加工顏料組合物的製造方法及由該製造方法獲得的加工顏料組合物的製作方法
2023-05-27 20:01:31
專利名稱：加工顏料組合物的製造方法及由該製造方法獲得的加工顏料組合物的製作方法
技術區域本發明涉及作為塗料、油墨、塑膠用著色劑、印染、彩色調色劑及其他色料用原料的適應性優異的加工顏料組合物的製造方法及由該製造方法獲得的加工顏料組合物。
背景技術：
通常，在使用顏料作為各種產業資材的色料時，常使用含水分的溼餅顏料，被利用於油墨、塑膠用著色劑等領域。溼餅顏料為，如日本國特許公開第7-188575號、日本國特許公開第8-60068號中所記載，一般的方法是採用含有分子量為數萬至十萬左右的樹脂和溶劑的清漆處理而成為加工顏料。
發明內容
作為色料的顏料，希望其具有不凝集微細粒子而穩定且操作容易的特性。為解決這個課題，提出了一種對微細分散狀態的顏料用樹脂等分散穩定劑進行包裹處理，來抑制顏料之間相互凝集的加工顏料。
然而，用通常的樹脂把溼餅顏料的水性懸浮物從水相到樹脂相進行轉相處理時，為提高流動性及轉相效率，不可或缺地要在樹脂中添加溶劑，可能會引起處理後對固體組份管理的必要性或揮發溶劑對作業環境的影響等問題。
而且，處理後若完全揮發溶劑組分，還會存在油墨化等再溶解到溶劑中時需要長時間等問題。
進而，用溶劑單獨處理及用溶劑含有率高的樹脂處理時，會產生顏料轉相為樹脂相後引起結晶生長等問題。
本發明是鑑於這些問題而進行，提供用比以往為低濃度的溶劑量、優選無溶劑，就能夠把顏料有效地從水相轉相到樹脂相、轉相後的結晶穩定性高、且乾燥後的再溶解性優良的加工顏料組合物的製造方法，以及使用該製造方法的加工顏料組合物。
因此，本發明人們潛心探討的結果，發現了通過使用在常溫具有流動性的低聚物區域的非水溶性樹脂處理有機顏料的水性懸浮物，可使顏料從水相到樹脂相的轉相性良好、轉相後的結晶穩定性高、且乾燥後的再溶解性優良的加工顏料組合物的製造方法，及由該製造方法獲得的加工顏料組合物，以至完成了本發明。
即，本發明涉及以下記載的第1～第7發明。
第1發明是一種加工顏料組合物的製造方法，其特徵為，用在常溫具有流動性的分子量200～10000的非水溶性樹脂處理有機顏料的水性懸浮物。
第2發明是如第1發明記載的加工顏料組合物的製造方法，其特徵為，非水溶性樹脂的分子量為200～2000。
第3發明是如第1或第2發明記載的加工顏料組合物的製造方法，其特徵為，非水溶性樹脂具有交聯反應性。
第4發明是如第1～第3發明中的任一項記載的加工顏料組合物的製造方法，其特徵為，非水溶性樹脂具有自由基交聯性。
第5發明是如第1～4發明中的任一項記載的加工顏料組合物的製造方法，其特徵為，非水溶性樹脂具有紫外線交聯性。
第6發明是如第1～第5發明中的任一項記載的加工顏料組合物的製造方法，其特徵為，相對於有機顏料的水性懸浮物中的顏料組分100重量份，將非水溶性樹脂500重量份或其以下通過攪拌混合裝置進行處理。
第7發明是一種加工顏料組合物，其是採用第1～第6發明中的任一項記載的加工顏料組合物的製造方法而獲得。
具體實施例方式
在本發明中使用的有機顏料的水性懸浮物，是指合成後的未精製水性懸浮液，以及進行了過濾、清洗的溼餅顏料等，也可以是在溼餅顏料中添加水而再次成為水性懸浮液的物質。
另外，在本發明中使用的有機顏料的水性懸浮物，合成時為了成為微細粒子，也可以添加表面處理劑、表面活性劑、分散劑和顏料衍生物等。
還有，在本發明中使用的有機顏料的水性懸浮物的顏料濃度因有機顏料的種類而異，但一般為大於等於10重量％小於100重量％，優選大於等於25重量％小於50重量％。該範圍是以處理顏料時可有效地從水相轉相到樹脂相的水分量為基準。
在本發明中使用的有機顏料，可舉出如三烯丙基甲烷類、呫噸類等上染色澱類顏料、可溶性偶氮顏料、非溶性偶氮顏料及縮合偶氮顏料等偶氮類顏料、酞菁類顏料、縮合多環類顏料等。
作為上述上染色澱顏料，可舉出如顏料黃(以下簡稱為PY)18、PY100、PY104、顏料橙(以下簡稱為PO)39、顏料紅(以下簡稱為PR)81、PR83、PR90、PR169、PR172、PR173、PR174、PR193、顏料紫(以下簡稱為PV)1、PV2、PV3、PV4、PV12、PV27、PV39、顏料藍(以下簡稱為PB)1、PB2、PB14、PB62、顏料綠(以下簡稱為PG)1、PG2、PG3、PG4、PG45、PBr3等。
作為上述偶氮類顏料可舉出如PR53、PR50、PR49、PR571、PR481、PR521等可溶性偶氮顏料；PR1、PR3、PO5、PR21、PR114、PR5、PR146、PR170、PO38、PR187、PY1、PY3、PY167、PY154、PO36、PY12、PY13、PY14等非溶性偶氮顏料；PR144、PR166、PR214、PR242、PY93、PY94、PY95等縮合偶氮顏料等。
作為上述酞菁類顏料可舉出如銅酞菁、酞菁綠、堅牢天藍等。作為縮合多環類顏料可舉出如PY24、PY108、PO 51、PR168、PR177、PB60等蒽醌類顏料。
本發明中，使用在常溫具有流動性的分子量200～10000的非水溶性樹脂處理有機顏料的水性懸浮物。如果該非水溶性樹脂的分子量大於10000，顏料從水相轉相到樹脂相的速度將變得非常慢，另一方面，如果分子量小於200，轉相的顏料會在低分子量的溶劑或樹脂中進行結晶生長。另外，在本發明中所說的「分子量」是採用凝膠滲透色譜法測定的重均分子量。
還有，在本發明中，如雖然分子量小於等於10000但Tg(玻璃化轉移溫度)高的硬性樹脂的情況，由於即使長時間攪拌混合也不發生轉相，所以有必要使用具有流動性的非水溶性樹脂。在本發明中「具有流動性」是指，在0℃～40℃溫度範圍成為粘度小於等於10000mPa·s的狀態的情況。當然，也可以使用在粘度小於等於10000mPa·s的樹脂中溶解粘度大於10000mPa·s的樹脂或沒有流動性的樹脂，成為樹脂全體的粘度小於等於10000mPa.S的狀態的複合樹脂。另外，在本發明中的粘度是使用錐板粘度計測定的值。
作為本發明中使用的、在常溫具有流動性的分子量200～10000的非水溶性樹脂，可舉出如用於塗料、油墨、塑膠用著色劑、印染、彩色調色劑等用途的各種樹脂本身，或者具有與這些各種樹脂、溶劑及其他添加劑的相溶性，不損害所得製品的物性的物質即可。
另外，被進行加工顏料化的顏料對於溶劑或油墨及塗料等粘合劑樹脂的溶解或分散速度為，樹脂的分子量低時良好，如果同時考慮上述的轉相性、抑制結晶增長等效果，更優選的非水溶性樹脂的分子量為200～2000。
作為這種非水溶性樹脂，可以舉出如松香改性酚醛樹脂、松香改性馬來酸樹脂、石油樹脂、醇酸樹脂、環氧樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、酮類樹脂、氯化乙烯-醋酸乙烯共聚物樹脂、丁醛樹脂、氯化聚丙烯樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚氨酯樹脂、苯乙烯-馬來酸樹脂、天然樹脂、酚醛樹脂、氨基甲酸酯樹脂、氯乙烯樹脂、環氧樹脂、氨基樹脂等，可使用任意一種或2種或其以上的樹脂成分的組合。尤其是丙烯酸樹脂，通過考慮共聚合組成而可設計出具有任意玻璃化轉移溫度的樹脂，可控制其流動性，因此最適合於本發明。
另外，在本發明中使用的非水溶性樹脂優選為具有交聯反應性、即具有交聯性官能團的樹脂。具體而言，使用異氰酸酯作為交聯劑時，可舉出具有活性氫的官能團、即具有羫基、羧基、氨基等的樹脂。還有，使用環氧作為交聯劑時，可舉出具有羧基、氨基、硫醇基等的樹脂。此外，作為交聯性官能團，可舉出具有自由基交聯性的乙烯性不飽和雙鍵，可分別使用熱聚合性引發劑、紫外線固化性引發劑使其固化，使用電子束時，樹脂單獨就能夠交聯。更具體而言，可以例示以下的樹脂。
具有羫基的樹脂，可舉出綜研化學公司製造的SK低聚物的UT-200(粘度2500～3000mPa·s(25℃))，固體組份大於等於98％，分子量2000)、UT-300(粘度3000～4000mPa·s(25℃))，固體組份大於等於99％，分子量2000)、UMB-1001(粘度200～400mPa·s(25℃)，固體組份大於等於99％，分子量850)、UMB-2005(粘度2000～2500mPa·s(25℃))，固體組份大於等於99％，分子量1100)。
具有羧基的樹脂，可舉出如綜研化學公司製造的SK低聚物的CB-300(粘度1500～3500mPa·s(25℃)、固體組份大於等於99％，分子量2500)、CBB-301(粘度18000～21000mPa·s(25℃)，固體組份大於等於99％，分子量2600)、CBLE-301(粘度25000～28000mPa·s(25℃)，固體組份大於等於99％，分子量2600)等。
具有自由基交聯性的樹脂，可舉出如丙烯酸酯低聚物的三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化甘油三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯等，此外可舉出如BASF公司製造的丙烯酸類低聚物Laromer系列、ダイセル的Ebecryl系列、荒川化學公司製造的ビ一ムセツト系列、東亞合成公司製造的アロニクス系列、昭和高分子公司製造的リポキシ系列、日本化藥公司製造的カヤラツド系列、共榮社化學公司製造的ライトアクリレ一ト系列等樹脂。
具有紫外線交聯性的樹脂，可使用在具有自由基交聯性的樹脂中舉出的樹脂，但如果是聚合交聯時的氧阻礙效果的抑制較大則更為優選。
本發明中的攪拌混合機是可將有機顏料的水性懸浮物與非水溶性樹脂攪拌混合而混練的機器。即，只要是在攪拌混合裝置內能夠使水性懸浮物中的顏料被混煉而從水相轉相到樹脂中，則可用任何機器而無限制。具體而言，可舉出如分散機、勻漿器、行星式攪拌機、捏和機等。
在本發明中的加工顏料組合物的製造方法如下。
把剛合成後的有機顏料漿或由研磨機等經粉碎分散處理的漿、或者乾燥顏料的再漿等水性懸浮物投入捏和機等攪拌混合機內，接著添加非水溶性樹脂進行攪拌、混合、混煉。非水溶性樹脂摻合量，相對於有機顏料的水性懸浮物中的顏料組分100重量份，優選小於等於500重量份，更優選100～300重量份。另外，混煉溫度是，從顏料的結晶性或樹脂變質的觀點來說，優選0～80℃，更優選20～60℃。轉相工序之初，由顏料、水、樹脂組成的混合物為如泥水的狀態，但如果繼續進行混煉，則分離成收納顏料的樹脂相和水相。確認水相成為透明後結束轉相工序。將樹脂相與水相分離、水相變至透明所消耗的時間定為轉相時間，從生產效率的觀點來說，該時間優選短。
通過這種方法，可將分散在水相中的水性懸浮物中的微細顏料成份有效地轉相到樹脂相，進而可將轉相到樹脂相的顏料成份分散成微細的狀態。完成轉相工序後，將水相的水排掉(第一次排水)，根據需要而進行加熱或減壓加熱以蒸發掉揮發組分，即可獲得顏料分散在樹脂中的本發明的加工顏料組合物。
以下，基於實施例更詳細說明本發明，但本發明並不限於此。實施例中的「份」均表示重量份，「％」均表示重量％。
實施例1將3，3』-二氯聯苯胺253份按照通用方法製得四唑溶液，另一方面，使用乙醯苯胺354份按照通用方法製得偶合液。將該偶合液與四唑溶液進行偶合，得到偶氮顏料(PY12)含有率為4％的水性懸浮物。把所得到未精製顏料的水性懸浮物採用壓濾機進行過濾、水洗及脫水，得到顏料含有率25％的溼餅。相對於該溼餅100份，添加鄰苯二甲酸二烯丙酯(粘度12mPa·s(25℃)，樹脂成份大於等於99％，分子量246.3)50份，使用捏和機在60℃進行顏料組分從水相到樹脂相的轉相處理。此時的第一次排水是通過傾析而去除，接著進行第二次排水即真空脫水，得到在鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂中分散有PY12的加工顏料1(固體組份100％)75份。
實施例2將1-氨基-4-甲基苯基-2-磺酸95份進行酸析，冷卻後，按照通用方法製得重氮成份。另一方面，使用β-羥萘甲酸95份按照通用方法製得偶合溶液。對該偶合液偶合重氮成份，得到染料。對其添加松香皂21份，使PH為11.0後，加入35％氯化鈣水溶液300份，進行色澱化而得到偶氮顏料(PR571)的含有率為3％的水性懸浮物。把該所得到未精製顏料的水性懸浮物採用壓濾機進行過濾、水洗及脫水，得到顏料含有率22％的溼餅。相對於該溼餅100份，加入綜研化學公司製造的SK低聚物UMB-1001(粘度200～400mPa·s(25℃)、固形成分大於等於99％，分子量850)100份作為丙烯酸樹脂，使用捏和機在60℃進行顏料組分從水相到樹脂相的處理。此時的第一次排水是通過傾析而去除，接著進行第二次排水即真空脫水，得到在丙烯酸樹脂中分散有PR-57的加工顏料2(固體組份100％)122份。
實施例3將東洋油墨製造公司製造的銅酞菁的粗藍按照通用方法的酸糊法進行微細化，採用壓濾機進行過濾、水洗及脫水，得到α型銅酞菁(PB15)的顏料含有率為30％的溼餅。相對於該溼餅100份，加入三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(粘度90mPa·s(25℃)，樹脂成分大於等於99％，分子量338)100份，使用行星式攪拌機在60℃進行顏料組分從水相到樹脂相的轉相處理。此時的第一次排水是通過傾析而去除，接著進行第二次排水即真空脫水，得到三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯樹脂中分散有PB15的加工顏料3(固體組份100％)130份。
實施例4以與實施例1相同的方法，得到偶氮顏料(PY12)含有率為25％的溼餅。相對於該溼餅100份，加入綜研化學公司製造的SK低聚物UT-300(粘度3000～4000mPa·s(25℃)，固體組份大於等於99％，分子量2000)50份作為丙烯酸樹脂，使用捏和機在60℃進行顏料組分從水相到樹脂相的轉相處理。此時的第一次排水是通過傾析而去除，接著進行第二次排水即真空脫水，得到丙烯酸樹脂中分散有PY12的加工顏料4(固體組份100％)75份。
實施例5以與實施例1相同的方法，得到偶氮顏料(PY12)含有率為25％的溼餅。相對於該溼餅100份，加入日本化藥公司製造的尿烷丙烯酸酯低聚物カヤラツドUX-2201(粘度4500mPa·s(50℃)，固體組份大於等於99％，分子量7200)50份，使用捏和機在60℃進行顏料組分從水相到樹脂相的轉相處理。此時的第一次排水是通過傾析而去除，接著進行第二次排水即真空脫水，得到樹脂中分散有PY12的加工顏料5(固體組份100％)75份。
比較例1以與實施例1相同的方法，得到偶氮顏料(PY12)含有率為25％的溼餅。相對於該溼餅100份，加入甲苯(粘度0.6mPa·s(25℃)，分子量92.1)50份，使用捏和機在60℃進行顏料組分從水相到樹脂相的轉相處理。此時的第一次排水是通過傾析而去除，接著進行第二次排水即真空脫水，得到甲苯中分散有PY12的加工顏料6(固體組份35％)70份。(由於與水共沸，所以比加入量要少)比較例2以與實施例1相同的方法，得到偶氮顏料(PY12)含有率為25％的溼餅。相對於該溼餅100份，添加日本合成化學公司製造的紫光UV-2000B(粘度55000mPa·s(60℃)，分子量25000)50份，使用捏和機在60℃進行顏料組分從水相到樹脂相的轉相處理。轉相後的第一次排水是通過傾析而去除，接著進行第二次排水即真空脫水，得到樹脂中分散有PY12的加工顏料7(固體組份100％)75份。
對於上述所得到的加工顏料1～7用以下的項目進行評價。
(評價)1.轉相性在製作各加工顏料時的轉相工序中，把收納顏料的樹脂相與水相分離、水相變至透明的時間(至可進行第一次排水的時間)作為轉相時間而進行測定，評價轉相性。可以說轉相性越好其轉相時間越短，生產效率越好。將其結果示於表1。
2.溶解性使用在實施例1、2、3、4、5與比較例1、2中得到的各加工顏料1～7，以及作為粘合劑樹脂溶液的三菱麗陽公司製造的丙烯酸樹脂BR-87的40％甲苯溶液，按照如表2所示的組成比混合，使固體組份中的顏料濃度成為10％，用分散機攪拌10分鐘，作為塗布液。使用研磨儀測定各塗布液的分散度值(單位μm)。該值越小，表示溶解性越優異，如果溶解不充分則分散度的值就會變大。用各塗布液的分散度值來評價加工顏料對於粘合劑樹脂溶液的溶解性。將其結果示於表2。
3.色相評價把在上述2.溶解性的評價中製作的各塗布液以500μm厚度夾於2張50μm厚度的透明聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜之間，用日本電色工業株式會社製造的測色色差計ZE-2000通過反射測色其色相(L、a、b)。將結果示於表3。
表1
表2
表3
(轉相性)如表1所示，加工顏料1、2、3、4、5、6的轉相時間在10分鐘之內，可得到良好的轉相性。另一方面，經分子量高的樹脂處理的加工顏料7，至轉相需要30分鐘的時間。
(溶解性)如表2所示，加工顏料1、2、3、4、5、6的分散度值可得到被判斷為分散性良好的小於等於7.5μm的值，可知其溶解性良好。另一方面，經分子量高的樹脂處理的加工顏料7的分散度值通過目測可觀察到數mm左右的顆粒，而沒有充分地溶解在粘合劑樹脂溶液中。
(色相評價)如表3所示，對使用相同溼餅顏料的加工顏料1、4、5、6進行比較，僅有加工顏料6因作為透明性基準的L值高而成為不透明的色相。關於不透明化的原因，已知是因顏料的結晶生長所致，因而認為加工顏料6在處理中及處理後的低分子量良溶劑即甲苯環境下促進了結晶生長。另外，加工顏料7由於製作的塗膜不均勻而未能測定。
根據本發明，通過使用在常溫具有流動性的低聚物區域的非水溶性樹脂處理有機顏料的水性懸浮物，可提供顏料從水相到樹脂相的轉相性良好、轉相後的結晶穩定性高、且乾燥後對粘合劑樹脂等的再溶解性優異的加工顏料組合物及其製造方法。
相關行業人員可以知道，如上所述為本發明的優選的實施方式，在不違反本發明的精神和範圍的情況下可以實行諸多變更與修正。
權利要求
1.一種加工顏料組合物的製造方法，其特徵為，使用在常溫具有流動性的分子量為200～10000的非水溶性樹脂處理有機顏料的水性懸浮物。
2.如權利要求1記載的加工顏料組合物的製造方法，其特徵為，所述非水溶性樹脂的分子量為200～2000。
3.如權利要求1或2記載的加工顏料組合物的製造方法，其特徵為，所述非水溶性樹脂具有交聯反應性。
4.如權利要求1～3中的任一項記載的加工顏料組合物的製造方法，其特徵為，所述非水溶性樹脂具有自由基交聯性。
5.如權利要求1～4中的任一項記載的加工顏料組合物的製造方法，其特徵為，所述非水溶性樹脂具有紫外線交聯性。
6.如權利要求1～5中的任一項記載的加工顏料組合物的製造方法，其特徵為，相對於所述有機顏料的水性懸浮物中的顏料組分100重量份，將所述非水溶性樹脂500重量份或其以下通過攪拌混合裝置進行處理。
7.一種加工顏料組合物，其是採用權利要求1～6中的任一項記載的加工顏料組合物的製造方法而獲得。
全文摘要
通過使用在常溫具有流動性的低聚物區域的非水溶性樹脂處理有機顏料的水性懸浮物，提供顏料從水相到樹脂相的轉相性良好、轉相後的結晶穩定性高、且乾燥後的再溶解性優異的加工顏料組合物的製造方法以及由該製造方法制獲得的加工顏料組合物。
文檔編號C09D17/00GK1742062SQ200380109090
公開日2006年3月1日 申請日期2003年1月23日 優先權日2003年1月23日
發明者柳正人, 日野光晴, 小倉真由美, 上原安志, 藤野卓矢, 東慎一 申請人:東洋油墨製造株式會社