JP2006052242A

JP2006052242A - 着色粉粒体

Info

Publication number: JP2006052242A
Application number: JP2004232800A
Authority: JP
Inventors: Manabu Koyama; 学小山; Shinya Ariga; 真也有賀; Kenji Harada; 賢治原田
Original assignee: SK Kaken Co Ltd
Current assignee: SK Kaken Co Ltd
Priority date: 2004-08-09
Filing date: 2004-08-09
Publication date: 2006-02-23

Abstract

【課題】着色粉粒体における基体粒子と着色剤の密着性を改善する。
【解決手段】基体粒子（Ｉ）の表面を、非水系樹脂、着色顔料、脱水剤、及び非水系溶剤を含有する着色剤（II）で被覆する。着色剤（II）としては、非水系樹脂を固形分で１００重量部、着色顔料を０．１〜１００重量部、脱水剤を０．５〜５０重量部、非水系溶剤を１００〜５００重量部含有するものが好適である。
【選択図】なし

Description

本発明は、常温もしくは比較的低い温度で製造可能であり、種々の色彩が表出可能な着色粉粒体に関するものである。

従来、着色粉粒体の製造方法としては、珪酸ソーダ系のバインダーに耐熱性の高い顔料を添加して高温で焼付ける方法、アミノアルキッド樹脂塗料等によって焼付けコーティングを行う方法等が知られている。しかし、これらの方法では、いずれも焼付けコーティングが必須工程として含まれるため、耐熱性に優れた顔料を使用する必要がある。このため、一般に耐熱性に劣る有機顔料は着色剤として使用することができず、有機顔料特有の色彩感を生かすことができなかった。

これに対し、特開昭４９−１２８８８２号公報（特許文献１）には、細砂を速乾性合成樹脂塗料によって着色する方法が記載されている。特開昭５２−５８０８２号公報（特許文献２）には、珪砂をアクリル塗料ポリマー着色剤で被覆する方法が記載されている。また、特開平５−１９４８８３号公報（特許文献３）には、粉粒体表面に着色剤を液状バインダーで付着させる方法が開示されている。
しかしながら、着色対象となる基体粒子は、空気中の水分の吸収等により含水した状態となっている場合がある。このような状態の基体粒子に上記特許文献に記載の方法で着色を施しても、着色剤が十分に密着できずに、粒子表面から剥れてしまうおそれがある。

特開昭４９−１２８８８２号公報特開昭５２−５８０８２号公報特開平５−１９４８８３号公報

本発明は、上述のような問題点に鑑みなされたものであり、着色粉粒体における基体粒子と着色剤の密着性を改善することを目的とするものである。

本発明者は、鋭意検討を行った結果、基体粒子の表面を、非水系樹脂、着色顔料、脱水剤、及び非水系溶剤を含有する着色剤で被覆することによって上述の課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は以下の特徴を有する着色粉粒体に係るものである。
１．基体粒子（Ｉ）の表面を、非水系樹脂、着色顔料、脱水剤、及び非水系溶剤を含有する着色剤（II）で被覆してなることを特徴とする着色粉粒体。
２．前記着色剤（II）が、非水系樹脂を固形分で１００重量部、着色顔料を０．１〜１００重量部、脱水剤を０．５〜５０重量部、非水系溶剤を１００〜５００重量部含有するものである１．記載の着色粉粒体。

本発明の着色粉粒体では、基体粒子と着色剤が強固に密着しているため、剥れ等の不具合発生を抑制することができる。
本発明の着色粉粒体は、常温もしくは比較的低い温度で製造可能であり、種々の色彩を表出することができる。

以下、本発明をその実施の形態とともに詳細に説明する。

本発明における基体粒子（以下「（Ｉ）成分」ともいう）としては、種々の形状・材質のものが使用可能である。すなわち、（Ｉ）成分の形状は、球状、針状、繊維状、板状等のいずれであってもよく、多数の突起や孔等を有する多孔質粒子を使用することもできる。また、（Ｉ）成分の材質は、無機質に限定されず、有機質の粒子を使用することも可能である。
具体的に（Ｉ）成分としては、例えば、珪砂、珪藻土、アロフェン、カオリン、タルク、マイカ、モンモリロナイト、バーミキュライト、パーライト、陶磁器粉砕物、セラミック粉砕物、ガラス粉砕物、ガラスビーズ、樹脂粉砕物、樹脂ビーズ、ゴム粒、金属粒等、あるいは大理石、御影石、蛇紋岩、花崗岩、蛍石、寒水石、長石、石灰石、珪石、砕石、珪質頁岩、貝殻、珊瑚等の粉砕物等が挙げられる。また、植物に由来する粒子を使用することもできる。具体的には、例えばマツ、スギ、ヒノキ、モミ、ケヤキ、ナラ、ラワン、ヒバ、キリ、ブナ、カシ、コルクガシ、アシ、ラン、イグサ、イネ、ムギ、ケナフ、フキ、コウゾ等の樹皮、幹、枝、葉、根等に由来するもの、あるいは、果物の皮や種子、海草、鋸屑、籾殻等が挙げられる。
本発明では、特に（Ｉ）成分の強熱残分（ＪＩＳＫ５１０１の方法による）が１重量％以上（さらには２重量％以上）である場合に顕著な効果を得ることができる。（Ｉ）成分の粒子径は特に限定されないが、通常１０μｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．１〜２ｍｍ程度である。

本発明では、上述の（Ｉ）成分の表面を、非水系樹脂、着色顔料、脱水剤、及び非水系溶剤を含有する着色剤（II）（以下「（II）成分」ともいう）で被覆する。本発明では、このような着色剤（II）を使用することにより、基体粒子（Ｉ）が水分を含む状態であっても密着性に優れた被覆を施すことができ、剥れ等の不具合発生を抑制することができる。

（II）成分における非水系樹脂は、水以外の有機溶剤を媒体とする樹脂である。媒体の種類は特に限定されず、芳香族炭化水素系溶剤を主成分とする強溶剤、脂肪族炭化水素系溶剤を主成分とする弱溶剤等が使用可能である。
非水系樹脂としては、例えば、エチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、ふっ素樹脂等、あるいはこれらを複合したもの等が挙げられる。これらは１種または２種以上で使用することができる。
本発明では、特に、官能基として加水分解性シリル基を含有する結合剤が好適である。このような結合剤を使用すれば、その官能基のはたらきによって密着性をいっそう高めることができる。加水分解性シリル基を含有する結合剤としては、例えば、加水分解性シリル基含有ビニル系単量体とその他の単量体との共重合物、各種樹脂とシランカップリング剤との複合物等が挙げられる。

具体的に、加水分解性シリル基含有ビニル系単量体として、例えば、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−（メタ）アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。

シランカップリング剤としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルトリエトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。

（II）成分における着色顔料としては、所望の色相に応じて幅広く選択することができる。具体的には、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄等の金属酸化物、その他カーボンブラック、モリブデンレッド、コバルトブルー、マンガンバイオレット、紺青、群青等の無機質顔料；フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等のフタロシアニン系顔料、モノアゾレッド、ファーストエロー、パーマネントイエロー、ジスアゾイエロー等のアゾ系顔料、ペリレンレッド等のペリレン系顔料、キナクリドンレッド等のキナクリドン系顔料、イソインドリノン系顔料、メチン・アゾメチン系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、ジオキサジン系顔料等の有機質顔料；アルミニウム、ニッケル、ステンレス等の金属粉顔料；パール顔料、蛍光顔料、蓄光顔料等の特殊顔料；等が使用可能である。これらは１種または２種以上で使用することができる。特に、本発明では、従来の焼付け処理の製造方法では利用できなかった耐熱性の劣る有機顔料も問題なく使用できる。

（II）成分における着色顔料の混合量は、樹脂固形分１００重量部に対し、通常０．１〜１００重量部である。着色顔料がこの比率より少ない場合は、着色力が不十分となる。また、着色顔料がこの比率より多い場合は、粉粒体表面に着色顔料を固定化する性能が低下するため、着色顔料が溶出するおそれが生じる。

着色剤（II）における脱水剤は、基体粒子（Ｉ）に含まれる水分を除去する役割を果たす成分である。本発明では、（II）成分にこのような脱水剤が必須成分として含まれることにより、（Ｉ）成分に対する優れた密着性が発揮される。

脱水剤としては、例えば、オルト蟻酸トリアルキル、オルト酢酸トリアルキル、オルト硼酸トリアルキル、モノイソシアネート化合物等が挙げられる。このうち、オルト蟻酸トリアルキルとしては、オルト蟻酸トリメチル、オルト蟻酸トリエチル、オルト蟻酸トリブチル等が挙げられる。オルト酢酸トリアルキルとしては、オルト酢酸トリメチル、オルト酢酸トリエチル、オルト酢酸トリブチル等が挙げられる。オルト硼酸トリアルキルとしては、オルト硼酸トリメチル、オルト硼酸トリエチル、オルト硼酸トリブチル等が挙げられる。モノイソシアネート化合物としてはフェニルイソシアネート、ｐ−クロロフェニルイソシアネート、ベンゼンスルホニルイソシアネート、ｐ−トルエンスルホニルイソシアネート、イソシアネートエチルメタクリレート等が挙げられる。

（II）成分における脱水剤としては、特に、オルト蟻酸トリメチル、オルト蟻酸トリエチル、オルト蟻酸トリブチル、オルト酢酸トリメチル、オルト酢酸トリエチル、オルト酢酸トリブチルから選ばれる１種以上が好適である。このような化合物は、基体粒子（Ｉ）に含まれる水分との化学反応により、エステルとアルコールを生じる。例えば、オルト酢酸トリメチルの場合は、酢酸メチルとメタノールを生じる。
脱水剤として上述の化合物を使用した場合は、化合物自体が揮発性を有し、さらには水との反応生成物（エステル及びアルコール）も揮発性を有し、容易に揮発するため、形成被膜の物性に悪影響を与えない点で好ましい。

（II）成分における脱水剤の含有量は、非水系樹脂の固形分１００重量部に対し、通常０．５〜５０重量部、好ましくは５〜４０重量部、さらに好ましくは１０〜３０重量部である。脱水剤が０．５重量部より少ない場合は、（Ｉ）成分中の水分に起因する密着不良を防止することが困難となる。脱水剤が５０重量部より多い場合は、コスト面において不利となる。

一般的に、このような脱水剤は、着色剤を構成する成分として、水との反応性を有する成分が含まれる場合に、その貯蔵中に混入する水分の悪影響（着色剤の増粘・ゲル化等）を防止する目的で使用されるものである。これに対し本発明は、上述の如く、基体粒子（Ｉ）に含まれる水分に起因する密着不良を防止する目的で脱水剤を使用するものである。したがって、本発明では、通常脱水剤を必要としない着色剤においても有利な効果を奏することができる。

（II）成分においては、非水系樹脂の固形分１００重量部に対し、非水系溶剤を１００〜５００重量部（好ましくは１２０〜３００重量部）含有する。本発明では、（II）成分にこのような比率で非水系溶剤が含まれることにより、（Ｉ）成分への浸透性が高まり、十分な密着性能を発揮することができる。非水系溶剤が１００重量部より少ない場合は、（Ｉ）成分への浸透性が不十分となり、剥れ等の密着不良が発生するおそれがある。非水系溶剤が５００重量部より多い場合は、相対的に樹脂比率が低下するため、一度の処理で十分に着色することが困難となる。なお、ここに言う非水系溶剤には、非水系樹脂の媒体として使用される溶剤も包含する。

非水系溶剤としては、例えば、ｎ−ヘキサン、ｎ−ペンタン、ｎ−オクタン、ｎ−ノナン、ｎ−デカン、ｎ−ウンデカン、ｎ−ドデカン、テルピン油、ミネラルスピリット等の脂肪族炭化水素系溶剤、トルエン、キシレン、ソルベントナフサ等の芳香族炭化水素系溶剤、その他、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。

（II）成分においては、上述の成分以外の添加剤、例えば、体質顔料、増粘剤、湿潤剤、可塑剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、分散剤、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、触媒、架橋剤、硬化剤等を使用することもできる。

本発明着色粉粒体の製造においては、
（１）基体粒子（Ｉ）と着色剤（II）を混合する工程、及び
（２）該混合物を乾燥する工程
が必要である。ここで、（１）混合工程と（２）乾燥工程は順に行ってもよいし、同時に行ってもよい。
（Ｉ）成分と（II）成分を混合する方法としては、例えば、（Ｉ）成分に、直接（II）成分を一括混合する方法や、（II）成分をスプレーする方法等が挙げられる。
乾燥方法としては、熱風乾燥、真空乾燥、直接加熱乾燥、高周波加熱乾燥、遠赤外線加熱乾燥、除湿乾燥等が使用できる。乾燥工程において乾燥容器を使用する場合、乾燥容器としては各種の形状のものが使用可能である。乾燥容器は、排気口、加熱装置、攪拌装置等を備えたものであってもよい。乾燥温度については、（Ｉ）成分及び（II）成分の耐熱温度以下の範囲内で適宜設定することができるが、通常は３０〜２００℃程度である。
本発明では、（Ｉ）成分を（II）成分で被覆した後、さらにその表面に各種処理（親水処理、撥水処理、透明被覆処理等）を施すこともできる。

本発明の着色粉粒体は、様々な色彩が表出可能であることから、各種被覆材（例えば塗料、シート材等）において利用することができる。具体的には、例えば建築物や土木構造物の壁面、床面、天井面、柱等の表面化粧を目的とする被覆材に用いることができる。

以下に実施例及び比較例を示して本発明をより詳細に説明する。なお、本発明はこれらに限定されるものではない。

（実施例１）
樹脂Ａ（加水分解性シリル基含有アクリル樹脂、重量平均分子量２００００、固形分５０重量％、ミネラルスピリット溶液）２００重量部、フタロシアニンブルー５重量部、オルト酢酸トリメチル１２重量部、硬化剤（ジブチルスズジラウレート）２重量部、溶剤（ミネラルスピリット）１２５重量部を常法にて均一に混合することにより、着色剤Ａを製造した。この着色剤Ａ５０重量部を、珪藻土（平均粒径８０μｍ、強熱残分３重量％）１００重量部に添加、混合した上で真空加熱乾燥を行うことにより青色の粉粒体を得た。
得られた粉粒体について着色剤の密着性を確認するため、粉粒体と水を重量比１：２で混合したものを、ディゾルバーで１時間攪拌後、ろ過・乾燥し、その外観を確認した。その結果、剥れ等の異常は特に認められなかった。

（実施例２）
樹脂Ｂ（アクリル樹脂、重量平均分子量２５０００、固形分５０重量％、ミネラルスピリット溶液）２００重量部、酸化チタン３重量部、キナクリドンレッド２重量部、オルト酢酸トリメチル１２重量部、溶剤（ミネラルスピリット）１２５重量部、を常法にて均一に混合することにより、着色剤Ｂを製造した。この着色剤Ｂ５０重量部を、珪藻土（平均粒径８０μｍ、強熱残分３重量％）１００重量部に添加、混合した上で真空加熱乾燥を行うことにより淡赤色の粉粒体を得た。
得られた粉粒体について実施例１と同様の方法で試験を行った。その結果、剥れ等の異常は特に認められなかった。

（比較例１）
樹脂Ｂ２００重量部、酸化チタン３重量部、キナクリドンレッド２重量部、溶剤（ミネラルスピリット）１２５重量部を常法にて均一に混合することにより、着色剤Ｃを製造した。
着色剤Ｂに替えて着色剤Ｃを使用した以外は、実施例２と同様に着色を施して試験を行ったところ、一部に着色剤の剥れが認められた。

Claims

基体粒子（Ｉ）の表面を、非水系樹脂、着色顔料、脱水剤、及び非水系溶剤を含有する着色剤（II）で被覆してなることを特徴とする着色粉粒体。
前記着色剤（II）が、非水系樹脂を固形分で１００重量部、着色顔料を０．１〜１００重量部、脱水剤を０．５〜５０重量部、非水系溶剤を１００〜５００重量部含有するものである請求項１記載の着色粉粒体。