JP2004511612A - 複合粒子 - Google Patents
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Abstract
Description
(技術分野)
本発明は無機および有機顔料の実質的な改良品であり、さらに、顔料材料により可視および/または赤外光の吸収剤として働くことから、着色剤としておよび/または赤外線(IR)吸収剤として使用でき、さらに、マトリックスにおいてごくわずかのヘイズしか生じない複合粒子に関する。
【0002】
(背景技術)
本発明の複合粒子は高い透明性を有する、言い換えると低ヘイズであることが重要である媒体、例えば、透明ワニス、ペイント、プラスチック、ガラスまたはこれらの材料から製造される塗料などにおいて使用できる。また、それらは不透明媒体の色調を調整するのにも使用できる。
【0003】
透明系に使用される無機顔料はさらなるヘイズが生じないようにその粒径を10nm未満またはわずかに数十nmにとどめるべきであることが知られている。有機顔料の場合、それらの屈折率が一般に低いことから、この範囲が幾分大きな粒径に設定されるが、本明細書では顔料が極めて大きすぎるためにヘイズが生じることとなる。さらに、「ナノ粒子」としても知られるこれらの小粒子は、これらの粒子の凝集塊形成、言い換えると二次粒子の形成によって再びヘイズが生じ、また変色も起こることも多いことから、これらの粒子をマトリックス内に確実に分散させて安定化させる必要がある。
【0004】
一般に知られているこの問題の技術的解決方法の欠点は、ナノ粒子を必要な分散度でマトリックスへ混合することに伴う時間とコストである。通常、粉末またはペースト形態で存在する粒子に対して強い剪断力を加え(例えば、粉砕)て、存在する凝集塊をかかる小単位に分割すると、これらの単位による光散乱およびそれによって起こるマトリックスのヘイズ(例えば、表面塗布用結合剤)がごくわずかなものとなる。凝集塊化したナノ粒子を独立した一次粒子へ分割するには通常、例えば、大きな一次粒子(>100nm)で構成される凝集塊の場合よりも実質的に大きな労力が必要である。しかしながら、ナノ粒子の事実上完全な解凝集が透明化には絶対に必要であるため、従来の透明顔料の使用にはそれらの低分散性がかなり重大な欠点となる。
【0005】
UV光吸収顔料を化粧品に使用する場合にマトリックスの透明性を保証するための、測定径約300nmの誘電粒子内または上におけるUV吸収無機粒子の分布(これらは順に担体としてマトリックスに混合される)が報告されている(WO 95/09895)。大型誘電粒子を形成する材料を、誘電粒子と顔料とからなる化合物粒子の屈折率と周囲のマトリックスの屈折率との差がごくわずかであるように、使用するマトリックスに応じて選択し、そうすることで光スペクトルの可視部全域の透過性を最大とする。しかしながら、この公報では、例えば、TiO2またはZnOなどのUV吸収粒子しか開示されていない。本明細書の目的は400nmを超える波長領域でできるだけ高い光の透過性を得ることであり、このことにより必然的に有色顔料および太陽IR吸収剤が排除される。
【0006】
透明顔料の透明性および混合可能性を向上させる多くの試みでは顔料の分散性を目標にして進められている。例えば、赤鉄鉱微粒子の分散性の向上は顔料の有機(JP−A 07 126 018)もしくは無機(JP−A 05 208 829)処理または顔料粒子表面のコーティングにより達成できる。粒子表面とマトリックスとの適合性を改善する、または顔料粒子間の接着力を遮蔽することにより、分散に要する労力を幾分か少なくすることができる。それにもかかわらず、提示されたこれら全てのアプローチにより強力な透明化を達成するには、やはりほぼ一次粒径にいたるまでの非常に困難な分散が必要である。実際、酸化鉄赤鉄鉱粒子の、特に、二酸化珪素による二次処理(EP−A 0 997 500)では、かなり少量の二次処理材料で耐老化性および分散性の向上という2つの目的効果がすでに得られているため、SiO2の割合が20%を超えることが適切でないことがはっきりとわかる。
【0007】
着色することも可能な担持型粒子の製造については不均一系触媒としてのそれらの使用との関連において報告されている(Catal. Today (1997), 34, 281−305)。また、不均一系触媒として使用する二酸化珪素に添加された酸化鉄赤鉄鉱についても記載されている(React. Kinet. Catal. Lett. (1999), 66, 183−188)。しかし、透明顔料としての使用の可能性については全く触れられておらず、ポリマーまたはペイントマトリックスにおいて触媒特性が顔料の光学的性質をどう導くのかは全くわかっていない。
【0008】
ミネラル、チビアー土(thivier’s earth)を合成的調製するため、針鉄鉱結晶変形物として酸化鉄粒子プレスケーキを二酸化珪素分散体(EP−A 0 947 564)に混合した。しかし、この研究の目的はその酸化鉄の粒径が好ましくは約0.1〜1μmの間の値を有する複合材料であった。これによると、当業者には容易に理解できるように、透明色は得られず、散乱色になるという結果が得られた。よって、これらの顔料は有機マトリックスの透明化には不適当と考えられる。
【0009】
(発明の開示)
(発明が解決しようとする技術的課題)
そのため、本発明の基礎をなす目的は可視および/または赤外光を吸収し、先行技術でわかっている欠点を示さない特に改良された高い透明性を有する複合材料を提供することであった。本明細書における「赤外(IR)光」とは、太陽輻射において可視範囲の一方の側、すなわち、約700nm〜約2500nmの間の波長領域にある光をいう。
【0010】
(その解決方法)
この目的は本発明に従い、一次粒径が1nm〜100nm、好ましくは1nm〜50nmの間である無機および/または有機顔料粒子を含有する複合粒子であって、上記顔料粒子が、一次粒径が1nm〜200nmである固体(または中実)無機または有機無色担体粒子に付着し、それにより上記顔料一次粒子が他の顔料一次粒子と実質的に凝集塊を形成せず、さらに、互いにほぼ一定の最短距離に位置するか、またはこれらの顔料一次粒子間に形成されうる全ての凝集塊が100nm未満、好ましくは50nm未満であり、さらに、これらが互いに一定の最短距離に位置するかのいずれかである、かかる複合粒子により達成される。上記最短距離は上記粒子の粒径または凝集塊径のほぼ少なくとも4分の1であるべきである。本明細書および以下における「顔料」とは、可視および/または赤外光を吸収するような粒子をいう。
【0011】
一次粒径が1nm〜100nmである各々の顔料粒子と一次粒径が1nm〜10μm、好ましくは2nm〜500nmである半導体酸化物、金属酸化物、またはポリマー粒子の凝集塊からなる担体との組み合わせが有利であることがわかった。数μmまでの粒径を有する担持されるこれらの顔料で中位の凝集塊を形成させる場合にはマトリックスにヘイズが生じないことから許容可能であるため、担持される顔料からなるこれらの複合粒子でヘイズが生じないようにするには、非常に粗く、従って単純なマトリックスに分散させるだけでよい。本明細書における「マトリックス」とは、誘電材料、例えば、透明ワニス、ペイント、プラスチック、ガラスまたはコーティング材料などをいう。本明細書および以下における「一次粒径」とは、同体積の球体の径と定義される。
【0012】
また、一次粒径が1nm〜100nmである各々の顔料粒子の他の一次粒子によるカプセル封入または全被覆肉厚が1nm〜10μmである半導体酸化物、金属酸化物、もしくはポリマーからなる粒子のカプセル封入が有利であることもわかった。数μmまでの粒径を有し、カプセル封入されるこれらの顔料で中位の凝集塊を形成させる場合にはマトリックスにヘイズが生じないことから許容可能であるため、他の粒子によりカプセル封入されるこれらの顔料でヘイズが生じないようにするには、非常に粗く、従って単純なマトリックスに分散させるだけでよい。本明細書における「マトリックス」とは、誘電材料、例えば、透明ワニス、ペイント、プラスチック、ガラスまたはコーティング材料などをいう。
【0013】
例えば、顔料粒子を取り囲む担体粒子またはシェルは数十ナノメートルの粒径に及ぶ光学活性顔料コアのスペーサーとして働き、電磁気的にそれらを分離する。このように分離されると、担体された粒子またはカプセル封入された粒子が凝集塊形成しても実質的な光の散乱は起こらない。担持型またはカプセル封入型顔料により光の散乱が減少するさらなる条件は担体またはシェルを作製する材料が周囲のマトリックスと類似した屈折率を示すことである。担体またはシェルと顔料とのほとんどの材料組合せでは、実際、担持材料が周囲のマトリックスよりもずっと小さな屈折率を示すが、少し大きな屈折率を示す場合もある。全ての場合において、担持型またはカプセル封入型顔料の平均屈折率と周囲のマトリックスの屈折率との差をごくわずかなものにすることで光の散乱がさらに最小のものとなる。
【0014】
よって、本発明は一次粒径が平均1nm〜100nm、好ましくは1nm〜50nmの間である無機および/または有機顔料粒子を含有する複合粒子であって、上記顔料粒子が、一次粒径が平均1nm〜200nmである固体(または中実)無機または有機無色担体粒子に付着し、上記顔料一次粒子が他の顔料一次粒子と実質的に凝集塊を形成せず、さらに、互いにほぼ一定の最短距離に位置し、それによりこの距離が上記顔料一次粒子の粒径のほぼ4分の1となることを特徴とする、複合粒子を提供する。
【0015】
また、本発明はさらに一次粒径が平均1nm〜100nm、好ましくは1nm〜50nmである顔料粒子を含有する複合粒子であって、上記顔料粒子がカプセル封入用粒子としても知られる他の一次粒子によりまたは固体(または中実)、無機もしくは有機コーティングによりカプセル封入され、それによりシェルの被覆肉厚が上記顔料一次粒径のほぼ少なくとも8分の1となる、複合粒子も提供する。
【0016】
本発明はまた平均一次粒径が1nm〜100nm、好ましくは1nm〜50nmの間である無機および/または有機顔料粒子の凝集塊を含有する複合粒子も提供する。上記凝集塊は平均一次粒径が1nm〜200nmである固体(または中実)無機または有機無色担体粒子に付着し、それらは平均100nm未満、好ましくは50nm未満であり、さらに、互いにほぼ一定の最短距離に位置し、それによりこの距離が上記凝集塊径のほぼ4分の1となることを特徴とするものである。
【0017】
本発明はさらに一次粒径が平均1nm〜100nm、好ましくは1nm〜50nmの間である無機および/または有機顔料粒子の凝集塊を含有する複合粒子を提供する。上記凝集塊は平均100nm未満、好ましくは50nm未満であり、さらに、固体(または中実)もしくは粒子、無機または有機コーティングによりカプセル封入され、それにより、シェルの全被覆肉厚が上記凝集塊径のほぼ少なくとも8分の1となる。
【0018】
本発明はまた種々のタイプの顔料粒子、担体粒子および/またはカプセル封入用粒子の組合せを含有する上記の複合粒子も提供する。
【0019】
さらに、本発明は複合粒子を透明ワニス(例えば、ポリエステル、アクリル、アルキド樹脂、塩化ゴム、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、オイル、ニトロセルロース、ポリエステル、ポリウレタンワニス、ならびに硝酸セルロースおよびアルキド樹脂を主成分とする組合せワニス)、プラスチックまたはガラスに混合した、複合粒子からなる透明色化および/または透明IR吸収コーティング材料を提供する。
【0020】
さらに、本発明は本発明の複合粒子を混合したプラスチック(例えば、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、スチレンアクリロニトリル)またはガラスからなる透明色および/または透明IR吸収材料を提供する。
【0021】
「無機顔料」とは、例えば、Cu、Ag、Au、Pt、Pd、Coまたはこれらの元素の合金などの金属、例えば、Siなどの半導体、ならびに金属および半導体の全ての酸化物、窒化物、リン化物、および硫化物、さらに、例えば、アルミン酸塩などのその他の材料、特に酸化鉄および酸化水酸化鉄、酸化クロム、硫化カドミウム、セレン化カドミウム、硫セレン化カドミウム、バナジン酸ビスマス、クロム酸顔料、群青顔料、紺青顔料、ならびに混合相顔料(例えば、ドープルチル顔料)を包含するものである。また、「無機顔料」は、例えば、錫ドープ酸化インジウム、アルミニウムドープ酸化亜鉛、アンチモンドープ酸化錫、フッ素ドープ酸化錫、または金属ドープ酸化珪素などのドープ材料も包含する。
【0022】
本発明の無機顔料として好適である材料は材料が蛍光を発するようにその結晶格子(母材)に別のイオンが添加された無機材料である。これらのものとしては、特に、いわゆる蛍光スクリーンまたは蛍光灯の燐光物質として使用される、UIImann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, WILEY−VCH, 第6版, 1999 Electronic Release, 章題 ”Luminescent Materials: 1. Inorganic Phosphors”に記載されるものなどの全ての材料および材料類が挙げられる。従って、本発明の無機顔料として好適である材料にはXY:A型のかかる材料(式中、Xは周期系のメイングループ1a、2a、3a、4a、サブグループ2b、3b、4b、5b、6b、7b、またはランタニド系元素の1個以上の元素のカチオンであり、Yは周期系のメイングループ3a、4a、5a、サブグループ3b、4b、5b、6b、7bおよび/もしくは8bの1個以上の元素ならびに、メイングループ6aおよび/もしくは7の元素の多原子アニオン、または周期系のメイングループ5a、6a、もしくは7aの単原子アニオンのいずれかであり、かつAはランタニド系元素の1個以上の元素および/もしくはメイングループ1a、2aの元素、ならびに/またはAl、Cr、Tl、Mn、Ag、Cu、As、Nb、Nd、Ni、Ti、In、Sb、Ga、Si、Pb、Bi、Zn、Coのアニオンからなるドープ材料である)が含まれる。母材結合格子におけるドープ材料の濃度は10−5mol%〜50mol%の間、好ましくは0.01mol%〜30mol%の間、特に好ましくは0.1mol%〜20mol%の間である。
【0023】
好ましくは、蛍光顔料粒子の材料類の内、硫化物、セレン化物、硫セレン化物、酸硫化物、ホウ酸塩、アルミン酸塩、没食子酸塩、珪酸塩、ゲルマン酸塩、リン酸塩、ハロリン酸塩、酸化物、ヒ酸塩、バナジウム酸塩、ニオブ酸塩、タンタル酸塩、硫酸塩、ウォルフラム酸塩、モリブデン酸塩、ハロゲン化アルカリおよび他のハロゲン化物、または窒化物が蛍光顔料粒子の母材として使用される。これらの材料種の例、ならびにそれに対応する添加物を以下に挙げる(B:A型材料(式中、B=母材かつA=ドープ材料))。
【0024】
LiI:Eu; NaI:Tl; CsI:Tl; CsI:Na; LiF:Mg; LiF:Mg,Ti; LiF:Mg,Na; KMgF3:Mn; Al2O3:Eu; BaFCl:Eu; BaFCl:Sm; BaFBr:Eu; BaFCl0.5Br0.5:Sm; BaY2F8:A(A=Pr,Tm,Er,Ce); BaSi2O5:Pb; BaMg2Al16O27:Eu; BaMgAl14O23:Eu; BaMgAl10O17:Eu; BaMgAl2O3:Eu; Ba2P2O7:Ti; (Ba,Zn,Mg)3Si2O7:Pb; Ce(Mg,Ba)Al11O19; Ce0.65Tb0.35MgAl11O19:Ce,Tb; MgAl11O19:Ce,Ti; MgF2:Mn; MgS:Eu; MgS:Ce; MgS:Sm; MgS:(Sm,Ce); (Mg,Ca)S:Eu; MgSiO3:Mn; 3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn; MgWO4:Sm; MgWO4:Pb; 6MgO・As2O5:Mn; (Zn,Mg)F2:Mn; (Zn4Be)SO4:Mn; Zn2SiO4:Mn; Zn2SiO4:Mn,As; ZnO:Zn; ZnO:Zn,Si,Ga; Zn3(PO4)2:Mn; ZnS:A(A=Ag,Al,Cu); (Zn,Cd)S:A(A=Cu,Al,Ag,Ni); CdBO4:Mn; CaF2:Mn; CaF2:Dy;
【0025】
CaS:A(A=ランタニド系元素,Bi); (Ca,Sr)S:Bi; CaWO4:Pb; CaWO4:Sm; CaSO4:A(A=Mn,ランタニド系元素); 3Ca3(PO4)2・Ca(F,Cl)2:Sb,Mn; CaSiO3:Mn,Pb; Ca2Al2Si2O7:Ce; (Ca,Mg)SiO3:Ce; (Ca,Mg)SiO3:Ti; 2SrO・6(B2O3)・SrF2:Eu; 3Sr3(PO4)2・CaCl2:Eu; A3(PO4)2・ACl2:Eu(A=Sr,Ca,Ba); (Sr,Mg)2P2O7:Eu; (Sr,Mg)3(PO4)2:Sn; SrS:Ce; SrS:Sm,Ce; SrS:Sm; SrS;Eu; SrS:Eu,Sm; SrS:Cu,Ag; Sr2P2O7:Sn; Sr2P2O7:Eu; Sr4Al14O25:Eu; SrGa2S4:A(A=ランタニド系元素,Pb); SrGa2S4:Pb; Sr3Gd2Si6O18:Pb,Mn; YF3:Yb,Er; YF3:Ln(Ln=ランタニド系元素); YLiF4:Ln(Ln=ランタニド系元素); Y3Al5O12:Ln(Ln=ランタニド系元素); YAl3(BO4)3:Nd,Yd; (Y,Ga)BO3:Eu; (Y,Gd)BO3:Eu; Y2Al3Ga2O12:Tb; Y2SiO5:Ln(Ln=ランタニド系元素); Y2O3:Ln(Ln=ランタニド系元素);
【0026】
Y2O2S:Ln(Ln=ランタニド系元素); YVO4:A(A=ランタニド系元素,In); Y(P,V)O4:Eu; YTaO4:Nb; YAlO3:A(A=Pr,Tm,Er,Ce); YOCl:Yb,Er; LnPO4:Ce,Tb(Ln=ランタニド系元素またはランタニド系元素混合物); LuVO4:Eu; GdVO4:Eu; Gd2O2S:Tb; GdMgB5O10:Ce,Tb; LaOBr:Tb; La2O2S:Tb; LaF3:Nd,Ce; BaYb2F8:Eu; NaYF4:Yb,Er; NaGdF4:Yb,Er; NaLaF4:Yb,Er; LaF3:Yb,Er,Tm; BaYF5:Yd,Er; Ga2O3:Dy; GaN:A(A=Pr,Eu,Er,Tm); Bi4Ge3O12; LiNbO3:Nd,Yb; LiNbO3:Er; LiCaAlF6:Ce; LiSrAlF6:Ce; LiLuF4:A(A=Pr,Tm,Er,Ce); Li2B4O7:Mn,SiOx:Er,Al(0≦x≦2)
【0027】
担持またはカプセル封入用粒子材料の好適な例としては、金属および半導体のかかる酸化物、フッ化物、塩化物、ならびに、例えば、可視スペクトル域において実質的に透明であるアルミノ珪酸塩またはポリマーが挙げられる。
【0028】
「容積濃度」とは、複合粒子の固相全容積中の顔料容積の割合をいうものである。顔料容積と担持材料容積を合わせたものを全容積とし、複合材料の空隙は全て除かれる。
【0029】
好ましい実施形態では、担持型顔料複合材料に関して非金属顔料が1容量%〜60容量%濃度で、金属顔料が1容量%〜40容量%濃度で存在する。特に好ましい実施形態では、担持型顔料複合材料に関して非金属顔料が10容量%〜50容量%濃度で、金属顔料が5容量%〜20容量%濃度で存在する。
【0030】
好ましい実施形態では、カプセル封入型顔料複合材料に関して非金属顔料が1容量%〜60容量%濃度で、金属顔料が1容量%〜40容量%濃度で存在する。特に好ましい実施形態では、カプセル封入型顔料複合材料に関して非金属顔料が10容量%〜50容量%濃度で、金属顔料が5容量%〜20容量%濃度で存在する。
【0031】
さらに好ましい実施形態では、担体粒子またはカプセル封入材料は可視スペクトル域において1.3〜1.9の間の実屈折率を有する。例えば、担持材料またはカプセル封入材料として二酸化珪素の使用が特に有利である。
【0032】
顔料と担体粒子とからなる複合材料の屈折率は着色を目的として複合粒子を混合するマトリックスのものと同じであることが理想である。この特に好ましい実施形態では、担持型顔料複合材料に対する顔料の容積濃度が以下の数学的関係式:
【数1】
から得られる値に近い。
【0033】
Cvolは担持型顔料複合材料に対する顔料の容積濃度であり、Nmaは複合材料を混合するマトリックスの屈折率であり、Ntrは担持材料の屈折率であり、かつNpiは顔料の屈折率である。本明細書における「屈折率」とは、いずれの場合においても実成分(real component)をいう。
【0034】
しかしながら、複合材料と周囲のマトリックスとの屈折率の差はわずか、好ましくは0.3未満である。
【0035】
さらに好ましい実施形態では、裸眼で確認できる小粒が生じないように、さらに均等知覚色化または赤外線吸収を確実にするために、担持型顔料複合材料またはカプセル封入型顔料複合材料の許容される凝集塊は50μm未満、特に好ましくは10μm未満、最も特に好ましくは2μm未満である。
【0036】
さらに有望な実施形態では、マトリックスにおける複合材料の分散性を改善するため、複合材料を表面の無機または有機的二次処理によって改変することができる。
【0037】
(実施例)
実施例1
本発明の複合粒子の有利な効果を示すため、粒径約10nmの酸化鉄ナノ粒子(赤鉄鉱)を使用した(この粒子を二酸化珪素粒子に添加した)。この粒径は電子顕微鏡検査によって調べた。
【0038】
担持型顔料の製造:
酸化鉄ゾルを調製するため、2.7gの塩化鉄(III)(FeCl3・6H2O)を50mlの蒸留水に溶かした。さらに450mlの蒸留水を加熱沸騰させ、調製してすぐの塩化鉄(III)溶液を沸点でかなり激しく攪拌しながら滴下した(2ml/分未満)。次いで、この溶液をさらに10分間沸騰させた後、冷却した。赤鉄鉱結晶形態の酸化鉄(III)ナノ粒子を水中で形成させた。これらの酸化鉄粒子を二酸化珪素担体に添加するため、200mlの蒸留水を計量してそこに3.2gの二酸化珪素粒子(Aerosil(登録商標) 200, Degussa, DE)を分散させた。分散状態をよくするため、予備分散体を超音波棒(200W, 5分)で処理した。次いで、酸化鉄ゾルを攪拌しながら二酸化珪素分散体に加え、pH値3.5が得られるまで水酸化ナトリウム溶液を加えて、混合物をさらに5分間攪拌した。遠心分離により固体を分離した後、この固体を真空炉において80℃で数時間乾燥させた。
【0039】
複合粒子の色特性試験:
以下のように、ペイント皮膜を作製した。ベースペイントは3500.0gのアルキド樹脂Alkydal(登録商標) F 48(38:7 ホワイトスピリット:キシレン中の55%乾燥残渣; Bayer AG, DE)、385.0gのソルベントナフサ 100、28.8gの2−ブタノンオキシム、ホワイトスピリット中55%および96.3gの酢酸エチルグリコールの混合物で構成されるものであった。分散には振盪機(Olbrich paint mixer rm 5000)を使用した。粉砕装置として100ml広口ガラス瓶(丸型)を使用した。50.0gのAl2O3ボール(d=1.6mm−2.5mm)を使用した。乾燥ペイントの1重量%に相当する赤鉄鉱の濃度を確立するため、40.0gの上記ベースペイント混合物(約48%乾燥残渣)、乾燥剤、0.38gの24%Pb含有Octa−Soligen 鉛、0.10gの6%Co含有Octa−Soligen コバルト(全てBorchers GmbH, Monheim, DE)およびある分量の複合粒子を粉砕装置(100ml広口ガラス瓶、丸型)に入れた。次いで、この混合物を3時間分散させた。乾燥剤は分散させる直前に加えた。
【0040】
十分に分散させたペイントをメッシュ幅約280μmの使い捨てスクリーンで濾過した。顔料を評価するため、分散ペイントを塗りロール系(所望のギャップ高)を使用して黒および白色タイル上に塗布した。室温で1日、次ぎに乾燥炉において65℃で1時間乾燥を行った。拡散反射スペクトルを紫外線および可視スペクトル域で記録した。
【0041】
図1および図2は、本発明の複合粒子を主成分とする上記ペイントの有利な特性を示している。これらの図では黒および白色基体へのペイント塗層による拡散反射率を波長の関数として示している。
【0042】
黒色基体の場合(図1)、このペイントによる反射率は波長とほとんど無関係であり、400nm〜800nm間の領域での変化は0.6%〜1.8%間にすぎない。白色基体の場合(図2)、反射率は波長400nmでの1%未満から760nmでの75%を超える値まで高くなっている。このことから、本発明の複合粒子を含有するペイントの散乱力の低さと吸収能の高さが示される。
【0043】
担持型顔料からなる複合材料はこのペイント皮膜において不十分な分散状態にある。電子顕微鏡写真(図3)からは数μmまでの粒径の凝集塊が存在していることがわかる。非担持型顔料の場合、かかる凝集塊は必然的に所望でないヘイズを生じることとなる(比較例を参照)。
【0044】
不十分な分散状態にある担持型顔料の有利な知覚色を、Perkin Elmer Lambda 900 比色計を用いて測定したCIELAB値により示している(表を参照)。
【0045】
【表1】
【0046】
実施例2
本発明の複合粒子の有利な効果を示すため、粒径約10nmの酸化鉄ナノ粒子(赤鉄鉱)を使用した(この粒子を二酸化珪素粒子に添加した)。この粒径は電子顕微鏡検査によって調べることができた。
【0047】
複合顔料の製造:
酸化鉄分散体を実施例1で記載したように製造した。
【0048】
これらの酸化鉄粒子を二酸化珪素担体に添加するため、190mlの蒸留水を計量してそこに10.7gの二酸化珪素粒子分散体(Levasil(登録商標) 300/30(Bayer AG, Leverkusen, DE))を混合した。次いで、酸化鉄ゾルを攪拌しながら二酸化珪素分散体に加え、pH値3.5が得られるまで水酸化ナトリウム溶液を加えて、混合物をさらに5分間攪拌した。遠心分離により固体を分離した後、この固体を真空炉において80℃で数時間乾燥させた。
【0049】
顔料の色特性については実施例1ですでに記載したように試験した。
【0050】
図4および図5は、本発明の複合粒子を主成分とする上記ペイントの有利な特性を示している。これらの図では黒および白色基体へのペイント塗層による拡散反射率を波長の関数として示している。
【0051】
黒色基体の場合(図4)、このペイントによる反射率は波長と無関係であり、400nm〜800nmの間の領域では1%未満である。白色基体の場合(図5)、反射率は波長400nmでの1%未満から720nmでの75%を超える値まで高くなっている。このことから、担持型酸化鉄顔料を含有する複合粒子を主成分とするペイントの散乱力の低さと吸収能の高さが示される。
【0052】
担持型顔料を含有する複合粒子はこのペイント皮膜において不十分な分散状態にある。電子顕微鏡写真(図6)からは数μmまでの粒径の凝集塊が存在していることがわかる。非担持型顔料の場合、かかる凝集塊は必然的に所望でないヘイズを生じることとなる(比較例を参照)。
【0053】
担持型顔料の有利な知覚色を、Perkin Elmer Lambda 900 比色計を用いて測定したCIELAB値により示している(表を参照)。
【0054】
【表2】
【0055】
実施例3
40gのカチオン調整した二酸化珪素分散体 Levasil(登録商標) 200S(Bayer AG, DE)を計量した。そこに75gの顔料含有量が4重量%の顔料ナノ粒子分散体, Bayscript(登録商標) Magenta VPSP 20015(Bayer AG, DE)を攪拌しながら迅速に加えた。次いで、固体を濾別し、洗浄し、80℃で乾燥させた。その後、このようにして得たマゼンタ−二酸化珪素複合粉末に対して乾燥粉砕を行った。Pulverisette(登録商標) 2(Fritsch GmbH, Idar−Oberstein, DE)を使用した。微粉砕機は乳鉢微粉砕機の原理に従って作動する。粉砕装置、乳鉢および乳棒は瑪瑙製のものである。ウエイトをレバーアームにシフトすることにより乳棒に最高圧力をかける。ウエイトおよびレバーアームは同一面上に固定する。乳鉢の速度は70rpm(給与周波数50Hzにおいて)であった。乳鉢の内径は150mmである。乳棒の径は70mmである。製造業者の使用説明書に従い、粉砕しようとする材料が壁際で乳棒下部で押されるようにプラスチックストリッパーを調整した。顔料重量は2.0gであった。粉砕時間は30分であった。
【0056】
複合粒子の色特性試験:
以下のように、ペイント皮膜を作製した。ベースペイントは3500.0gのアルキド樹脂Alkydal(登録商標) F 48(38:7 ホワイトスピリット:キシレン中の55%乾燥残渣; Bayer AG, DE)、385.0gのソルベントナフサ 100、28.8gの2−ブタノンオキシム、ホワイトスピリット中55重量%、および96.3gの酢酸1−メトキシ−2−プロピルの混合物で構成されるものであった。分散はボールミルで行った(PM 4 高速遊星形微粉砕機(Retsch GmbH & Co. K. G, Haan DE))。ミル動作の流れは以下のように記載できる: 4つまでの粉砕容器(プラネット)が共通中心点の周りを回転する。粉砕容器の中心までの軌道半径は約15cmである。粉砕容器(プラネット)は中心点(太陽)の周りを回転する間、さらにそれら自身の垂直軸を中心として反対方向に約1.2回回転する。ミルの速度は250rpmである。d=15mmの瑪瑙ボール10個とd=10mmの瑪瑙ボール80個を使用した。乾燥ペイントの13重量%に相当する複合粒子の濃度を確立するため、100.0gの上記ベースペイント混合物(約48%乾燥残渣)、乾燥剤(0.94gの24%Pb含有Octa−Soligen 鉛、0.25gの6%Co含有Octa−Soligen コバルト(Borchers GmbH, Monheim, DE))およびある分量の複合粒子を粉砕装置(250ml瑪瑙粉砕容器)に入れた。次いで、混合物全てを4時間分散させた。乾燥剤は分散させる直前に加えた。十分に分散させたペイントをメッシュ幅約400μmの使い捨てスクリーンで濾過した。
【0057】
複合粒子を評価するため、分散ペイントを塗りロール系を使用して非吸収性黒および白色カード上に塗布した(未乾燥塗膜厚=120μm)。その後、塗布したカード(塗膜)を室温で少なくとも12時間乾燥させた。
【0058】
図7および図8は、本発明の複合粒子を主成分とする上記ペイントの有利な特性を示している。黒および白色基体へのペイント塗層による拡散反射率を波長の関数として示している。
【0059】
黒色基体の場合(図7)、このペイントによる反射率は波長にやや依存しており、400nm〜800nmの間の領域では3.2%未満である。白色基体の場合(図8)、反射率は波長560nmでの約1%から420nmでの約12%、750nmでの90%を超える値まで高くなっている。この結果から、担持型有機マゼンタ顔料からなる複合粒子を主成分とする高透明性ペイントの散乱力の低さと吸収能の高さが示される。
【0060】
実施例4
グリコール酸の存在下で水酸化ナトリウム溶液により沈殿させ、続いて空気酸化させることによる先行技術(DE−A 2 508 932, US−A 2 558 304)に従い、FeSO4溶液から透明な黄色酸化鉄顔料を約110m2/gのBET比表面積を有するα−FeOOH変形物として製造した。この顔料を濾別し、洗浄して塩を除き、濾過ケーキを脱イオン水で希釈し、28.2gのFeOOH/lとした。懸濁物のpH値は3.5であった。
【0061】
Levasil 300 シリカゾル、約30重量%SiO2(Bayer AG, DEの製品)を脱イオン水で希釈し、31.5gのSiO2/lとした。分散体のpH値は10.3であった。
【0062】
100mlの脱イオン水をビーカーに入れ、規定の希釈をした分散体としてFeOOHおよびSiO2各々15gを室温で1時間以内に2つのホースポンプにより攪拌しながら同時に加えた。さらに30分間攪拌した後、pH値は6.4であった。
【0063】
複合材料をメンブランフィルター(孔径0.45μm)で濾別し、濾液の導電率が<100μS/cmになるまで脱イオン水で洗浄した。75℃で乾燥させ、パウダーミル(Starmix)で解凝集した後、21gの淡褐色粉末を得た。レドックス滴定によりFeOOH含有量は63.5重量%であった。
【0064】
このようにして製造した複合粒子の色特性を実施例3で記載したように試験した(高速遊星形微粉砕機での分散時間はほんの60分間であり、着色レベルがFeOOH+ペイントの合計に対し5%FeOOHであるようにその重量を選択することを除く)。
【0065】
図9および図10は、本発明の複合粒子を主成分とする上記ペイントの有利な特性を示している。これらの図では黒および白色基体へのペイント塗層による拡散反射率を波長の関数として示している。
【0066】
黒色基体の場合(図9)、このペイントによる反射率は波長にやや依存しており、400nm〜800nmの間の領域では2.5%未満である。白色基体の場合(図10)、反射率は波長400nmでの約1%から750nmでの約77%の値まで高くなっている。これらの結果から、担持型酸化鉄(針鉄鉱)顔料を含有する複合粒子を主成分とする高透明性ペイントの散乱力の低さと吸収能の高さが示される。
【0067】
複合粒子の有利な知覚色を、Perkin Elmer Lambda 900 比色計を用いて測定したCIELAB値により示している(表を参照)。
【0068】
【表3】
【0069】
実施例5
錫ドープ酸化インジウム(ITO)ナノ粒子の水性分散体(Nanogate GmbH , Saarbrucken, DE)はエタノールに20重量%のITOを分散させたものである。4gの発熱性二酸化珪素粒子 Aerosil(登録商標) 200(Degussa, AG, DE)を100gの水に分散させ、5gのITO分散体を激しく攪拌しながら加えた。遠心分離により固体を分離した後、この固体を真空炉において80℃で数時間にわたって乾燥させた。その後、このようにして得たITO−二酸化珪素複合粉末に対して乾燥粉砕を行った。実施例3で記載したPulverisette(登録商標) 2 微粉砕機を本明細書で記載した条件下で使用した。
【0070】
顔料の色特性試験:
以下のように、ペイント皮膜を作製した。ベースペイントは3500.0gのアルキド樹脂Alkydal(登録商標) F 48(38:7 ホワイトスピリット:キシレン中の55%乾燥残渣; Bayer AG, DE)、28.7gの2−ブタノンオキシム、ホワイトスピリット中55重量%、47.8gのOcta Solingen カルシウム 4 basic(Borchers GmbH, Monheim, DE),8.1gのOcta Solingen コバルト 6 B(Borchers GmbH, Monheim, DE)、32.0gのOcta Solingen ジルコニウム 6(Borchers GmbH, Monheim, DE)、および57.7gのグリコール酸n−ブチルの混合物で構成されるものであった。
【0071】
複合粒子のペイントへの混合にはDIN EN ISO 8780−5(1995年4月)に記載される自動粉砕機を使用した(JEL 25/53, J. Engelsmann AG, Ludwigshafen, DE)。有効なプレート径は24cmであった。下部プレートの速度は約75rpmであった。2.5kgのローディングウエイトをローディングクリップにつるしてプレート間の力を約0.5kNに調整した。DIN EN ISO 8780−5(1995年4月)、第8.1節に記載される方法により、300mgの複合粒子および2.00gのペイントを100回転、1段階で分散させた。粉砕機を開け、中心点の外側にある下部プレートでペイントを迅速に回収した。次いで、さらに2.00gのペイントを加え、プレートを閉じた。各段階、荷重なし50回転で2段階後にこの調製を終えた。複合粒子を添加したペイントをフィルムスプレッダーを使用して非吸収性黒および白色カードに塗布した(未乾燥塗膜厚=120μm)。その後、塗布したカード(塗膜)を室温で12時間乾燥させた。拡散反射スペクトルを紫外線、可視および近赤外線スペクトル域で記録した。
【0072】
図11および図12は、本発明の複合粒子を主成分とする上記ペイントの有利な特性を示している。これらの図では黒および白色基体へのペイント塗層による拡散反射率を波長の関数として示している。
【0073】
黒色基体の場合(図11)、このペイントによる光の反射率は波長とほとんど無関係であり、400nm〜800nmの間の領域では3%未満である。白色基体の場合(図12)、反射率は波長650nmでの90%から1800nmでの10%の値まで低くなっている。このことから、担持型錫酸化インジウムを含有する複合粒子を主成分とする高透明性ペイントの散乱力の低さと赤外線吸収能の高さが示される。
【0074】
実施例6
酸化鉄−二酸化珪素複合材料からなる複合粒子を実施例2で記載したように製造した。その後、このようにして得た粉末に対して乾燥粉砕を行った。実施例3で記載したPulverisette(登録商標) 2 微粉砕機を本明細書で記載した条件下で使用した。
【0075】
次いで、この複合粒子で着色したプラスチックシートを作製した。プラスチックとして平均分子量約28,000(GPCによるMw)、溶液粘度: η=1.28(5g/l塩化メチレン)の添加剤を含まない不安定化したポリカーボネート(Makrolon(登録商標) 2808(Bayer AG, Leverkusen))を使用した。1gの複合粒子を199gのポリカーボネート細粒に加えて0.5重量%混合物を得た。これを配合機(Brabender配合機)に入れ、230℃で10分間、30rpmの速度で混合した。その後冷却した材料を熱プレス(Weber, PW−20型)で250℃で7分間溶融した後、200kNの圧力下で小シート(90mm×60mm×2mm)にプレス成形した。このようにして約20重量%の赤鉄鉱および約80重量%の二酸化珪素からなる複合粒子を0.5重量%含有するポリカーボネートシートを得た。赤鉄鉱および二酸化珪素含有量の比率は、ポリカーボネートへの混合についての記載で示した関係式:
【数2】
により最適化される。これ以降、このサンプルをサンプル(a)と呼ぶ。
【0076】
ポリカーボネートシートの三刺激値(光源D65, 10°観測装置でのCIELABによる)およびヘイズ(ASTM D 1003による)を測定して色および透明性を評価した。ヘイズ値は9%であった。三刺激値はL*=56.2; a*=28.7; b*=63.3である。
【0077】
比較のため、実施例2と同じ方法で複合粒子を製造した(この際、赤鉄鉱と二酸化珪素との重量比を(b)約50重量%/50重量%、(c)約33重量%/67重量%、および(d)約10重量%/90重量%とした)。次いで、この実施例の前の部分で記載した方法によりこれらの複合粒子をポリカーボネートに混合した。各ポリカーボネートサンプルに含まれる着色剤赤鉄鉱の量を同じにするため、ポリカーボネート中の担持顔料含有量を(b)約0.2重量%、(c)約0.3重量%、および(d)約1重量%にした。
【0078】
ポリカーボネートシートの三刺激値(光源D65, 10°観測装置、Perkin Elmer Lambda 900でのCIELABによる)およびヘイズ(ASTM D 1003による)については以下の結果が得られた:
【0079】
【表4】
【0080】
この表から、サンプル(a)において散乱効果が最も低く、その複合粒子における赤鉄鉱と二酸化珪素との比率が上記の数学的関係式よりポリカーボネートマトリックス材料に最適なものであることがわかる。
【0081】
実施例7
錫ドープ酸化インジウム(ITO)ナノ粒子の水性分散体(Nanogate GmbH , Saarbrucken, DE)はエタノールに20重量%のITOを分散させたものである。4gの発熱性二酸化珪素 Aerosil(登録商標) 200(Degussa, AG, DE)を100gの水に分散させ、20gのITO分散体を激しく攪拌しながら加えた。遠心分離により固体を分離した後、この固体を真空炉において80℃で数時間にわたって乾燥させた。その後、このようにして得たITO−二酸化珪素複合粉末に対して乾燥粉砕を行った。実施例3で記載したPulverisette(登録商標) 2 微粉砕機を本明細書で記載した条件下で使用した。
【0082】
次いで、このように製造した複合粒子を含有するプラスチックシートを作製した。プラスチックとして平均分子量約28,000(GPCによるMw)、溶液粘度: η=1.28(5g/l塩化メチレン)の添加剤を含まない不安定化したポリカーボネート(Makrolon(登録商標) 2808(Bayer AG, Leverkusen))を使用した。3.2gの複合粒子を196.8gのポリカーボネート細粒に加えて1.6重量%混合物を得た。これを配合機(Brabender配合機)に入れ、230℃で10分間、30rpmの速度で混合した。その後冷却した材料を熱プレス(Weber, PW−20型)で250℃で7分間溶融した後、200kNの圧力下で小シート(90mm×60mm×2mm)にプレス成形した。このようにして約50重量%のITOおよび約50重量%の二酸化珪素からなる複合粒子を1.6重量%含有するポリカーボネートシートを得た。ITOおよび二酸化珪素含有量の比率は、ポリカーボネートへの混合についての記載で示した関係式
【数3】
により最適化される。
【0083】
ポリカーボネートシートの透過度およびヘイズ(ASTM D 1003による)を測定して透明性およびIR吸収能を評価した。ヘイズ値は10%であった。このシートの透過度については図13に示している。透過度はUV領域から高まり、波長630nmで70%を超える値に達しているが、1200nmでは3.5%未満に低くなる。このことから、可視スペクトル域でのポリカーボネートシートの高透明性と近IR域での吸収能の高さが示される。よって、断熱シートとしての使用にはこのタイプのシートが好適である。
【0084】
実施例8
2.25gのシュウ酸鉄(II)二水和物を29.3gの水に溶かした。4gのAerosil(登録商標) 200(Degussa, AG, DE)を計量し、シュウ酸鉄溶液を加えた。固体を100℃で12時間に乾燥させた後、500℃で10時間大気中で加熱すると、シュウ酸鉄が分解され、酸化鉄粒子が形成した。その後、このようにして得た酸化鉄−二酸化珪素複合粉末に対して乾燥粉砕を行った。実施例3で記載したPulverisette(登録商標) 2 微粉砕機を本明細書で記載した条件下で使用した。
【0085】
顔料の色特性については実施例5で記載したように試験した。
【0086】
図14および図15は、本発明の複合粒子を主成分とする上記ペイントの有利な特性を示している。これらの図では黒および白色基体へのペイント塗層による拡散反射率を波長の関数として示している。
【0087】
黒色基体の場合(図14)、このペイントによる反射率は波長にほんの少し依存しているにすぎず、400nm〜800nmの間の領域では14%未満である。白色基体の場合(図15)、反射率は波長400nmでの2%未満から720nmでの75%を超える値まで高くなっている。このことから、担持型酸化鉄顔料を主成分とする透明ペイントの散乱力の低さと吸収能の高さが示される。
【0088】
実施例9
分散体の混合により得られた複合材料または二酸化珪素粒子の存在下でのシュウ酸鉄の分解により作製された系との比較では、酸化鉄/二酸化珪素含有固体をゾル−ゲル法(両物質を前駆物質の反応により形成する合成法)によって製造した。
【0089】
製造方法については文献に記載されている(G. Concas, G. Ennas, D. Gatteschi, A. Musinu, G. Piccaluga, C. Sangregorio, G. Spano, J. L. Stanger, D. Zedda, Chem. Master. 1998, 10, 495)。5.7gの無水硝酸鉄を18.4gの水に溶かした。20.8gのテトラエトキシシラン(THOS)を17.7gのエタノールに溶かした。硝酸鉄溶液を出発物質とし、TEOS溶液を攪拌しながら加えた。1時間攪拌した後、pH値は9.0であった。透明な黄色ゾルをプラスチックビーカーに注ぎ入れ、9日間大気中に保存した。その後、このようにして形成した固体ゲルを60℃で2日間、80℃で2日間、次ぎに100℃で2日間連続乾燥させた。その後、サンプルを800℃で一晩焼成した(大気中で焼き戻した)。
【0090】
その後、このようにして得た酸化鉄−二酸化珪素複合材料に対して乾燥粉砕を行った。実施例3で記載したPulverisette(登録商標) 2 微粉砕機を本明細書で記載した条件下で使用した。この場合の粉砕時間も30分であった。
【0091】
複合粒子の色特性については実施例3で記載したように試験した。
【0092】
図16および図17は、本発明の複合粒子を主成分とする上記ペイントの有利な特性を示している。これらの図では黒および白色基体へのペイント塗層による拡散反射率を波長の関数として示している。
【0093】
黒色基体の場合(図16)、このペイントによる反射率は波長とほとんど無関係であり、400nm〜800nm間の領域では2.5%未満である。白色基体の場合(図17)、反射率は波長400nmでの10%未満から800nmでの90%を超える値まで高くなっている。このことから、担持型酸化鉄顔料を含有する複合粒子主成分とする高透明性ペイントの散乱力の低さと吸収能の高さが示される。
【0094】
比較例:
本発明の複合粒子の有効性を示すため、酸化鉄顔料を主成分とするペイントを実施例1および2と同じ方法で製造した(この際、担体粒子には顔料粒子を添加しなかった)。
【0095】
酸化鉄分散体を実施例1で記載したように製造した。
【0096】
このように非担持型顔料をペイントに混合した場合、塗層は濁りを帯び、また濁色調であった。
【0097】
図18および図19は、黒および白色基体各々へのこのタイプのペイント塗層による反射率を示している。黒色基体の場合(図18)、比較用に示したこれらの測定曲線から凝集塊形成した顔料の散乱効果の高まりによりペイントによる反射率が高いことが示される。これに対し、白色基体の場合、ペイントによる反射率はかなり低く、比較的濁色調である(図19)。この測定曲線により本発明の複合粒子を含有するペイントの色特性に関する利点が明示される。以下の表では、Perkin Elmer Lambda 900 比色計を用いて測定したCIELAB値を比較している。
【0098】
【表5】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の複合粒子を主成分とするペイントを黒色基体へ塗装した場合における拡散反射率を波長の関数として示す。
【図2】実施例1の複合粒子を主成分とするペイントを白色基体へ塗装した場合における拡散反射率を波長の関数として示す。
【図3】実施例1の複合材料を使用したペイント皮膜の電子顕微鏡写真である。
【図4】実施例2の複合粒子を主成分とするペイントを黒色基体へ塗装した場合における拡散反射率を波長の関数として示す。
【図5】実施例2の複合粒子を主成分とするペイントを白色基体へ塗装した場合における拡散反射率を波長の関数として示す。
【図6】実施例2の複合材料を使用したペイント皮膜の電子顕微鏡写真である。
【図7】実施例3の複合粒子を主成分とするペイントを黒色基体へ塗装した場合における拡散反射率を波長の関数として示す。
【図8】実施例3の複合粒子を主成分とするペイントを白色基体へ塗装した場合における拡散反射率を波長の関数として示す。
【図9】実施例4の複合粒子を主成分とするペイントを黒色基体へ塗装した場合における拡散反射率を波長の関数として示す。
【図10】実施例4の複合粒子を主成分とするペイントを白色基体へ塗装した場合における拡散反射率を波長の関数として示す。
【図11】実施例5の複合粒子を主成分とするペイントを黒色基体へ塗装した場合における拡散反射率を波長の関数として示す。
【図12】実施例5の複合粒子を主成分とするペイントを白色基体へ塗装した場合における拡散反射率を波長の関数として示す。
【図13】実施例7の複合粒子を使用したポリカーボネートシートの透過度を示す。
【図14】実施例8の複合粒子を主成分とするペイントを黒色基体へ塗装した場合における拡散反射率を波長の関数として示す。
【図15】実施例8の複合粒子を主成分とするペイントを白色基体へ塗装した場合における拡散反射率を波長の関数として示す。
【図16】実施例9の複合粒子を主成分とするペイントを黒色基体へ塗装した場合における拡散反射率を波長の関数として示す。
【図17】実施例9の複合粒子を主成分とするペイントを白色基体へ塗装した場合における拡散反射率を波長の関数として示す。
【図18】比較例の酸化鉄顔料を主成分とするペイントを黒色基体へ塗装した場合における拡散反射率を波長の関数として示す。
【図19】比較例の酸化鉄顔料を主成分とするペイントを白色基体へ塗装した場合における拡散反射率を波長の関数として示す。
Claims (15)
- 一次粒径が平均1nm〜100nm、好ましくは1nm〜50nmの間である無機および/または有機顔料粒子を含有する複合粒子であって、上記顔料粒子が、一次粒径が平均1nm〜200nmである固体無機または有機無色担体粒子に付着し、上記顔料一次粒子が他の顔料粒子と実質的に凝集塊を形成せず、さらに、互いに一定の最短距離に実質的に位置し、それによりこの距離が上記粒子の粒径のほぼ少なくとも4分の1となることを特徴とする、複合粒子。
- 一次粒径が平均1nm〜100nm、好ましくは1nm〜50nmの間である無機および/または有機顔料粒子を含有する複合粒子であって、上記顔料粒子が粒子もしくは固体、無機または有機コーティングによりカプセル封入され、それによりシェルの被覆肉厚が上記顔料一次粒径のほぼ少なくとも8分の1となる、複合粒子。
- 一次粒径が平均1nm〜100nm、好ましくは1nm〜50nmの間である無機および/または有機顔料粒子の凝集塊を含有する複合粒子であって、これらの凝集塊が、一次粒径が平均1nm〜200nmである固体無機または有機無色担体粒子に付着し、上記顔料粒子凝集塊が実質的に100nm未満、好ましくは50nm未満であり、さらに、互いにほぼ一定の最短距離に位置し、それによりこの距離が上記凝集塊径のほぼ4分の1となることを特徴とする、複合粒子。
- 一次粒径が平均1nm〜100nm、好ましくは1nm〜50nmの間である無機および/または有機顔料粒子の凝集塊を含有する複合粒子であって、これらの凝集塊が平均100nm未満であり、さらに、粒子もしくは固体、無機または有機コーティングによりカプセル封入され、それにより全被覆肉厚が上記凝集塊径のほぼ少なくとも8分の1となる、複合粒子。
- 一次粒径が平均1nm〜100nmである種々の無機および有機タイプの顔料粒子からなる請求項1〜4のいずれか一項に記載の複合粒子の組合せを含有する、複合材料。
- 一次粒径が平均1nm〜200nmである種々の無機または有機、無色タイプの担体粒子材料からなる請求項1〜3のいずれか一項に記載の複合粒子の組合せを含有する、複合材料。
- 種々の無機または有機、無色のカプセル封入用粒子材料からなる請求項2〜4のいずれか一項に記載の複合粒子の組合せを含有する、複合材料。
- 金属および半導体の酸化物、窒化物、リン化物、および硫化物、アルミン酸塩、酸化鉄および酸化水酸化鉄、酸化クロム、硫化カドミウム、セレン化カドミウム、硫セレン化カドミウム、バナジン酸ビスマス、クロム酸顔料、群青顔料、紺青顔料、ならびに混合相顔料の群からなる無機顔料を含有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の複合材料。
- 近赤外または太陽赤外領域の赤外線を吸収する一次粒子を含有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の複合材料。
- ドープ材料の群からなる無機顔料を含有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の複合材料。
- 担体またはカプセル封入材料が可視スペクトル域において1.3〜1.9の間の実屈折率を有する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の複合材料。
- 複合材料が混合されるマトリックスと複合材料との屈折率の差が0.3未満である、透明化または光吸収を目的とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の複合材料の使用。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載の複合材料を含有する、表面塗料。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載の複合材料を含有する、プラスチック。
- 請求項13に記載の塗料でコーティングした、基体。
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