JP2002188023A - 真珠色の艶出しピグメントの安定化 - Google Patents

真珠色の艶出しピグメントの安定化

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グラウシュ ラルフ
Marita Jekel
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小板状の基質からなる第1の内側層、1種ま
たは複数種の金属酸化物を含む第2層を有し、この第1
および第2層はか焼されたベースピグメントを形成し、
第2層の酸化物に対応するか焼されていない酸化物、水
酸化物および/または酸化物の水和物を含む第3層、シ
リコンまたはアルミニウムの酸化物、水酸化物および/
または酸化物の水和物を含む第4層、シリコン、アルミ
ニウム、ジルコニウムおよび/またはセリウムの酸化
物、水酸化物および/または酸化物の水和物を含み、第
4層とは異なる第5層、および1種または複数種の有機
官能性のカップリング試薬を含む第6層を有する真珠色
の艶出しピグメント、その調製方法、および塗料、イン
ク、プラスチック、コーティングおよび化粧品における
ピグメントの使用を提供すること。 【解決手段】 上記の層配列を有するピグメント、およ
びそれを得るための方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアフターコートされ
た真珠色の艶出しピグメント、およびその調製方法に関
する。本発明はさらに、このようなピグメントの使用に
関する。
【0002】
【従来の技術】欧州特許第0632109B1号は、コ
ーティング組成物に使用される真珠色の艶出しピグメン
トは、その安定性を向上させるために後処理をすること
を開示している。
【0003】欧州特許第0632109号から知られる
真珠色の艶出しピグメントは、以下の一般的な層配列を
有する。第1の「層」はたとえば雲母の基質によって形
成されており、第2層はたとえば二酸化チタンまたは酸
化鉄(III)の金属酸化物層であり、この2つの層は
ベースピグメントを形成する。か焼されたベースピグメ
ント上には、知られているように、第3層で始まるアフ
ターコーティングが加えられる。この第3層はシリコン
またはアルミニウムの酸化物、水酸化物および/または
酸化物の水和物を含む。第4層はシリコン、アルミニウ
ム、ジルコニウムおよび/またはセリウムの酸化物、水
酸化物および/または酸化物の水和物を含み、第3層と
は異なる。第5層はたとえばシランまたはアルミン酸ジ
ルコニウムなどの有機官能性のカップリング剤を含む。
【0004】前述の層3から層5のアフターコーティン
グを安定化したにもかかわらず、真珠色の艶出しピグメ
ント、特に雲母をベースとし第2層が酸化鉄(III)
で被覆されているものはいかなる分野における使用も適
切ではない。なぜなら、極端なストレス下ではピグメン
トのより高い安定性が必要となるからである。
【0005】同様のコメントが特に、第2層で、二酸化
チタンまたは酸化クロム、二酸化ジルコニウム、二酸化
スズまたは酸化亜鉛などの他の金属酸化物で被覆されて
いる、雲母ベースの真珠色の艶出しピグメントに当ては
まる。これらは多くの場合、酸化鉄(III)で被覆さ
れている雲母よりも安定しているが、同様に制約なしで
使用することはできない。
【0006】さらに、従来技術から知られるアフターコ
ートされた真珠色の艶出しピグメントは、コーティング
フィルム中のその配向が最適ではないという欠点を有す
る。言い換えると、艶出しの性質を向上させるために、
フィルムコートに対するピグメントの対応する調製の改
善が望ましい。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的の一つ
は、このようなピグメントの安定性を増加させ、コーテ
ィングフィルム内に改善された配向を有するピグメント
を提供することであった。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明に従
って以下の層配列を有するピグメントを提供することに
よって達成している。
【0009】小板状の基質からなる第1層、1種または
複数種の金属酸化物を含む第2層であって、この第1お
よび第2の層はか焼されたベースピグメントを形成し、
第2の層の酸化物に対応するか焼されていない酸化物、
水酸化物および/または酸化物の水和物を含む第3層、
シリコンまたはアルミニウムの酸化物、水酸化物および
/または酸化物の水和物を含む第4層、シリコン、アル
ミニウム、ジルコニウムおよび/またはセリウムの酸化
物、水酸化物および/または酸化物の水和物を含み、第
4層とは異なる第5層、1種または複数種の有機官能性
のカップリング剤を含む第6層。
【0010】この配列の第3層は接着促進剤の機能を果
たし、ベースピグメントを基にして好ましくは0.1〜
10重量%、より好ましくは1〜5重量%含まれる。
【0011】
【発明の実施の形態】ベースピグメントに適切な小板状
の基質は、たとえば雲母、カオリンまたはガラスなど、
欧州特許第0632109B1号に明記されている基質
である。しかしながら、雲母が基質として特に好まし
い。
【0012】第2層の適切な金属酸化物は、たとえば酸
化鉄(III)および/または二酸化チタンまたは酸化
クロム、二酸化ジルコニウム、二酸化スズまたは酸化亜
鉛などの他の金属酸化物であり、酸化物は混合物として
存在してもよい。欧州特許第0632109B1号から
知られる真珠色の艶出しピグメントの特に高度な改良
は、酸化鉄(III)で被覆された基質の場合に達成さ
れる。
【0013】適切なカップリング剤は、欧州特許第06
32109B1号で開示されているカップリング剤であ
る。詳細には、それらはシラン、アルミン酸ジルコニウ
ム、ジルコン酸塩またはチタン酸塩を含み、シランは好
ましくはY−(CH2n−SiX3の構造式を有し、前
式でYはたとえばアミノ基、メタクリル基、ビニル基、
および/またはエポキシ基などの有機官能基であり、X
はシリコン官能基であり、この加水分解後に無機基質の
活性部位と反応するかまたは他のシリコン化合物との縮
合によって反応する。当該の基は、たとえばアルコキシ
基を含んでよい。
【0014】このような実質的に親水性のカップリング
剤に加えて、疎水性のシラン、特にアリール、アルキル
およびフルオロアルキルで置換されたジおよびトリメト
キシシランを使用することも可能である。たとえば、こ
れらはフェネチルトリメトキシシラン、プロピルトリメ
トキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチル
トリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オ
クチルトリメトキシシラン、1H,1H,2H,2H−
ペルフルオロデシルトリメトキシシランおよび(3,
3,3−トリフルオロプロピル)メチルジメトキシシラ
ンを含む。
【0015】他の目的は、本発明の真珠色の艶出しピグ
メントを得るための方法を提供することであった。
【0016】この目的は多段階法を提供することによっ
て達成された。この方法では、1種または複数種の金属
酸化物で被覆されたか焼された小板状の基質を水中に懸
濁し、25〜100℃、好ましくは40〜80℃に加熱
し、pH3〜11、好ましくは5〜9に調整する。第1
段階では、小板状の基質の金属酸化物コーティングのか
焼された金属酸化物に対応する、1種または複数種の水
溶性金属塩を加え、これらの塩の全部または一部を酸化
物、水酸化物および/または酸化物の水和物として堆積
させ、続いて30〜100℃、好ましくは40〜75℃
に加熱し、pH3〜9、好ましくは6〜7に調整する。
第2段階では、水溶性ケイ酸塩および/またはアルミニ
ウム塩を加え、全部または一部を酸化物、水酸化物およ
び/または酸化物の水和物として堆積させる。第3段階
では、少なくとも1種の水溶性ケイ酸塩、アルミニウム
塩、セリウム塩および/またはジルコニウム塩をpH3
〜9、好ましくは6〜7の範囲で加えることによって、
それらに対応する酸化物、水酸化物または酸化物の水和
物を堆積させ、これらは第2段階のものとは異なること
が必要であり、第4段階では、少なくとも1種の有機カ
ップリング剤を加え、pH3〜9、好ましくは6〜8で
堆積させる。
【0017】か焼された小板状の基質は金属酸化物で被
覆されているので、すでに前に述べた基質を前述の金属
酸化物コーティングと共に使用することが可能であり、
これらはIriodin(登録商標)(製造者:E.M
erck、Darmstadt)の名称で市販されてい
る。
【0018】適切な水溶性ケイ酸塩は好ましくはケイ酸
ナトリウムである。一般に、適切な水溶性アルミニウム
塩、セリウム塩およびジルコニウム塩はすべてこれらの
金属の水溶性塩であるが、たとえば容易に入手できるハ
ロゲン化物およびハロゲン水和物が適切である。
【0019】使用されるカップリング試薬は、前述の試
薬であることが好ましい。
【0020】本発明のアフターコーティングの方法は、
第1の沈殿反応(第1の段階)後にピグメントを単離し
仕上げることなく、前述のように1つの作業で行うこと
ができる。しかしながら、第1の段階後、すなわち接着
促進層を加えた後にピグメントを単離することも可能で
ある。
【0021】本発明に従って被覆された真珠色の艶出し
ピグメントは、たとえば特に印刷用インクなどのインク
の着色、たとえばポリマーフィルムなどのプラスチッ
ク、たとえば塗料などのコーティング組成物に関しても
使用される。しかしながら、これらはたとえば化粧品の
着色などの、前述の改善された性質が役割を果たす他の
分野でも使用される。
【0022】以下の本文では、実施例を参照しながら本
発明を例示する。
【0023】
【実施例】本発明の後処理方法によって、種々の真珠色
の艶出しピグメントをアフターコートした。
【0024】a)単離を伴わない酸化鉄ピグメント(反
応器中で調製する) Iriodin(登録商標)504 Red 100g
を900mlの脱イオン水に懸濁させ、激しく撹拌しな
がら40℃に加熱する。
【0025】2.5%NaOHを使用して懸濁液をpH
9.0に調整する(記載のpH値はすべて適切なpH試
験紙を使用して決定する)。
【0026】約30分の行程で、脱イオン水74.64
gにFeCl3 18.66gが溶けている溶液(3%
FeCl3溶液に対応する)を懸濁液に1滴ずつ加え
る。5分間の行程でpHは3.2まで低下し、10%水
酸化ナトリウム溶液を使用してこのレベルで一定に保
つ。終点に達した後に、ピグメントの懸濁液をpH5.
0に調整し、次いで約15分間撹拌する。
【0027】次に30分の行程で、脱イオン水150m
lにケイ酸ナトリウム2.7ml(1リットル中にSi
2 370g)が溶けている溶液をピグメントの懸濁
液に1滴ずつ加える。2.5%の塩酸を使用してpHを
一定に保つ。添加終了後、撹拌を40℃で15分間続け
る。その後2.5%の塩酸を使用して10分間の行程で
pHを6.5に調整し、次に懸濁液を40℃で15分間
撹拌する。次いで硫酸ナトリウム1.35g、塩化アル
ミニウム六水和物2.30g、塩化セリウム(II)七
水和物1.10gを固体として懸濁液に加えると、pH
は4.0に低下する。
【0028】その後20分の行程で、懸濁液を75℃に
加熱し、75℃でさらに75分間撹拌すると、pHは
3.3に低下する。
【0029】その後、純粋な形のDynasilan
AMMO (Hulsからの3−アミノプロピルトリメ
トキシシラン)3.0gを10分間の行程で加え、前述
の塩酸を使用してpHを一定に保つ。添加終了後、75
℃で2時間撹拌を続け、この間にシランは完全に加水分
解し、ピグメント表面と反応する。
【0030】その後、2.5%の水酸化ナトリウム溶液
を使用して、非常にゆっくりと60分間の行程で系をp
H8.0に調整する。この行程の間、酸化物および/ま
たは酸化物の水和物およびシランは、混合した沈殿の形
で完全に堆積する。
【0031】その後、後の反応のために75℃で1時間
撹拌を続けると、pHは7.0に低下する。
【0032】生成物を吸込フィルタを通して濾過して取
り除き、塩のない状態で脱イオン水で洗浄し、140℃
で約16時間乾燥する。
【0033】b)単離を伴う酸化鉄 Iriodin(登録商標)504 Red 100g
を900mlの脱イオン水に懸濁させ、激しく撹拌しな
がら40℃に加熱する。
【0034】2.5%水酸化ナトリウム溶液を使用して
懸濁液をpH9.0に調整する(記載のpH値はすべて
適切なpH試験紙を使用して決定する)。
【0035】約30分の行程で、脱イオン水74.64
gにFeCl3 18.66gが溶けている溶液(3%
FeCl3溶液に対応する)を懸濁液に1滴ずつ加え
る。5分間の行程でpHは3.2まで低下し、10%水
酸化ナトリウム溶液を使用してこのレベルで一定に保
つ。終点に達した後に、ピグメントの懸濁液をpH5.
0に調整し、その後約15分間撹拌する。
【0036】ピグメントを単離し(吸込によって濾過し
て取り除く)、約12lの脱イオン水で洗浄し、110
℃で約16時間乾燥する。
【0037】こうして得られた改変ピグメントを900
mlの脱イオン水に懸濁させ、激しく撹拌しながら40
℃に加熱し、2.5%水酸化ナトリウム溶液を使用して
pHを9.0に調整する。
【0038】その後30分の行程で、脱イオン水150
mlにケイ酸ナトリウム2.7ml(1リットル中にS
iO2 370g)が溶けている溶液をピグメントの懸
濁液に1滴ずつ加える。2.5%の塩酸を使用してpH
を一定に保つ。添加終了後、40℃で15分間撹拌を続
ける。その後2.5%の塩酸を使用して10分間の行程
でpHを6.5に調整し、次に懸濁液を40℃で15分
間撹拌する。次いで硫酸ナトリウム1.35g、塩化ア
ルミニウム六水和物2.30g、塩化セリウム(II)
七水和物1.10gを固体として懸濁液に加えると、p
Hは4.0に低下する。
【0039】その後20分の行程で、懸濁液を75℃に
加熱し、75℃でさらに75分間撹拌すると、pHは
3.3に低下する。
【0040】その後、純粋な形のZ6040(Dow
Corningからの3−グリシジルオキシプロピルト
リメトキシシラン)3.0gを10分間の行程で加え、
前述の塩酸を使用してpHを一定に保つ。添加終了後、
75℃で2時間撹拌を続け、この間にシランは完全に加
水分解し、ピグメント表面と反応する。
【0041】その後、2.5%の水酸化ナトリウム溶液
を使用して、非常にゆっくりと60分間の行程で系をp
H8.0に調整する。この行程の間、酸化物および/ま
たは酸化物の水和物およびシランは、混合した沈殿の形
で完全に堆積する。
【0042】その後、後の反応のために75℃で1時間
撹拌を続けると、pHは7.0に低下する。
【0043】生成物を吸込フィルタを通して濾過して取
り除き、塩のない状態で脱イオン水で洗浄し、140℃
で約16時間乾燥する。
【0044】c)単離を伴わない酸化チタンのピグメン
ト(反応器中で調製する) Iriodin(登録商標)225 Rutile P
earl−blue100gを900mlの脱イオン水
に懸濁させ、激しく撹拌しながら40℃に加熱する。
【0045】2.5%NaOHを使用して懸濁液をpH
9.0に調整する(記載のpH値はすべて適切なpH試
験紙を使用して決定する)。
【0046】約30分の行程で、脱イオン水74.64
gにTiCl4 20.54gが溶けている溶液を懸濁
液に1滴ずつ加える。5分間の行程でpHは3.2まで
低下し、10%水酸化ナトリウム溶液を使用してこのレ
ベルで一定に保つ。終点に達した後に、ピグメントの懸
濁液をpH5.0に調整し、その後約15分間撹拌す
る。
【0047】その後30分の行程で、脱イオン水150
mlにケイ酸ナトリウム2.7ml(1リットル中にS
iO2 370g)が溶けている溶液をピグメントの懸
濁液に1滴ずつ加える。2.5%の塩酸を使用してpH
を一定に保つ。添加終了後、40℃で15分間撹拌を続
ける。その後2.5%の塩酸を使用して10分間の行程
でpHを6.5に調整し、次に懸濁液を40℃で15分
間撹拌する。次いで硫酸ナトリウム1.35g、塩化ア
ルミニウム六水和物2.30g、塩化セリウム(II)
七水和物1.10gを固体として懸濁液に加えると、p
Hは4.0に低下する。
【0048】その後20分の行程で、懸濁液を75℃に
加熱し、75℃でさらに75分間撹拌すると、pHは
3.3に低下する。
【0049】その後、純粋な形のDynasilan
MEMO(Degussa−Huls AGからの3−
メタクリルオキシトリメトキシシラン)3.0gを10
分間の行程で加え、前述の塩酸を使用してpHを一定に
保つ。添加終了後、75℃で2時間撹拌を続け、この間
にシランは完全に加水分解し、ピグメント表面と反応す
る。
【0050】その後、2.5%の水酸化ナトリウム溶液
を使用して、非常にゆっくりと60分間の行程で系をp
H8.0に調整する。この行程の間、酸化物および/ま
たは酸化物の水和物およびシランは、混合した沈殿の形
で完全に堆積する。
【0051】その後、後の反応のために75℃で1時間
撹拌を続けると、pHは7.0に低下する。
【0052】生成物を吸込フィルタを通して濾過して取
り除き、塩のない状態で脱イオン水で洗浄し、140℃
で約16時間乾燥する。
【0053】耐候性試験結果 ピグメントの供試体a)〜c)をアクリル酸塩/メタク
リル酸塩結合剤をベースとする水性コーティング系に取
り込ませ、これらの被験供試体をスプレー塗布によって
調製した。
【0054】これらの供試体a)〜c)をDIN500
17に従ったコンデンセーション試験(condens
ation test)によって耐候性試験にかけ、暴
露の終了後に1時間評価した。
【0055】DIN53209に従って膨れ具合を視覚
的に評価した。ここで「m」は単位面積あたりの膨れの
数の指標であり、一方「g」は膨れの大きさの指標であ
る。評価スケールは0(非常に良い)から5(非常に悪
い)の範囲である。
【0056】DIN53230に従って同様に膨潤度を
視覚的に評価した。相対評価スケールは0(変化なし)
から5(非常に激しく変化)の範囲である。
【0057】DIN53151に従って接着性を視覚的
に決定し、相対評価スケールは0(非常に良い)から5
(非常に悪い)の範囲であった。
【0058】表は供試体a)〜c)、およびIriod
in(登録商標)225 WR II およびIrio
din(登録商標)504 WR IIを含む比較サン
プル、および水性クリアコートとしてピグメントを含ま
ないブランクサンプルの試験結果を含む。ピグメントI
riodin(登録商標)225 WR II(二酸化
チタンピグメント)およびIriodin(登録商標)
504 WR II(酸化鉄ピグメント)は従来技術で
あり、本発明の接着を促進する中間層を有していない。
【0059】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09C 3/12 C09C 3/12 C09D 7/12 C09D 7/12 11/00 11/00 201/00 201/00 (71)出願人 591032596 Frankfurter Str. 250, D−64293 Darmstadt,Fed eral Republic of Ge rmany (72)発明者 ラルフ グラウシュ ドイツ連邦共和国 64367 ミュールタル アリーシュトラーセ 22 アー (72)発明者 マリタ ジェイケル ドイツ連邦共和国 64287 ダームシュタ ット タイヒハウシュトラーセ 51 Fターム(参考) 4C083 AB431 AB432 BB25 FF01 4J002 AA011 DJ056 FB006 FD096 GB00 GH00 4J037 AA26 CA09 CB23 DD10 EE03 EE26 EE33 EE35 EE43 EE46 FF09 4J038 HA546 KA08 NA01 4J039 BA13 BA32 BE01 EA21

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 小板状の基質からなる第1の内層と、 1種または複数種の金属酸化物を含む第2層であって、 前記第1および第2の層がか焼されたベースピグメント
    を形成し、 前記第2の層の前記酸化物に対応するか焼されていない
    酸化物、水酸化物および/または酸化物の水和物を含む
    第3層と、 シリコンまたはアルミニウムの酸化物、水酸化物および
    /または酸化物の水和物を含む第4層と、 シリコン、アルミニウム、ジルコニウムおよび/または
    セリウムの酸化物、水酸化物および/または酸化物の水
    和物を含み、前記第4層とは異なる第5層と、 1種または複数種の有機官能性のカップリング試薬を含
    む第6層を含む真珠色の艶出しピグメント。
  2. 【請求項2】 前記基質が雲母であることを特徴とす
    る、請求項1に記載の真珠色の艶出しピグメント。
  3. 【請求項3】 前記第2層の前記金属酸化物が酸化鉄
    (III)または二酸化チタンであることを特徴とす
    る、請求項1または2に記載の真珠色の艶出しピグメン
    ト。
  4. 【請求項4】 前記有機カップリング剤がシラン、アル
    ミン酸ジルコニウム、ジルコン酸塩またはチタン酸塩で
    あることを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記
    載の真珠色の艶出しピグメント。
  5. 【請求項5】 1種または複数種の金属酸化物で被覆さ
    れたか焼された小板状の基質を水に懸濁し、25〜10
    0℃、好ましくは40〜80℃に加熱し、pH3〜1
    1、好ましくは5〜9に調整し、第1の段階では、前記
    小板状の基質の前記金属酸化物コーティングの前記か焼
    された金属酸化物に対応する、1種または複数種の水溶
    性金属塩を加え、これらの塩の全部または一部を酸化
    物、水酸化物および/または酸化物の水和物として堆積
    させ、続いて30〜100℃、好ましくは40〜75℃
    に加熱し、pH3〜9、好ましくは6〜7に調整し、第
    2の段階では、水溶性ケイ酸塩および/またはアルミニ
    ウム塩を加え、全部または一部を酸化物、水酸化物およ
    び/または酸化物の水和物として堆積させ、第3の段階
    では、少なくとも1種の水溶性ケイ酸塩、アルミニウム
    塩、セリウム塩および/またはジルコニウム塩をpH3
    〜9、好ましくは6〜7の範囲で加えることによって、
    それらに対応する酸化物、水酸化物または酸化物の水和
    物を堆積させ、これらは前記第2の段階のものと異なる
    ことが必要であり、第4の段階では、少なくとも1種の
    有機カップリング剤を加え、pH3〜9、好ましくは6
    〜8で堆積させることを特徴とする、請求項1から4の
    いずれかに記載の真珠色の艶出しピグメントを調製する
    ための方法。
  6. 【請求項6】 前記第1の段階の後であって、前記第2
    の段階が実施される前に、前記ピグメントを単離、洗
    浄、および乾燥することを特徴とする、請求項5に記載
    の方法。
  7. 【請求項7】 前記第3の段階の後に、前記ピグメント
    を沈降、洗浄、濾過によって分離し、80〜160℃、
    好ましくは120〜160℃で乾燥することを特徴とす
    る、請求項5または6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 1種または複数種の金属酸化物で被覆さ
    れた前記か焼された小板状の基質が酸化鉄(III)お
    よび/または二酸化チタンで被覆された雲母であること
    を特徴とする、前記請求項5から7のいずれかに記載の
    方法。
  9. 【請求項9】 前記有機カップリング試薬がシラン、ア
    ルミン酸ジルコニウム、ジルコン酸塩またはチタン酸塩
    であることを特徴とする、請求項5から7のいずれかに
    記載の方法。
  10. 【請求項10】 塗料、インク、プラスチック、コーテ
    ィングおよび化粧品を着色するための、請求項1から4
    のいずれかに記載の前記真珠色の艶出しピグメントの使
    用。
  11. 【請求項11】 請求項1から4のいずれかに記載の真
    珠色の艶出しピグメントで着色された塗料、インク、プ
    ラスチック、コーティングおよび化粧品。
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