ポリウレタン複合顔料粒子とその製造方法
【課題】塗料、インキ、粒子コーティング剤、高分子改質剤及び化粧料配合顔料粒子等に用いられる容易な方法で凝集のないポリウレタン複合顔料粒子とその製造方法を提供する。
【解決手段】顔料粒子を溶媒に分散させた分散液中においてポリウレタンを重合させることにより、ポリウレタンと顔料粒子とを複合させてなるポリウレタン複合顔料粒子を得る。従って、環境に大きな負荷を与えない方法で、凝集のないポリウレタン複合顔料粒子を得ることができる。こうして得られたポリウレタン複合顔料粒子は、塗料、インキ、粒子コーティング、高分子改質剤および化粧料配合顔料粒子等に用いて好適である。
【解決手段】顔料粒子を溶媒に分散させた分散液中においてポリウレタンを重合させることにより、ポリウレタンと顔料粒子とを複合させてなるポリウレタン複合顔料粒子を得る。従って、環境に大きな負荷を与えない方法で、凝集のないポリウレタン複合顔料粒子を得ることができる。こうして得られたポリウレタン複合顔料粒子は、塗料、インキ、粒子コーティング、高分子改質剤および化粧料配合顔料粒子等に用いて好適である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料、インキ、粒子コーティング剤、高分子改質剤および化粧料配合顔料粒子等に用いられるポリウレタン複合顔料粒子とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリウレタンと顔料粒子とを複合させる方法としては、ポリウレタンを適当な溶媒に溶解させて顔料粒子と混合した後、溶媒を除去する方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、上記従来の方法では、ポリウレタンを溶媒に溶解させたポリウレタン溶解液が高い粘性を有している上、得られたポリウレタン複合顔料粒子は凝集性が強く、細かな粒子にするために特殊な機械により粉砕を行う必要が生じたり、あるいは溶媒除去のために噴霧乾燥させなければならず、技術的に著しく困難であるとともに、製造コスト高が避けられないという問題点があった。このため、上記従来の複合方法は実用的であるとは言えない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、容易な方法で凝集のないポリウレタン複合顔料粒子を得ることができるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、顔料粒子を溶媒に分散させた分散液中においてポリウレタンを重合させることにより、ポリウレタン複合顔料粒子が容易に得られることを見い出し、本発明を完成させるに至った。
【０００６】
要するに、本願発明によるポリウレタン複合顔料粒子は、
顔料粒子を溶媒に分散させた分散液中においてポリウレタンを重合させることにより、ポリウレタンと顔料粒子とを複合させてなることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明において、前記溶媒は水であるのが好ましい。
【０００８】
また、本発明によるポリウレタン複合顔料粒子の製造方法は、
顔料粒子を溶媒に分散させた分散液中においてポリウレタンを重合させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、環境に大きな負荷を与えない方法で、凝集のないポリウレタン複合顔料粒子を得ることができる。こうして得られたポリウレタン複合顔料粒子は、塗料、インキ、粒子コーティング、高分子改質剤および化粧料配合顔料粒子等に用いて好適であるので、工業的に極めて有用であると言える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明によるポリウレタン複合顔料粒子とその製造方法の具体的な実施の形態について説明する。
【００１１】
本発明において、ポリウレタン複合顔料粒子を得るには、顔料粒子を溶媒に分散させた分散液中においてポリウレタンを重合させ、得られた重合物をろ過して洗浄し、次いでろ過物を乾燥させて解砕するという工程が採られる。
【００１２】
本発明において用いられる重合方法としては、種々の重合方法が考えられるが、懸濁重合が最も好適である。何故なら、溶液重合や乳化重合を用いた場合には、ポリウレタンを析出させるために、ポリウレタンの貧溶媒を用いなければならない上、析出物を特殊な粉砕機等で粉砕しなければならないため、製造コストが高くなり不向きであるからである。また、塊状重合を用いた場合には、粉砕がかなり困難になるため不向きである。
【００１３】
具体的な重合方法としては次の方法が挙げられる。すなわち、塗料、インキ、高分子改質剤および化粧料配合等に用いられる顔料粒子を適当な溶剤に分散させた後、ジイソシアネート化合物とジオール化合物を加えて昇温し、イソシアネートとアルコールの付加反応を起こさせポリウレタンを得ることにより、顔料粒子と複合化させることができる。
【００１４】
本発明に用いられるジイソシアネート化合物の例を挙げれば、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルジイソシアネート、イソホロジンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、１，３−および／または１，４−フェニレンジイソシアネート、２，４−および／または２，６−トリレンジイソシアネート、２，４'−および／または４，４'−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、α，α，α'，α'−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等と上記イソシアネートの変性物がある。また、これらのうちの２種以上を併用することも可能である。
【００１５】
また、本発明に用いられるジオール化合物の例を挙げれば、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，９−ノナンジオール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、１，２−もしくは１，３−または２，３−ブタンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ｍ−またはｐ−キシレングリコール、多価フェノール類等がある。また、これらのうちの２種以上を併用することも可能である。
【００１６】
また、溶剤としては、ハロゲン化溶剤や一般有機溶剤は環境に大きな負荷を与えることから、水を用いるのが好適である。また、他の溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、石油エーテル、石油ベンジン、リグロイン、石油スピリット、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トリクロロフルオロエタン、テトラクロロフルオロエタン、パーフルオロエーテル等のフッ素化油、パーフルオロシクロヘキサン、パーフルオロブチルテトラヒドロフラン、パーフルオロデカリン、パーフルオロ−ｎ−ブチルアミン、パーフロオロポリエーテル、ジメチルシトキサン等が挙げられる。また、これらのうちの２種以上の混合液を用いることも可能である。これら溶剤の沸点は４０℃〜１５０℃の範囲が適当であるが、重合により得られたポリウレタン複合顔料粒子の分離後の乾燥工程における作業性の面や溶剤除去効率の面から、好ましくは４０℃〜１００℃の範囲が良い。
【００１７】
本発明において、重合温度は、用いる溶媒によって異なり特に限定されないが、好ましくは４０℃〜１２０℃とするのが適当である。また、本発明で用いられる乾燥装置としては、スプレードライヤー、真空乾燥機、棚式乾燥機等の公知のものが使用できる。また、本発明で用いられる解砕装置としては、アトマイザー、ピンミル、ジェットミル等の公知の解砕装置を使用することができる。
【実施例】
【００１８】
次に、本発明によるポリウレタン複合顔料粒子とその製造方法の実施例を示すが、これらの実施例は本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１９】
（実施例１）
加熱撹拌反応装置にイオン交換水１Ｌを入れ、撹拌しながら無機顔料粒子としてセリサイト１００ｇを入れ、４０℃まで加温する。このセリサイト分散濁液に、ヘキサメチレンジイソシアネート２．９４ｇと１，６−ヘキサンジオール２．０６ｇとを予め４０℃で均一に溶かして投入する。しばらくそのまま撹拌した後、温度を７５℃に上げて９０分間撹拌してポリウレタンを生成する。重合終了後、ろ過洗浄を行い１００℃で乾燥させる。この後、乾燥物をアトマイザー粉砕することにより、平均粒子径約１０μｍのポリウレタン複合セリサイト粒子を得た。
【００２０】
（実施例２）
実施例１において、ヘキサメチレンジイソシアネート３．７５ｇと１，６−ヘキサンジオール１．２５ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして平均粒子径約１０μｍのポリウレタン複合セリサイト粒子を得た。
【００２１】
（実施例３）
実施例１において、ヘキサメチレンジイソシアネート７．５０ｇと１，６−ヘキサンジオール２．５０ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして平均粒子径約１０μｍのポリウレタン複合セリサイト粒子を得た。
【００２２】
（実施例４）
実施例１において、ヘキサメチレンジイソシアネート１１．２５ｇと１，６−ヘキサンジオール３．７５ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして平均粒子径約１２μｍのポリウレタン複合セリサイト粒子を得た。
【００２３】
（実施例５）
実施例３において顔料粒子をセリサイトからタルクに変更した以外は、実施例３と同様にして平均粒子径約１２μｍのポリウレタン複合タルク粒子を得た。
【００２４】
（実施例６）
実施例３において顔料粒子をセリサイトからマイカに変更した以外は、実施例３と同様にして平均粒子径約２３μｍのポリウレタン複合マイカ粒子を得た。
【００２５】
（実施例７）
加熱撹拌反応装置にｎ−ヘキサンを１Ｌ入れ、撹拌しながら無機顔料粒子としてセリサイト１００ｇを入れ、４０℃まで加温する。このセリサイト分散濁液に、ヘキサメチレンジイソシアネート７．５０ｇと１，６−ヘキサンジオール２．５０ｇとを予め４０℃で均一に溶かして投入する。しばらくそのまま撹拌した後、温度を６５℃に上げて９０分間撹拌してポリウレタンを生成する。重合終了後、ろ過洗浄を行い１００℃で乾燥させる。この後、乾燥物をアトマイザー粉砕することにより、平均粒子径約１１μｍのポリウレタン複合セリサイト粒子を得た。
【００２６】
上記実施例２，３，５により得られたポリウレタン複合顔料粒子のシリコン吸収量と、それぞれの顔料粒子（セリサイトおよびタルク）のみのシリコン吸収量とを、フロンテックス社製吸収量測定装置Ｓ４１０Ｄを用いて測定した結果が表１に示されている。
【００２７】
【表１】
【００２８】
表１から明らかなように、本発明によって得られたポリウレタン複合粒子のシリコン吸収量は、複合化されていない顔料粒子のシリコン吸収量よりも多いことがわかる。これはポリウレタンとの複合化による効果であることは明らかである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料、インキ、粒子コーティング剤、高分子改質剤および化粧料配合顔料粒子等に用いられるポリウレタン複合顔料粒子とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリウレタンと顔料粒子とを複合させる方法としては、ポリウレタンを適当な溶媒に溶解させて顔料粒子と混合した後、溶媒を除去する方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、上記従来の方法では、ポリウレタンを溶媒に溶解させたポリウレタン溶解液が高い粘性を有している上、得られたポリウレタン複合顔料粒子は凝集性が強く、細かな粒子にするために特殊な機械により粉砕を行う必要が生じたり、あるいは溶媒除去のために噴霧乾燥させなければならず、技術的に著しく困難であるとともに、製造コスト高が避けられないという問題点があった。このため、上記従来の複合方法は実用的であるとは言えない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、容易な方法で凝集のないポリウレタン複合顔料粒子を得ることができるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、顔料粒子を溶媒に分散させた分散液中においてポリウレタンを重合させることにより、ポリウレタン複合顔料粒子が容易に得られることを見い出し、本発明を完成させるに至った。
【０００６】
要するに、本願発明によるポリウレタン複合顔料粒子は、
顔料粒子を溶媒に分散させた分散液中においてポリウレタンを重合させることにより、ポリウレタンと顔料粒子とを複合させてなることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明において、前記溶媒は水であるのが好ましい。
【０００８】
また、本発明によるポリウレタン複合顔料粒子の製造方法は、
顔料粒子を溶媒に分散させた分散液中においてポリウレタンを重合させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、環境に大きな負荷を与えない方法で、凝集のないポリウレタン複合顔料粒子を得ることができる。こうして得られたポリウレタン複合顔料粒子は、塗料、インキ、粒子コーティング、高分子改質剤および化粧料配合顔料粒子等に用いて好適であるので、工業的に極めて有用であると言える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明によるポリウレタン複合顔料粒子とその製造方法の具体的な実施の形態について説明する。
【００１１】
本発明において、ポリウレタン複合顔料粒子を得るには、顔料粒子を溶媒に分散させた分散液中においてポリウレタンを重合させ、得られた重合物をろ過して洗浄し、次いでろ過物を乾燥させて解砕するという工程が採られる。
【００１２】
本発明において用いられる重合方法としては、種々の重合方法が考えられるが、懸濁重合が最も好適である。何故なら、溶液重合や乳化重合を用いた場合には、ポリウレタンを析出させるために、ポリウレタンの貧溶媒を用いなければならない上、析出物を特殊な粉砕機等で粉砕しなければならないため、製造コストが高くなり不向きであるからである。また、塊状重合を用いた場合には、粉砕がかなり困難になるため不向きである。
【００１３】
具体的な重合方法としては次の方法が挙げられる。すなわち、塗料、インキ、高分子改質剤および化粧料配合等に用いられる顔料粒子を適当な溶剤に分散させた後、ジイソシアネート化合物とジオール化合物を加えて昇温し、イソシアネートとアルコールの付加反応を起こさせポリウレタンを得ることにより、顔料粒子と複合化させることができる。
【００１４】
本発明に用いられるジイソシアネート化合物の例を挙げれば、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルジイソシアネート、イソホロジンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキシルジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、１，３−および／または１，４−フェニレンジイソシアネート、２，４−および／または２，６−トリレンジイソシアネート、２，４'−および／または４，４'−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、α，α，α'，α'−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等と上記イソシアネートの変性物がある。また、これらのうちの２種以上を併用することも可能である。
【００１５】
また、本発明に用いられるジオール化合物の例を挙げれば、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，９−ノナンジオール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、１，２−もしくは１，３−または２，３−ブタンジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ｍ−またはｐ−キシレングリコール、多価フェノール類等がある。また、これらのうちの２種以上を併用することも可能である。
【００１６】
また、溶剤としては、ハロゲン化溶剤や一般有機溶剤は環境に大きな負荷を与えることから、水を用いるのが好適である。また、他の溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、石油エーテル、石油ベンジン、リグロイン、石油スピリット、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トリクロロフルオロエタン、テトラクロロフルオロエタン、パーフルオロエーテル等のフッ素化油、パーフルオロシクロヘキサン、パーフルオロブチルテトラヒドロフラン、パーフルオロデカリン、パーフルオロ−ｎ−ブチルアミン、パーフロオロポリエーテル、ジメチルシトキサン等が挙げられる。また、これらのうちの２種以上の混合液を用いることも可能である。これら溶剤の沸点は４０℃〜１５０℃の範囲が適当であるが、重合により得られたポリウレタン複合顔料粒子の分離後の乾燥工程における作業性の面や溶剤除去効率の面から、好ましくは４０℃〜１００℃の範囲が良い。
【００１７】
本発明において、重合温度は、用いる溶媒によって異なり特に限定されないが、好ましくは４０℃〜１２０℃とするのが適当である。また、本発明で用いられる乾燥装置としては、スプレードライヤー、真空乾燥機、棚式乾燥機等の公知のものが使用できる。また、本発明で用いられる解砕装置としては、アトマイザー、ピンミル、ジェットミル等の公知の解砕装置を使用することができる。
【実施例】
【００１８】
次に、本発明によるポリウレタン複合顔料粒子とその製造方法の実施例を示すが、これらの実施例は本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１９】
（実施例１）
加熱撹拌反応装置にイオン交換水１Ｌを入れ、撹拌しながら無機顔料粒子としてセリサイト１００ｇを入れ、４０℃まで加温する。このセリサイト分散濁液に、ヘキサメチレンジイソシアネート２．９４ｇと１，６−ヘキサンジオール２．０６ｇとを予め４０℃で均一に溶かして投入する。しばらくそのまま撹拌した後、温度を７５℃に上げて９０分間撹拌してポリウレタンを生成する。重合終了後、ろ過洗浄を行い１００℃で乾燥させる。この後、乾燥物をアトマイザー粉砕することにより、平均粒子径約１０μｍのポリウレタン複合セリサイト粒子を得た。
【００２０】
（実施例２）
実施例１において、ヘキサメチレンジイソシアネート３．７５ｇと１，６−ヘキサンジオール１．２５ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして平均粒子径約１０μｍのポリウレタン複合セリサイト粒子を得た。
【００２１】
（実施例３）
実施例１において、ヘキサメチレンジイソシアネート７．５０ｇと１，６−ヘキサンジオール２．５０ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして平均粒子径約１０μｍのポリウレタン複合セリサイト粒子を得た。
【００２２】
（実施例４）
実施例１において、ヘキサメチレンジイソシアネート１１．２５ｇと１，６−ヘキサンジオール３．７５ｇに変更した以外は、実施例１と同様にして平均粒子径約１２μｍのポリウレタン複合セリサイト粒子を得た。
【００２３】
（実施例５）
実施例３において顔料粒子をセリサイトからタルクに変更した以外は、実施例３と同様にして平均粒子径約１２μｍのポリウレタン複合タルク粒子を得た。
【００２４】
（実施例６）
実施例３において顔料粒子をセリサイトからマイカに変更した以外は、実施例３と同様にして平均粒子径約２３μｍのポリウレタン複合マイカ粒子を得た。
【００２５】
（実施例７）
加熱撹拌反応装置にｎ−ヘキサンを１Ｌ入れ、撹拌しながら無機顔料粒子としてセリサイト１００ｇを入れ、４０℃まで加温する。このセリサイト分散濁液に、ヘキサメチレンジイソシアネート７．５０ｇと１，６−ヘキサンジオール２．５０ｇとを予め４０℃で均一に溶かして投入する。しばらくそのまま撹拌した後、温度を６５℃に上げて９０分間撹拌してポリウレタンを生成する。重合終了後、ろ過洗浄を行い１００℃で乾燥させる。この後、乾燥物をアトマイザー粉砕することにより、平均粒子径約１１μｍのポリウレタン複合セリサイト粒子を得た。
【００２６】
上記実施例２，３，５により得られたポリウレタン複合顔料粒子のシリコン吸収量と、それぞれの顔料粒子（セリサイトおよびタルク）のみのシリコン吸収量とを、フロンテックス社製吸収量測定装置Ｓ４１０Ｄを用いて測定した結果が表１に示されている。
【００２７】
【表１】
【００２８】
表１から明らかなように、本発明によって得られたポリウレタン複合粒子のシリコン吸収量は、複合化されていない顔料粒子のシリコン吸収量よりも多いことがわかる。これはポリウレタンとの複合化による効果であることは明らかである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔料粒子を溶媒に分散させた分散液中においてポリウレタンを重合させることにより、ポリウレタンと顔料粒子とを複合させてなることを特徴とするポリウレタン複合顔料粒子。
【請求項２】
前記溶媒が水である請求項１に記載のポリウレタン複合顔料粒子。
【請求項３】
顔料粒子を溶媒に分散させた分散液中においてポリウレタンを重合させることを特徴とするポリウレタン複合顔料粒子の製造方法。
【請求項１】
顔料粒子を溶媒に分散させた分散液中においてポリウレタンを重合させることにより、ポリウレタンと顔料粒子とを複合させてなることを特徴とするポリウレタン複合顔料粒子。
【請求項２】
前記溶媒が水である請求項１に記載のポリウレタン複合顔料粒子。
【請求項３】
顔料粒子を溶媒に分散させた分散液中においてポリウレタンを重合させることを特徴とするポリウレタン複合顔料粒子の製造方法。
【公開番号】特開２００８−２９１０４５（Ｐ２００８−２９１０４５Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３４９３５（Ｐ２００７−１３４９３５）
【出願日】平成１９年５月２２日（２００７．５．２２）
【出願人】（３９１０１５３７３）大東化成工業株式会社 (97)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２２日（２００７．５．２２）
【出願人】（３９１０１５３７３）大東化成工業株式会社 (97)
【Ｆターム（参考）】
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