JP2004307616A - Composite aluminum pigment and its manufacturing method - Google Patents

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JP2004307616A
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silica fine
aluminum
fine particles
aluminum pigment
vapor
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Withdrawn
Application number
JP2003101864A
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Japanese (ja)
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Takashi Koyanagi
崇 小柳
Seiji Tsuji
辻  清治
Toshimi Fukui
俊巳 福井
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite aluminum pigment which has excellent dispersibility, high uniformity in particle size, heat resistance, and mechanical strength, and its manufacturing method. <P>SOLUTION: The composite aluminum pigment has an aluminum deposited layer covering the entire surface of a core of a silica fine particle which is synthesized by the sol-gel method and has an average particle diameter of ≤5 μm. The composite aluminum pigment can further have a surface protective layer on the aluminum deposited layer. The manufacturing method comprises (1) introducing silica fine particles having an average particle diameter of ≤5 μm which are synthesized by the sol-gel method into a deposition chamber having a disk-shaped plane base and at least a ring side as the side in contact with the base, (2) agitating the silica fine particles to successively expose the entire surface of each of the silica fine particles under vacuum conditions and feeding an aluminum vapor in this state to form an aluminum deposited layer on the surface of each of the silica fine particles. A surface protective layer can be further formed after formation of the aluminum deposited layer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合アルミニウム顔料及びその製造方法に関する。本発明の複合アルミニウム顔料は、粒度分布の幅が狭く、粒度の均一性が高く、分散性に優れ、更に優れた金属色を提供することができる。
【0002】
【従来の技術】
アルミニウム顔料は、メタリック感などの金属光沢を得るために従来から広く利用されており、アルミニウム顔料に関する種々の技術も提案されている。
例えば、特開平7−62262号公報(特許文献1)には、塗料やインクの着色剤として利用可能な着色アルミニウム粉体が記載されている。しかしながら、この公報に記載のアルミニウム粉体は、主に塗料用であり、使用する粉体もリン片状で、粒径が比較的大きいので沈降しやすく、粉体形状の均一性に乏しいため、塗料用として利用しても光沢に劣るという欠点があり、更にインクジェット記録用顔料として利用した場合には目詰まりが発生する。
また、特開2002−121423号公報(特許文献2)には、樹脂被覆されたアルミニウム顔料を更にリン酸又はリン酸塩で処理するアルミニウム顔料が記載されている。しかしながら、この公報記載の技術は、水性塗料や水性インクに配合された際に発生する水素ガスや、紫外線硬化型塗料に配合された場合の増粘・ゲル化現象、及び耐電圧性の低下などの問題点を解決する手段を提供することを目的としており、使用されるアルミニウム粉は、破砕法によって得られるフレーク状アルミニウム粉であり、その平均粒径は5〜100μmであるので沈降しやすい。また、粉体形状の均一性に乏しいため、水性塗料や水性インクに利用された場合でも光沢に劣るという欠点があり、更にインクジェット記録用顔料として利用した場合には目詰まりが発生する。
更に、特開2002−226733号公報(特許文献3)には、フレーク状アルミニウム粉末の表面に樹脂を被覆することによって得られるアルミニウム顔料が記載されており、優れた密着性を有するメタリック塗膜を与えることができるとされている。しかしながら、この公報に記載のアルミニウム粉末も、フレーク状であり、好ましい粒径は5〜35μmであり、更に粉体形状の均一性にも乏しいので、塗料に利用した場合に得られる塗膜の光沢に劣り、インクジェット記録用顔料としては、目詰まりが発生するので不適切である。
【0003】
一方、低真空ガス中蒸発法によって得られる金属超微粒子の分散液を含むインクジェット記録用インクが、例えば、特開2002−121437号公報(特許文献4)に記載されている。この公報によれば、粒径が100nm以下の金属超微粒子を得ることができ、インクジェット記録用インクの着色剤として用いることができるとされている。しかしながら、使用可能な金属としては、金、銀、銅、パラジウム、又は錫が具体的に記載されているものの、アルミニウムは具体的に例示されていない。これは、後述するように、水との反応性が高いため、調製が困難であるためと思われる。
【0004】
更に、特開2002−179960号公報(特許文献5)には、軽いプラスチック球状芯材の表面に金属被膜を形成して調製した顔料を用いるインクジェット記録用インクが記載されている。しかしながら、芯材がプラスチック球状体であるため、耐熱性や機械的強度に劣り、特に中空粒子を芯材とすると、変形しやすく、塗膜にした場合に、引っかき傷や擦り傷の影響を受けやすいものとなる。
【0005】
【特許文献1】
特開平7−62262号公報
【特許文献2】
特開2002−121423号公報
【特許文献3】
特開2002−226733号公報
【特許文献4】
特開2002−121437号公報
【特許文献5】
特開2002−179960号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、メタリック感などの金属光沢を得る目的で、アルミニウム顔料が従来から利用されているものの、使用されているアルミニウム粉末はいずれも粒径が比較的大きいので分散性に劣り、また粉体形状の均一性に乏しいことから光沢性も劣り、更にインクジェット記録用インクの着色剤として用いると、目詰まりを発生するものであった。
一方、プラスチック球状芯材を用いるアルミニウム顔料では、粉体形状の不均一性を解消することができるものの、アルミニウム顔料自体の耐熱性や機械的強度が劣るために利用分野が制限され、塗膜が引っかき傷や擦り傷の影響を受けやすいものとなる欠点があった。
従って、本発明の課題は、平均粒径が小さいので分散性に優れ、粉体形状の均一性が高く、粒度分布の幅も狭いので、光沢性に優れ、インクジェット記録用インクの着色剤として用いても目詰まりを発生せず、しかも、優れた耐熱性や機械的強度を有するので、利用分野が広範になり、引っかき傷や擦り傷の影響を受けにくい塗膜を形成することができ、メタリック感などの金属光沢を提供することが可能な複合アルミニウム顔料及びその製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、本発明により、
ゾル−ゲル法により合成され、平均粒子径が5μm以下のシリカ微粒子コアの上に、その全表面を被覆するアルミニウム蒸着層を有することを特徴とする、複合アルミニウム顔料によって解決することができる。
本発明の好ましい態様によれば、前記アルミニウム蒸着層の上に、その全表面を被覆する表面保護層を更に有する。
本発明の別の好ましい態様によれば、前記のシリカ微粒子コアが球状微粒子である。
また、本発明は、前記の複合アルミニウム顔料を着色剤成分として含有する水系分散液、又は水系アルミニウム顔料組成物(例えば、インクジェット記録用インク組成物)にも関する。
【0008】
更に、本発明は、
(1)ディスク状平面の底面と、少なくともそれに接する側面がリング状である側面とを有する蒸着室に、ゾル−ゲル法により合成され、平均粒子径が5μm以下のシリカ微粒子を装入し、
(2)真空条件下で、シリカ微粒子を攪拌して各シリカ微粒子の全表面を順に露出させた状態で、それらのシリカ微粒子の全表面にアルミニウム蒸気を供給することにより、前記シリカ微粒子表面にアルミニウム蒸着層を形成する
ことを特徴とする、複合アルミニウム顔料の製造方法にも関する。
本発明方法の好ましい態様によれば、前記シリカ微粒子表面にアルミニウム蒸着層を形成した後に、そのアルミニウム蒸着層の上に表面保護層を形成する。
本発明方法の別の好ましい態様によれば、前記蒸着室の前記ディスク状底面を水平方向に回転させ、かつ前記ディスク状底面の円周部を垂直方向へ上下に運動させることにより、各シリカ微粒子の全表面を順に露出させた状態で、それらのシリカ微粒子の全表面にアルミニウム蒸気を供給する。
更に、本発明方法の別の好ましい態様によれば、前記蒸着室の前記ディスク状底面自体を水平方向に回転させず、水平方向から傾斜させ、最も低い円周部位と最も高い円周部位とを、円周に沿って回転させることにより、各シリカ微粒子の全表面を順に露出させた状態で、それらのシリカ微粒子の全表面にアルミニウム蒸気を供給する。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明で用いるシリカ微粒子は、平均粒径が5μm以下であり、好ましくは、3〜5μmである。なお、最大粒径が6μm以下であり、最小粒径が1μm以上であることが好ましい。更に、本発明で用いるシリカ微粒子は、球状微粒子であることが好ましい。
【0010】
本明細書において「平均粒径」とは、シリカ微粒子を非プロトン性極性有機溶媒(例えば、アセトニトリル)で希釈し、その希釈状態で粒度分布を粒度分布計(例えば、マイクロトラックUPA−150;日機装株式会社製)で測定し、50%の累積粒径値を意味する。また、最大粒径及び最小粒径は、粒度分布計によって測定した場合のそれぞれ最大値及び最小値の粒径を意味する。
【0011】
本発明で用いるシリカ微粒子は、公知のゾル−ゲル法によって調製することができる。ゾル−ゲル法の原理は、金属の有機若しくは無機化合物の溶液から出発し、溶液中での化合物の加水分解及び重縮合によって、前記溶液を金属酸化物若しくは水酸化物の微粒子が溶解したゲルとし、更に反応を進行させてゲル体とし、このゲル体を乾燥して加熱するとゲル体が成長して多結晶物を最終的に生成させるものである。
【0012】
ゾル−ゲル法によるシリカ微粒子の製造方法は、例えば、C.J.Brinker及びG.W.Scherer,Sol−Gel Science(Academic Press Inc.1990)に記載されており、アルコール溶媒中でアンモニアの存在下に、アルコキシシランと水とを反応させると、アルコキシシランが加水分解してケイ酸が生成し、ゲル化する前に球状粒子をコロイドとして得ることができる。
【0013】
アルコキシシランとしては、例えば、テトラエトキシシラン〔Si(OC〕、又はテトラメトキシシラン〔Si(OCH〕を用いることができ、アルコール溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、又はイソプロピルアルコール等を用いることができる。アルコキシシランの加水分解及び重縮合反応によってSiO粒子(ゲル)が生成し、更に反応を進行させるとゲルが成長してゲル体となる。このゲル体を加熱すると、均質な粒度分布を示すシリカ微粒子を得ることができる。アルコキシシランの加水分解及び重縮合反応は、好ましくは、0〜80℃程度で実施される。得られたゲル体の加熱は、好ましくは600〜1200℃程度で実施される。
【0014】
こうして得られたシリカ微粒子は、続いて、蒸着装置に装入される。本発明で用いる蒸着装置は、蒸着室を備えている。この蒸着室の底面は、ディスク状の平面である。また、この蒸着室の側面は、一般に円筒状であり、少なくとも底面と接続する部分には、円筒状(すなわち、リング状)の側面を有する。この蒸着室は、真空条件にすることができ、アルミニウム蒸気を供給することができる。
【0015】
本発明においては、前記蒸着室の内部に装入されるシリカ微粒子の量は特に限定されない。すなわち、前記蒸着室の内部に装入されたシリカ微粒子が攪拌されて、全微粒子の表面がアルミニウム蒸気に対して露出され、しかも、アルミニウム蒸気が蒸着されたシリカ微粒子が相互に凝集しない限り、装入量は限定されない。
【0016】
本発明においては、前記蒸着室内において、全シリカ微粒子のそれぞれの表面全体にアルミニウム蒸気を蒸着させ、前記シリカ微粒子表面の全体にアルミニウム蒸着層を形成する。この蒸着処理の際に、各シリカ微粒子が相互に凝集せず、それぞれ独立した個々の微粒子がアルミニウム蒸着層を表面に形成することができるように、攪拌下に蒸着処理を実施することが必要である。
【0017】
前記の攪拌は、例えば、前記蒸着室の前記ディスク状底面を水平方向に回転させ、かつ前記ディスク状底面の円周部を垂直方向へ上下に運動させることにより実施することができ、この攪拌により、各シリカ微粒子の全表面を順に露出させた状態で、それらのシリカ微粒子の全表面にアルミニウム蒸気を供給することができる。この場合の前記ディスク状底面の水平方向への回転数は、例えば、10〜100rpm(好ましくは40〜80rpm)であることができ、前記ディスク状底面の垂直方向への傾斜角は、例えば、±10°〜±50°(好ましくは±20°〜±40°)であることができる。
【0018】
更に、前記の攪拌は、例えば、前記蒸着室の前記ディスク状底面自体を水平方向に回転させず、前記ディスク状底面を水平方向から傾斜させ、最も低い円周部位と最も高い円周部位(相互に直径方向の反対側の部位)とを、円周に沿って回転させることにより実施することができ、この攪拌により、各シリカ微粒子の全表面を順に露出させた状態で、それらのシリカ微粒子の全表面にアルミニウム蒸気を供給することができる。この場合の前記ディスク状底面の垂直方向への傾斜角は、例えば、±10°〜±50°(好ましくは±20°〜±40°)であることができ、最も低い円周部位と最も高い円周部位(相互に直径方向の反対側の部位)との回転数は、例えば、10〜100rpm(好ましくは40〜80rpm)であることができる。
【0019】
前記の蒸着処理は、真空条件下で実施する。例えば、前記蒸着室に被処理シリカ微粒子を装入してから減圧し、真空度が、好ましくは5×10−3Pa以下に低下してから、アルミニウム蒸気の供給を開始して前記の蒸着処理を実施することができる。また、前記の蒸着処理は、加熱下で実施するのが好ましく、例えば、50〜500℃で実施することができる。
【0020】
前記の蒸着処理によって個々の被処理シリカ微粒子表面に蒸着されるアルミニウムの蒸着量は、特に限定されず、使用目的に応じて適宜決定することができ、前記の蒸着量に応じて、被処理シリカ微粒子に供給されるアルミニウム蒸気の供給量も適宜決定することができる。
【0021】
本発明においては、前記シリカ微粒子表面にアルミニウム蒸着層を形成した後に、そのアルミニウム蒸着層の上に表面保護層を形成して、耐水性を付与するのが好ましい。耐水性を付与するための表面処理は、例えば、公知の方法により、シランカップリング剤による表面処理、アルコキシシランの加水分解による表面保護層の形成、あるいはリン酸化合物、又はシュウ酸、クエン酸、若しくはリンゴ酸等の有機酸による表面保護層形成によって行うことが可能である。
耐水性表面保護層を有する複合化アルミニウム顔料は、水系塗料や水系インク組成物への利用が容易になる。
【0022】
本発明の複合アルミニウム顔料を用い、公知の方法により、種々のインク組成物又は塗料組成物を調製することができる。本発明による複合アルミニウム顔料は、平均粒径がせいぜい5μm以下であり、インクジェット記録用のインク組成物としても利用することができる。また、比重が低いシリカ微粒子コアを含み、その上に蒸着しているアルミニウムも比重が低いので、分散液中での分散安定性も優れている。また、ゾル−ゲル法により合成されるシリカ微粒子は、粒度分布範囲が狭く、粒度の均一性が高いので、それらのシリカ微粒子をコア材として含有する本発明の複合アルミニウム顔料も、粒度分布範囲が狭く、粒度の均一性が高くなる。
【0023】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
<実施例1>
(1)シリカ微粒子の調製
9.0%アンモニアメタノール溶液150mLを装入した500mLフラスコに、攪拌下で、テトラエトキシシラン21gを溶解したメタノール水溶液100mLを、5℃にて1.5時間かけて滴下し、滴下終了後に20℃にて攪拌下で1晩放置した。得られたコロイド液250mLから溶媒成分を留去し、続いて、得られた残さを110℃で1時間乾燥させてから、1100℃にて1時間焼成してシリカ微粒子を得た。得られたシリカ微粒子は平均粒子径1.0μm(イオン交換水に分散し、マイクロトラックで測定)で、その粒子径の標準偏差は0.038という狭い粒度分布を有するものであった。
【0024】
(2)アルミニウム蒸着処理
前項(1)で調製したシリカ微粒子1.0gを蒸着装置(VE−1010;株式会社真空デバイス製)の円筒状蒸着室(直径=115mm;高さ=230mm;ステンレススチール製)に装入した。円筒状蒸着室を、600rpmで水平方向に回転させると共に、傾斜角±30°で垂直方向へも上下運動を行わせた。真空度が5×10−3Pa以下に低下してから、アルミニウム・ターゲットを加熱することによってアルミニウム蒸気を供給した。約10時間後にアルミニウム蒸気の供給を停止し、円筒状蒸着室の運動を停止して、内部を乾燥Nガスで置換してからアルミニウム蒸着シリカ微粒子を取り出した。
【0025】
(3)表面処理
前項(2)で得られたアルミニウム蒸着シリカ微粒子0.5gを100mLフラスコに量り取り、エタノール10mLを加えて、超音波分散機を用いて分散した。続いて、2.5重量%のテトラエトキシシランのテトラヒドロフラン溶液10mL、及び0.1mol/LのHCl水溶液1mLを添加し、攪拌しながら常温にて24時間反応を行った。この生成物を遠心分離法で顔料と反応液に分離してから、十分な量のエタノールによる洗浄と遠心分離の操作を3回繰り返して行った後、自然乾燥して、耐水性表面保護層を有する複合化アルミニウム顔料を得た。
得られた耐水性表面保護層被覆複合化アルミニウム顔料を、超音波分散機を用いてイオン交換水中に分散し、この分散液をマット紙(MCマット紙、型番KA450MM、セイコーエプソン製)上に滴下したところ、銀色光沢のある塗膜を得ることができた。
【0026】
【発明の効果】
本発明によれば、複合アルミニウム顔料が得られる。この複合アルミニウム顔料は、コアとなるシリカ微粒子の比重が軽く、しかもその上に蒸着しているアルミニウムも比重が低いので、分散液中での分散安定性も優れている。また、ゾル−ゲル法により合成されるシリカ微粒子は、粒度分布範囲が狭く、粒度の均一性が高いので、それらのシリカ微粒子をコア材として含有する本発明の複合アルミニウム顔料も、粒度分布範囲が狭く、粒度の均一性が高くなるので、優れた金属光沢を得ることができる。更に、耐熱性や機械的強度も優れており、広い分野で利用することができ、更に、引っかき傷や擦り傷に対して抵抗性を有する塗膜を形成することができる。また、本発明の複合アルミニウム顔料は平均粒径が小さいので、インクジェット記録用インク組成物の着色剤としても好適である。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a composite aluminum pigment and a method for producing the same. The composite aluminum pigment of the present invention has a narrow particle size distribution, high particle size uniformity, excellent dispersibility, and can provide a more excellent metal color.
[0002]
[Prior art]
Aluminum pigments have hitherto been widely used for obtaining metallic luster such as metallic feeling, and various techniques relating to aluminum pigments have been proposed.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-62226 (Patent Document 1) describes a colored aluminum powder that can be used as a colorant for paints and inks. However, the aluminum powder described in this publication is mainly for paints, and the powder used is also scaly, and has a relatively large particle size, so that it tends to settle, and the powder shape is poor in uniformity. When used as a paint, it has the disadvantage of poor gloss, and when used as a pigment for ink jet recording, clogging occurs.
JP-A-2002-121423 (Patent Document 2) describes an aluminum pigment obtained by further treating a resin-coated aluminum pigment with phosphoric acid or a phosphate. However, the technology described in this publication is based on hydrogen gas generated when it is blended in water-based paints and water-based inks, thickening and gelling phenomena when it is blended in UV-curable paints, and a decrease in withstand voltage. The purpose of the present invention is to provide a means for solving the above-mentioned problem. The aluminum powder used is a flake-like aluminum powder obtained by a crushing method, and its average particle size is 5 to 100 μm, so that it tends to settle. In addition, the powder has poor uniformity, so that it has a disadvantage of poor gloss even when used in water-based paints and water-based inks. Further, when used as a pigment for inkjet recording, clogging occurs.
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-226733 (Patent Document 3) describes an aluminum pigment obtained by coating the surface of a flake-like aluminum powder with a resin, and provides a metallic coating film having excellent adhesion. It is possible to give. However, the aluminum powder described in this publication is also in the form of flakes, the preferred particle size is 5 to 35 μm, and the uniformity of the powder shape is poor. And is unsuitable as an inkjet recording pigment because clogging occurs.
[0003]
On the other hand, an ink jet recording ink containing a dispersion liquid of ultrafine metal particles obtained by an evaporation method in a low vacuum gas is described in, for example, JP-A-2002-121437 (Patent Document 4). According to this publication, ultrafine metal particles having a particle size of 100 nm or less can be obtained, and can be used as a colorant for an ink for inkjet recording. However, although gold, silver, copper, palladium, or tin is specifically described as a usable metal, aluminum is not specifically illustrated. This is presumably because, as described below, the preparation is difficult because of high reactivity with water.
[0004]
Further, JP-A-2002-179960 (Patent Document 5) describes an ink jet recording ink using a pigment prepared by forming a metal film on the surface of a light plastic spherical core material. However, since the core material is a plastic spherical body, heat resistance and mechanical strength are inferior, especially when hollow particles are used as the core material, it is easily deformed, and when formed into a coating film, it is easily affected by scratches and scratches It will be.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-62262 [Patent Document 2]
JP 2002-121423 A [Patent Document 3]
JP 2002-226733 A [Patent Document 4]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-121437 [Patent Document 5]
JP 2002-179960 A
[Problems to be solved by the invention]
As described above, although aluminum pigments have been conventionally used for the purpose of obtaining a metallic luster such as a metallic feeling, all of the aluminum powders used are inferior in dispersibility because they have a relatively large particle size. Poor gloss due to poor uniformity of the body shape, and clogging occurred when used as a colorant for ink jet recording inks.
On the other hand, with an aluminum pigment using a plastic spherical core material, although the nonuniformity of the powder shape can be eliminated, the application field is limited due to poor heat resistance and mechanical strength of the aluminum pigment itself, and the coating film is not coated. There was a drawback that it was susceptible to scratches and abrasions.
Therefore, an object of the present invention is to provide an excellent dispersibility due to a small average particle size, a high uniformity of powder shape, and a narrow particle size distribution. Even without clogging, it has excellent heat resistance and mechanical strength, so it can be used in a wide range of fields, and it is possible to form a coating film that is not easily affected by scratches and abrasions. It is an object of the present invention to provide a composite aluminum pigment capable of providing a metallic luster such as, for example, and a method for producing the same.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the present invention
This problem can be solved by a composite aluminum pigment which is synthesized by a sol-gel method and has an aluminum vapor-deposited layer covering the entire surface of a silica fine particle core having an average particle diameter of 5 μm or less.
According to a preferred embodiment of the present invention, the apparatus further comprises a surface protective layer covering the entire surface of the aluminum vapor-deposited layer.
According to another preferred embodiment of the present invention, the silica fine particle core is a spherical fine particle.
The present invention also relates to an aqueous dispersion or an aqueous aluminum pigment composition (for example, an ink composition for inkjet recording) containing the composite aluminum pigment as a colorant component.
[0008]
Further, the present invention provides
(1) Silica fine particles synthesized by a sol-gel method and having an average particle diameter of 5 μm or less are charged into a vapor deposition chamber having a bottom surface of a disk-shaped flat surface and a side surface having a ring shape at least in contact with the bottom surface.
(2) In a state where the silica fine particles are stirred under a vacuum condition to expose the entire surface of each silica fine particle in order, aluminum vapor is supplied to the entire surface of the silica fine particles, whereby aluminum The present invention also relates to a method for producing a composite aluminum pigment, which comprises forming a vapor-deposited layer.
According to a preferred embodiment of the method of the present invention, after forming an aluminum deposition layer on the surface of the silica fine particles, a surface protective layer is formed on the aluminum deposition layer.
According to another preferred aspect of the method of the present invention, each of the silica fine particles is formed by rotating the disk-shaped bottom surface of the vapor deposition chamber in the horizontal direction and moving the circumferential portion of the disk-shaped bottom surface vertically up and down. Is supplied to the entire surface of the silica fine particles in a state where the entire surface is exposed in order.
Furthermore, according to another preferred embodiment of the method of the present invention, the disk-shaped bottom surface of the vapor deposition chamber is not rotated in the horizontal direction, but is inclined from the horizontal direction, so that the lowest circumferential portion and the highest circumferential portion are separated from each other. By rotating along the circumference, aluminum vapor is supplied to all the surfaces of the silica fine particles in a state where all the surfaces of the silica fine particles are sequentially exposed.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The silica fine particles used in the present invention have an average particle size of 5 μm or less, and preferably 3 to 5 μm. Preferably, the maximum particle size is 6 μm or less, and the minimum particle size is 1 μm or more. Further, the silica fine particles used in the present invention are preferably spherical fine particles.
[0010]
As used herein, the term "average particle size" refers to a method in which silica fine particles are diluted with an aprotic polar organic solvent (e.g., acetonitrile), and the particle size distribution in the diluted state is measured using a particle size distribution analyzer (e.g., Microtrac UPA-150; Nikkiso Co., Ltd.). (Manufactured by Co., Ltd.) and means a cumulative particle size value of 50%. In addition, the maximum particle size and the minimum particle size mean the maximum value and the minimum value, respectively, as measured by a particle size distribution meter.
[0011]
The silica fine particles used in the present invention can be prepared by a known sol-gel method. The principle of the sol-gel method is that, starting from a solution of an organic or inorganic compound of a metal, the solution is converted into a gel in which fine particles of a metal oxide or a hydroxide are dissolved by hydrolysis and polycondensation of the compound in the solution. Further, the reaction is further advanced to form a gel body, and when the gel body is dried and heated, the gel body grows to finally generate a polycrystalline material.
[0012]
A method for producing silica fine particles by a sol-gel method is described in, for example, C.I. J. Brinker and G.W. W. Scherer, Sol-Gel Science (Academic Press Inc. 1990). When alkoxysilane and water are reacted in the presence of ammonia in an alcohol solvent, the alkoxysilane is hydrolyzed to produce silicic acid. Then, the spherical particles can be obtained as a colloid before gelation.
[0013]
As the alkoxysilane, for example, tetraethoxysilane [Si (OC 2 H 5 ) 4 ] or tetramethoxysilane [Si (OCH 3 ) 4 ] can be used. As the alcohol solvent, for example, methanol, ethanol, Alternatively, isopropyl alcohol or the like can be used. SiO 2 particles (gel) is produced by the hydrolysis and polycondensation reaction of the alkoxysilane, and the gel body by growing the the progress of the further reaction gel. When this gel body is heated, silica fine particles having a uniform particle size distribution can be obtained. The hydrolysis and polycondensation reaction of the alkoxysilane is preferably performed at about 0 to 80 ° C. The heating of the obtained gel body is preferably performed at about 600 to 1200 ° C.
[0014]
The silica fine particles thus obtained are subsequently charged into a vapor deposition device. The vapor deposition device used in the present invention includes a vapor deposition chamber. The bottom surface of the vapor deposition chamber is a disk-shaped flat surface. The side surface of the vapor deposition chamber is generally cylindrical, and at least a portion connected to the bottom surface has a cylindrical (ie, ring-shaped) side surface. The deposition chamber can be under vacuum conditions and can supply aluminum vapor.
[0015]
In the present invention, the amount of the silica fine particles charged inside the vapor deposition chamber is not particularly limited. That is, as long as the silica fine particles charged into the vapor deposition chamber are stirred, the surfaces of all the fine particles are exposed to the aluminum vapor, and the silica fine particles on which the aluminum vapor is vapor-deposited do not agglomerate with each other. The amount is not limited.
[0016]
In the present invention, in the vapor deposition chamber, aluminum vapor is vapor-deposited on the entire surface of each of the silica fine particles, and an aluminum vapor-deposited layer is formed on the entire surface of the silica fine particles. During this deposition process, it is necessary to carry out the deposition process with stirring so that each silica fine particle does not aggregate with each other and each individual fine particle can form an aluminum deposited layer on the surface. is there.
[0017]
The stirring can be performed, for example, by rotating the disk-shaped bottom surface of the vapor deposition chamber in the horizontal direction, and moving the circumferential portion of the disk-shaped bottom surface up and down in the vertical direction. The aluminum vapor can be supplied to the entire surfaces of the silica fine particles while the entire surfaces of the silica fine particles are sequentially exposed. In this case, the number of rotations of the disc-shaped bottom surface in the horizontal direction can be, for example, 10 to 100 rpm (preferably 40 to 80 rpm), and the inclination angle of the disc-shaped bottom surface in the vertical direction is, for example, ±. It can be 10 ° to ± 50 ° (preferably ± 20 ° to ± 40 °).
[0018]
Further, for example, the stirring does not rotate the disk-shaped bottom surface itself of the vapor deposition chamber in the horizontal direction, but tilts the disk-shaped bottom surface from the horizontal direction, so that the lowest circumferential portion and the highest circumferential portion (the At the opposite side of the diametric direction) and by rotating the same along the circumference, and by this stirring, the entire surface of each silica fine particle is sequentially exposed, and the silica fine particles All surfaces can be supplied with aluminum vapor. In this case, the inclination angle of the disc-shaped bottom surface in the vertical direction may be, for example, ± 10 ° to ± 50 ° (preferably ± 20 ° to ± 40 °), and the lowest circumferential portion and the highest The number of rotations with respect to the circumferential portion (the portions opposite to each other in the diametric direction) can be, for example, 10 to 100 rpm (preferably 40 to 80 rpm).
[0019]
The above-described deposition process is performed under a vacuum condition. For example, after the silica fine particles to be treated are charged into the vapor deposition chamber, the pressure is reduced, and the degree of vacuum is preferably reduced to 5 × 10 −3 Pa or less. Can be implemented. In addition, the above-described deposition treatment is preferably performed under heating, and can be performed, for example, at 50 to 500 ° C.
[0020]
The deposition amount of aluminum deposited on the surface of each of the silica particles to be treated by the above-mentioned vapor deposition treatment is not particularly limited, and can be appropriately determined depending on the purpose of use. The supply amount of the aluminum vapor supplied to the fine particles can also be appropriately determined.
[0021]
In the present invention, it is preferable that after forming an aluminum vapor-deposited layer on the silica fine particle surface, a surface protective layer is formed on the aluminum vapor-deposited layer to impart water resistance. Surface treatment for imparting water resistance is, for example, by a known method, surface treatment with a silane coupling agent, formation of a surface protective layer by hydrolysis of alkoxysilane, or a phosphate compound, or oxalic acid, citric acid, Alternatively, it can be performed by forming a surface protective layer with an organic acid such as malic acid.
The composite aluminum pigment having a water-resistant surface protective layer can be easily used in water-based paints and water-based ink compositions.
[0022]
Using the composite aluminum pigment of the present invention, various ink compositions or coating compositions can be prepared by a known method. The composite aluminum pigment according to the present invention has an average particle size of at most 5 μm or less, and can be used as an ink composition for inkjet recording. In addition, the dispersion stability in the dispersion liquid is excellent because it includes a silica fine particle core having a low specific gravity and aluminum deposited thereon has a low specific gravity. Further, the silica fine particles synthesized by the sol-gel method have a narrow particle size distribution range and a high uniformity of particle size, so that the composite aluminum pigment of the present invention containing those silica fine particles as a core material also has a particle size distribution range. Narrower and more uniform particle size.
[0023]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but these do not limit the scope of the present invention.
<Example 1>
(1) Preparation of silica fine particles 100 mL of a methanol aqueous solution in which 21 g of tetraethoxysilane was dissolved was added dropwise to a 500 mL flask charged with 150 mL of a 9.0% ammonia methanol solution at 5 ° C. over 1.5 hours with stirring. After completion of the dropwise addition, the mixture was allowed to stand at 20 ° C. overnight with stirring. The solvent component was distilled off from the obtained colloidal liquid (250 mL), and the obtained residue was dried at 110 ° C. for 1 hour and calcined at 1100 ° C. for 1 hour to obtain silica fine particles. The obtained silica fine particles had an average particle size of 1.0 μm (dispersed in ion-exchanged water and measured with a microtrack) and had a narrow particle size distribution with a standard deviation of 0.038 in the particle size.
[0024]
(2) Aluminum vapor deposition treatment 1.0 g of the silica fine particles prepared in the preceding paragraph (1) was deposited in a cylindrical vapor deposition chamber (diameter = 115 mm; height = 230 mm; stainless steel) of a vapor deposition apparatus (VE-1010; manufactured by Vacuum Device Inc.). ). The cylindrical deposition chamber was rotated in the horizontal direction at 600 rpm, and vertically moved at an inclination angle of ± 30 ° in the vertical direction. After the degree of vacuum was reduced to 5 × 10 −3 Pa or less, aluminum vapor was supplied by heating the aluminum target. After about 10 hours, the supply of aluminum vapor was stopped, the movement of the cylindrical deposition chamber was stopped, and the inside was replaced with dry N 2 gas, and then aluminum-deposited silica fine particles were taken out.
[0025]
(3) Surface treatment 0.5 g of the aluminum-deposited silica fine particles obtained in the above item (2) was weighed into a 100 mL flask, 10 mL of ethanol was added thereto, and the mixture was dispersed using an ultrasonic disperser. Subsequently, 10 mL of a 2.5 wt% tetraethoxysilane in tetrahydrofuran solution and 1 mL of an aqueous 0.1 mol / L HCl solution were added, and the mixture was reacted at room temperature for 24 hours with stirring. The product is separated into a pigment and a reaction solution by a centrifugal separation method, and the operations of washing with a sufficient amount of ethanol and centrifugal separation are repeated three times, and then naturally dried to form a water-resistant surface protective layer. A composite aluminum pigment was obtained.
The obtained water-resistant surface protective layer-coated composite aluminum pigment is dispersed in ion-exchanged water using an ultrasonic disperser, and this dispersion is dropped on matte paper (MC matte paper, model number KA450MM, manufactured by Seiko Epson). As a result, a silver glossy coating film was obtained.
[0026]
【The invention's effect】
According to the present invention, a composite aluminum pigment is obtained. This composite aluminum pigment has excellent dispersion stability in a dispersion liquid because the specific gravity of the silica fine particles serving as the core is light, and the aluminum deposited thereon has a low specific gravity. Further, the silica fine particles synthesized by the sol-gel method have a narrow particle size distribution range and a high uniformity of particle size, so that the composite aluminum pigment of the present invention containing those silica fine particles as a core material also has a particle size distribution range. Since it is narrow and the uniformity of particle size is high, excellent metallic luster can be obtained. Furthermore, it has excellent heat resistance and mechanical strength, can be used in a wide range of fields, and can form a coating film having resistance to scratches and abrasions. Further, since the composite aluminum pigment of the present invention has a small average particle size, it is also suitable as a colorant for an ink composition for inkjet recording.

Claims (10)

ゾル−ゲル法により合成され、平均粒子径が5μm以下のシリカ微粒子コアの上に、その全表面を被覆するアルミニウム蒸着層を有することを特徴とする、複合アルミニウム顔料。A composite aluminum pigment which is synthesized by a sol-gel method and has an aluminum vapor-deposited layer covering the entire surface thereof on a silica fine particle core having an average particle diameter of 5 μm or less. 前記アルミニウム蒸着層の上に、その全表面を被覆する表面保護層を更に有する、請求項1に記載の複合アルミニウム顔料。The composite aluminum pigment according to claim 1, further comprising a surface protective layer covering the entire surface of the aluminum vapor-deposited layer. シリカ微粒子コアが球状微粒子である、請求項1又は2に記載の複合アルミニウム顔料。The composite aluminum pigment according to claim 1, wherein the silica fine particle core is a spherical fine particle. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の複合アルミニウム顔料を着色剤成分として含有する水系分散液。An aqueous dispersion containing the composite aluminum pigment according to any one of claims 1 to 3 as a colorant component. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の複合アルミニウム顔料を着色剤成分として含有する水系アルミニウム顔料組成物。An aqueous aluminum pigment composition comprising the composite aluminum pigment according to claim 1 as a colorant component. インクジェット記録用インク組成物である、請求項5に記載の水系アルミニウム顔料組成物。The aqueous aluminum pigment composition according to claim 5, which is an ink composition for inkjet recording. (1)ディスク状平面の底面と、少なくともそれに接する側面がリング状である側面とを有する蒸着室に、ゾル−ゲル法により合成され、平均粒子径が5μm以下のシリカ微粒子を装入し、
(2)真空条件下で、シリカ微粒子を攪拌して各シリカ微粒子の全表面を順に露出させた状態で、それらのシリカ微粒子の全表面にアルミニウム蒸気を供給することにより、前記シリカ微粒子表面にアルミニウム蒸着層を形成する
ことを特徴とする、複合アルミニウム顔料の製造方法。
(1) Silica fine particles synthesized by a sol-gel method and having an average particle diameter of 5 μm or less are charged into a deposition chamber having a bottom surface of a disk-shaped flat surface and a side surface having at least a side surface in contact with a ring,
(2) In a state in which the silica fine particles are agitated under a vacuum condition to expose the entire surface of each silica fine particle in order, aluminum vapor is supplied to the entire surface of the silica fine particles, whereby aluminum A method for producing a composite aluminum pigment, comprising forming an evaporation layer.
前記シリカ微粒子表面にアルミニウム蒸着層を形成した後に、そのアルミニウム蒸着層の上に表面保護層を形成する、請求項7に記載の複合アルミニウム顔料の製造方法。The method for producing a composite aluminum pigment according to claim 7, wherein after forming an aluminum vapor-deposited layer on the surface of the silica fine particles, a surface protective layer is formed on the aluminum vapor-deposited layer. 前記蒸着室の前記ディスク状底面を水平方向に回転させ、かつ前記ディスク状底面の円周部を垂直方向へ上下に運動させることにより、各シリカ微粒子の全表面を順に露出させた状態で、それらのシリカ微粒子の全表面にアルミニウム蒸気を供給する、請求項7又は8に記載の製造方法。By rotating the disk-shaped bottom surface of the vapor deposition chamber in the horizontal direction, and moving the circumferential portion of the disk-shaped bottom surface up and down in the vertical direction, the entire surface of each silica fine particle is exposed in order, 9. The method according to claim 7, wherein aluminum vapor is supplied to the entire surface of the silica fine particles. 前記蒸着室の前記ディスク状底面自体を水平方向に回転させず、水平方向から傾斜させ、最も低い円周部位と最も高い円周部位とを、円周に沿って回転させることにより、各シリカ微粒子の全表面を順に露出させた状態で、それらのシリカ微粒子の全表面にアルミニウム蒸気を供給する、請求項7又は8に記載の製造方法。By not rotating the disk-shaped bottom surface itself of the vapor deposition chamber in the horizontal direction, inclining it from the horizontal direction, and rotating the lowest circumferential portion and the highest circumferential portion along the circumference, each silica fine particle. 9. The production method according to claim 7, wherein an aluminum vapor is supplied to all surfaces of the silica fine particles in a state where all surfaces of the silica particles are sequentially exposed.
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JP2012077222A (en) * 2010-10-04 2012-04-19 Seiko Epson Corp Ultraviolet curable ink composition for inkjet
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