(57)【要約】【課題】黒酸化鉄の分散安定性が非常に高い黒色顔料分散体を提供する。【解決手段】本発明は、黒酸化鉄、疎水性カーボンブラック、および、水性溶媒を含有する黒色顔料分散体に関する。黒酸化鉄の固形分含量が、７０重量％以下であることが好ましい。さらに、分散剤を含有することが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒酸化鉄、疎水性カーボンブラック、および、水性溶媒を含有する黒色顔料分散体。
【請求項２】
黒酸化鉄の固形分含量が、７０重量％以下である請求項１に記載の黒色顔料分散体。
【請求項３】
さらに、分散剤を含有する請求項１または２に記載の黒色顔料分散体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性酸化鉄を含有する黒色顔料分散体に関する。
【背景技術】
【０００２】
黒色顔料としては、カーボンブラック、黒酸化鉄およびチタンブラック等が一般的に使用されている。これら黒色顔料は、例えば水系媒体に分散させて塗料などの用途に使用されている。これらの黒色顔料のうちカーボンブラック、チタンブラックは水系媒体中での安定性が高く、様々な用途で使用されている。
【０００３】
一方、黒酸化鉄は、磁性を有しており、凝集しやすく、分散が困難であって、かりに分散させることができたとしても非常に安定性にも劣るものであった。そのため、水分散体としての使用が大きく制限されていた。特許文献１では、黒酸化鉄、べんがら、コンジョウ、黄酸化鉄等、各種の顔料をブレンドし、分散安定性向上のためにポリ−γ−Ｌ−グルタミン酸を配合した分散液が開示されている。しかしながら、黒酸化鉄の分散安定性は必ずしも充分なものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、黒酸化鉄の分散安定性が非常に高い黒色顔料分散体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、黒酸化鉄の分散安定性について検討を進めたところ、黒酸化鉄に疎水性カーボンブラックを併用すると、磁性を有するために凝集しやすい黒酸化鉄の分散安定性が著しく向上することを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
すなわち、本発明は、黒酸化鉄、疎水性カーボンブラック、および、水性溶媒を含有する黒色顔料分散体に関する。
【０００８】
黒酸化鉄の固形分含量が、７０重量％以下であることが好ましい。
【０００９】
さらに、分散剤を含有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の黒色顔料分散体は、疎水性カーボンブラックを含有するため、黒色顔料である黒酸化鉄の分散安定性を著しく向上させることができる。具体的には、数カ月後、沈殿が生じていたとしても、軽く撹拌することによって再分散させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例で使用した黒酸化鉄のＳＥＭ写真。
【図２】実施例で使用したカーボンブラックのＳＥＭ写真。
【図３】実施例で作製した黒色顔料のＳＥＭ写真。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の黒色顔料分散体は、黒酸化鉄、疎水性カーボンブラック、および、水性溶媒を含有することを特徴とする。
【００１３】
黒酸化鉄（マグネタイト）は磁性を有する酸化鉄であって、Ｆｅ３Ｏ４の化学式で表される黒錆、磁鉄鉱の成分である。黒酸化鉄の一次粒子径は特に限定されないが、１０〜４００ｎｍが好ましく、１００〜３００ｎｍがより好ましい。４００ｎｍを超えると、色材として使用する際の色安定性が低下してしまい、１０ｎｍ未満では、色の吸収が悪くなり黒さが弱くなる傾向がある。
【００１４】
黒酸化鉄の含有量は、黒色顔料分散体中に７０重量％以下が好ましく、５０重量％以下がより好ましく、さらには２０重量％以下が好ましい。７０重量％を超えると、高濃度による増粘により分散処理を行うことが難しくなる。一方、下限については、特に限定されないが、０．０１重量％以上が好ましく、１重量％以上がより好ましい。
【００１５】
疎水性カーボンブラックの一次粒子径は特に限定されないが、１０〜４００ｎｍが好ましく、８０〜１５０ｎｍがより好ましい。４００ｎｍを超えると、黒酸化鉄を覆いきることができなくなり、１０ｎｍ未満では、黒酸化鉄を覆う膜厚が薄くなり、凝集を防ぎきれなくなる傾向がある。ｐＨも特に限定されず、３〜８が好ましい。
【００１６】
疎水性カーボンブラックの含有量は、黒色顔料分散体中に１５重量％以下が好ましく、１０重量％以下がより好ましい。１５重量％を超えると、高濃度による増粘により分散処理を行うことが難しくなる傾向にある。一方、下限については、特に限定されないが、０．１重量％以上が好ましい。
【００１７】
黒酸化鉄と疎水性カーボンブラックの割合は、特に限定されないが、両成分１００重量％中に黒酸化鉄の含量が６０〜９０重量％が好ましく、７０〜８５重量％が好ましい。９０重量％を超えると、カーボンが黒酸化鉄を覆えず、凝集、沈降が起こり、６０重量％未満では、過剰にあるカーボンが分散不良を起こす傾向がある。
【００１８】
黒酸化鉄と疎水性カーボンブラックの粒子径比は特に限定されないが、黒酸化鉄の粒子径を１とした場合、０．１５〜０．５が好ましく、０．２５〜０．４５がより好ましい。０．５を超えると、黒酸化鉄を覆いきれなくなり、０．１５未満では、黒酸化鉄を覆う膜厚が薄くなり、凝集を防ぎきれなくなる傾向がある。
【００１９】
水性溶媒としては、水、水に可溶な有機溶媒である。水に可溶な有機溶媒としては、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコールなどのアルコール類；エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコールなどのグリコール類；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテルなどのグリコールエーテル類、グリセリンなどの多価アルコール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンなどの含窒素化合物類などが挙げられる。水性溶媒の含有量は特に限定されず、固形分濃度が好ましくは７０重量％以下、より好ましくは５０重量％以下となるように配合すればよい。７０重量％を超えると、高濃度による増粘により分散処理を行うことが難しくなる傾向がある。一方、下限については、特に限定されないが１重量％以上が好ましい。
【００２０】
本発明の黒色顔料分散体には、分散剤を配合することが好ましい。分散剤としては、特に限定されず、界面活性剤や、増粘による分散安定剤などが挙げられる。例えば、アクリル酸、メタクリル酸あるいはそれらのアルキルエステルのうちから選択される１種又は２種以上の化合物を原料モノマーとする単独重合体もしくは共重合体、アクリル酸、メタクリル酸あるいはそれらのアルキルエステルの１種以上とオクチルアクリルアミドとの共重合体が用いられる。アニオン系分散剤としては例えば、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体及びスチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体並びにこれらの塩から選ばれる一種又は二種以上、すなわち、アニオン系分散剤としては、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体及びスチレン−α−メチルスチレン−アクリル酸共重合体のうち一種以上、もしくはこれらの塩のうち一種以上、のいずれかを少なくとも含んでいるものが挙げられる。
【００２１】
本発明の黒色顔料分散体には、黒酸化鉄の分散安定性を損なわない限り、粘度調整剤、塗膜形成成分、接着成分、消泡剤、防腐剤などの任意成分を配合することができる。
【００２２】
本発明の黒色顔料分散体において、黒酸化鉄およびカーボンブラックからなる黒色顔料の分散平均粒子径は、１００〜４００ｎｍが好ましく、２００〜３００ｎｍがより好ましい。メジアン径は、１００〜４００ｎｍが好ましく、２００〜３００ｎｍがより好ましい。
【００２３】
本発明の黒色顔料分散体の製造方法は特に限定されないが、たとえば、各成分を配合した後に、公知の分散装置により黒酸化鉄を分散させて作製することができる。分散装置としては、たとえばボールミル、サンドミル、ロールミルなどのメディアミル、ホモミキサー、アトライターなどが挙げられる。ガラスビーズを使用する場合、ガラスビーズの配合量は特に限定されないが、黒酸化鉄１００重量部に対して、８０〜１００重量部が好ましい。
【００２４】
本発明の黒色顔料分散体は、分散安定性に優れるため、化粧品、インクジェット用インク、水性インク、水性塗料など、様々な用途に適用することができる。
【実施例】
【００２５】
以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２６】
実施例１
黒酸化鉄（ＢＬ−１００Ｐ、平均一次粒子径２５０ｎｍ、チタン工業株式会社製）５．１部、疎水性カーボンブラック（サンクロマ、平均一次粒子径１００ｎｍ、サンケミカル株式会社製）０．９部、分散剤（ぺリセア、旭化成ケミカルズ株式会社製、有効成分２９．７％）０．４部、イオン交換水５３．６部を１４０ｍｌのマヨネーズ瓶に配合した。２ｍｍのガラスビーズを６０部入れ、瓶を密閉した後ペイントシェーカーに設置した。ペイントシェーカーで２４時間撹拌後、ガーゼを通してガラスビーズを取り除き、分散液を作製した。得られた分散液の安定性、および、粒度分布（メジアン径／平均径）を以下に示す方法で行った。その結果を表１に示す。
【００２７】
比較例１
黒酸化鉄（ＢＬ−１００Ｐ、チタン工業株式会社製）６部、分散剤（ぺリセア、旭化成ケミカルズ株式会社製、有効成分２９．７％）０．４部、イオン交換水５３．６部を１４０ｍｌのマヨネーズ瓶に配合した。２ｍｍのガラスビーズを６０部入れ、瓶を密閉した後ペイントシェーカーに設置した。ペイントシェーカーで２４時間撹拌後、ガーゼを通してガラスビーズを取り除き、分散液を作製した。得られた分散液の安定性、および、粒度分布を以下に示す方法で行った。その結果を表１に示す。
【００２８】
＜粒度分布＞
それぞれの分散液を、水を入れた３０ｍｌのサンプル瓶に各分散液を１滴滴下し、動的光散乱式粒径分布測定装置（堀場製作所  ＬＢ−５５０）で粒度分布測定を行った。
【００２９】
＜安定性＞
各分散液を室温で静止させ、回収直後〜１０日までの液の状態を観察し、顔料の沈降状態や、黒酸化鉄とカーボンが分離していないかを確認した。以下の基準で評価した。
○：黒酸化鉄の分離、沈降なし（底に沈殿物があっても、手振りで均一にできる。）
×：黒酸化鉄の分離、沈降
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１の実験結果から、実施例で作製した黒色顔料分散体は、カーボンブラックを含有しない比較例で作製した分散体と比較して、黒酸化鉄の粒度分布も小さく、安定性が高いものであった。また、比較例の分散体では、黒酸化鉄が沈降したものを再撹拌しても再分散させることができなかったが、実施例の分散体では、沈殿が生じていたとしても、手で簡単に振とうするだけで、簡単に再分散させることができた。
【００３２】
図１〜３に、黒酸化鉄、カーボンブラック、実施例で作製した黒色顔料のＳＥＭ写真を示すが、黒酸化鉄の周りにカーボンブラックが付着していることがわかる。黒酸化鉄は磁性によって非常に凝集しやすいものであるが、黒酸化鉄に付着したカーボンブラックが酸化鉄同士の付着を防止し、再凝集を阻害するため、分散安定性に優れた顔料分散体が得られるものと推定している。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の黒色顔料分散体は、分散安定性が非常に高いため、化粧品、インクジェット用インク、水性インク、水性塗料などの様々な幅広い用途に最適である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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