JPS58132049A - 油性ワニス中への無機顔料の微分散法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油性フェス中にフラッシング法によって無機顔
料を超微粒子状に分散せしめる方法に関する。

油性の印刷インキを製造する際に、フェス中に顔料を微
分散せしめる方法として通常使用される方法に練肉法と
フラッシング法の２つの方法がある。

顔料製造工程は（１）水媒体中で顔料を合成する合成反
応工程と、（２）（１）の工程によって得られた顔料分
散水液を脱水して含水率約３０〜８０％の湿った顔料の
ケーキ（以下ウェットケーキという）とする脱水工程と
、（３）このウェットケーキを完全乾燥する乾燥工程と
、（４）乾燥ケーキを粉砕する粉砕工程との４工程に分
けられる。練肉法は、上記（１）〜（４）の４工程を経
て製造された乾燥粉末状の顔料を油性フェスに混合し、
この混合物をロールミル、ボールミル、サンドミルの如
き練肉装置で練肉することによってフェス中に顔料を微
分散せしめる方法である。これに対しフラッシング法は
上記（１）及び（２）の２工程を経て製造されたウェッ
トケーキを油性フェスと混合し、この混合物をニーダ−
、アジテータ−ミル、＾連分数攪拌機の如き攪拌装置で
攪拌することによって、ウェットケーキ中に含まれてい
た顔料分を油性フェスの相の中に微分散せしめ、同時に
ウェットケーキ中に含まれていた水分を油性フェスの相
から分離せしめて、これを除去する方法である。

乾燥粉末状の顔料粒子は強い力で再凝集して、印刷イン
キで許容される最大粒径の１０μよりも扇かに大きな粒
径にまで成長した凝集体を形成している。練肉法は、油
性フェス中でこの凝集体を破砕して充分に小さな粒径と
するものであり、練肉に長い時間と多くのエネルギーを
要すると共に、透明型炭酸カルシウムの如き特に高硬度
の顔料を使用する場合には必要粒径までの破砕に多大の
時間を要し且つ粗粒子が残る欠点がある。

これに対し、ウェットケーキの顔料粒子は凝集すること
なく１次粒子のままの状態を保っているか、或いは凝集
しているとしてもその凝集力は極めて弱い。従って、フ
ラッシング法は、ウェットケーキを油性フェス中に混合
し、これを攪拌するだけで、顔料粒子を印刷インキで許
容される最大粒径よりも蟲かに小さい約０．０３〜１μ
の粒径を有する粒子の状態で分散せしめることができ、
これによって練肉工程を省略できる利点がある。

これらの理由から、印刷インキ製造工業では、印刷イン
キの品質向上、製造工程の合理化、省エネルギー、製造
コストの低減等の目的のためにフラッシング法を採用す
る場合が多い。

しかしながら、フラッシングの従来例の殆どが有機顔料
のフラッシングであり、無機顔料のフラッシングの実用
上の成功例は未だ報告されていない、無機顔料は親水性
の強い顔料であるから、そのウェットケーキを油性ワニ
ス中に混合しても、ケーキ中の水分と顔料分とを油性フ
ェス中で相互に分離せしめることはできず、従ってフラ
ッシング法は成立し得ない。無機顔料のフラッシングを
行うためには顔料粒子の全表面が特定の親油性物質によ
って充分な処理を受けていなければならない、無機顔料
のフラッシングが従来困難であった理由は、この充分な
表面処理を成し得ないことにあった。本発明は特定の方
法で無機顔料の表面を処理することによって、そのフラ
ッシングを可能としたものである。

即ち、本発明は水を反応媒体とする無機顔料の合成反応
工程で得られる顔料の分散水液に親油性原子団としてポ
リエステル分子鎖を有する界面活性剤を混合する第１工
程と、ｔ！ｉ？Ｊ！合液にロジン又は変性ロジンのアル
カリ水溶液を混合する第２工程と、該混合液中の無機顔
料を湿った状態で油性フェス中に混合する第３工程と、
該混合物を攪拌することによって前記顔料分を油性フェ
ス相の中に微分散せしめると共に水分を油性フェスの相
から分離除去する第４工稈から成ることを特徴とした油
性フェス中への無機顔料の微分散法を提供するものであ
る。

合成反応工程で得られる顔料分散水液中の顔料粒子は通
常０．０３〜０．１μの粒径を有する１次粒子として存
在している。本発明方法は、第１工程によって、この１
次粒子の顔料表面に親油性原子団としてポリエステル分
子鎖を有する界面活性剤を吸着させる。本発明方法で使
用する界面活性剤の親油性原子団としては、脂肪族炭化
水素基がエステル結合によって相互に結合された線状構
造を有するポリエステル分子鎖を挙げることができる。

このような分子鎖としては脂肪族ヒドロキンカルボン酸
°から誘導されるポリエステル分子鎖が好適であり、特
にリシノール酸、９　（又は１０又は１２）　−ヒドロ
キシステアリン酸の如く、分子全体で１２〜２０１１！
ｌの炭Ｊ原子を有すると共にカルボキシル基とヒドロキ
シル基の間に８〜１４１１の炭素原子を有するヒドロキ
シカルボン酸から誘導されるポリエステル分子鎖が最も
好適である。

本発明方法では、かかる親油性原子団を有する界面活性
剤であれば親水性原子団の種類に制限を受けることなく
、カチオン性、アニオン性、非イオン性及び両イオン性
のいずれのものも使用できるが、特に両性イオンタンプ
のものが好適である。

合成反応工程で得られる顔料分散水液は、顔料の化学構
造の相違、合成反応工程の相違等によってその組成は異
なるが、概して言えば６０〜９５％の水分と３〜２５％
の顔料分と２〜１５％の未反応分、副生成分等の水可溶
分から成る組成を有するものと言える。斯くの如き顔料
分散水液を用いる場合には１００部の該分散水液に対し
て０．０１〜５ｇの上記界面活性剤を混合することによ
って顔料粒子の表面に一様に界面活性剤ｉ吸着させるこ
とができる。

第２工程では、第１工程で得られる混合液にロジン又は
変性ロジンを吸着させて顔料粒子の全表面にロジン又は
変性ロジンより成る被験を形成するものである。本発明
者等は多くの実験から、合成反応工程で得られる顔料分
散水液に前記の如き特定の界面活性剤を混合し、次いで
この混合液に直接ロジン又は変性ロジンのアルカリ水溶
液を混合することによって顔°料表面の処理をした場合
にのみ、無機顔料のフラッシングが特に有効となる事実
を見出した。

本発明方法は水媒体中で合成される各種の無機顔料に適
用することができ、例えばチタン白、酸化鉄（弁柄）、
クロム酸イエロー（黄鉛）の如き着色無機顔料及び炭酸
カルシウム、硫酸バリウム、炭酸バリウムの如き体質細
材に適用することができる。顔料粒子の表面処理液とし
て使用するロジン又は変性ロジンのアルカリ水溶液とし
ては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムの如き強アル
カリ物質の１０％水溶液１００部にロジン又は変性ロジ
ン３０部を溶解することによって調製した口、ジン水溶
液を使用することができる。

顔料合成反応工程で得られる前記した如き組成を有する
顔料分散水液を用いる場合には、１００部の該分散水液
に対して１〜１０部の上記アルカリ水溶液を混合するこ
とによって、顔料粒子の表面に前記した好ましい被験を
形成することができる。顔料分散水液とロジン水溶液と
の混合液中に於ける顔料分に対するロジン分の割合は顔
料粒子表向の被膜量に影響を与えるもの、であって、第
４工程における水分の分離除去の円滑な遂行にとって重
要であり、４％以上の割合とすることによって顕著な水
分の分離効果が奏される。しかし、１０％以上の割合と
しても効果はそれ以上向上せず、製造コストの上昇をも
たらすから不利である。

上記ロジン又は変性ロジンとしては各種のものが使用で
き、例えば、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジ
ン及びそのマレイン酸変性物、エステル変性物等が使用
できる。

第３工程では、第２工程で得られる混合液中の無機顔料
を湿った状態で油性ワニス中に混合する。混合方法とし
ては、混合液をそのままの状態で油性ワニス中に直接混
合する方法及び混合液を１次脱水して含水率約５０〜６
０％のウェットケーキとした後このウェットケーキを油
性ワニス中に混合する方法のいずれを採用してもよい。

油性ワニスとしては、平版印刷インキ、凸版印刷インキ
の如き通常の印刷インキに用いられる油性ワニスで特に
、為粘度ワニスの使用が有利である。油性ワニスに対す
る顔料分の混合割合は特にｗ４ｖ１１はなく、通常の印
刷インキに含まれる顔料の混合割合の範囲内で任意の割
合とすることができ、例えば着色無機顔料についてはｌ
Ｏ〜６５］ｍ置％とし、体質顔料については１０〜４５
重量％とすることができる。

第４工程では、第３工程で得られる混合物を充分に攪拌
する。攪拌によって、顔料分は油性ワニス相の中に移行
して微分散する。同時に顔料の分散媒であった水分又は
ウェットケーキ中に含まれていた水分は油性ワニス相が
ら分層してくるからこれを除去する。混合物中に残存す
る水分を更に充分に除去するためにはニーグーの如き装
置を用いて圧力ｌＯＯ〜２００鶴１１ｇ、温度６０〜１
０５℃の減圧加熱条件下で攪拌することによって除去す
ることが好ましい。

斯くして得られる顔料分散ワニスでは、顔料粒子は０．
０３〜１μの粒径で存在し、印刷上支鐘をきたす１０部
以上の粒径を有する粗粒子の存在は殆ど含まれない。

叙上の如く、本発明方法は、フラッシング法によって油
性ワニス中への無機顔料の微分散を可能としたものであ
り、これによって従来の練肉法に必要とされた長い作業
時間と多（の作業エネルギーを節減することができるが
ら、製造工程の合理化、省エネルギー等による製造コス
トの大輪な低減をはかることができる。

更に、本発明方法は、顔料粒子を練肉法で得られる顔料
粒子の粒径よりも遥かに小さな粒径とし、特に粗粒子の
残存が殆ど皆無の状態で油性ワニス中に分散させること
ができるから、本発明方法で得られる顔料が微分散され
たワニスをインキベースとすることにより、顔料粗粒子
が級及びブランケット表面に付着残存する所謂版残り及
びプランケット残りの問題がなく然も、光沢及び透明度
の高い印刷インキを製造することができる。

更に本発明方法は、顔料粒子をロジン又は変性ロジンで
充分に表面被覆した状態で油性ワニス中に分散せしめる
ことができるから、本発明方法で得られる顔料が微分散
されたワニスをベースとすることにより、印刷機上で水
負け（ＩＩＬ水の混入によって起るインキの乳化現象）
を起すことのない印刷インキを製造することができる。

次に本発明を実施例により具体的に説明する。

実施例 水酸化カリウム濃度１０％の水溶液にマレイン酸変性ロ
ジンを溶かしてロジン濃度２５％の水溶液を調製した。

生石灰水溶液に炭酸ガスを吹き込んで炭酸カルシウムを
合成する合成反応工程で得られた炭酸カルシウム粒子濃
度１０％の水分散水液１００部に式 で表される界面活性剤０．１部を混合し、次いでこの混
合液にＬ記ロノン水溶液２部を混合し、この混合液を脱
水して含水率４０％のウェットケーキとした。

次いで、このウェットケーキ５０部を平版印刷インキ用
の油性ワニス（大日本インキ化学工業社製、商品名１ｕ
ノン変性フエノール樹脂１２ＸＯ１３２Ｊ）６４部と混
合し、この混合物を圧力１９０ｍＨｇ及び温度９０　’
Ｃの減圧加熱条件下のニーグー中で攪拌し、顔料分を油
性ワニスの相の中に分散せしめると同時に水分を油性ワ
ニスの相から分層除去した。得られた顔料分散ワニスに
軽油５部及びドライヤー１部を混合してメジュームイン
キとした。

比較例 実施例のウェットケーキを乾燥粉砕して製造した粉末状
の炭酸カルシウム３０部を実施例の油性ワニス６４部と
混合し、この混合物を練肉ロールで充分に練肉した。得
られた顔料分散ワニスに軽油５部及びドライヤー１部を
混合してメジュームインキとした。

実施例及び比較例で得られたインキの夫々について次の
要領に従って岬価試験を行い、その結果を次表に掲げた
。

透　　明　　度　−一黒色印刷した紙上にメツニームイ
ンキをヘラで伸ばして薄 膜として付着させ、この躊験 部の透明度を肉眼で判定する。

顔料分散度　　　−一２枚のスライドグラスの間に薄く
メジュームインキを挾み、 これを１５０倍の拡大率で撮 影した顕微鏡写真によって判 定する。

光　　沢　　度　□　印刷紙の表面光沢をグロスメータ
ー（入射角６０度）で測 定する。

耐水負は性　　　□−版面のインキにｐ　Ｈ６，５の湿
し水を供給しつつ且つ給紙せ ずに印刷機を連続して５分間 動作させた後、給紙して印刷 した印刷紙の光沢を測定し、 この測定値によって判定する。

版　　残　　リ　−ｍ＝印刷後の印刷機上の版面に付着
したインキの粗粒子の有無 を指触及び肉眼で判定する。

プランケット残り　−一一一印刷後の印刷機上のブラン
ケット表面に付着したインキ粗 粒子の有無を指触及び肉眼で 判定する。

尚、印刷機としては軽印刷機西独ローランド社ｌｌ［フ
ァボリノトＲＦ　−０１Ｊを、湿し水としては大日本イ
ンキ化学工業社製Ｈ液（商品名ｒＤＨ−７８Ｊ　）の２
００倍水希釈液を、印刷用紙としては神崎製紙トノプコ
ー）８判９０ｋｇの紙を使用した。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明及び比較例の方法で製造
したメジュームインキの薄膜の顕微鏡写真であり、拡大
率は共に１５０倍である。 特許出願人　大日本インキ化学工業株式会社手　　絖　
　補　　止　　曹 餡＋１Ｊ５７年６月２２日 特許庁長官　若・１影４’ｉｌ大殿 １、事件の表示 特願昭５７−１４１５１号 ２、発明の名称 油性ワニス中への無機顔料の微分散法 ５、補正をする者 事件との関係　　　時計出願人 〒１７４東京都板橋区坂ド三丁目６５番５８号　。 ４、補正命令の日ｔＪ’　（発送の日）昭和５７年５月
２５日 ５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄、図面の簡単な説明の欄
及び図面 ６、補正の内容 １）明細書第１０貞下から２行目乃至明＃１４１に第１
１頁上がら６行目の記載 ［顔料分散度−２枚のスライドグラス・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・判定する。］乞、１゛顔料散度−−メジュ
ームインキヶキシレンに陪ｌＩ＃分散させ、粒度分布測
定機により粒僅号 布を測定する。」に目】正する。 ２）明細書第１１頁下がら２行目乃至明細−′第１２肉
トがら６行目の記載 「尚、印刷機としては間・・曲曲曲山・曲曲山９０ｋＭ
の紙を使用した。」を、 １゛尚、印刷機としては西独マンローランド社製１フγ
ボリツ）１ト”−０１Ｊを、湿（７水とし２ては大日本
インキ化学工条社製Ｈ９１藺品名：ＤＨ−７８１の２０
０倍水稀釈液を、印刷用紙とじ一〇は神崎製紙社製トッ
プコ−）８判９０ｋｉＱのＭ’Ｙ、粒度分布測定機とし
ては米国・・イアツク社製ＰＡ−７２ｏｍｖ便用した。 」にｄｆ正する。 ５）明細書第１２貞 の記載を次の如くに訂正する１、 ４）明細書第１２ｊｉＬ図面の間車なのｊＪ）４＋＃ｌ
の記載ゲ以ドの連りに訂正する。 １゛第１は本発明方法によるメジューム・ｆンキを粒度
分布測定機で測定した顔料分散の結果をｍしたグラフで
あり、図における個数分布曲線１とは、横１ｋｌｌ　Ｋ
　’Ｍ川用・１数で目盛った粒子直径（単位μｍ）に相
当°イる粒−ｆの個数の全測定粒子数に対する１１１台
（単位％）な縦軸のフルスケールを５０％としてプロッ
トしたものであり、体積分布曲線２とは粒子がすべで球
であると仮定して横軸の粒子直径に相当する粒子の体積
８ｄ１の全粒子体積に対−ｆる。！１１ｊ′６（’ｆｉ
位％）を縦軸のフルスケールを５０％としてプロットし
たものであり、第２図は比較例によるメジュームインキ
について第１図と同様にして測定した結果を示したグラ
フである。 図中０１は粒子の個数分布曲紛、２は粒子の体積分布曲
線を夫々示している１、」 ５）第１７（４菖）及び第２図（写真）を削除し、メジ
ュームインキの顔料粒子の分散度をグラフで示した第１
図（実施例）及び第２図（比軟例）を加入する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水を反応媒体とする無機顔料の合成反応工程で得られる
   顔料の分散水液に親油性原子団としてポリエステル分子
   鎮を有する界面活性剤を混合するＩｔ！ｌ工程と、該混
   合液にロジン又は羨性ロジンのアルカリ水溶液を混合す
   る第２工程と、該混合液中の無機顔料を湿った状態で油
   性フェス中に混合する第３工程と、該混合物を攪拌する
   ことによって前記顔料分を油性フェス相の中に微分散せ
   しめると共に水分を油性フェスの相から分離除去する第
   ４工程から成ることを特徴とした油性フェス中への無機
   顔料の微分散法。