JP2005264144A - 金属光沢干渉発色顔料、その製造方法およびその使用 - Google Patents

金属光沢干渉発色顔料、その製造方法およびその使用 Download PDF

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Abstract

【課題】 非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質に、その外層への鉄水和酸化物被覆層の付着性・緻密性の改善向上が図られ、その結果光沢・発色性(彩度)の向上した赤色系着色を有する金属光沢干渉発色顔料を提供する。
【解決手段】 非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質表面に、
(1)錫水和酸化物を含む中間バインダー層(第1層)、及びその上に
(2)鉄水和酸化物被覆層(第2層)、
を有する、金属光沢干渉発色顔料。
【選択図】なし

Description

本発明は新規な金属光沢干渉発色顔料、その製造方法、およびその使用に関する。
アルミニウムフレークなどの薄片状金属基質表面の平滑性を損なうことなく、高耐腐食性を有し、かつ分散性が良好な高耐腐食性薄片状金属顔料が知られている(例えば、特許文献1参照)。かかる高耐腐食性薄片状金属顔料における耐腐食性処理は、非水系で薄片状金属基質上に燐酸化合物および/またはホウ酸化合物処理層(第一層)を施した後、更に非水系でゾル-ゲル法によって金属水和酸化物を被覆(第二層)したものであり、更にこの「高耐腐食性薄片状金属顔料」をベースとしてその外層(第三層以上)に、水系である湿式法(特許文献1〔0034〕参照)により各種金属水和酸化物を(単層・複層に)被覆して金属光沢干渉発色顔料とするものである。
しかし、かかる「高耐腐食性薄片状金属顔料」をベースとし、従来の湿式法を単に応用して、赤色系着色を狙って直接鉄水和酸化物を被覆しても、その被覆層での付着性・緻密性が充分でなく、高光沢および高着色力・干渉色の向上・改善された彩度の高い赤色系着色を有する金属光沢干渉発色顔料が得られない。
他に、金属フレークに第一層(A)として低屈折率(1.8以下)の層、第二層(B)として高屈折率(2.0以上)の選択吸収性の層、所望により第二層と異なる選択吸収性の第三層(C)をそれらを一組の層パケットとし、カラーフロップを有する多層被覆した光沢顔料が開示されている(例えば、特許文献2参照)。かかる光沢顔料における第一層(A)層とする低屈折率層は、その外層の高屈折率層(B)と組み合わせ多層とすることによって、多層界面での反射を増し、干渉色を向上せしめたものと考えられる(非特許文献1、特許文献3、特許文献4、および特許文献5参照)。第一層(A)の例示として燐酸アルミニウムの記載があり、第二層(B)には高屈折率の酸化鉄、酸化クロム、酸化チタン等が記載されている。また、被覆方法として、CVD法、または有機溶剤系での有機金属化合物の湿式化学的加水分解による方法が記載されているが、処理の容易な水系での反応(本願で定義する「湿式法」)の記載は一切無く、またバインダー層の存在はなく直接薄片状金属粒子に着色被覆層を含む多層交互被覆層を形成して干渉による発色を生じせしめるものである。CVD法は、湿式法に比較して、より均一な被覆は望めない。
金属顔料にSiO、Bおよび/またはリン酸塩、またはそれらの混合物などの無定形のガラス状の層でコーティングし被覆した金属薄片をベースとする多層被覆顔料が開示されている(例えば、特許文献6参照)。しかし、薄片状金属基質として酸化され易いアルミニウムを用いる場合、被覆方法が直接水系での反応のため、水素が発生し易く、そのため金属表面の平滑性が損なわれ、金属と「無定形のガラス状」の層の界面からの反射が乱反射となるか、又は金属光沢を失って、光沢干渉色の発色が得られにくい。さらに、水素の発生は実用上も危険性を伴う。
アルミニウム顔料表面にSi含有化合物によりシリカ被膜を形成させ、耐腐食性を付与したシリカ被覆アルミニウム顔料が開示されている(例えば、特許文献7参照)。シリカ被膜中にりんを含有させた(〔0020〕に記載)単層であるが、さらに外側に鉄水和酸化物被覆層を被覆した赤色系着色を有する金属光沢干渉発色についての記載はない。
特開2003−41150号公報 特開平8−209024号公報 特開平3−120351号公報 特開平6−93206号公報 特開平7−246366号公報 特表2002−522618号公報 特開2002−88274号公報 「光学の知識」、山田幸五郎著、東京電機大学出版局発行、第1版 P313-331
従って、本発明の課題は、非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質に、その外層への鉄水和酸化物被覆層の付着性・緻密性の改善向上が図られ、その結果光沢・発色性(彩度)の向上した赤色系着色を有する金属光沢干渉発色顔料を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質に、その直上に特殊な中間バインダー層を設けることにより、外層の鉄水和酸化物被覆層の付着性・緻密性が驚くほどに改善され、その結果光沢・発色性(彩度)の向上した赤色系着色を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質表面に、
(1)錫水和酸化物を含む中間バインダー層(第1層)、及びその上に
(2)鉄水和酸化物被覆層(第2層)、
を有する、金属光沢干渉発色顔料に関する。
また、本発明は、非水系で耐腐食性処理された層が、薄片状金属基質表面を燐酸化合物および/またはホウ酸化合物によって処理した後、珪素、アルミニウム、ジルコニウム、チタンからなる群から選択される1種または2種以上の金属のゾル・ゲル法によって得られる金属水和酸化物層である、前記金属光沢干渉発色顔料に関する。
さらに、本発明は、金属水和酸化物層における金属水和酸化物の金属が、珪素および/またはアルミニウムである、前記金属光沢干渉発色顔料に関する。
また、本発明は、金属水和酸化物層における金属水和酸化物の金属が、珪素である、前記金属光沢干渉発色顔料に関する。
さらに、本発明は、中間バインダー層(第1層)が、錫塩の加水分解法によって得られた錫水和酸化物を含む層である、前記金属光沢干渉発色顔料に関する。
また、本発明は、中間バインダー層(第1層)に含ませる錫水和酸化物の量が、非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質に対して単分子層膜(monolayer)を形成するのに必要な量以上である、前記金属光沢干渉発色顔料に関する。
さらに、本発明は、中間バインダー層(第1層)に含ませる錫水和酸化物の量が、非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質の単位面積(m)あたり、金属酸化物(SnO)換算で0.0008g〜0.3gである、前記金属光沢干渉発色顔料に関する。
また、本発明は、鉄水和酸化物被覆層(第2層)に含ませる鉄水和酸化物の量が、非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質の単位面積(m)あたり、金属酸化物(Fe)換算で0.01g〜1.0gである、前記金属光沢干渉発色顔料に関する。
さらに、本発明は、非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質を水に分散(懸濁)させ、その分散(懸濁)液に錫塩水溶液と塩基性水溶液とをpHを一定に保ちながら同時に添加して前記薄片状金属基質表面に錫水和酸化物層(中間バインダー層(第1層))を形成し、さらに鉄(III)塩水溶液と塩基性水溶液とをpHを一定に保ちながら同時に添加して鉄水和酸化物被覆層(第2層)を形成することを含む、金属光沢干渉発色顔料の製造方法に関する。
また、本発明は、樹脂成分および/または油性分と、前記金属光沢干渉発色顔料とを含む樹脂・油顔料組成物に関する。
さらに、本発明は、さらに併用顔料を含む、前記樹脂・油顔料組成物に関する。
また、本発明は、前記樹脂・油顔料組成物の、塗料、その塗膜、その塗装体、インク、その印刷物、プラスチック、その成形物、または化粧料への使用に関する。
さらに、本発明は、前記樹脂・油顔料組成物を含む塗膜を少なくとも一つ有する塗装体に関する。
本発明の金属光沢干渉発色顔料は、特に非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質をベースとして用いる場合に、錫水和酸化物からなる中間バインダー層を介することで、その外側の鉄水和酸化物層の付着性、緻密性が直接被覆した場合よりも改善され、その結果、光沢、発色性の向上した赤色着色を有するものである。また、かかる被覆は、高耐腐食性処理された金属基質を用いるものであるため、例えば、プロセスが単純で容易でありながらも均一な被覆が得られる湿式法を用いることができる。
以下に、本発明を製造方法と共に詳細に説明する。
本発明で基質として用いられる高耐腐食性薄片状金属基質は、非水系で耐腐食性処理された層を有するものである。当該高耐腐食性薄片状金属基質の中心の核となる薄片状金属基質は金属、合金を成分とするものである。
本発明で用いられる薄片状金属基質の形状としては、平均粒径が2〜100μ、平均厚みが0.02〜5μのもの、好適には平均粒径が5〜50μ、平均厚みが0.05〜2μのものが用いられる。更に好適には平均粒径が5〜30μ、平均厚みが0.1〜2μのものが用いられる。具体的にはアルミニウムフレーク、チタンフレーク、鉄フレーク、ブロンズフレーク、ステンレスフレーク、アルミニウム青銅フレーク、各種アルミニウム合金フレーク、各種チタン合金フレーク、各種ニッケル合金フレーク等が挙げられる。好ましくは、アルミニウムフレーク、チタンフレーク、ステンレスフレーク、ブロンズフレーク等が挙げられ、より好ましくは安定的に市場において光輝感を有するメタリック顔料として供給され、市販されているアルミニウムフレーク(例えば、シルバーライン社、昭和アルミニウム社、東洋アルミニウム社、旭化成メタルズ、エカート社等から市販されている。)、チタンフレーク、ステンレスフレーク等が挙げられる。
これらのなかで、市場で入手できる薄片状金属基質の状態としては、空気中の湿気による酸化腐食防止の為に既に有機溶剤に懸濁してある状態の(例えばミネラルスピリットなどでペースト状態にした)もの、または分散性やリーフィング付与の為の各種表面処理剤を施して有機溶剤に懸濁してあるもの、更には表面に前もって酸化保護膜の処理(不動態膜即ち表面酸化薄膜層)を施してあるもの、何れのものも用いる事が出来る。本発明の目的とする点においては、特に腐食性の高い薄片状金属(表面が出来る限り酸化されていない状態の物)について、その効果が発揮され、好適に採用されるものである。例えばアルミニウムフレークのように腐食性が高いが故に既に有機溶剤に懸濁された状態で取り引きされているもの、およびそれらに各種表面処理剤を施して有機溶剤に懸濁してあるものも本発明での使用に推奨される。前もって耐腐食性(不動態化)処理してある薄片状金属基質や薄片状合金基質を用いる事もできる。
本発明で用いられる非水系で耐腐食性処理された層を有する金属基質としては、薄片状金属基質表面を燐酸化合物および/またはホウ酸化合物によって処理した後、珪素、アルミニウム、ジルコニウム、チタンからなる群から選択される1種または2種以上の金属のゾル・ゲル法によって得られる金属水和酸化物層を施したもの、例えば、特許文献1(特開2003−41150号公報)などが挙げられる。表面平滑性、分散性および表面光沢性が良好であって、その後に行う本発明の中間バインダー層および鉄水和酸化物層への良好な付着性を考慮すると、上述の燐酸化合物および/またはホウ酸化合物による処理層、および珪素、アルミニウム等の金属のゾル・ゲル法によって得られる金属水和酸化物層を有するものが採用される。
かかる高耐腐食性薄片状金属基質の燐酸化合物および/またはホウ酸化合物による処理は特開2003−41150号公報記載に準じておこなうことができる。
また、それに次ぐ金属水和酸化物被覆層に用いられる金属水和酸化物の金属としては、珪素、アルミニウム、ジルコニウム、チタンからなる群から選択される。この中でも透明性が有り、屈折率が低いことから珪素、アルミニウムが好ましい。特に、取り扱い易さの点から珪素が好ましい。そして、この高耐腐食性処理の第二層の被覆方法としては、表面の平滑性を保つために非水系の反応のうちゾルゲル法(特開2003−41150号公報記載)によるものが好ましい。
なお、本明細書の記載において、例えば、特開2003−41150号公報の記載の燐酸化合物および/またはホウ酸化合物による処理層および金属水和酸化物被覆層を有する非水系で処理された薄片状金属を「非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質」とし、これに被覆する錫水和酸化物からなる層を「中間バインダー層(第1層)」と、その外層の鉄水和酸化物被覆層を「第2層」と定義する。また、「金属水和酸化物」の「水和酸化物」とは、特に断らない限り、本願全般に渡って、金属の「酸化物」、「水酸化物」、「酸化水和物」、「酸化物の含水物」、および「それらの混合物」を指す。「金属酸化物」の「酸化物」も、「水和酸化物」の定義に準じる。また、この「金属水和酸化物」を化学式で著す場合(実施例等で記載)は便宜上、酸化物の形で著す。
次に、第2層の付着性・緻密性の改善を図るための中間バインダー層(第1層)について述べる。
上記高耐腐食性薄片状金属基質をベースとしその直外層の中間バインダー層は、以下の様にして得ることが出来る。中間バインダー層(第1層目)のための物質は錫水和酸化物が適している。
前述の高耐腐食性薄片状金属基質を水に分散させ、温度は、均一な被覆層とし制御のし易さから60〜90℃とし、その分散液に錫塩水溶液と塩基性水溶液とをpHを一定に保ちながら同時に添加し、当該高耐腐食性金属基質表面に錫水和酸化物層(中間バインダー層)を被覆する。pHとしては、4.7以下が好ましい。さらに好ましくは0.5〜3.0が採用される。
中間バインダー層(第1層)の錫水和酸化物の被覆量は当該非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質に対して、下地(非水系処理による層)が露出しない量に相当する量が必要である。即ち単分子層膜(monolayer)を形成するのに必要な量以上であることが必須である。非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質の単位表面積(m)当たり錫水和酸化物がSnO換算で0.0008g以上が適当である。
具体的には、用いる薄片状金属基質の種類、粒度、粒度分布により適宜制御されるが、当該中間バインダー層(第1層)の錫水和酸化物の使用量は、当然に高耐腐食性金属基質の単位表面積を考慮して、その粒子径が大きい場合は少ない量で、反対に粒子径が小さい場合は多い量を必要とする。
錫水和酸化物の量は、第2層の十分な付着性・緻密性改善効果が得られ、干渉色色相の制御が可能な範囲としては、錫水和酸化物が非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質の単位面積(m)あたり、金属酸化物(SnO)換算で0.0008g〜0.3gとなるように調製するのが好ましく、特に好ましくは0.0009g〜0.2gであり、さらに特に好ましくは0.001g〜0.1gである。例えば、金属アルミニウムを薄片状金属とした高耐腐食性基質(比表面積が3.01m/g(公開2003−41150号公報、表3記載)を用いた場合、高耐腐食性金属基質の単位面積(m)あたり0.001g〜0.06gが適当である。
用いられる錫塩水溶液は水溶性錫(II)塩、錫(IV)塩である。例えば、塩化錫(II)、塩化錫(IV)、硫酸錫(II)、酢酸錫(II)、しゅう酸錫(II)などが好ましい。
以下に、上記中間バインダー層を形成した後の鉄水和酸化物(第2層)の被覆に付いて述べる。本発明においては、中間バインダー層(第1層)の表面上への鉄水和酸化物被覆(第2層)には、気相法やゾルゲル法等により形成することも出来るが、気相法やゾルゲル法等と比べて原料や製造設備の面で制限される事なく、均一な被覆層が得られ易く、プロセスが単純で操作が容易である汎用性の高い湿式法(定義は公開2003−41150号公報記載参照)を採用するのが好ましい。
本発明において湿式法とは前述しているが、より詳細に説明すると、「水系において、(1)中和加水分解による場合、所望の水溶性金属塩(例えば、硝酸塩、硫酸塩、塩化物、酢酸塩、さらには金属酸塩など)を選んで、所定量のその水溶液を調製し、他にアルカリ性(金属酸塩の場合は、酸性)水溶液を調製しておき、上述の高耐腐食性薄片状金属の懸濁液に、所定のpHを保ちながら滴下し、その表面に加水分解生成物層を形成させ、その後、洗浄・瀘別、乾燥し、場合によって焼成する方法、(2)熱加水分解の場合は、所望・所定量の水溶性金属塩を、先に得られたベースの高耐腐食性薄片状金属の懸濁液に添加しておき加熱する事によって加水分解生成物層を形成させ、その後、洗浄・瀘別、乾燥し、場合によって焼成する方法」、である。また、「(1)の中和加水分解による場合の変法としては、アルカリ性水溶液の替わりに、加熱によってアルカリ性を生じる尿素や、アセトアミドを用いる方法(いわゆる「均一沈殿法」という。)」も挙げられる。
用いる鉄(III)塩としては、塩化物、硫酸塩、硝酸塩等の、水溶性の塩を用いる事が出来る。先のバインダー層(第1層)の被覆後、鉄塩を水溶液としたものを、引き続いてアルカリ水溶液を用いながらpHを一定(4以下)に保ちながら添加する。本発明で用いられるアルカリ水溶液の例は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物水溶液、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩水溶液、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどのアルカリ金属重炭酸塩水溶液、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、またはアンモニア水溶液などのを含む。この添加量は、赤色系着色が得られ、その十分な彩度の向上を図るには、鉄水和酸化物が非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質の単位面積(m)あたり、金属酸化物(Fe)換算で0.01g〜1.0gに相当する量を使用するのが好ましい。従って、個々の薄片状基質金属の色相、表面平滑性、非水系の処理工程によって得られる高耐腐食性金属基質の物性に依って、適宜変更することが出来る。この被覆時の温度は、先のバインダー層(第1層)被覆時の温度と同じ方が、効率が良く好ましい。このようにして得られた赤色系着色を有する金属光沢干渉発色顔料が含む懸濁液をろ別・洗浄、乾燥、場合により焼成工程を経て、薄片状の粒子粉体として得られる。
本発明で得られる赤色系着色を有する金属光沢干渉発色顔料は、中間バインダー層を設ける事により、その表面に被覆される第2層の鉄水和酸化物被覆層の付着性・緻密性の向上を図る事が出来、干渉色を伴った赤色系着色が発現する。
本発明によって得られた赤色系着色を有する金属光沢干渉発色顔料は、各種付加的な表面処理を施すことによりそれらの用途に応じた(要求品質に合った)顔料とする事が出来る。例えば、自動車塗料用途などで要求される耐光性、耐水性、耐候性の処理(例えば特開昭63−130673号公報、特開平1−292067号公報等の方法)や、例えば塗料分野、印刷分野で要求される高配向性(リーフィング効果)処理(例えば特開2001−106937号公報、特願平11−347084号公報等の方法)、水系塗料または水系印刷インク用の水系処理(例えば特開平8−283604号公報等の方法)、化粧品用途でのシリコーンによる分散性改良やハイドロジェンポリシロキサンによる撥水撥油処理などや、また樹脂へ使用する場合のウエルドライン防止表面処理(例えば特開平3−100068号公報、特開平3−93863号公報)、また、分散性向上などの各種処理等を施す事が出来る。
以下に本発明によって得られる赤色系着色を有する金属光沢干渉発色顔料の用途を述べる。
本発明によって得られる赤色系着色を有する金属光沢干渉発色顔料は、他の併用顔料や、樹脂成分および/または油性分を含む組成物とし、塗料、印刷インキ、樹脂成型物、化粧料等、様々な用途に使用される。以下にその具体例について述べる。但し、特に記載はしていないが、以下の例において「本発明における顔料」とは上述の各種処理を施したものも包含した「金属光沢干渉発色顔料」を指す。
−塗料への使用
塗料としては、有機溶剤型塗料及び、NAD系、水性塗料、エマルション塗料、コロイダル塗料、粉体塗料が例示できる。本発明の顔料は、塗料樹脂固形分100重量部に対して1−100重量部配合することができる。1−70重量部が好ましい。特に、1−20重量部が好ましい。なお、本発明における顔料は、分散性向上のため、顔料表面をシランカップリング剤、チタンカップリング剤にて処理する事が出来る。本発明における塗料の樹脂成分としては、例えば、アクリル樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アミノ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、セルロース樹脂、ビニル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等が上げられる。これらは1種、または2種以上の組合せて用いる事もできる。
また水性塗料においてはアクリル−メラミン樹脂等による架橋性樹脂を含有するエマルション性樹脂等が挙げられる。
配合するもとのとしては、併用顔料、有機顔料、無機顔料、タレ防止剤、粘度調整剤、沈降防止剤、架橋促進剤、硬化剤、レベリング剤、消泡剤、可塑剤、防腐剤、防カビ剤、紫外線安定剤等を含有する事ができる。その併用顔料としては、二酸化チタン、炭酸カルシウム、クレー、タルク、硫酸バリウム、ホワイトカーボン、酸化クロム、亜鉛華、硫化亜鉛、亜鉛粉末、金属粉顔料(たとえば、アルミニウムフレーク、着色アルミニウムフレーク、ステンレスフレーク、チタンフレーク等)、鉄黒、黄色酸化鉄、べんがら、黄鉛、カーボンブラック、モリブデートオレンジ、紺青、群青、カドミウム系顔料、蛍光顔料、溶性アゾ顔料、不溶性アゾ顔料、縮合型アゾ顔料、フタロシアニン顔料、縮合多環顔料、複合酸化物系顔料、グラファイト、雲母(たとえば、白雲母、金雲母、合成雲母、弗素四珪素雲母等)、金属酸化物被覆雲母(たとえば、酸化チタン被覆雲母、二酸化チタン被覆雲母、(水和)酸化鉄被覆雲母、酸化鉄及び酸化チタン被覆雲母、低次酸化チタン被覆雲母等)、金属酸化物被覆グラファイト(たとえば、二酸化チタン被覆グラファイト等)、薄片状アルミナ、金属酸化物被覆アルミナ(たとえば、二酸化チタン被覆アルミナ、酸化鉄被覆薄片状アルミナ、三酸化二鉄被覆薄片状アルミナ、四酸化三鉄被覆薄片状アルミナ、干渉色金属酸化物被覆薄片状アルミナ等)、MIO、金属酸化物被覆MIO、金属酸化物被覆シリカフレーク、金属酸化物被覆ガラスフレーク等が挙げられる。これらの顔料等を相互に組合せることにより、新たな色調や発色性が改善される。この塗料は、木材、プラスチック、金属鋼板、ガラス、セラミック、紙、フィルム、シート、LCディスプレイ用反射板の半透明膜等に塗装する事ができる。塗料の用途としては、自動車用、建築用、船舶用、家電製品用、缶用、産業機器用、路面表示用、プラスチック用、家庭用等が例示される。
塗装体の塗膜構造は、たとえば下地層、中塗り層、本発明の顔料含有層及びクリア層の順、又は、下地層、本発明顔料含有中塗り層及びクリア層の順序等が例示されるが限定されない。
塗装体を構成する塗膜の形成方法としては1コート1ベーク、2コート1べーク、2コート2ベーク、3コート1ベーク、3コート2べーク、3コート3ベーク等が挙げられる。塗装方法は、静電塗装、エアスプレー塗装、エアレス塗装、ロールコータ塗装、浸漬塗装等が挙げられる。
−印刷インキへの使用
印刷インキとしては、凸版インキ、平板インキ、凹版インキ、金属板用インキ、放射線硬化型インキ、UVインキ、EBインキ、フレキソインキ、スクリーンインキ、オフセットインキ、グラビアインキ等、およびそれらの水性インキ等が挙げられる。本発明の顔料は、インク中の樹脂固形分100重量部に対して1−100重量部配合することができる。1−70重量部が好ましい。特に、1−20重量部が好ましい。なお、本発明の顔料は、顔料表面をシランカップリング剤、チタンカップリング剤等で処理することが可能である。樹脂成分としては、例えば、ロジンマレイン樹脂、マレイン樹脂、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、石油樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、メラミン、エポキシ樹脂、塩化ビニル、塩化ビニリデン、セルロース樹脂、ビニル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、セルロース樹脂等が挙げられる。これらは1種、または2種以上を組合せて用いる事もできる。
配合するもとのとしては、併用顔料、有機顔料、無機顔料、助剤として、ワニス、レジューザー、コンパウンド、号外ワニス、ゲル化剤、乾燥促進剤、酸化防止剤、裏移り防止剤、滑剤、活性剤等が挙げられる。更に、タレ防止剤、粘度調整剤、沈降防止剤、架橋促進剤、硬化剤、レベリング剤、消泡剤、可塑剤、防腐剤、防カビ剤、紫外線安定剤等を挙げられる。
例えば、当該併用顔料としては、体質顔料、沈降性硫酸バリウム、沈降性炭酸カルシウム、アルミナホワイト、炭酸マグネシウム、ホワイトカーボン、白色顔料として酸化チタン、亜鉛華等、黒色顔料としてカーボンブラック、黄色顔料として黄色鉛、ジスアゾイエロー、ハンザイエロー、赤色顔料として、ブリリアントカーミン6B、レーキレッドC、パーマネントレッドF5R、ローダミンレーキ等、青色顔料としてフタロシアニンブルー、ビクトリアブルーレーキ、紺青等、橙色顔料としは、クロムバーミリオン、ジスアゾオレンジ、緑色顔料として、フタロシアニングリーン等、紫顔料としては、メチルバイオレッドレーキ、ジオキサジンバイオレッド等、その他、顔料として、イソインドリノン系、ベンズイミダゾリン系、縮合アゾ系、キナクドリン系等、複合酸化物系顔料、グラファイト、雲母(たとえば、白雲母、金雲母、合成雲母、弗素四珪素雲母等)、金属酸化物被覆雲母(たとえば、酸化チタン被覆雲母、二酸化チタン被覆雲母、(水和)酸化鉄被覆雲母、酸化鉄及び酸化チタン被覆雲母、低次酸化チタン被覆雲母等)、金属酸化物被覆グラファイト(たとえば、二酸化チタン被覆グラファイト等)、薄片状アルミナ、金属酸化物被覆アルミナ(たとえば、二酸化チタン被覆アルミナ、酸化鉄被覆薄片状アルミナ、三酸化二鉄被覆薄片状アルミナ、四酸化三鉄被覆薄片状アルミナ、干渉色性金属酸化物被覆薄片状アルミナ等)、MIO、金属酸化物被覆MIO、金属酸化物被覆シリカフレーク、金属酸化物被覆ガラスフレーク等が挙げられる。これらのインキは、木材、プラスチック、金属鋼板、ガラス、セラミック、紙、ダンボール、フィルム、シート、缶、LCディスプレイ用反射板の半透明膜等に印刷する事ができる。本発明における顔料はこれらの併用顔料等と組合せることによりその効果として、新たな色調や機能が見出される。特に、本発明における顔料は、有価証券、チケット、旅行券、乗車券等への偽造防止インキとして好適に利用される。
また本発明において、印刷用インクに用いる場合は、特に本発明における顔料に高配向性処理を施したもの(上述済)が好ましい。このように表面処理された顔料を各種印刷用インクに混合し、オフセット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、UV硬化印刷、凸凹版印刷に用いる事が出来る。高配向性処理を施した顔料をインクに用いる事は、特に印刷表面の干渉色の発色が向上するため、偽造防止印刷に好ましい。
−樹脂成型物への利用
本発明において、本発明における顔料を樹脂に組み込む場合は、直接樹脂と、または予めペレットとしてから、それを樹脂と混合し、押し出し成形や、カレンダーリング、ブロウイング等により各種成形体とする事が出来る。樹脂成分としてはポリオレフィン系の熱可塑性樹脂、エポキシ系、ポリエステル系やポリアミド(ナイロン)系の熱硬化性樹脂の何れも用いる事が出来る。本発明における顔料を有効に発色させる為には、例えばプラスチックボトルにおいて多層成形する場合は、外層の樹脂に組み込む事によりボトル外観を有効に効率よく発現する事が出来、少ない使用量で十分に発色効果を発揮することが出来る。特に本発明における顔料を更に配向処理されたものが、発色性を高める点で好ましい。当然に、本発明における顔料のウエルドライン防止表面処理(例えば、カプセル化処理など)を施したものを用いることができる。本発明における顔料は、他の顔料と併用して用いる事も出来る。その併用する他の顔料としては、二酸化チタン、炭酸カルシウム、クレー、タルク、硫酸バリウム、ホワイトカーボン、酸化クロム、亜鉛華、硫化亜鉛、亜鉛粉末、金属粉顔料、鉄黒、黄色酸化鉄、べんがら、黄鉛、カーボンブラック、モリブデートオレンジ、紺青、群青、カドミウム系顔料、蛍光顔料、溶性アゾ顔料、不溶性アゾ顔料、縮合型アゾ顔料、フタロシアニン顔料、縮合多環顔料、複合酸化物系顔料、グラファイト、雲母(たとえば、白雲母、金雲母、合成雲母、弗素四珪素雲母等)、金属酸化物被覆雲母(たとえば、酸化チタン被覆雲母、二酸化チタン被覆雲母、(水和)酸化鉄被覆雲母、酸化鉄及び酸化チタン被覆雲母、低次酸化チタン被覆雲母等)、金属酸化物被覆グラファイト(たとえば、二酸化チタン被覆グラファイト等)、薄片状アルミナ、金属酸化物被覆アルミナ(たとえば、二酸化チタン被覆アルミナ、酸化鉄被覆薄片状アルミナ、三酸化二鉄被覆薄片状アルミナ、四酸化三鉄被覆薄片状アルミナ、干渉色性金属酸化物被覆薄片状アルミナ等)、MIO、金属酸化物被覆MIO、金属酸化物被覆シリカフレーク、金属酸化物被覆ガラスフレーク等が挙げられる。
-レーザーマーキングへの応用
本発明における顔料は、上記のプラスチックへ練りこんだ各種成型物に単に意匠の為だけではなく、レーザーによる印字を容易にし、印字を明確にするために使用することが出来る。
−化粧料への使用
本発明における顔料の化粧料への使用としては、メーキャップ化粧料、毛髪用化粧料等が挙げられる。例えば、ジェル、口紅、ファンデーション(乳化タイプ、リキッドタイプ、油性タイプ等)、ほお紅、マスカラ、ネイルエナメル、まゆずみ、アイシャドー、アイライナー、毛髪剤等に用いる事ができる。配合量としては、1−90wt%が挙げられる。例えば、ファンデーションでは1−50wt%、アイシャドウでは1−80wt%、口紅では1−40wt%、ネイルエナメルでは、0.1−20wt%等が例示される。
配合成分としては、以下が例示される。併用顔料等としては、二酸化チタン、炭酸カルシウム、クレー、タルク、硫酸バリウム、ホワイトカーボン、酸化クロム、亜鉛華、硫化亜鉛、亜鉛粉末、金属粉顔料、鉄黒、黄色酸化鉄、べんがら、黄鉛、カーボンブラック、モリブデートオレンジ、紺青、群青、カドミウム系顔料、蛍光顔料、溶性アゾ顔料、不溶性アゾ顔料、縮合型アゾ顔料、フタロシアニン顔料、縮合多環顔料、複合酸化物系顔料、グラファイト、雲母(たとえば、白雲母、金雲母、合成雲母、弗素四珪素雲母等)、金属酸化物被覆雲母(たとえば、酸化チタン被覆雲母、二酸化チタン被覆雲母、(水和)酸化鉄被覆雲母、酸化鉄及び酸化チタン被覆雲母、低次酸化チタン被覆雲母等)、金属酸化物被覆グラファイト(たとえば、二酸化チタン被覆グラファイト等)、薄片状アルミナ、金属酸化物被覆アルミナ(たとえば、二酸化チタン被覆アルミナ、酸化鉄被覆薄片状アルミナ、三酸化二鉄被覆薄片状アルミナ、四酸化三鉄被覆薄片状アルミナ、干渉色性金属酸化物被覆薄片状アルミナ等)、MIO、金属酸化物被覆MIO、金属酸化物被覆シリカフレーク、金属酸化物被覆ガラスフレーク、セリサイト、炭酸マグネシウム、シリカ、ゼオライト、ヒドロキシアパタイト、酸化クロム、チタン酸コバルト、ガラスビーズ、ナイロンビーズ、シリコーンビーズ、等が例示される。有機顔料としては、赤色2,3,102,104,105,106、201,202,203,204,205,206,207,208,213,214,215,218,219,220,221,223,225,226,227,228,230の(1)、230の(2)、231,232、405の各号、黄色4、5、201,202の1,202の2、203、204、205、401、402、403、404、405,406、407、緑色3,201、202、204、205、401、402の各号、青色1、2、201、202,203,204,205,403,404の各号、橙201,203,204,205、206、、207、401、402、403の各号、褐色201号、紫色201、401の各号、黒色401号等が例示される。
天然色素としては、サロールイエロー、カーミン、β―カロチン、ハイビスカス色素、カプサインチン、カルミン酸、ラッカイ酸、グルクミン、リボフラビン、シコニン等が例示される。
また、他の成分として油脂、界面活性剤、スクワラン、流動パラフィン、パルミチン酸、ステアリン酸、ミツロウ、ミリスチン酸ミリスチル等炭化水素、アセトン、トルエン、酢酸ブチル、酢酸エステル、多価アルコール等の油性成分および有機溶剤、ろう類、抗酸化剤、紫外線吸収剤、ビタミン、ホルモン、防腐剤、香料等が挙げられる。これらの顔料等と組合せることによりその効果として、新たな色調や機能が見出される。
本発明における顔料を化粧料に使用する場合は、例えばコンパクトケーキ、クリーム、リップスティックなど何れにも用いる事が出来るが、特にカラーポントとなるメイクアップ用化粧に用いるのが有効である。当然に本発明における顔料を、前もって表面処理(前述参照)等して用いることができる。
−その他の使用
本発明における顔料は、複写機用カラートナー等に配合して使用する事ができる。例えば、複写機用カラートナーに用いると、偽造防止効果を発揮できる。
以下に、より詳細に実施態様を挙げるが、これらは例示であって、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
[実施例1]赤色系着色を有する金属光沢干渉発色顔料の調製 (Fe23/SnO/[SiO/Al(P)])
耐腐食性処理された薄片状金属基質(公開2003−41150号公報〔0061〕記載の実施例4−b)によって得られた[SiO/Al(P)]、比表面積3.01m/g)50gを1.0リッターの水に分散させ、懸濁液を得た。攪拌下、75℃まで昇温し、この懸濁液に100gのSnCl・5HO(濃度29g/リッター)の水溶液を、32wt%の苛性ソーダの水溶液を用いてpHを1.8に保ちながら滴下した(第1層である「中間バインダー層」の調製)。その後、さらに苛性ソーダ水溶液を用いてpHを3.0に調整した。さらに、1816gのFeCl (III)(濃度30g/リッター)の水溶液を、同時に苛性ソーダ水溶液を用いて、pHを3.0に保ちながら所望の色相に達するまで滴下した(第2層の調製)。さらに、洗浄/ろ別、乾燥、350℃で30分焼成し、赤色系着色を有する金属光沢干渉発色顔料を得た。錫水和酸化物の被覆量は耐腐食性金属基質の単位面積(m)あたり、金属酸化物(SnO)換算で0.0033gに相当する量である。また得られた赤色系着色を有する金属光沢干渉発色顔料の比表面積は25.95m/gであった。SEM観察では、図1に示されるように、高密度の均一な鉄(III)水和酸化物の被覆層が確認された。鉄(III)水和酸化物の量はFe換算で、耐腐食性金属基質の単位面積(m)あたり、約0.18gである。SEMによる断面観察では、図2に示されるように、約20ナノメーターの厚さの錫水和酸化物層(中間バインダー層)の存在がはっきりと確認された。
表1に、L値、a値、b値、彩度C、色相角hを示す。高彩度の赤色系着色を有する金属光沢干渉発色顔料が得られた。
[実施例2]赤色系着色を有する金属光沢干渉発色顔料の調製 (Fe23/SnO/[SiO/Al(P)])
耐腐食性処理された薄片状金属基質(公開2003−41150号公報〔0061〕記載の実施例4−b)によって得られた[SiO/Al(P)]、比表面積3.01m/g)100gを2リッターの水に分散させ、懸濁液を得た。攪拌下、75℃まで昇温する。この懸濁液に186mlのSnCl・5HO(濃度50g/リッター)の水溶液を、20wt%の炭酸ナトリウムの水溶液を用いてpHを1.8に保ちながら滴下した(第1層である「中間バインダー層」の調製)。その後、さらに20wt%の炭酸ナトリウムを用いてpHを3.0に調整した。さらに、4540gのFeCl (III)(濃度87.75g/リッター)の水溶液を、20wt%の炭酸ナトリウムを用いて、pHを3.0に保ちながら所望の色相に達するまで滴下した(第2層の調製)。さらに、洗浄/ろ別、乾燥、350℃で30分焼成し、32.52の色相角(h)の赤色系着色を有する金属光沢干渉発色顔料を得た。錫水和酸化物の被覆量は耐腐食性金属基質の単位面積(m)あたり、金属酸化物(SnO)換算で0.0133gに相当する量である。また得られた32.52の色相角(h)の赤色系着色を有する金属光沢干渉発色顔料の比表面積は29.80m/gであった。SEM観察では、高密度の均一な鉄(III)水和酸化物の被覆層が確認された。鉄(III)水和酸化物の量はFe換算で、耐腐食性金属基質の単位面積(m)あたり、約0.76gである。
[比較例1]金属光沢干渉発色顔料の調製 (Fe23/[SiO/Al(P)])
実施例1において、SnCl・5HOによる中間層の調製を省略した他は同様にして顔料を得た。色相がオレンジ色のものであり、赤色系着色は得られなかった。SEM観察では、図1に示されるように、不均一なFeの被覆層、多量の未付着の鉄水和酸化物粒子が確認された。比表面積は40.67m/gであった。
発色性の評価
上記で得られた顔料を試料とし、試料1重量部を9重量部のアクリル変成ニトロセルロースラッカーに分散させ、それを、試験紙の白黒隠蔽紙上にアプリケーター(バーコーター:#20)を用いて塗布した。乾燥後、変角分光光度計GCMS−3((株)村上色彩技術研究所製)を用いて、測定した。
Figure 2005264144
実施例1の本発明に依って、錫水和酸化物からなる中間バインダー層(第1層)を設けたことで得られた赤色系着色を有する金属光沢干渉発色顔料が、図3に示されるように、比較例に比べて、光沢、彩度共に向上していることが分かった。
また、中間バインダー層を有さない比較例1では彩度の高い赤色系着色を有する金属光沢干渉発色顔料は得られなかった。
表1に実施例1と比較例1との比表面積Aを示す。表1に記載の通り、第1層に錫水和酸化物をバインダー層としたものは、比表面積が小さく、鉄水和酸化物被覆層が密であること、すなわち緻密であり、付着性の良好なことがわかる。従って、赤色の彩度が高くなっている。
以下に具体的使用例を示す。
使用例1
塗料への使用例
パールベース塗料:
(組成A)
アクリディック47−712 70重量部
スーパーベッカミンG821−60 30重量部
(組成B)
実施例1試料 10重量部
パール顔料 10重量部
(組成C)
酢酸エチル 50重量部
トルエン 30重量部
n−ブタノール 10重量部
ソルベッソ#150 40重量部
組成A100重量部、組成B20重量部を混合し、組成Cによりスプレー塗装に適した粘度(フォードカップ#4で12〜15秒)に稀釈し、スプレー塗装にてベースコート層を形成する。
クリア塗料:
アクリディック44−179 14重量部
スーパーベッカミンL117−60 6重量部
トルエン 4重量部
MIBK 4重量部
ブチルセロソルブ 3重量部
この組成によるコートを上記のパールベース塗装した後、40℃で30分間、更に室温で風乾し、焼き付け(130℃、30分間)を行なった。得られた塗膜は赤色系着色を有する金属光沢干渉発色を呈する高彩度の物であった。
使用例2
樹脂成型物への使用例:
高密度ポリエチレン(ペレット) 100重量部
実施例1の試料 1重量部
マグネシウムステアレート 0.1重量部
ジンクステレアレート 0.1重量部
これらをドライブレンドし、射出成形を行なう。
当該成形品は赤色系着色を有する金属光沢干渉発色を呈するものであった。
使用例3
インキへの使用例:
CCSTメジウム(ニトロセルロース系樹脂) 10重量部
実施例1の試料 8重量部
上記配合によるインキ組成物にNC102溶剤を加え、ザンカップNo.3で粘度20秒に調製、印刷インキとした。当該インキによって得られた印刷物は、赤色系着色を有する金属光沢干渉発色を呈するものであった。
使用例4
化粧品への使用例
コンパクトパウダーへの使用例:
タルク 50重量部
実施例1の試料 25重量部
着色顔料 5重量部
ミリスチン酸イソプロピル 適量
ステアリン酸マグネシウム 2重量部
ファンデーション処方:
タルク 38重量部
実施例1の試料 25重量部
雲母 (8μm) 10重量部
ステアリン酸マグネシウム 3重量部
ナイロンパウダー12 8重量部
黄色酸化鉄 1.9重量部
赤色酸化鉄 0.8重量部
酸化チタン 1.0重量部
ミネラルオイル(油性成分) 適量
(カプリル酸、カプリン酸)トリグリセリド(油性成分) 3.3重量部
ブチルパラベン 0.1重量部
本発明の金属光沢干渉発色顔料は、非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質にバインダー層を設けることにより、さらに外側の鉄水和酸化物被覆層の付着性、緻密性を向上したものであり、その結果、光沢、発色性の良好な赤色系着色した金属光沢干渉顔料である。従って、赤色系着色を呈する塗料、インク、プラスチック、化粧料等へ用いることができる。
図1は、実施例1で得られた(Fe23/SnO/[SiO/Al(P)])と、比較例1で得られた(Fe23/[SiO/Al(P)])とのSEM観察の比較を示す。 図2は、実施例1で得られた(Fe23/SnO/[SiO/Al(P)])と、比較例1で得られた(Fe23/[SiO/Al(P)])とのSEMによる断面観察の比較を示す。 図3は、実施例例1で得られたFe23/SnO/[SiO/Al(P)])と、比較例1で得られた(Fe23/[SiO/Al(P)])における、様々な値の入射角と観察角での、色相測定の比較を示す。村上製の変角分光光度計GCMS−3が用いられる。観察角(R)は、0°〜75°まで、5°間隔で測定される。入射角(I)は図中に示される。

Claims (13)

  1. 非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質表面に、
    (1)錫水和酸化物を含む中間バインダー層(第1層)、及びその上に
    (2)鉄水和酸化物被覆層(第2層)、
    を有する、金属光沢干渉発色顔料。
  2. 非水系で耐腐食性処理された層が、薄片状金属基質表面を燐酸化合物および/またはホウ酸化合物によって処理した後、珪素、アルミニウム、ジルコニウム、チタンからなる群から選択される1種または2種以上の金属のゾル・ゲル法によって得られる金属水和酸化物層である、請求項1に記載の金属光沢干渉発色顔料。
  3. 金属水和酸化物層における金属水和酸化物の金属が、珪素および/またはアルミニウムである、請求項2に記載の金属光沢干渉発色顔料。
  4. 金属水和酸化物層における金属水和酸化物の金属が、珪素である、請求項3に記載の金属光沢干渉発色顔料。
  5. 中間バインダー層(第1層)が、錫塩の加水分解法によって得られた錫水和酸化物を含む層である、請求項1〜4のいずれかに記載の金属光沢干渉発色顔料。
  6. 中間バインダー層(第1層)に含ませる錫水和酸化物の量が、非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質に対して単分子層膜(monolayer)を形成するのに必要な量以上である、請求項1〜5のいずれかに記載の金属光沢干渉発色顔料。
  7. 中間バインダー層(第1層)に含ませる錫水和酸化物の量が、非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質の単位面積(m)あたり、金属酸化物(SnO)換算で0.0008g〜0.3gである、請求項1〜6のいずれかに記載の金属光沢干渉発色顔料。
  8. 鉄水和酸化物被覆層(第2層)に含ませる鉄水和酸化物の量が、非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質の単位面積(m)あたり、金属酸化物(Fe)換算で0.01g〜1.0gである、請求項1〜7のいずれかに記載の金属光沢干渉発色顔料。
  9. 非水系で耐腐食性処理された層を有する薄片状金属基質を水に分散(懸濁)させ、その分散(懸濁)液に錫塩水溶液と塩基性水溶液とをpHを一定に保ちながら同時に添加して前記薄片状金属基質表面に錫水和酸化物層(中間バインダー層(第1層))を形成し、さらに鉄(III)塩水溶液と塩基性水溶液とをpHを一定に保ちながら同時に添加して鉄水和酸化物被覆層(第2層)を形成することを含む、金属光沢干渉発色顔料の製造方法。
  10. 樹脂成分および/または油性分と、請求項1〜8に記載の金属光沢干渉発色顔料とを含む樹脂・油顔料組成物。
  11. さらに併用顔料を含む、請求項10に記載の樹脂・油顔料組成物。
  12. 請求項10または11に記載の樹脂・油顔料組成物の、塗料、その塗膜、その塗装体、インク、その印刷物、プラスチック、その成形物、または化粧料への使用。
  13. 請求項10または11に記載の樹脂・油顔料組成物を含む塗膜を少なくとも一つ有する塗装体。
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