 4 mil film applicator and baked at 140 ° C. for 30 minutes.
As shown in Table 1, the dispersion particle size and coating film gloss were superior to those of the comparative examples.
[0036]
Comparative Example 4
The following mixture was dispersed using a sand mill.
Pigment (CI Pigment Red 254) 10.0 parts acrylic resin varnish A ¹⁾ 10.0 parts ion-exchanged water 28.0 parts after dispersion, water-based acrylic resin, melamine resin, and ion-exchanged water are added to form an aqueous solution. An acrylic resin / amino resin-based paint (25 PHR, acrylic / melamine solid content ratio 7/3) was obtained.
The resulting aqueous paint was developed on a PET film with a 4 mil film applicator and baked at 140 ° C. for 30 minutes.
[0037]
Example 5
Process (1)
The following mixture was processed 20 times with two rolls to obtain a solid chip having a solid content of 93%. Pigment (CI Pigment Red 177) 9.9 parts organic dye derivative C ⁵⁾ 0.1 part acrylic resin varnish A ¹⁾ 7.5 parts ion-exchanged water 0.2 parts butyl carbitol 0.2 parts
5) Organic dye derivative C
[0038]
[Chemical formula 5]

[0039]
Process (2)
The obtained chip was dispersed with the following composition for 60 minutes with a high speed mixer.
Solid chip 14.0 parts Dimethylaminoethanol 0.2 parts Butyl carbitol 2.0 parts Ion-exchanged water 30.0 parts Step (3)
The dispersion was redispersed using a sand mill.
After redispersion, an aqueous acrylic resin, melamine resin, and ion-exchanged water were blended to obtain an aqueous acrylic resin / amino resin-based paint (25 PHR, acrylic / melamine solid content ratio 7/3).
The resulting aqueous paint was developed on a PET film with a 4 mil film applicator and baked at 140 ° C. for 30 minutes.
As shown in Table 1, the dispersion particle size and coating film gloss were superior to those of the comparative examples.
[0040]
Comparative Example 5
The following mixture was dispersed using a sand mill.
Pigment (CI Pigment Red 177) 10.0 parts acrylic resin varnish A ¹⁾ 7.5 parts ion-exchanged water 30.0 parts after dispersion, water-based acrylic resin, melamine resin, ion-exchanged water is added to form an aqueous solution An acrylic resin / amino resin-based paint (25 PHR, acrylic / melamine solid content ratio 7/3) was obtained.
The resulting aqueous paint was developed on a PET film with a 4 mil film applicator and baked at 140 ° C. for 30 minutes.
[0041]
Example 6
Process (1)
The following mixture was processed 20 times with two rolls to obtain a solid chip having a solid content of 86%. Pigment (CI Pigment Green 36) 9.7 parts organic dye derivative A ²⁾ 0.3 parts acrylic resin varnish A ¹⁾ 6.0 parts ion-exchanged water 0.2 parts butyl carbitol 0.2 parts Step ( 2)
The obtained chip was dispersed with the following composition for 60 minutes with a high speed mixer.
Solid chip 14.4 parts Dimethylaminoethanol 0.2 parts Butyl carbitol 2.5 parts Ion-exchanged water 28.4 parts Step (3)
The dispersion was redispersed using a sand mill.
After redispersion, an aqueous acrylic resin, melamine resin, and ion-exchanged water were blended to obtain an aqueous acrylic resin / amino resin-based paint (25 PHR, acrylic / melamine solid content ratio 7/3).
The resulting aqueous paint was developed on a PET film with a 4 mil film applicator and baked at 140 ° C. for 30 minutes.
As shown in Table 1, the dispersion particle size and coating film gloss were superior to those of the comparative examples.
[0042]
Comparative Example 6
The following mixture was dispersed using a sand mill.
Pigment (CI Pigment Green 36) 10.0 parts acrylic resin varnish A ¹⁾ 6.0 parts ion-exchanged water 30.0 parts after dispersion, water-based acrylic resin, melamine resin and ion-exchanged water are added to form an aqueous solution. An acrylic resin / amino resin-based paint (25 PHR, acrylic / melamine solid content ratio 7/3) was obtained.
The resulting aqueous paint was developed on a PET film with a 4 mil film applicator and baked at 140 ° C. for 30 minutes.
[0043]
[Table 1]

[0044]
【The invention's effect】
According to the present invention, in water-based pigment dispersions such as inks and paints, it was possible to remarkably improve the suitability for use such as non-aggregation and fluidity, the sharpness of the color tone of the coated material, and the gloss. The aqueous pigment dispersion of the present invention can be suitably used for inkjet inks and automobile paints that require finer pigments.

Claims

Step (1) of kneading a pigment, a water-soluble resin or water-dispersible resin having a Tg of 0 ° C. or higher, and water and / or a water-miscible organic solvent as necessary to form a solid chip (1), and alkali A method for producing an aqueous pigment dispersion , comprising the step (2) of dispersing the solid chip in an aqueous medium in the presence of a compound .

The method for producing an aqueous pigment dispersion according to claim 1, further comprising a step (3) of further dispersing the dispersion obtained in the step (2) with a media-type disperser.

The method for producing an aqueous pigment dispersion according to claim 1 or 2, wherein the resin is a water-soluble acrylic resin.

The method for producing an aqueous pigment dispersion according to any one of claims 1 to 3, wherein the step (1) or (2) is performed in the presence of a basic organic dye derivative.