JP2002080749A - 膜被覆粉体、塗料組成物および塗布物 - Google Patents
膜被覆粉体、塗料組成物および塗布物Info
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Abstract
色変化を示すカラーシフト効果を有し、有利な適用特性
を有し、彩色可能性の範囲を拡大する膜被覆粉体、塗料
組成物および塗布物を提供する。 【解決手段】 基体粒子の表面に被覆膜を有する膜被覆
粉体において、該膜被覆粉体の垂直反射を測定した場合
の反射スペクトルにおける380〜780nm間の40
0nmの幅〈波長規定幅L〉と縦軸反射の高さ(反射率
規定幅R)を5対2で表示した場合に、ピークの高さ
(H)と半値幅(W)との比(H/W)が0.5〜5の
範囲である分光光度特性を有することを特徴とする。
Description
組成物および塗布物に関するものであり、詳細には、美
しい光彩を有し、カラーシフト(見る角度による色の変
化)を示すことが可能な自動車塗装用、一般塗装用、カ
ラーペイント塗装用、カラーインキ、トナー等用塗料組
成物およびその塗布物に関するものである。
とにより、その粉体の性質を改善したり、その性質に多
様性を与えることが知られ、特異な性質を備えた粉体を
求める要望が増大している。特に金属粉体または金属化
合物粉体だけが備える性質の他に別の性質を合わせ持
ち、複合した機能を有する粉体が求められている。これ
らの粉体を製造するには、基体粒子の上に均一な厚さの
金属酸化物膜等を複数層設けることが考えられた。
子上に金属膜を形成し、その膜の反射効果により、粉体
を白色化する方法(特開平3−271376号公報、特
開平3−274278号公報)、金属アルコキシド溶液
中に基体粒子を分散し、金属アルコキシドを加水分解す
ることにより、基体粒子の表面に均一な0.01〜20
μmの厚みの金属酸化物膜を形成し、前記基体を構成す
る金属とは異種の金属を成分とする金属酸化物膜を有す
る粉体を生成させる方法を発明した(特開平6−228
604号公報)。
を複数層設けた粉体は、各層の膜厚を調整することによ
り特別の機能を付与することができるものであって、例
えば基体粒子の表面に、屈折率の異なる被覆膜を入射光
の4分の1波長に相当する厚さずつ設けるようにする
と、入射光を全て反射する粉体が得られる。これを磁性
体を基体粒子とするものに適用すると、光を反射して白
色のトナー用粉体を製造することができ、更にこの粉体
の表面の前記光干渉性多層膜を構成する各単位被覆層が
特定の同一波長の干渉反射ピークを有するように、膜厚
を設定すると、染料や顔料を用いずとも、単色の粉体に
することができることを示した。
よる製膜方法は、溶媒として、引火性の高い有機系のも
のを使用し、原料として、高価な金属アルコキシドを使
用しなければならない。引火性の高い有機溶媒を用いる
ためには、製造施設を防爆設備としたり、温度、湿度の
管理が厳しく、それを用いて製造した製品の価格も総合
的に当然高価なものとなる。これに対して本発明者らは
種々検討の結果、製膜反応溶媒として、pH一定条件の
水系溶媒を用いると同時に、膜被覆反応を超音波分散条
件下で行うことにより、基体として磁性体を用いた場合
でも、膜被覆粉体同志が凝集したりすることがなく、好
ましい膜厚制御ができる膜被覆粉体を製造することを可
能とすることを見出した(特開2000−128544
号公報)。
美しい光彩を有し、カラーシフト、すなわち、見る角度
による色が変化する光学効果を示し、角度依存性の色及
び明度効果を引き起こす(ラスター効果ともいう)顔料
が、工業の多くの分野で、例えば自動車被覆、装飾被
覆、プラスチック顔料着色、塗料、印刷インキ等の要望
が増大している。
ば紙幣、小切手、小切手カード、クレジットカード、収
入印紙、切手、鉄道及び航空券、テレホンカード、宝く
じ券、ギフト券、渡航及び身分証明書の作成のために益
々重要になりつつある。例えば前記カラーシフト効果顔
料を用いて作製した印刷インキでの印刷物と、通常の印
刷インキでの印刷物とは、肉眼によって確実に識別で
き、識別することを容易にさせる。特に、2又はそれ以
上の強力な干渉色の間の角度依存性色変化、従って人目
を惹く色転変を示すカラーシフト効果を有する顔料が重
要である。
顔料の技術としては、物理的蒸着法によって製造(米国
特許(US−A)第3438796号明細書及び第51
35812号明細書)されるか、又は揮発性前駆体の気
相分解を用いる金属小板状物の被覆によって製造(CV
D=Chemical Vapor Deposition)されるか、又は金属
小板状物の湿式化学被覆によって製造される。
板状物をベースとするゴニオクロマチックラスター顔料
は、西ドイツ国特許(DE−A)第19618569号
明細書、欧州特許(EP−A)第753545号明細書
及び更に以前の西ドイツ国特許出願第1980865
7.1号明細書に各々記載されている。、基体(substr
ate)物質及び/又は塗布被覆の型において、従来の技
術のラスター顔料とは異なっているラスター顔料とし
て、還元雰囲気中で加熱され、A)屈折率n≦1.8を
有する無色被覆、B)屈折率n≧2.0を有する無色被
覆を有する少なくとも1層のパケットから成る、二酸化
チタンが被覆された珪酸塩小板状物をベースとする新規
のゴニオクロマチックラスター顔料(Goniochromaticla
ster pigments)が開示されている(ドイツ連邦共和国
、BASF アクチェンゲゼルシャフトの特許公報、
特開2000−44834号)。
開2000−44834号公報記載のラスター顔料は帯
緑青色から紫の角度依存性の色転変を示すのみであり、
他の赤や黄色などの鮮やかな色に変化する顔料について
は十分な開示がないのが現状である。本発明者らは、上
記の独自の技術を基に、強力な干渉色の間の角度依存性
色変化を有し、鮮やかなカラーシフト(色転変)効果を
有する膜被覆粉体を用いた塗料組成物および塗布物を得
る技術を確立することを試みた。従って、本発明の目的
は、明度が高く、強力な干渉色の間の角度依存性色変化
を示すカラーシフト効果を有し、有利な適用特性を有
し、彩色可能性の範囲を拡大する膜被覆粉体、塗料組成
物および塗布物を提供することにある。
の結果、従来よりも被覆膜数を多くし、少なくとも2層
以上の多層膜被覆粉体とし、膜設計において、反射スペ
クトルの極大値の波長での反射率を大きくし、該極大値
を有する反射ピークの波長幅を小さくすることにより、
明度および彩度が向上した、鮮やかなカラーシフト(色
転変)効果を有する膜被覆粉体が得られ、上記目的を達
成できることを見出し、本発明に到達した。
物および塗布物は、下記の通りである。 (1)基体粒子の表面に被覆膜を有する膜被覆粉体にお
いて、該膜被覆粉体の垂直反射を測定した場合の反射ス
ペクトルにおける380〜780nm間の400nmの
幅〈波長規定幅L〉と縦軸反射の高さ(反射率規定幅
R)を5対2で表示した場合に、ピークの高さ(H)と
半値幅(W)との比(H/W)が0.5〜5の範囲であ
る分光光度特性を有することを特徴とする膜被覆粉体。 (2)前記被覆膜が2層以上であることを特徴とする前
記(1)に記載の膜被覆粉体。 (3)前記(1)に記載の膜被覆粉体を含有することを
特徴とする塗料組成物。 (4)前記(3)に記載の塗料組成物を塗布したことを
特徴とする塗布物。
布物は製膜反応の際に、以下の操作および作用により、
被膜にならない固相の析出が抑えられ、基体粒子の表面
に均一な厚さの被膜を、所望の厚さで形成することがで
きると推測する。反応溶媒として、緩衡溶液を用い、
ある一定のpHとすることにより、酸またはアルカリの
影響が和らげられ、基体表面の侵食が防止される;超
音波分散により、基体粒子、特にマグネタイト粉等の磁
性体の分散性を良くするばかりでなく、皮膜成分の拡散
性を良くし、更に、皮膜同志の付着を防止し、被覆製膜
された基体粒子の分散性をも良好にする;適当な反応
の速さで被膜成分を析出させ、被膜にならない固相の析
出を抑制する。上記の総合的作用により、膜被覆粉体の
表面の電荷を一定に維持することができ、電気2重層の
働きにより、膜被覆粉体の凝集がなく、分散粒子が得ら
れる。電気2重層の働きを生かすためにpHは、基体の
物質と製膜反応により液中で形成される金属化合物の種
類の組み合わせにより異なり、また、両者の等電点を避
けることが好ましい。
料を用いるにも係わらず、基体として磁性体を用いた場
合でも膜被覆粉体同志が凝集したり固着することがな
く、好ましい膜厚制御ができる膜被覆粉体を容易に製造
することを可能とすることができた。また、基体粒子の
特性(例えば、磁気特性)を高レベルに保持した機能性
粉体を提供することが可能となった。更に、水を溶媒と
して用いることにより、アルコキシド法に比べ安価な製
造コストで製膜できるという効果が得られる。
成物および塗布物は、独自の技術を基にし、膜数を好ま
しくは2層以上として膜厚を厚くすることによつて、反
射スペクトルにおけるピークでの反射率を大きくして、
ピークの高さ(H)と半値幅(W)との比(H/W)が
上記の特定の範囲である分光光度特性を保持させること
により、強力な干渉色の間の角度依存性色変化を有し、
美しい光彩を有し、鮮やかなカラーシフト(色転変)効
果を有し、明度が高く、有利な適用特性を有し、赤〜青
〜紫色の角度依存性の色転変を示し、彩色可能性の範囲
を拡大することを可能とした。
(H/W)については、上記のように膜被覆粉体の垂直
反射を測定した場合の反射スペクトルにおける380〜
780nm間の400nmの幅〈波長規定幅L〉と縦軸
反射の高さ(反射率規定幅R)を5対2で表示した場合
に、ピークの高さ(H)と半値幅(W)との比(H/
W)が0.5〜5の範囲である分光光度特性を保持させ
ることが必要であり、好ましくは1/1.5〜1/0.
3の範囲であり、より好ましくは1〜2の範囲である。
比(H/W)が0.5未満では反射される色の幅が広く
なり、鮮やかな色とならず、また、比(H/W)が5以
上に大きくするには被覆する膜数を非常に多くする必要
があり、基体粒子の物性を損なったり、製造コストの問
題が生じる。
で、例えば自動車被覆、装飾被覆、プラスチック顔料着
色、塗料、印刷インキ等において有用なものである。ま
た、このような本発明の膜被覆粉体、塗料組成物および
塗布物は、偽造防止秘密文書、例えば紙幣、小切手、小
切手カード、クレジットカード、収入印紙、切手、鉄道
及び航空券、テレホンカード、宝くじ券、ギフト券、渡
航及び身分証明書の作成のために益々重要になりつつあ
る。これらの優れた機能を有すると共に、基体として磁
性体、導電体または誘電体を活用すると、電場、磁場な
どの外部要因により反応することにより移動力、回転、
運動、発熱などの付加的な作用を発する機能をもち、例
えば、基体として磁性体を適用すると、磁性を損なわず
にカラー磁性トナーやカラー磁性インキの顔料としても
適用可能である。
組成物および塗布物について詳細に説明する。本発明の
膜被覆粉体、塗料組成物および塗布物は、基体粒子の表
面上に前述の膜被覆粉体の垂直反射を測定した場合の反
射スペクトルにおける380〜780nm間の400n
mの幅〈波長規定幅L〉と縦軸反射の高さ(反射率規定
幅R)を5対2で表示した場合に、ピークの高さ(H)
と半値幅(W)との比(H/W)が0.5〜5の範囲で
ある分光光度特性を有する多層膜被覆粉体を含有するも
のである。該低屈折率の光透過性の被覆膜として、金属
塩等の反応により、金属水酸化物膜あるいは金属酸化物
膜等を複数層とする場合において、前記被覆膜(基体粒
子を被覆し、光干渉に関与する膜の層)の各層の厚さを
調整することにより特別の機能を与えることができる。
例えば、基体粒子の表面に、屈折率の異なる交互被覆膜
を、次の式(1)を満たすように、被膜を形成する物質
の屈折率nと可視光の波長の4分の1の整数m倍に相当
する厚さdを有する交互膜を適当な厚さと膜数設ける
と、特定の波長λの光(フレネルの干渉反射を利用した
もの)が反射または吸収される。
標とする可視光の波長に対し、式(1)を満たすような
膜の厚みと屈折率を有する被膜を製膜し、さらにその上
に屈折率の異なる膜を被覆することを1度あるいはそれ
以上交互に繰り返すことにより可視光域に反射ピークを
有する膜が形成される。このとき製膜する物質の順序は
次のように決める。まず核となる基体の屈折率が高いと
きには第1層目が屈折率の低い膜、逆の関係の場合には
第1層目が屈折率の高い膜とすることが好ましい。
厚の変化を分光光度計などで反射波形として測定、制御
するが、反射波形が最終的に必要な波形になるように各
層の膜厚を設計する。例えば、多層膜を構成する各単位
被膜の反射波形のピーク位置を特定の波長に精密に合わ
せると、染料や顔料を用いずとも青、緑、黄色などのの
単色の着色粉体とすることができる。
形状、膜物質および基体粒子物質の相互の界面での位相
ずれ及び屈折率の波長依存性によるピークシフトなどを
考慮して設計する必要がある。例えば、基体粒子の形状
が平行平板状である場合には、粒子平面に形成される平
行膜によるフレネル干渉は上記式(1)のnを次の式
(2)のNに置き換えた条件で設計する。特に、基体の
形状が平行平板状である場合でも金属膜が含まれる場合
には、式(2)の金属の屈折率Nに減衰係数κが含まれ
る。なお、透明酸化物(誘電体)の場合にはκは非常に
小さく無視できる。
基体物質の相互の界面での位相ずれが大きくなり、さら
に多層膜のすべての層に位相ずれによる干渉最適膜厚に
影響を及ぼす。
もピーク位置がずれるため、特にシアン色系に着色する
際に色が淡くなる。これを防ぐためには、すべての膜に
対する位相ずれの影響を加味し、コンピューターシミュ
レーションであらかじめ膜厚の組合せが最適になるよう
に設計する。さらに、基体表面にある酸化物層のための
位相ずれや、屈折率の波長依存性によるピークシフトが
ある。これらを補正するためには、分光光度計などで、
反射ピークが最終目的膜数で目標波長になるよう最適の
条件を見出すことが必要である。
は平板と同様に起こり、基本的にはフレネルの干渉原理
に従う。したがって、着色方法も特定の色系に設計する
ことができる。ただし曲面の場合には、粉体に入射し反
射された光が複雑に干渉を起こす。これらの干渉波形は
膜数が少ない場合には平板とほぼ同じである。しかし、
総数が増えると多層膜内部での干渉がより複雑になる。
多層膜の場合もフレネル干渉に基づいて、反射分光曲線
をコンピューターシミュレーションであらかじめ膜厚の
組合せが最適になるよう設計することができる。特に基
体粒子表面への被膜形成の場合、基体粒子表面とすべて
の膜に対する位相ずれの影響を加味し、コンピュータシ
ミュレーションであらかじめ膜厚の組合せが最適になる
よう設計する。さらに、基体粒子表面にある酸化物層の
ためのピークシフトや屈折率の波長依存性によるピーク
シフトも加味する。実際のサンプル製造では設計した分
光曲線を参考にし、実際の膜においてこれらを補正する
ために、分光光度計などで反射ピークが最終目的膜数で
目標波長になるよう膜厚を変えながら最適の条件を見出
さねばならない。
いは膜を用いる場合についても、金属面減衰係数の大き
い物質表面での反射光が楕円偏光する等、位相ずれが起
こり、この干渉が核粒子と多層膜それぞれの粒子相互の
位相に影響を及ぼすため、それぞれを最適化し、目標波
形を得ることは非常に複雑であり、最適干渉反射波形を
得るために、前記のように核粒子および多層膜各膜の物
質の光学物性値を求め、それを基にコンピュータシミュ
レーションであらかじめ目標波形が得られる膜厚および
膜の組合せを求めておかなければならない。
よる干渉が起こり、球状粉体の干渉多層膜の条件を参考
にし基本的な膜設計を行う。上記の多層膜を構成する各
単位被膜のピーク位置は各層の膜厚により調整すること
ができ、膜厚は基体粒子の表面に金属酸化物等の固相成
分を形成させる被覆形成条件中、原料組成、固相析出速
度および基体量などを制御することにより、精度良く膜
厚を制御でき、均一な厚さの被膜を形成することがで
き、所望の色系に着色することができる。以上のよう
に、反射ピークや吸収ボトムが最終目的膜数で目標波長
になるよう膜形成溶液などの製膜条件を変えながら最適
の条件を見出すことにより、特定の色系の粉体を得るこ
とができる。また、多層膜を構成する物質の組合せおよ
び各単位被膜の膜厚を制御することにより多層膜干渉に
よる発色を調整することができる。これにより、染料や
顔料を用いなくても粉体を所望の色系に鮮やかに着色す
ることができる。
鋭い反射ピーク波長およびピークの数を最適化すること
が必要であり、各層の膜厚制御の最適化を行う。特に反
射ピークが可視域外から、見る角度を変えることによ
り、可視域内に現れる場合、あるいは逆に、見る角度を
変えることにより、可視域の反射ピークが現れる場合、
鋭い反射ピークであれば、わずかに見る角度が変わるこ
とにより、色も同時に変化させることができ、有効であ
る。
布物において、その金属酸化物膜等を形成させる対照と
なる基体粒子は、特に限定されず、金属を含む無機物で
も、有機物でもよく磁性体、誘電体、導電体および絶縁
体等でもよい。基体が金属の場合、鉄、ニッケル、クロ
ム、チタン、アルミニウム等、どのような金属でもよい
が、その磁性を利用するものにおいては、鉄等磁性を帯
びるものが好ましい。これらの金属は合金でも良く、前
記の磁性を有するものであるときには、強磁性合金を使
用することが好ましい。また、その粉体の基体が金属化
合物の場合には、その代表的なものとして前記した金属
の酸化物が挙げられるが、例えば、鉄、ニッケル、クロ
ム、チタン、アルミニウム、ケイ素等の外、カルシウ
ム、マグネシウム、バリウム等の酸化物、あるいはこれ
らの複合酸化物でも良い。さらに、金属酸化物以外の金
属化合物としては、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化
物、金属フッ化物、金属炭酸塩、金属燐酸塩などを挙げ
ることができる。
半金属、非金属の化合物、特に酸化物、炭化物、窒化物
であり、シリカ、ガラスビーズ等を使用することができ
る。その他の無機物としてはシラスバルーン(中空ケイ
酸粒子)などの無機中空粒子、微小炭素中空球(クレカ
スフェアー)、電融アルミナバブル、アエロジル、ホワ
イトカーボン、シリカ微小中空球、炭酸カルシウム微小
中空球、炭酸カルシウム、パーライト、タルク、ベント
ナイト、合成雲母、白雲母、など雲母類、カオリン等を
用いることができる。
脂粒子の具体例としては、セルロースパウダー、酢酸セ
ルロースパウダー、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリエ
ステル、メラミン樹脂、ポリウレタン、酢酸ビニル樹
脂、ケイ素樹脂、アクリル酸エステル、メタアクリル酸
エステル、スチレン、エチレン、プロピレン及びこれら
の誘導体の重合または共重合により得られる球状または
破砕の粒子などが挙げられる。特に好ましい樹脂粒子は
アクリル酸またはメタアクリル酸エステルの重合により
得られる球状のアクリル樹脂粒子である。但し、樹脂粒
子を基体とする場合、乾燥における加熱温度は樹脂の融
点以下でなければならない。
多面体等の等方体、直方体、回転楕円体、菱面体、板状
体、針状体(円柱、角柱)などの多面体、さらに粉砕物
のような全く不定形な粉体も使用可能である。これらの
基体は、粒径については特に限定するものでないが、
0.01μm〜数mmの範囲のものが好ましい。また、
基体粒子の比重としては、0.1〜10.5の範囲のも
のが用いられるが、得られた粉体を液体等に分散させて
使用する場合には、流動性、浮遊性の面から0.1〜
5.5が好ましく、より好ましくは0.1〜2.8、更
に、好ましくは0.5〜1.8の範囲である。得られた
粉体を液体等に分散させて使用する場合、基体の比重が
0.1未満では液体中の浮力が大きすぎ、膜を多層ある
いは非常に厚くする必要があり、不経済である。一方、
10.5を超えると、浮遊させるための膜が厚くなり、
同様に不経済である。
体基体粒子を屈折率が互いに異なる複数の被膜層を用
い、各被膜層の屈折率および層厚を適宜選択して被覆す
ることにより、その干渉色により特定の色系に着色しか
つ可視光域以外にも特異的な干渉反射ピークを発現する
粉体とすることができる。前記したように、基体粒子の
表面上に金属塩の反応により金属水酸化物膜あるいは金
属酸化物膜を析出させるが、固相析出反応の溶媒とし
て、緩衡溶液を用い、ある一定のpHで適当な速さで析
出させる。
金属は、鉄、ニッケル、クロム、チタン、亜鉛、アルミ
ニウム、カドミウム、ジルコニウム、ケイ素、錫、鉛、
リチウム、インジウム、ネオジウム、ビスマス、セリウ
ム、アンチモン等の他、カルシウム、マグネシウム、バ
リウム等が挙げられる。また、これら金属の塩として
は、硫酸、硝酸、塩酸、シュウ酸、炭酸やカルボン酸の
塩が挙げられる。さらにまた、前記金属のキレート錯体
も含まれる。本発明において使用される金属塩の種類
は、その基体の表面に付与しようとする性質や製造に際
して適用する手段に応じてそれに適するものが選択され
る。
成し、屈折率の異なる膜を積層させて着色するため、前
記のような金属とその塩が挙げられているが、干渉によ
る着色だけでは反射及び吸収スペクトルの波形が所望の
色にならない場合は、次のような金属コバルト、イット
リウム、硫黄、ユーロピウム、ディスプロシウム、アン
チモン、サマリウム、銅、銀、金、白金、ロジウム、イ
リジウム、タングステン、鉄、マンガン等の金属の硫
酸、硝酸、塩酸、シュウ酸、炭酸、カルボン酸の塩類が
挙げられる。さらに前記金属のキレート錯体も含まれ
る。これらの金属の膜中の含有率は10ppm〜15
%、好ましくは10ppm〜15%、さらに望ましくは
50ppm〜5%である。これらの金属の含有率が小さ
いときには、着色が不十分となり、多すぎると着色が強
すぎて暗い色となり本発明の目標である明るい色の粉体
が得られないという不都合が生じる。
は、複数層形成してもよく、またそれらの金属酸化物等
の膜の上に、必要により金属アルコキシドの加水分解に
よる金属酸化物等、また他の製膜方法による膜を形成す
ることもできる。このようにして、基体粒子の上に多層
の膜を形成することができ、しかもその際、各層の厚さ
が所定の厚さをもつように形成条件を設定することによ
り、目的とする特性を得ることができるようにすること
ができ、また簡単な操作でかつ安価な原料である金属塩
を用いて金属酸化物等の膜を多層に形成することができ
る。特に、高価な金属アルコキシドを原料とすることな
く、多重層膜被覆粉体とすることができる点は重要な利
点である。
を製造する方法では、多層被覆膜を連続した工程として
製作しても良く、また、各被覆膜を1層ずつ製作、ある
いは単層製作と複層連続製作を組み合わせるなど種々の
方法で製作することができる。本発明に係わる膜被覆粉
体の粒径は、特に限定されず、目的に応じて適宜調整す
ることができるが、通常は0.1μm〜数mmが好まし
く、より好ましくは0.1μm〜30μmの範囲であ
る。
範囲は、膜物質および基体となる粒子の大きさによって
異なる。膜物質が金属あるいは不透明金属酸化物、金属
硫化物など吸収係数の大きい物質の場合には、基体粒子
が0.1μm〜1μmではμm〜0.5μm、基体粒子
が1μm〜10μmでは0.001μm〜0.7μm、
基体粒子が10μm以上では0.001μm〜1.0μ
mであることが好ましい。膜物質が透明酸化物等のよう
に吸収係数が小さい場合には、基体粒子が0.1μm〜
1μmでは0.01μm〜1.5μm、基体粒子が1μ
m〜10μmでは0.01μm〜3.0μm、基体粒子
が10μm以上では0.01μm〜5.0μmであるこ
とが好ましい。また、上記本発明の膜被覆粉体の総膜厚
の好ましい厚さ範囲も、基体となる粒子の大きさによっ
て異なる。基体粒子が0.1μm〜1μmでは0.1μ
m〜5μm、基体粒子が1μm〜10μmでは0.1μ
m〜8μm、基体粒子が10μm以上では0.1μm〜
20μmであることが好ましい。
ように、その製造方法における製膜反応の際に、特に水
系溶媒中で製膜反応させる場合、製膜反応溶媒としてp
H一定条件の水系溶媒を用い、同時に膜被覆反応を超音
波分散条件下で、基体の表面への被膜形成反応により形
成される。本願発明では製膜反応を一定にするために、
水系溶媒に緩衝剤を添加し緩衝溶液とするかあるいはあ
らかじめ用意された緩衝溶液が用いられる。また製膜反
応の際には緩衝溶液以外の膜原料を添加し製膜する。製
膜原料添加により製膜を行う際に、pHが大きく変動す
る場合には、これを防ぐため、緩衝溶液を追加すること
が望ましい。本発明で言うところのpH一定とは、pH
が所定のpHの±2以内、好ましくは±1以内、より好
ましくは±0.5以内を言う。
されないが、まず基体粒子が十分に分散できることが重
要であり、同時に基体の表面に析出した金属水酸化物あ
るいは金属酸化物の膜被覆粉体も電気2重層の働きで分
散でき、かつ上記の緩やかな滴下反応により緻密な被膜
が製膜できる条件を満足するように選択する必要があ
る。従って、本発明の膜被覆粉体の製造法は従来の金属
塩溶液の反応による中和や等電点による析出、または加
熱により分解して析出させる方法とは異なるものであ
る。
音波発振装置が使用でき、例えば、超音波洗浄機の水槽
を利用することができ、特に限定されない。しかし本発
明の超音波分散の条件としては、発振装置の大きさ、反
応容器の形状および大きさ、反応溶液の量、体積、基体
粒子の量等によって変化してくるので、それぞれの場合
において、適切な条件を選択すればよい。本発明に使用
される緩衡溶液としては、析出させる固相成分に依存
し、特に限定されないが、Tris系、ホウ酸系、グリ
シン系、コハク酸系、乳酸系、酢酸系、酒石酸系、塩酸
系等が挙げられる。
応させる場合、高屈折率の金属酸化物と低屈折率の金属
酸化物の交互多層膜を形成する方法について具体的に説
明する。まず、酸化チタンあるいは酸化ジルコニウムな
どの被膜を形成する場合、酢酸/酢酸ナトリウム系等の
緩衡溶液中に基体粒子を浸漬し超音波発振により分散
し、チタンあるいはジルコニウムなどの金属塩である硫
酸チタン、硫酸ジルコニウム等を原料とし、これら金属
塩の水溶液を反応系に緩やかに滴下し、生成する金属水
酸化物あるいは金属酸化物を基体粒子のまわりに析出さ
せることにより行うことができる。この滴下反応の間、
pHは上記緩衡溶液のpH(5.4)に保持される。反
応終了後、この粉体を固液分離し、洗浄・乾燥後、熱処
理を施す。乾燥手段としては真空乾燥、自然乾燥のいず
れでもよい。また、不活性雰囲気中で噴霧乾燥機などの
装置を用いることも可能である。なお、この被覆される
膜が酸化チタンである場合には、酸化チタンの形成は下
記の反応式で示される。
ットル〜180g/リットルが好ましく、より好ましく
は10g/リットル〜160g/リットルである。5g
/リットル未満では製膜に時間がかかりすぎ、また粉体
処理量が減り、不経済であり、180g/リットルを超
えて高くなると希釈液が添加中に加水分解を起こし製膜
成分にならず、共に不適である。
ニウムなどの被膜を形成する場合、KCl/H3BO3系
等にNaOHを加えた緩衡溶液中に上記のチタニアコー
ト粒子を浸漬し分散し、ケイ素あるいはアルミニウムな
どの金属塩であるケイ酸ナトリウム、塩化アルミニウム
等を原料とし、これら金属塩の水溶液を反応系に緩やか
に滴下し、生成する金属水酸化物あるいは金属酸化物を
基体粒子のまわりに析出させることにより行うことがで
きる。この滴下反応の間、pHは上記緩衡溶液のpH
(9.0)に保持される。反応終了後、この粉体を固液
分離し、洗浄・乾燥後、熱処理を施す。この操作によ
り、基体粒子の表面に屈折率の異なる2層の、金属酸化
物膜を形成する操作を繰り返すことにより、多層の金属
酸化物膜をその表面上に有する粉体が得られる。なお、
この被覆される膜が二酸化ケイ素である場合には、二酸
化ケイ素の形成は下記の反応式で示される。
Na++2OH-
いて説明する。製膜方法としては、PVD法、CVD法
あるいはスプレードライ法等の気相蒸着法により、基体
粒子の表面に直接、蒸着する方法が可能である。しかし
ながら、本発明者らが先に提案した前記特開平6−22
8604号公報、特開平7−90310号公報あるいは
国際公開WO96/28269号公報に記載されている
金属アルコキシド法や、特開平11−131102号公
報に記載の水系法が好ましい。この場合、線成長速度は
固相析出速度よりも高くして、非晶質の均一膜が形成さ
れるように反応条件を調整する。
ではないが、好ましくは樹脂である。樹脂の具体例とし
ては、セルロース、酢酸セルロース、ポリアミド、エポ
キシ樹脂、ポリエステル、メラミン樹脂、ポリウレタ
ン、酢酸ビニル樹脂、ケイ素樹脂、アクリル酸エステ
ル、メタアクリル酸エステル、スチレン、エチレン、プ
ロピレン及びこれらの誘導体の重合体または共重合体な
どが挙げられる。 (1)有機物膜(樹脂膜)を形成する場合、 a.液相中、基体粒子を分散させて乳化重合させること
により、その粒子の上に樹脂膜を形成させる方法(液相
中での重合法)や、b.気相中での製膜法(CVD)
(PVD)等が採られる。
体として、基体粒子上に多層膜を有するものを製造する
場合の例を以下に示す。例えば、前記の基体粒子が高屈
折率の物質からなるものであれば、その上に低屈折率の
光透過性膜を設け、さらにその上に高屈折率の粒子構成
膜、またさらに、その上に低屈折率の光透過性膜と、順
次交互に設ける。また、基体粒子が低屈折率のものなら
ば、その上に高屈折率の粒子構成膜、さらにその上に低
屈折率の光透過性膜、またさらにその上に、高屈折率の
粒子構成膜と、順次設ける。
的原料、特に金属塩について説明する。高屈折率の膜を
製膜するのに使用する原料としては、酸化チタン膜用に
は、チタンのハロゲン化物、硫酸塩等、酸化ジルコニウ
ム膜用には、ジルコニウムのハロゲン化物、硫酸塩、カ
ルボン酸塩、シュウ酸塩、キレート錯体等、酸化セリウ
ム膜用には、セリウムのハロゲン化物、硫酸塩、カルボ
ン酸塩、シュウ酸塩等、酸化ビスマス膜用には、ビスマ
スのハロゲン化物、硝酸塩、カルボン酸塩等、酸化イン
ジウム膜用には、インジウムのハロゲン化物、硫酸塩等
が好ましい。また、低屈折率の膜を製膜するのに使用す
る原料としては、酸化ケイ素膜用には、ケイ酸ソーダ、
水ガラス、ケイ素のハロゲン化物、アルキルシリケート
等の有機ケイ素化合物とその重合体等、酸化アルミニウ
ム膜用には、アルミニウムのハロゲン化物、硫酸塩、キ
レート錯体等、酸化マグネシウム膜用には、マグネシウ
ムの硫酸塩、ハロゲン化物等が好ましい。また、例えば
酸化チタン膜の場合には、塩化チタンに硫酸チタンを混
合すると、より低温で屈折率の高いルチル型の酸化チタ
ン膜になる等の効果がある。
類に適した温度に管理して被覆することにより、より完
全な酸化物膜を製作することができる。水系溶媒中での
基体の表面への被膜形成反応(固相析出反応)が遅すぎ
る場合には、反応系を加熱して固相析出反応を促進する
こともできる。但し、加熱の熱処理が過剰であると、該
反応速度が速すぎて、過飽和な固相が膜にならず、水溶
液中に析出し、ゲルあるいは微粒子を形成し、膜厚制御
が困難になる。
洗浄を繰り返して、電解質を除去した後、乾燥・焼成等
の熱処理を施し、固相中に含まれた水を除去して、完全
に酸化物膜とすることが好ましい。また、製膜後の粉体
を回転式チューブ炉などで熱処理することにより、固着
を防ぐことができ、分散された粒子を得ることができ
る。水酸化物膜あるいは酸化物膜を形成し、それを熱処
理するには、各層を被覆する毎に熱処理しても良く、ま
た、目的の多層膜を完成後最後に熱処理しても良い。熱
処理条件は反応系により異なるが、上記の熱処理温度と
しては200〜1300℃であり、好ましくは400〜
1100℃である。200℃以下では塩類や水分が残っ
てしまう事あり、1300℃を超えて高くなると、膜と
基体が反応し別の物質となることがあり、共に不適であ
る。熱処理時間としては0.1〜100時間であり、好
ましくは0.5〜50時間である。
料組成物を調製する場合の(1)各特定色系インキある
いは塗料様組成物(流体)および(2)各特定色系トナ
ー、各特定色系乾式インキ様組成物(粉体)のそれぞれ
について説明する。 (1)本発明において特定の色系インキあるいは塗料様
組成物(流体)の媒質(ビヒクル)としては、カラー印
刷用、カラー磁気印刷用、カラー磁気塗料用に用いられ
る、従来公知のワニスを用いることができ、例えば液状
ポリマー、有機溶媒に溶解したポリマーやモノマーなど
を粉体の種類やインキの適用方法、用途に応じて適宜に
選択して使用することができる。
エン、ポリブタジエン等のジエン類、ポリエチレングリ
コール類、ポリアミド類、ポリプロピレン類、ワックス
類あるいはこれらの共重合体編成体等を挙げることがで
きる。有機溶媒に溶解するポリマーとしては、オレフィ
ン系ポリマー類、オリゴエステルアクリレート等のアク
リル系樹脂類、ポリエステル類、ポリアミド類、ポリイ
ソシアネート類、アミノ樹脂類、キシレン樹脂類、ケト
ン樹脂類、ジエン系樹脂類、ロジン変性フェノール樹
脂、ジエン系ゴム類、クロロプレン樹脂類、ワックス類
あるいはこれらの変性体や共重合体などを挙げることが
できる。有機溶媒に溶解するモノマーとしては、スチレ
ン、エチレン、ブタジエン、プロピレンなどを挙げるこ
とができる。有機溶媒としては、エタノール、イソプロ
パノール、ノルマルプロパノール等のアルコール類、ア
セトン等のケトン類、ベンゼン、トルエン、キシレン、
ケロシン、ベンジン炭化水素類、エステル類、エーテル
類あるいはこれらの変性体や共重合体などを挙げること
ができる。
キ、特定色系乾式塗料様組成物(粉体)は、上記特定色
系多層膜被覆粉体を、樹脂とあるいは必要に応じて調色
材とを、スクリュー型押出機、ロールミル、ニーダなど
で直接混練し、ハンマミル、カッターミルで粗粉砕した
あと、ジェットミルなどで微粉砕し、エルボージェット
などで必要な粒度に分級することにより粉体状シアン色
色材組成物を得ることができる。また、乳化重合法や懸
濁重合法などの重合法を用いて、特定色系多層膜被覆粉
体を粉体状特定色系塗料組成物とすることもできる。さ
らに、特定色系多層膜被覆粉体と樹脂、調色剤などの添
加剤および溶剤をコロイドミルや3本ロールで液状化し
インキ塗料などの液状特定色系塗料組成物とすることも
できる。
顔料(展色材)である、例えば、酸化チタン、酸化亜
鉛、酸化錫、酸化珪素、酸化アンチモン、酸化鉛等ある
いはこれらの複合酸化物類、また炭酸カルシウム、炭酸
マグネシウム、炭酸バリウム等の炭酸塩、あるいは硫酸
バリウム、硫酸カルシウムのような硫酸塩類、硫酸亜鉛
のような硫化物あるいは前記酸化物や炭酸塩および硫酸
塩を焼結した複合酸化物、複合含水酸化物類が挙げられ
る。
ー用混色で色再現用に使用する場合の調色材としては、
青色顔料である(有機染料・顔料)アルカリブルーレー
キ、ピーコックレーキ、ピーコックレーキブルー等のレ
ーキ染料およびレーキ顔料、オイルブルー等、オイル染
料顔料、アルコールブルー等のアルコール染料、フタロ
シアニン、銅フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料
等、(無機顔料)ウルトラマリン等の酸化物硫化物複合
顔料、鉄青、ミロリーブルー等の銅系群青紺青顔料類、
コバルトブルー、セルリアンブルー等の酸化コバルト系
複合酸化物類青色顔料、青色系有機染料および顔料およ
び青色無機顔料アルカリブルーレーキ、ピーコックブル
ーレーキ等のレーキ染料、レーキ系顔料無金属フタロシ
アニン、銅フタロシアニン等のフタロシアニン系染顔料
および緑色顔料であるクロームグリーン、ジンクグリ
ーン、酸化クロム、含水クロム(ビリジアン)等のクロ
ム系酸化物および含水酸化物、エメラルドグリーン等の
銅系酸化物、コバルトグリーン等のコバルト系酸化物等
の無機顔料あるいは、ピグメントグリーン、ナフトール
グリーンなどのニトロソ顔料、グリーンゴールド等のア
ゾ系顔料、フタロシアニングリーン、ポリクロム銅フタ
ロシアニン等のフタロシアニン系顔料、マラカイトグリ
ーンレーキ、アシッドグリーンレーキなどのレーキ系、
オイルグリーン等、オイル染料顔料アルコールブルー等
のアルコール染料顔料等有機染顔料が挙げられる。しか
し本発明はこれらのみに限定されるものではない。
黄色、赤紫色などの顔料や染料を用いて調色することが
必要な場合は、これらの顔料を添加することにより最適
の特定色とすることが好ましい。この粉体状特定色系塗
料組成物の場合、(a)上記粉砕法で製造する場合の樹
脂としては、特に限定されるものではないが、ポリアミ
ド、エポキシ樹脂、ポリエステル、メラミン樹脂、ポリ
ウレタン、酢酸ビニル樹脂、ケイ素樹脂、アクリル酸エ
ステル、メタアクリル酸エステル、スチレン、エチレ
ン、ブタジエン、プロピレン及びこれらの誘導体の重合
体または共重合体などが挙げられる。(b)重合法の場
合、エステル、ウレタン、酢酸ビニル、有機ケイ素、ア
クリル酸、メタアクリル酸、スチレン、エチレン、ブタ
ジエン、プロピレン等のうち1種あるいは複数の混合物
から重合を開始させ、重合体あるいはこれらの共重合体
などが形成される。
は上記のように、(1)各特定色系インキあるいは塗料
様組成物(流体)および(2)各特定色系トナー、各特
定色系乾式インキ様組成物(粉体)の形をとる。また、
流体状の場合には、特定色系インキ、塗料等であり、前
記調色材、乾燥の遅い樹脂には固化促進剤、粘度を上げ
るために増粘剤、粘性を下げるための流動化剤、粒子同
志の分散のために分散剤などの成分を含ませることがで
きる。一方、粉体の場合には、(a)粉砕法で粉体を製
造する場合には、前記調色材、乾燥の遅い樹脂には固化
促進剤、混練の際の粘性を下げるためには流動化剤、粒
子同志の分散のためには分散剤、紙等への定着のための
電荷調整剤、ワックスなどの成分を含ませることができ
る。(b)重合法を用いる場合には、前記調色材、重合
開始剤、重合促進剤、粘度を上げるためには増粘剤、粒
子同志の分散のためには分散剤、紙等への定着のための
電荷調整剤、ワックスなどの成分を含ませることができ
る。本発明の各色系塗料組成物中の多層膜被覆粉体は、
単一の粉体ないしは分光特性の異なる複数の粉体の組み
合せにより、湿式および乾式カラー印刷や湿式および乾
式カラー磁気印刷に適用できるほか、3原色の粉体を用
いて、可視光、非可視光(紫外域およびシアン外域)、
蛍光発色および磁気、さらに電気(電場の変化)の6種
の組合せの識別機能を持ち、印刷物の偽造防止用カラー
磁性インキなどセキュリティ機能を必要とする他の用途
に適用することができる。
キあるいは塗料様組成物または各特定色系トナー、各特
定色系乾式インキ様組成物、各特定色系乾式塗料組成物
として、基材に印刷、溶融転写または被塗装体に塗布す
る場合、塗料組成物中の各特定色系多層膜被覆粉体と樹
脂の含有量の関係は、体積比で1:0.5〜1:15で
ある。媒質の含有量が少な過ぎると塗布した膜が被塗装
体に固着しない。また、多過ぎると顔料の色が薄くなり
すぎ良いインキまたは塗料といえない。 また、各色系
インキあるいは塗料組成物中の各色系色材および樹脂を
合わせた量と溶剤の量との関係は、体積比で1:0.5
〜1:10であり、溶剤の量が少な過ぎると塗料の粘度
が高く、均一に塗布できない。また、溶剤の量が多過ぎ
ると塗膜の乾燥に時間を要し塗布作業の能率が極端に低
下する。
体に塗料を塗布した際の塗膜の色の濃度は、被塗装体の
単位面積当たりに載った顔料の量によって決まる。塗料
が乾燥した後の被塗装体上の本発明の各色系多層膜被覆
粉体の量は、均一に塗布した場合の面積密度で1平方メ
ートルあたり0.1〜300gであり、好ましくは0.
1〜100gであれば良好な塗装色が得られる。面積密
度が前記の値より小さければ被塗装体の地の色が現れ、
前記の値より大きくても塗装色の色濃度は変わらないの
で不経済である。すなわち、ある厚さ以上に顔料を被塗
装体上に載せても、塗膜の下側の顔料にまでは光りが届
かない。かかる厚さ以上に塗膜を厚くすることは、塗料
の隠蔽力を越えた厚さであるので塗装の効果がなく不経
済である。ただし、塗膜の磨耗を考慮し、塗膜の厚さが
摩り減るため厚塗りする場合はこの限りではない。また
特定の意匠等を部分的に形成する場合にもこの限りでは
ない。
説明するが、勿論本発明の範囲は、これらによって限定
されるものではない。 〔実施例1〕(カラーシフトの大きい酸化物膜被覆アル
ミ粉を用いた塗料組成物) (第1層チタニア膜の製膜)セパラブルフラスコ中で、5
0gの粒状アルミニウム粉体を、あらかじめ198.3g
のエタノールに17.9gのチタンイソプロポキシドを
加えた液中に分散した後、撹拌しながら、あらかじめ用
意しておいた30.4gの純水を47.9gのエタノー
ルに混合した溶液を1時間かけて、滴下した。滴下後、
5時間、常温で反応させた。反応後、十分なエタノール
で希釈洗浄し、濾過し、真空乾燥機で110℃、3時間
乾燥し、チタニア被覆粒状アルミニウム粉体A1を得
た。この酸化チタン膜被覆粉体A1は750nmに分光
反射曲線のピーク波長を有し、淡赤色であった。
0.3モルの塩化カリウムと0.3モルのほう酸を溶解
し水溶液1とする。1リットルの水に0.4モルの水酸
化ナトリウムを溶解し水溶液2とする。水溶液1と水溶
液2を容積比で250:115で混合し、緩衝溶液1と
する。
覆粒状アルミニウム粉体A1に対し、あらかじめ準備し
ておいた3751gの緩衝溶液1と純水313mlを入
れ、28kHz、600Wの超音波浴槽中で超音波をか
けながら、さらに、アルミニウム粉を含む緩衝溶液1中
で撹拌しながら分散させた。これに、同じくあらかじめ
用意しておいた1400mlのケイ酸ナトリウム水溶液
を2.67ml/分で徐々に添加し、表面にシリカ膜を
析出させた。ケイ酸ナトリウム水溶液添加終了後、さら
に2時間反応させ、未反応原料をすべて反応させた。製
膜反応終了後、シリカ製膜粉を含むスラリーを十分な水
でデカンテーションを繰り返し、洗浄した。洗浄後、シ
リカ製膜粉をバットに入れ、沈降分離し、上液を捨てた
後、乾燥機で空気中で150℃で、8時間乾燥し、シリ
カ/チタニア被覆粒状アルミニウム粉体A2を得た。
0.3モルの無水酢酸を溶解し水溶液3とする。1リッ
トルの水に0.9モルの酢酸ナトリウムを溶解し水溶液
4とする。水溶液3と水溶液4と純水を、容積比で5
0:100:250で混合し、緩衝溶液2とする。
体A2に対し、5210gの緩衝溶液2と純水5210
mlを用意し、その混合液中にA2を、同様に、超音波
分散しながら、超音波浴槽中で十分に分散した。その
後、液の温度を50〜55℃に保ちながら、あらかじめ
用意しておいた、2110mlの硫酸チタニル水溶液
(TiO2濃度15wt%に変更)を1.25ml/分の
一定速度で徐々に滴下し、滴下終了後、さらに3時間反
応を行い、未反応分を徐々に析出させた。製膜反応終了
後、十分な純水でデカンテーションを繰り返えし、未反
応分と過剰硫酸および反応により形成された硫酸を除
き、固液分離を行い、真空乾燥機で乾燥後、乾燥粉を得
た。得られた乾燥粉を、回転式チューブ炉で、650℃
で30分加熱処理(焼成)を行い、シリカ/チタニア被覆
粒状アルミニウム粉体A3を得た。この粉体は帯赤黄色
であり、最大反射ピークは667nmであった。
チタニア被覆粒状アルミニウム粉体A3に対し、1層目
と同様に、あらかじめ準備しておいた3761mlの緩
衝溶液1と純水320mlを入れ、28kHz、600
wの超音波浴槽中で超音波をかけながら、さらに、アル
ミニウム粉を含む緩衝溶液1中で撹拌しながら分散させ
た。これに、同じくあらかじめ用意しておいた1563
mlのケイ酸ナトリウム水溶液を2.67ml/分で徐
々に添加し、表面にシリカ膜を析出させた。ケイ酸ナト
リウム水溶液添加終了後、さらに2時間反応させ、未反
応原料をすべて反応させた。製膜反応終了後、シリカ製
膜粉を含むスラリーを十分な水でデカンテーションを繰
り返し、洗浄した。洗浄後、シリカ製膜粉をバットに入
れ、沈降分離し、上液を捨てた後、乾燥機で空気中で1
50℃で、8時間乾燥し、シリカ/チタニア被覆粒状ア
ルミニウム粉体A4を得た。
体A4に対し、3852mlの緩衝溶液2と328ml
の純水を用意し、その混合液中に粉体A4を、上記シリ
カ製膜時と同様に、超音波分散しながら、超音波浴槽中
で十分に分散した。その後、液の温度を50〜55℃に
保ちながら、あらかじめ用意しておいた、1568ml
の硫酸チタニル水溶液(TiO2、15wt%)を1.2
5ml/分の一定速度で徐々に滴下し、滴下終了後、さ
らに3時間反応を行い、未反応分を徐々に固相微粒子と
して析出させ、その微粒子を膜の中に取り込んだ。製膜
反応終了後、十分な純水でデカンテーションを繰り返
し、未反応分と過剰硫酸および反応により形成された硫
酸を除き、固液分離を行い、真空乾燥機で乾集後、乾燥
粉を得た。得られた乾燥粉を、回転式チューブ炉で、6
50℃で30分加熱処理(焼成)を行い、シリカ/チタニ
ア被覆粒状アルミニウム粉体Aを得た。この5層膜被覆
粉体Aは鮮明な赤色であり、最大反射ピークは718n
mであった。
波長、そのピーク波長での反射率、被覆膜の屈折率、膜
厚、ピークの高さ(H),半値幅(W)およびその比
(H/W)の値を下記の方法で測定した。 1)粉体色の垂直反射光の測定については、日本分光製
V−570、積分球付分光光度計を用いた。分光反射率
および色温度はJISZ8722(1982)に基づ
き、測定した。 2)膜厚の測定方法はWO96/28269をはじめ特
願2000−84256等に記載の方法に基づき、コン
ピュータシミュレーションと波形により膜厚を最適化し
求めた。 上記第1〜5層の各膜厚、膜被覆粉体の分光反射曲線の
ピーク波長、ピークの高さ(H),半値幅(W)および
その比(H/W)を表1に示す。
ーンを混合した溶液に、粉体A加え高速撹拌機5分間分
散した後、アクリル樹脂ワニス、エポキシ樹脂ワニスお
よびメラミン樹脂ワニスを加え十分に均一化した。塗料
組成物Aを得た。
排気装置の付いたドラフト内で、鉄板に均一に塗布し
た。塗布後その板を常温乾燥後、さらに箱形乾燥機で1
60℃で3時間加熱乾燥し塗布板Aを得た。得られた塗
布板Aを垂直に見た場合の色は赤色であった。また塗布
板を50度傾けた色は、青色であった。
(平均粒径8.5μm)に対し、あらかじめ準備してお
いた3,751gの緩衝溶液1と純水313mlを入
れ、28kHz、600wの超音波浴槽中で超音波をか
けながら、さらに、アルミニウム粉を含む緩衝溶液1中
で撹拌しながら分散させた。これに、同じくあらかじめ
用意しておいた1,400mlのケイ酸ナトリウム水溶
液を2.67ml/分で徐々に添加し、表面にシリカ膜
を析出させた。ケイ酸ナトリウム水溶液添加終了後、さ
らに2時間反応させ、未反応原料をすべて反応させた。
製膜反応終了後、シリカ製膜粉を含むスラリーを十分な
水でデカンテーションを繰り返し、洗浄した。洗浄後、
シリカ製膜粉をバットに入れ、沈降分離し、上液を捨て
た後、乾燥機で空気中で150℃で、8時間乾燥した
後、窒素雰囲気中で500℃で熱処理し、シリカ被覆粒
状アルミニウム粉体B1を得た。
粉体B1に対し、5210gの緩衝溶液2と純水5,2
10mlを用意し、超音波分散しながら、超音波浴槽中
で十分に分散した。その後、液の温度を50〜55℃に
保ちながら、あらかじめ用意しておいた、2,210m
lの硫酸チタニル水溶液(TiO2濃度15wt%に変
更)を1.25ml/分の一定速度で徐々に滴下し、滴
下終了後、さらに3時間反応を行い、未反応分を徐々に
析出させた。製膜反応終了後、十分な純水でデカンテー
ションを繰り返し、未反応分と過剰硫酸および反応によ
り形成された硫酸を除き、固液分離を行い、真空乾燥機
で乾燥後、乾燥粉を得た。得られた乾燥粉を、回転式チ
ューブ炉で、650℃で30分加熱処理(焼成)を行い、
シリカ/チタニア被覆粒状アルミニウム粉体B2を得
た。この粉体は帯赤黄色であり、最大反射ピークは66
7nmであった。
チタニア被覆粒状アルミニウム粉体B2に対し、1層目
と同様に、あらかじめ準備しておいた3,761mlの
緩衝溶液1と純水320mlを入れ、28kHz、60
0wの超音波浴槽中で超音波をかけながら、さらに、マ
グネタイト粉を含む緩衝溶液1中で撹拌しながら分散さ
せた。これに、同じくあらかじめ用意しておいた1,5
63mlのケイ酸ナトリウム水溶液を2.67ml/分
で徐々に添加し、表面にシリカ膜を析出させた。ケイ酸
ナトリウム水溶液添加終了後、さらに2時間反応させ、
未反応原料をすべて反応させた。製膜反応終了後、シリ
カ製膜粉を含むスラリーを十分な水でデカンテーション
を繰り返し、洗浄した。洗浄後、シリカ製膜粉をバット
に入れ、沈降分離し、上液を捨てた後、乾燥機で空気中
で150℃で、8時間乾燥し、シリカ/チタニア被覆粒
状アルミニウム粉体B3を得た。
体B3に対し、3,852mlの緩衝溶液2と328m
lの純水を用意し、その混合液中に粉体B3を、上記シ
リカ製膜時と同様に、超音波分散しながら、超音波浴槽
中で十分に分散した。その後、液の温度を50〜55℃
に呆ちながら、あらかじめ用意しておいた、812ml
の硫酸チタニル水溶液(TiO2、15wt%)を1.2
5ml/分の一定速度で徐々に滴下し、固相微粒子を析
に3時間反応を行い、未反応分を徐々に固相微粒子とし
て析出させ、その微粒子を膜の中に取り込んだ。製膜反
応終了後、十分な純水でデカンテーションを繰り返し、
未反応分と過剰硫酸および反応により形成された硫酸を
除き、固液分離を行い、真空乾燥機で乾集後、乾燥粉を
得た。得られた乾燥粉を、回転式チューブ炉で、650
℃で30分加熱処理(焼成)を行い、シリカ/チタニア被
覆粒状アルミニウム粉体B4を得た。この4層膜被覆粉
体Bは鮮明な緑色であり、最大反射ピークは558nm
であった。
ス中に容器に入れたシリカ製膜と水系チタニア用緩衝液
4溶液、3,200mlを90℃に保持し、これにB
4、20gを加え十分に撹拌分散させた。この溶液を撹
拌しながら、硫酸第一鉄(4水塩)0.1M−45ml
と硫酸第二鉄(n水塩:nは約10.38)0.2M−
45ml酸性混合溶液を0.7ml/分で滴下した。滴
下後、撹拌を続けながら2時間反応させた。製膜反応終
了後、十分な純水を用いて、傾斜洗浄にて電解質を除去
した。粉体を固液分離後、110℃で8時間乾燥し、乾
燥終了後、窒素雰囲気の回転式チューブ炉で650℃で
熱処理しシリカ/チタニア/ヘマタイト被覆粒状アルミ
ニウム粉体Bが得られた。得られた粉体Bの色は反射ピ
ーク606nmで、70%であり、色は鮮やかな黄色で
あった。上記第1〜5層の各膜厚、膜被覆粉体の分光反
射曲線のピーク波長、ピークの高さ(H),半値幅
(W)およびその比(H/W)を表2に示す。
粉体Bを加え高速撹拌機5分間分散した後、アクリル樹
脂ワニスおよびメラミン樹脂ワニスを加え十分に均一化
した。塗料組成物Bを得た。
排気装置の付いたドラフト内で、鉄板に均一に塗布し
た。塗布後その板を常温乾燥後、さらに箱形乾燥機で1
60℃で3時間加熱乾燥し塗布板Bを得た。得られた塗
布板Bを垂直に見た場合の色は黄色であった。また塗布
板を50度傾けた色は、赤紫色であった。
成物) (第1層チタニア膜の製膜)基体粒子として、20gの球
状白雲母粉(平均粒径13.3μm)に対し、2,626m
lの緩衝溶液2中に超音波浴槽中で十分に分散した。そ
の後、液の温度を50〜55℃に保ちながら、あらかじ
め用意しておいた硫酸チタン水溶液58mlを1.8m
l/分の一定速度で徐々に滴下した。滴下後2時間反応
させ、チタニア被覆白雲母粉C1を得た。
白雲母粉C1、15gにシリカ膜の製膜を行った。緩衝
溶液量は3,751ml、ケイ酸ナトリウム水溶液の滴
下速度40ml/分として製膜を行い、未反応物がなく
なるまで、2時間反応させ、前記と同様に洗浄し、洗浄
後、回転式チューブ炉で、窒素雰囲気中で500℃で3
0分加熱処理(焼成)を行い、緻密なチタニア膜を有する
シリカ/チタニア被覆白雲母粉C2を得た。
体C2に対し、5210gの緩衝溶液2と純水5,21
0mlを用意し、その混合液中にC2を撹拌しながら、
超音波浴槽中で十分に分散した。その後、液の温度を5
0〜55℃に保ちながら、あらかじめ用意しておいた、
2,110mlの硫酸チタニル水溶液(TiO2、15w
t%)を1.25ml/分の一定速度で徐々に滴下し、液
を僅かに白濁させながら滴下を終了させた。滴下終了
後、さらに3時間反応を行い、未反応分を完全に析出さ
せ、表面に多数の凹凸のある多孔質な膜とした。製膜反
応終了後、十分な純水でデカンテーションを繰り返し、
未反応分と過剰な硫酸および反応により形成された硫酸
を除き、固液分離を行い、真空乾燥機で乾燥後、乾燥粉
を得た。得られた乾燥粉を、回転式チューブ炉で、35
0℃で30分加熱処理(焼成)を行い、シリカ/チタニア
被覆白雲母粉C3を得た。比表面積は46平方メートル
/gであった。この3層膜被覆粉体C3は帯赤色であ
り、最大反射ピークは787nmであった。上記第1〜
3層の各膜厚、膜被覆粉体の分光反射曲線のピーク波
長、ピークの高さ(H),半値幅(W)およびその比
(H/W)を表3に示す。
た。
合し、これに粉体C3を少量ずつ添加し、均一化して堅
練塗料組成物Cを得た。
排気装置の付いたドラフト内で、鉄板に均一に塗布し
た。塗布後その板を常温乾燥後、さらに箱形乾燥機で1
60℃で3時間加熱乾燥し塗布板Cを得た。得られた塗
布板Cを垂直に見た場合の色は赤色であった。また塗布
板を50度傾けた色は、青色であった。
物膜被覆板状鉄粉を用いた塗料組成) (第1層チタニア膜の製膜)セパラブルフラスコ中で、2
0gの板状鉄粉体(平均粒径15ミクロン)を、あらか
じめ198.3gのエタノールに17.9gのチタンイソ
プロポキシドを加えた液中に分散した後、撹拌しなが
ら、あらかじめ用意しておいた30.4gの純水を4
7.9gのエタノールに混合した溶液を1時間かけて、
滴下した。滴下後、5時間、常温で反応させた。反応
後、十分なエタノールで希釈洗浄し、濾過し、真空乾燥
機で110℃、3時間乾燥し、チタニア被覆板状鉄粉体
D1を得た。この酸化チタン膜被覆粉体D1は390n
mと787nmに分光反射曲線のピーク波長を有し、赤
紫であった。
0.3モルの塩化カリウムと0.3モルのほう酸を溶解
し水溶液1とする。1リットルの水に0.4モルの水酸
化ナトリウムを溶解し水溶液2とする。水溶液1と水溶
液2を容積比で250:115で混合し、緩衝溶液1と
する。
被覆板状鉄粉体D1に対し、あらかじめ準備しておいた
3751gの緩衝溶液1と純水313mlを入れ、28
kHz、600Wの超音波浴槽中で超音波をかけなが
ら、さらに、鉄粉を含む緩衝溶液1中で撹拌しながら分
散させた。これに、同じくあらかじめ用意しておいた1
400mlのケイ酸ナトリウム水溶液を2.67ml/
分で徐々に添加し、表面にシリカ膜を析出させた。ケイ
酸ナトリウム水溶液添加終了後、さらに2時間反応さ
せ、未反応原料をすべて反応させた。製膜反応終了後、
シリカ製膜粉を含むスラリーを十分な水でデカンテーシ
ョンを繰り返し、洗浄した。洗浄後、シリカ製膜粉をバ
ットに入れ、沈降分離し、上液を捨てた後、乾燥機で空
気中で150℃で、8時間乾燥し、シリカ/チタニア被
覆板状鉄粉体D2を得た。
水酢酸を溶解し水溶液3とする。1リットルの水に0.
9モルの酢酸ナトリウムを溶解し水溶液4とする。水溶
液3と水溶液4と純水を、容積比で50:100:25
0で混合し、緩衝溶液2とする。
が10wt%になるように硫酸チタンを水に添加し、濃
度調整し、硫酸チタン水溶液とした。
上記粉体D2に対し、250mlの緩衝液2(pH:4.
1)を用意し、その緩衝溶液2中にD2を超音波浴槽中
で十分に分散した。その後、液の温度を50〜55℃に
保ちながら、あらかじめ用意しておいた硫酸チタン水溶
液57mlを1.5ml/分で滴下し、未反応分を徐々
に析出させた。 (洗浄乾燥)製膜反応終了後、純水でデカンテーション
を繰り返し、未反応分と過剰硫酸および反応により形成
された硫酸を除き、固液分離を行い、真空乾燥機で乾燥
後、乾燥粉を得た。得られた乾燥粉を、回転式チューブ
炉で、650℃で30分加熱処理(焼成)を行い、表面が
平滑なシリカ/チタニア被覆板状鉄粉D3を得た。この
3層膜被覆粉体D3は最大反射ピークは388nmと7
78nmになり、赤紫色であった。
チタニア被覆板状鉄粉体D3に対し、第2層目と同様の
3751gの緩衝溶液1と純水313mlを入れ、28
kHz、600Wの超音波浴槽中で超音波をかけなが
ら、さらに、鉄粉を含む緩衝溶液1中で撹拌しながら分
散させた。これに、同じくあらかじめ用意しておいた1
400mlのケイ酸ナトリウム水溶液を2.67ml/
分で徐々に添加し、表面にシリカ膜を析出させた。ケイ
酸ナトリウム水溶液添加終了後、さらに2時間反応さ
せ、未反応原料をすべて反応させた。製膜反応終了後、
シリカ製膜粉を含むスラリーを十分な水でデカンテーシ
ョンを繰り返し、洗浄した。洗浄後、シリカ製膜粉をバ
ットに入れ、沈降分離し、上液を捨てた後、乾燥機で空
気中で150℃で、8時間乾燥し、シリカ/チタニア被
覆板状鉄粉体D4を得た。
体に対し、上記粉体D4に対し、250mlの緩衝液2
(pH:4.1)を用意し、その緩衝溶液2中にD4を超
音波浴槽中で十分に分散した。その後、液の温度を50
〜55℃に保ちながら、あらかじめ用意しておいた硫酸
チタン水溶液57mlを1.5ml/分で滴下し、未反
応分を徐々に析出させた。製膜反応終了後、純水でデカ
ンテーションを繰り返し、未反応分と過剰硫酸および反
応により形成された硫酸を除き、固液分離を行い、真空
乾燥機で乾燥後、乾燥粉を得た。得られた乾燥粉を、回
転式チューブ炉で、650℃で30分加熱処理(焼成)を
行い、表面が平滑なシリカ/チタニア被覆板状鉄粉Dを
得た。この5層膜被覆粉体Dは最大反射ピークは392
nmと557nmになり、灰色であった。上記第1〜5
層の各膜厚、膜被覆粉体の分光反射曲線のピーク波長、
ピークの高さ(H),半値幅(W)およびその比(H/
W)を表4に示す。
キシレン溶液100mlに前記粉体Dを15g分散さ
せ、アート紙上にブレードコーターで塗布した。アート
紙を模様に切り抜き、さらにアート紙上に貼付したとこ
ろ、その模様を上から見た色は灰色で無彩色であった。
しかし、この塗布紙を貼った紙を30度傾けると緑色に
なった。また60度傾けて見た入射項は赤紫であった。
最後に垂直に戻すと灰色無彩色になった。これは、39
0nm付近の赤紫色と557nmにある緑色がちょうど
補色になり、両方が足されて無彩色になっているが、少
し傾けると390nm付近赤紫が可視域から消えると同
時に可視域に緑色が現れ、さらに、傾けると緑色が消
え、逆に十分傾けると緑色のピークが消え、赤外域から
次の赤紫のピークが現れたものと考えられる。
物膜被覆板状鉄粉を用いた塗料組成物) (第1層シリカ膜の製膜)セパラブルフラスコ中で、2
2gの板状鉄粉体(平均粒径15ミクロン)を、あらか
じめ198.3gのエタノールに10.7gのシリコンエ
トキシドを加えた液中に分散した後、撹拌しながら、あ
らかじめ用意しておいたアンモニア水(29%)10.
7gと8.8gの純水とを混合した溶液を添加した。添
加後、5時間、常温で反応させた。反応後、十分なエタ
ノールで希釈洗浄し、濾過し、真空乾燥機で110℃、
3時間乾燥し乾燥粉を得た。得られた乾燥粉を、回転式
チューブ炉で、650℃で30分加熱処理(焼成)を行
い、シリカ被覆板状鉄粉体E1を得た。
ラスコ中で、22gのシリカ被覆板状鉄粉体E1を、あ
らかじめ198.3gのエタノールに17.9gのチタン
イソプロポキシドを加えた液中に分散した後、撹拌しな
がら、あらかじめ用意しておいた30.4gの純水を4
7.9gのエタノールに混合した溶液を1時間かけて、
滴下した。滴下後、5時間、常温で反応させた。反応
後、十分なエタノールで希釈洗浄し、濾過し、真空乾燥
機で110℃、3時間乾燥し、シリカ/チタニア被覆板
状鉄粉体E2を得た。この酸化チタン膜被覆粉体E2は
540nmに分光反射曲線のピーク波長を有し、濃緑で
あった。
0.3モルの塩化カリウムと0.3モルのほう酸を溶解
し水溶液1とする。1リットルの水に0.4モルの水酸
化ナトリウムを溶解し水溶液2とする。水溶液1と水溶
液2を容積比で250:115で混合し、緩衝溶液1と
する。
チタニア被覆板状鉄粉体E2に対し、あらかじめ準備し
ておいた3751gの緩衝溶液1と純水313mlを入
れ、28kHz、600Wの超音波浴槽中で超音波をか
けながら、さらに、鉄粉を含む緩衝溶液1中で撹拌しな
がら分散させた。これに、同じくあらかじめ用意してお
いた1400mlのケイ酸ナトリウム水溶液を2.67
ml/分で徐々に添加し、表面にシリカ膜を析出させ
た。ケイ酸ナトリウム水溶液添加終了後、さらに2時間
反応させ、未反応原料をすべて反応させた。製膜反応終
了後、シリカ製膜粉を含むスラリーを十分な水でデカン
テーションを繰り返し、洗浄した。洗浄後、シリカ製膜
粉をバットに入れ、沈降分離し、上液を捨てた後、乾燥
機で空気中で150℃で、8時間乾燥し、シリカ/チタ
ニア被覆板状鉄粉体E3を得た。
0.3モルの無水酢酸を溶解し水溶液3とする。1リッ
トルの水に0.9モルの酢酸ナトリウムを溶解し水溶液
4とする。水溶液3と水溶液4と純水を、容積比で5
0:100:250で混合し、緩衝溶液2とする。
体E3に対し、5210gの緩衝溶液2と純水5210
mlを用意し、その混合液中にE3を、同様に、超音波
分散しながら、超音波浴槽中で十分に分散した。その
後、液の温度を50〜55℃に保ちながら、あらかじめ
用意しておいた、2110mlの硫酸チタニル水溶液
(TiO2、濃度15wt%に変更)を1.25ml/分
の一定速度で徐々に滴下し、滴下終了後、さらに3時間
反応を行い、未反応分を徐々に析出させた。製膜反応終
了後、十分な純水でデカンテーションを繰り返えし、未
反応分と過剰硫酸および反応により形成された硫酸を除
き、固液分離を行い、真空乾燥機で乾燥後、乾燥粉を得
た。得られた乾燥粉を、回転式チューブ炉で、650℃
で30分加熱処理(焼成)を行い、シリカ/チタニア被覆
板状鉄粉体Eを得た。この粉体は緑色であり、最大反射
ピークは543nmであった。上記第1〜4層の各膜
厚、膜被覆粉体の分光反射曲線のピーク波長、ピークの
高さ(H),半値幅(W)およびその比(H/W)を表
5に示す。
製造した。
拌しながら、純水を加え、塗布液ELを得た。
に塗布した、粉体の塗布量は51g/m2となった。こ
の塗布紙の垂直からみた色は緑であり、最大反射ピーク
は560nmであった。またこの塗布紙を50度の角度
から見た色は赤色であった。
状鉄粉(平均粒径15μm)30gを、エタノール196g、
純水10g、アンモニア10gを混合したエタノール混合
溶液に添加して超音波分散機で5分間分散した後、撹拌
機で撹拌しながらテトラオルソシリケート(TEOS)6g
を添加し、5時間反応させた。製膜反応終了後、シリカ
製膜粉を含むスラリーを十分なアルコールでデカンテー
ションを繰り返し、洗浄した。洗浄後、シリカ製膜粉を
バットに入れ、沈降分離し、上液を捨てた後、真空乾燥
機で空気中で150℃、8時間乾燥し、乾燥後回転式チュー
ブ炉で650℃で30分熱処理し、冷却後シリカ被覆鉄
粉F1を得た。
ラスコ中で、シリカ被覆鉄粉F1の30gに対し、あらか
じめ198.3gのエタノールに17.9gのチタンイソプロポキ
シドを加えた液を用意し、シリカ被覆鉄粉F1を該液中
に分散した後、撹拌しながら、あらかじめ用意しておい
た30.4gの純水を47.9gのエタノールに混合した溶液を1
時間かけて滴下した。滴下後、4時間、常温で反応させ
た。反応後、十分なエタノールで希釈洗浄し、固液分離
し、真空乾燥機で110℃、3時間乾燥し、乾燥後回転
式チューブ炉で650℃で30分熱処理し、冷却後、酸
化チタン/酸化ケイ素コート鉄粉F2を得た。この酸化
チタン膜は、455nmに分光反射曲線のピーク波長を有
し、シアン色であった。
ン/酸化ケイ素コート鉄粉F2に対し、エタノール19
6g、純水10g、アンモニア10gを混合したエタノー
ル混合溶液を超音波分散機で5分間分散した後、撹拌機
で撹拌しながらテトラオルソシリケート(TEOS)6gを
添加し、5時間反応させた。製膜反応終了後、シリカ製
膜粉を含むスラリーを十分なアルコールでデカンテーシ
ョンを繰り返し、洗浄した。洗浄後、シリカ製膜粉をバ
ットに入れ、沈降分離し、上液を捨てた後、真空乾燥機
で空気中で150℃、8時間乾燥し、乾燥後回転式チューブ
炉で650℃で30分熱処理し、冷却後シリカ被覆鉄粉
F3を得た。
ラスコ中で、シリカ被覆鉄粉F3の30gに対し、あらか
じめ198.3gのエタノールに22gのチタンイソプロポキ
シドを加えた液を用意し、シリカ被覆鉄粉F3を該中に
分散した後、撹拌しながら、あらかじめ用意しておいた
30.4gの純水を47.9gのエタノールに混合した溶液を1時
間かけて、滴下した。滴下後、4時間、常温で反応させ
た。反応後、十分なエタノールで希釈洗浄し、固液分離
し、真空乾燥機で110℃、3時間乾燥し、乾燥後回転
式チューブ炉で650℃で30分熱処理し、冷却後、酸
化チタン/酸化ケイ素コート鉄粉F4を得た。この酸化
チタン膜は450nmに分光反射曲線のピーク波長を有し、
緑色であった。
ラスコ中で、酸化チタン/酸化ケイ素コート鉄粉F4の3
0gに対し、あらかじめ198.3gのエタノールに22gのチ
タンイソプロポキシドを加えた液を用意し、粉体F4を
該液中に分散した後、撹拌しながら、あらかじめ用意し
ておいた30.4gの純水を47.9gのエタノールに混合した
溶液を1時間かけて、滴下した。滴下後、4時間、常温
で反応させた。反応後、十分なエタノールで希釈洗浄
し、固液分離し、真空乾燥機で110℃、3時間乾燥
し、乾燥後回転式チューブ炉で650℃で30分熱処理
し、冷却後粉体F5を得た。この酸化チタン膜は382nm
と821 nmに分光反射曲線のピーク波長結有しさらに356n
m、556nmと900nmに吸収ボトムを有し、赤紫色粉であっ
た。また、F5の10kOeでの磁化は170 emu/gであった。
上記第1〜5層の各膜厚、膜被覆粉体の分光反射曲線の
ピーク波長、ピークの高さ(H),半値幅(W)および
その比(H/W)を表6に示す。
1) (第1層シリカ膜の製膜)セパラブルフラスコ中で、20
gの粒状カーボニル鉄粉(平均粒径1.8μm)を、エタノ
ール196g、純水10g、アンモニア10gを混合した
エタノール混合溶液に添加し、超音波分散機で5分間分
散した後、撹拌機で撹拌しながらテトラオルソシリケー
ト(TEOS)6gを添加し、5時間反応させた。製膜反応
終了後、シリカ製膜粉を含むスラリーを十分なアルコー
ルでデカンテーションを繰り返し、洗浄した。洗浄後、
シリカ製膜粉をバットに入れ、沈降分離し、上液を捨て
た後、真空乾燥機で空気中で150℃、8時間乾燥し、乾燥
後回転式チューブ炉で650℃で30分熱処理し、冷却
後シリカ被覆鉄粉G1を得た。 (第2層チタニア膜の製膜)
G1の20gに対しあらかじめ198.3gのエタノールに17.9g
のチタンイソプロポキシドを加えた液を用意し、粉体G
1を該液中に分散した後、撹拌しながら、あらかじめ用
意しておいた30.4gの純水を47.9gのエタノールに混合
した溶液を1時間かけて、滴下した。滴下後、4時間、
常温で反応させた。反応後、十分なエタノールで希釈洗
浄し、固液分離し、真空乾燥機で110℃、3時間乾燥
し、乾燥後回転式チューブ炉で650℃で30分熱処理
し、冷却後酸化チタン/酸化ケイ素コート鉄粉G2を得
た。この酸化チタン膜は、451nmに分光反射曲線のピー
ク波長を有し、シアン色であった。
ン/酸化ケイ素コート鉄粉G2に対し、エタノール19
6g、純水10g、アンモニア10gを混合したエタノー
ル混合溶液を用意し、鉄粉G2を該液に添加して超音波
分散機で5分間分散した後、撹拌機で撹拌しながらテト
ラオルソシリケート(TEOS)6gを添加し、5時間反応
させた。製膜反応終了後、シリカ製膜粉を含むスラリー
を十分なアルコールでデカンテーションを繰り返し、洗
浄した。洗浄後、シリカ製膜粉をバットに入れ、沈降分
離し、上液を捨てた後、真空乾燥機で空気中で150℃、8
時間乾燥し、乾燥後回転式チューブ炉で650℃で30
分熱処理し、冷却後シリカ被覆鉄粉G3を得た。
ラスコ中で、シリカ被覆鉄粉G3の20gに対し、あらか
じめ198.3gのエタノールに22gのチタンイソプロポキ
シドを加えた液を用意し、粉体G3を該液中に分散した
後、撹拌しながら、あらかじめ用意しておいた30.4gの
純水を47.9gのエタノールに混合した溶液を1時間かけ
て、滴下した。滴下後、4時間、常温で反応させた。反
応後、十分なエタノールで希釈洗浄し、固液分離し、真
空乾燥機で110℃、3時間乾燥し、乾燥後回転式チュ
ーブ炉で650℃で30分熱処理し、冷却後酸化チタン
/酸化ケイ素コート鉄粉G4を得た。この酸化チタン膜
は、450nmに分光反射曲線のピーク波長を有し、緑色で
あった。
粉G4の20gに対し、あらかじめ198.3gのエタノールに
22gのチタンイソプロポキシドを加えた液を用意し、
セパラブルフラスコ中で、該粉体G4を該液中に分散し
た後、撹拌しながら、あらかじめ用意しておいた30.4g
の純水を47.9gのエタノールに混合した溶液を1時間か
けて、滴下した。滴下後、4時間、常温で反応させた。
反応後、十分なエタノールで希釈洗浄し、固液分離し、
真空乾燥機で110℃、3時間乾燥し、乾燥後回転式チ
ューブ炉で650℃で30分熱処理し、冷却後粉体G5
を得た。この酸化チタン膜は、380nmと820nmに分光反射
曲線のピーク波長を有し、さらに355nm、556nmと902nm
に吸収ボトムを有し、赤紫色であった。また、粉体G5
の10kOeでの磁化は140emu/gであった。上記第1〜5
層の各膜厚、膜被覆粉体の分光反射曲線のピーク波長、
ピークの高さ(H),半値幅(W)およびその比(H/
W)を表7に示す。
F5を、100ml/リットルのポリメタアクリルアミ
ン水溶液10mlに練り込み、インキ様組成物LFとし
た。理想科学製PG10を用いて模様1を印刷し判別用印
刷物PFを得た。次に15gの粉体G5を、100ml/リ
ットルのポリメタアクリルアミン水溶液10mlに練り込
み、インキ様組成物LGとした。理想科学製PG10を用
いてインキ様組成物LGで「A」の模様を印刷し、周りを
LFを用いて印刷し判別用印刷物PFを得た。この印刷物
PFは垂直に見た場合、全面赤紫色であったが見る角度
を変え、30度程度傾けてみたところ、「A」の字は緑
色に変化し、周りは赤紫色のままであった。このように
目視で容易に真贋判別できる。また磁気ヘッドで「A」
の印刷部分をスキャンしたところ、「A」の印刷部分で
強い反応が出た。さらにピップフジモト製医療用磁石を
近づけたところ印刷部分が磁力で吸引された。
粉体) (第1層シリカ膜の製膜)セパラブルフラスコ中で、板
状鉄粉(平均粒径15μm)30gを、エタノール196g、
純水10g、アンモニア10gを混合したエタノール混合
溶液に添加し、超音波分散機で5分間分散した後、撹拌
機で撹拌しながらテトラオルソシリケート(TEOS)6g
を添加し、5時間反応させた。製膜反応終了後、シリカ
製膜粉を含むスラリーを十分なアルコールでデカンテー
ションを繰り返し、洗浄した。洗浄後、シリカ製膜粉を
バットに入れ、沈降分離し、上液を捨てた後、真空乾燥
機で空気中で150℃、8時間乾燥し、乾燥後回転式チュー
ブ炉で650℃で30分熱処理し、冷却後シリカ被覆鉄
粉H1を得た。 (第2層チタニア膜の製膜)シリカ被覆鉄粉H1の30g
に対しあらかじめ198.3gのエタノールに17.9gのチタン
イソプロポキシドを加えた液を用意し、セパラブルフラ
スコ中で、粉体H1を該中に分散した後、撹拌しなが
ら、あらかじめ用意しておいた30.4gの純水を47.9gの
エタノールに混合した溶液を1時間かけて、滴下した。
滴下後、4時間、常温で反応させた。反応後、十分なエ
タノールで希釈洗浄し、固液分離し、真空乾燥機で11
0℃、3時間乾燥し、乾燥後回転式チューブ炉で650
℃で30分熱処理し、冷却後酸化チタン/酸化ケイ素コ
ート鉄粉H2を得た。この酸化チタン膜は、455nmに分
光反射曲線のピーク波長を有し、シアン色であった。
ン/酸化ケイ素コート鉄粉H2に対し、エタノール19
6g、純水10g、アンモニア10gを混合したエタノー
ル混合溶液を用意し、粉体H2を該混合液に添加し、超
音波分散機で5分間分散した後、撹拌機で撹拌しながら
テトラオルソシリケート(TEOS)6gを添加し、5時間
反応させた。製膜反応終了後、シリカ製膜粉を含むスラ
リーを十分なアルコールでデカンテーションを繰り返
し、洗浄した。洗浄後、シリカ製膜粉をバットに入れ、
沈降分離し、上液を捨てた後、真空乾燥機で空気中で15
0℃、8時間乾燥し、乾燥後回転式チューブ炉で650℃
で30分熱処理し、冷却後シリカ被覆鉄粉H3を得た。
粉H3の30gに対し、あらかじめ198.3gのエタノールに
22gのチタンイソプロポキシドを加えた液を用意し、
セパラブルフラスコ中で、該粉体H3を該液中に分散し
た後、撹拌しながら、あらかじめ用意しておいた30.4g
の純水を47.9gのエタノールに混合した溶液を1時間か
けて滴下した。滴下後、4時間、常温で反応させた。反
応後、十分なエタノールで希釈洗浄し、固液分離し、真
空乾燥機で110℃、3時間乾燥し、乾燥後回転式チュ
ーブ炉で650℃で30分熱処理し、冷却後酸化チタン
/酸化ケイ素コード鉄粉H4を得た。この酸化チタン膜
は、450nmに分光反射曲線のピーク波長を有し、緑色で
あった。
粉H4の20gに対し、あらかじめ198.3gのエタノールに
22gのチタンイソプロポキシドを加えた液を用意し、
セパラブルフラスコ中で、粉体H4を該液中に分散した
後、撹拌しながら、あらかじめ用意しておいた30.4gの
純水を47.9gのエタノールに混合した溶液を1時間かけ
て滴下した。滴下後、4時間、常温で反応させた。反応
後、十分なエタノールで希釈洗浄し、固液分離し、真空
乾燥機で110℃、3時間乾燥し、乾燥後回転式チュー
ブ炉で650℃で30分熱処理し、冷却後粉体H5を得
た。
糖45gを純水1リットルに溶解しながら加熱し、溶液
とした後加熱を続け5分間沸騰させた。その後自然放冷
し、室温まで冷却後エタノール100mlを混合し、均
一化した後5日間冷暗所で保存して還元液を調製した。
純水60mlに硝酸銀2gを溶解し、溶解後アンモニア水
(29%溶液)を入れ酸化銀を沈殿させ、さらにアンモニ
アを添加し、完全に溶解した後、あらかじめ用意してお
いた水酸化ナトリウム1.4gを純水60mlに溶解した水
溶液を添加し、酸化銀を沈殿させ、さらにアンモニアを
添加し、完全に溶解銀液とした。この銀液中に粉体H5
を分散し、攪拌しながら上記還元液200mlを投入し、投
入後30分反応させ、反応終了後、デカンテーションで
洗浄した後固液分離し、真空乾燥機で250℃で8時間
乾燥した。乾燥後、588nmにピークを有する黄緑色粉体
H6を得た。上記第1〜6層の各膜厚、膜被覆粉体の分
光反射曲線のピーク波長、ピークの高さ(H),半値幅
(W)およびその比(H/W)を表8に示す。
2) (第1層シリカ膜の製膜)セパラブルフラスコ中で粒状
カーボニル鉄粉(平均粒径1.8ミクロン)20gを、エタノ
ール196g、純水10g、アンモニア10gを混合した
エタノール混合溶液に添加し、超音波分散機で5分間分
散した後、撹拌機で撹拌しながらテトラオルソシリケー
ト(TEOS)6gを添加し、5時間反応させた。製膜反応
終了後、シリカ製膜粉を含むスラリーを十分なアルコー
ルでデカンテーションを繰り返し、洗浄した。洗浄後、
シリカ製膜粉をバットに入れ、沈降分離し、上液を捨て
た後、真空乾燥機で空気中で150℃、8時間乾燥し、乾燥
後回転式チューブ炉で650℃で30分熱処理し、冷却
後シリカ被覆鉄粉I1を得た。
粉I1の20gに対し、あらかじめ198.3gのエタノールに1
7.9gのチタンイソプロポキシドを用意し、セパラブルフ
ラスコ中で、該粉体H1を該液中に加え分散した後、撹
拌しながら、あらかじめ用意しておいた30.4gの純水を
47.9gのエタノールに混合した溶液を1時間かけて、滴
下した。滴下後、4時間、常温で反応させた。反応後、
十分なエタノールで希釈洗浄し、固液分離し、真空乾燥
機で110℃、3時間乾燥し、乾燥後回転式チューブ炉
で650℃で30分熱処理し、冷却後酸化チタン/酸化
ケイ素コート鉄粉I2を得た。この酸化チタン膜は、45
1nmに分光反射曲線のピーク波長を有し、シアン色であ
った。
ン/酸化ケイ素コート鉄粉I2に対し、エタノール19
6g、純水10g、アンモニア10gを混合したエタノー
ル混合溶液用意し、該粉体I2を該混合溶液に添加し、
超音波分散機で5分間分散した後、撹拌機で撹拌しなが
らテトラオルソシリケート(TEOS)6gを添加し、5時
間反応させた。製膜反応終了後、シリカ製膜粉を含むス
ラリーを十分なアルコールでデカンテーションを繰り返
し、洗浄した。洗浄後、シリカ製膜粉をバットに入れ、
沈降分離し、上液を捨てた後、真空乾燥機で空気中で15
0℃、8時間乾燥し、乾燥後回転式チューブ炉で650℃
で30分熱処理し、冷却後シリカ被覆鉄粉I3を得た。 (第4層チタニア膜の製膜)
じめ198.3gのエタノールに22gのチタンイソプロポキ
シドを加えた液を用意し、セパラブルフラスコ中で、該
粉体I3を該液中に分散した後、撹拌しながら、あらか
じめ用意しておいた30.4gの純水を47.9gのエタノール
に混合した溶液を1時間かけて滴下した。滴下後、4時
間、常温で反応させた。反応後、十分なエタノールで希
釈洗浄し、固液分離し、真空乾燥機で110℃、3時間
乾燥し、乾燥後回転式チューブ炉で650℃で30分熱
処理し、冷却後酸化チタン/酸化ケイ素コード鉄粉I4
を得た。この酸化チタン膜は、450nmに分光反射曲線の
ピーク波長を有し、緑色であった。
粉I4の20gに対し、あらかじめ198.3gのエタノールに
22gのチタンイソプロポキシドを加えた液を用意し、
セパラブルフラスコ中で、該粉体I4を該液中に分散し
た後、撹拌しながら、あらかじめ用意しておいた30.4g
の純水を47.9gのエタノールに混合した溶液を1時間か
けて滴下した。滴下後、4時間、常温で反応させた。反
応後、十分なエタノールで希釈洗浄し、固液分離し、真
空乾燥機で110℃、3時間乾燥し、乾燥後回転式チュ
ーブ炉で650℃で30分熱処理し、冷却後粉体I5を
得た。この酸化チタン膜は、380nmと820 nmに分光反射
曲線のピーク波長を有し、さらに355nm、556nmと902nm
に吸収ボトムを有し、赤紫色であった。また、粉体I5
の10kOeでの磁化は140emu/gであった。
糖45gを純水1リットルに溶解しながら加熱し、溶液
とした後加熱を続け5分間沸騰させた。その後自然放冷
し、室温まで冷却後エタノール100mlを混合し、均
一化した後5日間冷暗所で保存して還元液とした。純水
60mlに硝酸銀3.5gを溶解し、溶解後アンモニア水(29
%溶液)を入れ酸化銀を沈殿させ、さらにアンモニアを
添加し、完全に溶解した後、あらかじめ用意しておいた
水酸化ナトリウム2.1gを純水60mlに溶解した水溶
液を添加し、酸化銀を沈殿させ、さらにアンモニアを添
加し、完全に溶解銀液とした。この銀液中にI5を分散
し、攪拌しながら還元液200mlを投入し、投入後30分
反応させ、反応終了後、デカンテーションで洗浄した後
固液分離し、真空乾燥機で250℃で8時間乾燥した。
乾燥後、590nmにピークを有する黄緑色粉体I6を得
た。上記第1〜6層の各膜厚、膜被覆粉体の分光反射曲
線のピーク波長、ピークの高さ(H),半値幅(W)お
よびその比(H/W)を表9に示す。
H6を、100ml/リットルのポリメタアクリルアミ
ン水溶液10mlに練り込み、インキ様組成物LHとし
た。理想科学製PG10を用いて模様1を印刷し判別用印
刷物PHを得た。次に15gの粉体I6を、100ml/
リットルのポリメタアクリルアミン水溶液10mlに練り
込み、インキ様組成物LIとした。理想科学製PG10を
用いてインキ様組成物LHで、「B」の模様を印刷し、
周りをLIを用いて印刷し判別用組成物PIを得た。こ
の印刷物PIは垂直に見た場合、黄緑色であったが見る
角度を変えたところ、「B」の字は緑色に変化し、周り
は黄緑色のままであった。このように目視で容易に真贋
判別できる。また磁気ヘッドで「B」の印刷部分をスキ
ャンしたところ、「B」の印刷部分で強い反応が出た。
さらにピップフジモト製医療用磁石を近づけたところ印
刷部分が磁力で吸引された。
体、塗料組成物および塗布物は、独自の技術を基にし、
膜数を好ましくは2層以上として膜厚を厚くすることに
よつて、反射スペクトルにおけるピークでの反射率を大
きくして、ピークの高さ(H)と半値幅(W)との比
(H/W)が上記の特定の範囲である分光光度特性を保
持させることにより、強力な干渉色の間の角度依存性色
変化を有し、美しい光彩を有し、鮮やかなカラーシフト
(色転変)効果を示し、明度が高く、有利な適用特性を
有し、赤〜青〜紫色の角度依存性の色転変を示し、彩色
可能性の範囲を拡大することを可能とした。これらの塗
料組成物は、工業の多くの分野で、例えば自動車被覆、
装飾被覆、プラスチック顔料着色、塗料、印刷インキ等
において有用なものである。また、このような本発明の
膜被覆粉体、塗料組成物および塗布物は、偽造防止秘密
文書、例えば紙幣、小切手、小切手カード、クレジット
カード、収入印紙、切手、鉄道及び航空券、テレホンカ
ード、宝くじ券、ギフト券、渡航及び身分証明書の作成
のために益々重要になりつつある。
Claims (4)
- 【請求項1】 基体粒子の表面に被覆膜を有する膜被覆
粉体において、該膜被覆粉体の垂直反射を測定した場合
の反射スペクトルにおける380〜780nm間の40
0nmの幅〈波長規定幅L〉と縦軸反射の高さ(反射率
規定幅R)を5対2で表示した場合に、ピークの高さ
(H)と半値幅(W)との比(H/W)が0.5〜5の
範囲である分光光度特性を有することを特徴とする膜被
覆粉体。 - 【請求項2】 前記被覆膜が2層以上であることを特徴
とする請求項1記載の膜被覆粉体。 - 【請求項3】 前記請求項1記載の膜被覆粉体を含有す
ることを特徴とする塗料組成物。 - 【請求項4】 前記請求項3記載の塗料組成物を塗布し
たことを特徴とする塗布物。
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