CN105358504B - 着色剂组合物及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种着色剂组合物，其是含有颜料、熟石膏和非晶态二氧化硅的粉体，是添加在包含构成石膏制品的石膏的原材料粉末中用于使石膏制品着色。该着色剂组合物的制造方法具备将颜料、熟石膏及非晶态二氧化硅混合而得到混合粉体的第1工序。如果使用该着色剂组合物，则可以容易地制造着色性优异的粉体及固化物等石膏制品。

Description

着色剂组合物及其制造方法

技术领域

本发明涉及用于使石膏制品着色的着色剂组合物及其制造方法。

背景技术

牙科模型、工业模型及涂壁材料等石膏制品存在根据其用途来适当着色的情况。例如，牙科模型(牙模模型)可以通过如下方法来制作：将用水拌合的石膏流入由塑料材料等形成的阴模的牙模中，使石膏固化后进行脱模(例如，参见专利文献1及2)。此时，通过在成为原材料的石膏的粉体中添加颜料，将得到的牙科模型着色成喜欢的颜色。

为了提高得到的牙科模型等石膏制品的着色性，通常需要增加添加于石膏的颜料的量。然而，如果增加颜料的添加量，则存在着色所需的费用(成本)增加、并且得到的固化物即石膏制品的强度降低的情况。

另外，例如在制造牙科模型等经着色的石膏固化物情况下，在将用水拌合的石膏流入牙模时，使用振动器等对用水拌合的石膏施加机械振动。由此，可在确保石膏的流动性的同时去除内部的气泡。然而，在对用水拌合的石膏施加机械振动时，存在颜料会发生聚集、容易使得到的石膏固化物产生色斑的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-12422号公报

专利文献2：日本特开2011-121924号公报

发明内容

发明要解决的问题

为了消除如上所述的问题，例如有采用如下方法：预先准备以熟石膏或碳酸钙等基材将颜料进行稀释而得到的稀释颜料作为着色剂(母料)，将该稀释颜料添加在成为原材料的石膏粉体中而使石膏制品着色。然而，即使是采用这样的方法的情况，有时着色程度也不充分。

本发明是鉴于这样的现有技术存在的问题而完成的，其课题在于，提供能够容易地制造着色性优异的粉体及固化物等石膏制品的着色剂组合物及其制造方法。

用于解决问题的方案

本发明人等为了完成上述课题而进行了潜心研究，结果发现，通过配混颜料、熟石膏及非晶态二氧化硅能够完成上述课题，从而完成了本发明。

即，根据本发明，提供以下所示的着色剂组合物。

[1]一种着色剂组合物，其是含有颜料、熟石膏和非晶态二氧化硅的粉体，是添加在包含构成石膏制品的石膏的原材料粉末中用于使前述石膏制品着色。

[2]根据前述[1]所述的着色剂组合物，其中，前述非晶态二氧化硅的数均粒径为5nm～40nm。

[3]根据前述[1]或[2]所述的着色剂组合物，其中，前述非晶态二氧化硅相对于1质量份前述颜料的含量为0.01质量份～1质量份。

[4]根据前述[1]～[3]中的任一项所述的着色剂组合物，其中，前述熟石膏相对于1质量份前述颜料的含量为1质量份～100质量份。

[5]根据前述[1]～[4]中的任一项所述的着色剂组合物，其中，前述熟石膏为选自由α半水石膏、β半水石膏及III型无水石膏组成的组中的至少一种。

另外，根据本发明，提供以下所示的着色剂组合物的制造方法。

[6]一种着色剂组合物的制造方法，其是前述[1]～[5]中的任一项所述的着色剂组合物的制造方法，具备将颜料、熟石膏及非晶态二氧化硅混合而得到混合粉体的第1工序。

[7]根据前述[6]所述的着色剂组合物的制造方法，其中，在前述第1工序中，在将前述颜料、前述熟石膏及前述非晶态二氧化硅混合的同时进行粉碎。

[8]根据前述[6]所述的着色剂组合物的制造方法，其中，还具备将前述混合粉体粉碎的第2工序。

[9]根据前述[6]～[8]中的任一项所述的着色剂组合物的制造方法，其中，前述熟石膏的体积平均粒径为20μm～200μm。

发明的效果

本发明的着色剂组合物能够容易地制造着色性优异的粉体及固化物等石膏制品。另外，根据本发明的着色剂组合物的制造方法，可以制造具有上述特性的着色剂组合物。

进而，使用本发明的着色剂组合物制作的石膏固化物(着色石膏固化物)的着色性提高，同时对色斑也有所改善。

具体实施方式

下面，对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限定于以下实施方式。

＜着色剂组合物＞

本发明的着色剂组合物是含有颜料、熟石膏及非晶态二氧化硅的粉体。而且，本发明的着色剂组合物添加在包含构成石膏制品(被着色物)的石膏的原材料粉末中，作为用于使石膏制品着色的着色剂(所谓的母料)来使用。

(颜料)

对所使用的颜料的种类没有特别限制，可以使用通常用于工业制品等的着色的颜料。作为可以使用的颜料的具体例，可以举出：偶氮颜料或多环颜料等有机颜料；天然矿物颜料或合成无机颜料等无机颜料等。

(熟石膏)

本发明的着色剂组合物含有熟石膏。该熟石膏是能够作为基材发挥功能的粉末状或颗粒状的成分。对于着色剂组合物中的熟石膏的含量，相对于1质量份颜料优选为1质量份～100质量份、进一步优选为1质量份～50质量份。如果熟石膏的含量相对于1质量份颜料低于1质量份，则存在着色性难以提高、且得到的着色石膏固化物容易产生色斑的倾向。另外，存在由熟石膏构成时的石膏制品(着色石膏粉末)与水的混炼性也恶化的倾向。另一方面，如果熟石膏的含量相对于1质量份颜料超过100质量份，则存在着色石膏固化物容易产生色斑的倾向。

作为熟石膏的种类，例如，可以举出α半水石膏、β半水石膏及III型无水石膏等。这些熟石膏可以单独使用一种或组合使用两种以上。

(非晶态二氧化硅)

本发明的着色剂组合物含有非晶态二氧化硅。通过含有该非晶态二氧化硅，与不含非晶态二氧化硅的情况相比，可以制成能够制造着色石膏固化物显著不容易产生色斑、并且着色性显著提高的石膏制品的着色剂组合物。对于着色剂组合物中的非晶态二氧化硅的含量，相对于1质量份颜料优选为0.01质量份～1质量份、进一步优选为0.1质量份～0.8质量份。如果非晶态二氧化硅的含量相对于1质量份颜料低于0.01质量份，则难以得到配混非晶态二氧化硅时的效果。因此，存在石膏制品的着色性不容易提高、并且着色石膏固化物容易产生色斑的倾向。另一方面，如果非晶态二氧化硅的含量相对于1质量份颜料超过1质量份，则存在效果达到极限、并且在成本方面变得不利的倾向。

非晶态二氧化硅的数均粒径优选为5nm～40nm、进一步优选为5nm～30nm。对于该数均粒径低于5nm的非晶态二氧化硅，难以操作，而且因粒径过小故实质上难以制备、获得。另一方面，如果非晶态二氧化硅的数均粒径超过40nm，则存在石膏制品的着色性难以提高、并且着色石膏固化物容易产生色斑的倾向。需要说明的是，本说明书中的“非晶态二氧化硅的数均粒径”是指“非晶态二氧化硅的一次颗粒的数均粒径”。

(其它成分)

在本发明的着色剂组合物中，根据需要可以含有上述各成分以外的其它成分。作为可以含有的其它成分，可以举出石膏制品中通常可以含有的添加剂等，没有特别限制。

＜着色剂组合物的使用方法＞

如果使用本发明的着色剂组合物，则可以容易地制造进行了着色的石膏制品。下面，列举制造牙科模型的情况为例，对本发明的着色剂组合物的使用方法的一个例子进行说明。

为了制造进行了着色的牙模模型，首先，准备包含构成牙模模型的石膏的原材料粉末。作为石膏，可以直接使用构成一般的牙模模型的α半水石膏、β半水石膏及III型无水石膏等熟石膏。

其次，在准备好的原材料粉末中添加本发明的着色剂组合物并进行混合。对于着色剂组合物的添加量，考虑想要制造的牙模模型的颜色或着色程度、成本等来适当设定即可。具体而言，相对于原材料粉末中的石膏100质量份，设为0.01质量份～3质量份左右即可。需要说明的是，在原材料粉末中，可以添加以柠檬酸钠等固化调节剂为代表的各种添加剂。

对于将原材料粉末和着色剂组合物混合的方法没有特别限制。具体而言，可以通过装入容器或袋中进行振荡等简易的方法进行混合。即，如果使用本发明的着色剂组合物，则即使不使用特殊的混合装置等，也可以制造不容易产生色斑、且着色性优异的石膏制品(着色石膏粉末)。混合后，添加适量的拌合水进行搅拌，由此可以得到进行了着色的石膏浆料。然后，将得到的石膏浆料流入阴模的牙模，然后进行固化及脱模，由此可以制造着色性优异、并且不会产生色斑的进行了均匀着色的牙模模型。

如上所述，如果使用本发明的着色剂组合物，则可以通过简易的方法制造着色性优异、并且不会产生色斑的进行了均匀着色的着色石膏粉末和着色石膏固化物。需要说明的是，可以使用本发明的着色剂组合物制造的石膏制品并不限定于牙模模型或工业模型等石膏固化物，例如，还可以制造以石膏灰泥或油灰为代表的建筑材料等液态或半液态的石膏制品和粉体状的石膏制品。

＜着色剂组合物的制造方法＞

下面，对本发明的着色剂组合物的制造方法进行说明。本发明的着色剂组合物的制造方法具备将颜料、熟石膏及非晶态二氧化硅混合而得到混合粉体的第1工序。下面，对其详细内容进行说明。

(第1工序)

在第1工序中，将颜料、熟石膏及非晶态二氧化硅混合而得到混合粉体。可以将由此得到的混合粉体直接用作着色剂组合物。此时使用的熟石膏的体积平均粒径优选为20μm～200μm、进一步优选为20μm～100μm。通过使用其体积平均粒径为上述数值范围内的熟石膏，可以得到能够制造更不容易产生色斑、且着色性更加优异的石膏制品的着色剂组合物。

对于颜料、熟石膏及非晶态二氧化硅，优选分别预先进行粉碎而制成粉状或粒状。在将颜料、熟石膏及非晶态二氧化硅分别进行粉碎时，可以使用用于粉碎粉体或粒状物的普通粉碎机等。作为这样的粉碎机的具体例，可以举出：使用有介质的具有碰撞或摩擦作用的粉碎机(球磨机等)及具有冲击·磨碎·剪切作用的粉碎机(雾化粉碎机等)。需要说明的是，对于台式试验的规模，可以通过使用搅拌混合器(juicing blender)简便地进行粉碎。另外，间歇式粉碎机及单通道粉碎机均可以使用。

在将颜料、熟石膏及非晶态二氧化硅混合时，可以使用用于将粉体均匀地混合的普通混合机等。另外，也可以通过对装入有颜料、熟石膏及非晶态二氧化硅的容器或袋等进行振荡而将这些成分混合。需要说明的是，作为混合机的具体例，可以举出带式混合机、诺塔混合机、V型混合机及桨式混合机等。

在第1工序中，优选在将颜料、熟石膏及非晶态二氧化硅混合的同时进行粉碎，即进行共粉碎。通过进行共粉碎，熟石膏在被粉碎的同时与非晶态二氧化硅混合，因此，与未通过粉碎机而仅进行混合的情况相比，可以得到能够制造更不容易产生色斑、且着色性更加优异的石膏制品的着色剂组合物。

在将颜料、熟石膏及非晶态二氧化硅进行共粉碎时，可以使用能够在将粉体混合的同时进行粉碎的普通干式粉碎机。作为具体例，可以举出上述的使用有介质的具有碰撞或摩擦作用的粉碎机(球磨机等)及具有冲击·磨碎·剪切作用的粉碎机(雾化粉碎机等)。需要说明的是，对于台式试验的规模，可以通过使用搅拌混合器简便地进行共粉碎。另外，间歇式粉碎机及单通道粉碎机均可以使用。作为粉碎时间，根据颜料、熟石膏及非晶态二氧化硅的量、粉碎设备、使用介质的粉碎机中介质的材质、尺寸、重量等而不同，但即使是非常短的粉碎时间也可显现出其效果。

对于将颜料、熟石膏及非晶态二氧化硅供给至粉碎机的顺序，根据使用的粉碎机的粉碎方式而不同，可以适当选择。例如，在使用在数秒左右的短时间内完成粉碎的粉碎机时，优选同时供给颜料、熟石膏及非晶态二氧化硅。另一方面，在使用需要数十秒以上来完成粉碎的粉碎机时，可以以任意的顺序来供给。

(第2工序)

本发明的着色剂组合物的制造方法优选还具备将上述第1工序中得到的混合粉体粉碎的第2工序。通过将第1工序中得到的混合粉体进一步粉碎，可以得到与上述的共粉碎相同的效果。而且，如上所述，熟石膏在被粉碎的同时与非晶态二氧化硅混合，因此，与未通过粉碎机而仅进行混合的情况相比，可以得到能够制造更不容易产生色斑、且着色性更加优异的石膏制品的着色剂组合物。

在将混合粉体进行粉碎时，可以使用如第1工序中使用的那样的用于粉碎粉体的普通粉碎机等，且在台式试验中也可以同样地使用搅拌混合器。

实施例

下面，基于实施例具体地说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。需要说明的是，实施例、比较例中的“份”及“％”只要没有特别说明均为质量基准。

(1)关于非晶态二氧化硅的数均粒径

(实施例1-1～1-5)

将颜料(群青)1份、作为基材的β半水石膏(吉野石膏株式会社制造、体积平均粒径：50μm)30份及表1所示的数均粒径的非晶态二氧化硅0.3份装入搅拌混合器(产品编号“MX-X107”、Panasonic公司制造)中，进行混合及粉碎60秒，准备好着色剂组合物。

将成为原材料粉末的α半水石膏100份、固化调节剂(柠檬酸钠)0.1份和所制造的着色剂组合物0.3份装入塑料袋中，充分振动3分钟以混合内容物，从而制作着色石膏粉体，通过下述方法评价着色性。另外，将在得到的着色石膏粉体中添加拌合水24份进行混合而得到的浆料流入模具框架(直径50mm×10mm)内并使其固化，由此制作着色石膏固化物，通过下述方法评价着色性和色斑。

(评价)

[着色性]

使用色差计(商品名“Color Meter ZE2000”、日本电色工业株式会社制造)，测定所制造的着色石膏粉体及着色石膏固化物的CIE LAB(L*a*b*)色度体系中的“-b值”而设为着色性的评价基准。将结果示于表1。

[色斑]

目测观察所制造的着色石膏固化物，依据以下所示的基准来评价色斑。将结果示于表1。需要说明的是，如果着色剂组合物发生聚集，则该部位局部浓浓地着色，因此容易通过目测进行判断。

◎：着色剂组合物发生聚集的部位的面积为着色石膏固化物整个表面的5％以内。

○：着色剂组合物发生聚集的部位的面积超过着色石膏固化物整个表面的5％且为20％以内。

△：着色剂组合物发生聚集的部位的面积超过着色石膏固化物整个表面的20％且为50％以内。

×：着色剂组合物发生聚集的部位的面积超过石膏固化物整个表面的50％。

表1

如表1所示可知，非晶态二氧化硅的数均粒径越小，得到的着色石膏粉体及着色石膏固化物的着色性越能提高，并且可改善着色石膏固化物的色斑。

(2)关于非晶态二氧化硅的配混量

(实施例2-1～2-6及比较例1)

将颜料(群青)1份、作为基材的β半水石膏(吉野石膏株式会社制造、体积平均粒径：50μm)30份及表2所示的配混量的非晶态二氧化硅(数均粒径：30nm)装入搅拌混合器(产品编号“MX-X107”、Panasonic公司制造)中，进行混合及粉碎60秒，准备好着色剂组合物。另外，与前述的“实施例1-1～1-5”的情况同样操作，制作着色石膏粉体及着色石膏固化物，并且评价着色性及色斑。将结果示于表2。

表2

如表2所示可知，如果非晶态二氧化硅的含量较少，则改善着色性及色斑的效果弱。需要说明的是，如果非晶态二氧化硅的含量较多，则存在虽然改善着色性及色斑的效果充分，但在成本方面变得不利的情况。

(3)关于熟石膏的配混量

(实施例3-1～3-8及比较例2)

将颜料(群青)1份、作为基材的表3所示的配混量的β半水石膏(吉野石膏株式会社制造、体积平均粒径：50μm)及非晶态二氧化硅(数均粒径：30nm)0.3份装入搅拌混合器(产品编号“MX-X107”、Panasonic公司制造)中，进行混合及粉碎60秒，准备好着色剂组合物。另外，与前述的“实施例1-1～1-5”的情况同样操作，制作着色石膏粉体及着色石膏固化物，并且评价着色性及色斑。将结果示于表3。

表3

如表3所示可知，如果β半水石膏的含量较少，则改善着色性及色斑的效果弱。需要说明的是，如果β半水石膏的含量过多，则可知存在容易产生色斑的倾向。

(4)关于熟石膏的体积平均粒径

(实施例4-1～4-7)

将颜料(群青)1份、作为基材的表4所示的体积平均粒径的β半水石膏(吉野石膏株式会社制造)30份及非晶态二氧化硅(数均粒径：30nm)0.3份装入搅拌混合器(产品编号“MX-X107”、Panasonic公司制造)中，进行混合及粉碎60秒，准备好着色剂组合物。另外，与前述的“实施例1-1～1-5”的情况同样操作，制作着色石膏粉体及着色石膏固化物，并且评价着色性及色斑。将结果示于表4。

表4

如表4所示可知，在β半水石膏的体积平均粒径过小时或过大时，存在容易产生色斑的倾向。

(5)关于基材(熟石膏)的种类

(实施例5-1～5-3及比较例3～5)

将颜料(群青)1份、表5所示的种类的基材30份及非晶态二氧化硅(数均粒径：30nm)0.3份装入搅拌混合器(产品编号“MX-X107”、Panasonic公司制造)中，进行混合及粉碎60秒，准备好着色剂组合物。需要说明的是，α半水石膏、β半水石膏及III型无水石膏均使用吉野石膏株式会社制造的产品(体积平均粒径：50μm)。另外，与前述的“实施例1-1～1-5”的情况同样操作，制作着色石膏粉体及着色石膏固化物，并且评价着色性及色斑。将结果示于表5。

表5

如表5所示可知，通过使用熟石膏即α半水石膏、β半水石膏及III型无水石膏作为基材，可得到改善着色性及色斑的效果。需要说明的是，作为基材，在使用α半水石膏及β半水石膏的情况下，与使用III型无水石膏的情况相比，可知可得到更优异的改善着色性及色斑的效果。

(6)关于混合方法

(实施例6-1及6-2)

将颜料(群青)1份、表6所示的种类的基材30份及非晶态二氧化硅(数均粒径：30nm)0.3份装入搅拌混合器(产品编号“MX-X107”、Panasonic公司制造)中，进行混合及粉碎60秒，准备好着色剂组合物。另外，与前述的“实施例1-1～1-5”的情况同样操作，制作着色石膏粉体及着色石膏固化物，并且评价着色性及色斑。将结果示于表6。

(实施例6-3及6-4)

将颜料(群青)1份、表6所示的种类的基材30份及非晶态二氧化硅(数均粒径：30nm)0.3份装入塑料袋中，充分振动60秒以混合内容物，准备好着色剂组合物。另外，与前述的“实施例1-1～1-5”的情况同样操作，制作着色石膏粉体及着色石膏固化物，并且评价着色性及色斑。将结果示于表6。

(比较例6及7)

将颜料(群青)1份及表6所示的种类的基材30份装入塑料袋中，充分振动60秒以混合内容物，准备好着色剂组合物。另外，与前述的“实施例1-1～1-5”的情况同样操作，制作着色石膏粉体及着色石膏固化物，并且评价着色性及色斑。将结果示于表6。

表6

*1：使用搅拌混合器(在混合的同时进行粉碎)

*2：使用塑料袋(仅进行混合)

如表6所示，通过不仅将颜料、基材(熟石膏)及非晶态二氧化硅简单地混合，而且在混合的同时进行粉碎(即共粉碎)，可知改善着色性及色斑的效果进一步提高。

(7)关于石膏(被着色物)的种类

(实施例7-1～7-5及8-1～8-5)

将颜料(群青)1份、表7及表8所示的种类的基材(吉野石膏株式会社制造、体积平均粒径：50μm)30份及非晶态二氧化硅(数均粒径：30nm)0.3份装入搅拌混合器(产品编号“MX-X107”、Panasonic公司制造)中，进行混合及粉碎60秒，准备好着色剂组合物。另外，使用表7及表8所示的种类的石膏(被着色物)作为原材料粉末的石膏(被着色物)，除此以外，与前述的“实施例1-1～1-5”的情况同样操作，制作着色石膏粉体及着色石膏固化物，并且评价着色性及色斑。将结果示于表7及表8。其中，在使用二水石膏及II型无水石膏作为石膏(被着色物)时，未制作着色石膏固化物，也未进行色斑的评价。需要说明的是，二水石膏及II型无水石膏均使用吉野石膏株式会社制造的产品。

表7

表8

如表7及表8所示可知，不管是使用哪种石膏作为被着色物的情况，都可得到优异的改善着色性及色斑的效果。

产业上的可利用性

如果使用本发明的着色剂组合物，则可以简易地制造进行了均匀着色而不产生色斑的牙模模型或工业模型等石膏固化物；液态、半液态及粉体状的石膏制品。

Claims (8)

1.一种着色剂组合物，其是含有颜料、熟石膏和非晶态二氧化硅的粉体，是添加在包含构成石膏制品的石膏的原材料粉末中用于使所述石膏制品着色，

其中，所述非晶态二氧化硅的数均粒径为5nm～40nm。

2.根据权利要求1所述的着色剂组合物，其中，所述非晶态二氧化硅相对于1质量份所述颜料的含量为0.01质量份～1质量份。

3.根据权利要求1所述的着色剂组合物，其中，所述熟石膏相对于1质量份所述颜料的含量为1质量份～100质量份。

4.根据权利要求1所述的着色剂组合物，其中，所述熟石膏为选自由α半水石膏、β半水石膏及III型无水石膏组成的组中的至少一种。

5.一种着色剂组合物的制造方法，其是权利要求1～4中的任一项所述的着色剂组合物的制造方法，具备将颜料、熟石膏及非晶态二氧化硅混合而得到混合粉体的第1工序。

6.根据权利要求5所述的着色剂组合物的制造方法，其中，在所述第1工序中，在将所述颜料、所述熟石膏及所述非晶态二氧化硅混合的同时进行粉碎。

7.根据权利要求5所述的着色剂组合物的制造方法，其中，还具备将所述混合粉体粉碎的第2工序。

8.根据权利要求5～7中的任一项所述的着色剂组合物的制造方法，其中，所述熟石膏的体积平均粒径为20μm～200μm。