JP4536075B2 - アルミニウムフレーク顔料の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、磨砕メディアを有する磨砕装置を使用して、有機溶媒中でアルミニウム粉末をフレーク化する工程を含む、アルミニウムフレーク顔料の製造方法であって、当該磨砕メディアは、鋼を含む材質からなる球状メディアであり、かつ、直径が0.3mm〜1.0mmの範囲にある、鋼球磨砕メディアを含有することを特徴とする、アルミニウムフレーク顔料の製造方法である。
本発明に用いる磨砕メディアとしては、比重と経済性の面から、鋼を含む材質からなる球状メディアであり、かつ、直径が0.3mm〜1.0mmの範囲にある、鋼球磨砕メディアを含有する必要がある。ただし、前記の鋼球磨砕メディアは、球状メディアとはいっても真球状メディアである必要は無く、実質的に球状メディアであれば良い。また、前記の磨砕メディアとして、直径が0.5〜0.8mmの範囲にある鋼球磨砕メディアを含有していれば特に好ましい。
本発明に用いる原料アルミニウム粉末の平均粒子径(D50Al)は、1.0〜10.0μmの範囲にあることが好ましく、1.0〜6.0μmの範囲にあればさらに好ましい。
本発明の製造方法では、原料アルミニウム粉末の平均粒子径(D50Al)と、鋼球磨砕メディアの平均直径(DB)と、の比(D50Al/DB)が0.001〜0.02の範囲にあることが好ましく、0.0015〜0.008の範囲にあればさらに好ましい。D50Al/DBの値が前記の範囲にあることにより、微細なアルミニウム粉末をフレーク化する効果がさらに増大するからである。
本発明の製造方法では、原料アルミニウム粉末の質量(WAl(kg))と、有機溶媒の体積(Wsol(L))と、の比(WAl/Wsol)が0.1〜0.3の範囲にあることが好ましく、0.14〜0.20の範囲にあればさらに好ましい。WAl/Wsolの値が0.1未満では、磨砕時のスラリー粘度が低くなるため原料アルミニウム粉末に泳ぎが発生し、原料アルミニウム粉末を均一に磨砕できない傾向がある。一方で、WAl/Wsolの値が0.3を超えると、磨砕時のスラリーの粘度が高くなりすぎて磨砕メディアの動きが抑制され、原料アルミニウム粉末を均一にフレーク化できない傾向がある。
本発明の製造方法では、特に磨砕装置の種類を限定せず、従来公知の磨砕装置を好適に使用できるが、たとえば、内部に回転アームを備えたアトライター型の磨砕装置や、円筒状のボールミルなどを好ましく用いることができる。また、前記の磨砕装置の中でも、円筒状のボールミルを用いることが、品質や生産性の面から特に好ましい。
n=1/(2π)×(g/r)1/2・・・(1)
(なお、式(1)において、nは回転数(rpm)、gは重力加速度(3,528,000cm/min2)、rはボールミル半径(cm)を表わす。)
ボールミルの回転数が臨界回転数の95%を超える場合には、磨砕効果の中でも粉砕効果が強くなり、十分なフレーク化ができず、逆に大きなフレーク粒子が分断されて極微細粒子ができるため、塗膜の輝度が低下する傾向がある。また、ボールミルの回転数が臨界回転数に近くなれば、磨砕メディア同士の衝突による衝撃力が大きくなり、磨砕メディアの寿命が短くなり、連続使用が困難となる傾向がある。その原因は、直径が1mm以下の鋼球は、一般的に当該表面に硬化処理皮膜が形成されていないためである。ボールミルの回転数を臨界回転数の95%以下に保つことにより、磨砕メディアの寿命を延ばすことができる。
本発明のアルミニウムフレーク顔料においては、アルミニウムフレーク顔料に含まれる直径が10μm以下のアルミニウムフレーク粒子の平均アスペクト比が8以上であることが好ましい。このアルミニウムフレーク粒子の平均アスペクト比は9以上であることがさらに好ましい。この平均アスペクト比が8未満の場合は、微細なアルミニウムフレーク粒子の十分なフレーク化がなされておらず、その結果塗膜に濁りが発生し、塗膜の輝度が低下し、意匠的に劣ったものとなる。
本発明のアルミニウムフレーク顔料の平均粒子径は、3〜20μmの範囲にあることが好ましく、5〜15μmの範囲にあればさらに好ましい。
本発明の製造方法において、磨砕は磨砕助剤の存在下で行うことが好ましい。磨砕助剤としては、特に限定されず、従来公知のものを使用可能であるが、たとえば、オレイン酸、ステアリン酸、などの脂肪酸や、脂肪族アミン、脂肪族アミド、脂肪族アルコ−ル、エステル化合物などを好適に使用可能である。
直径500mm、長さ180mmの円筒状ボールミルの中に、磨砕メディアとして直径が0.7mmの鋼球を40kg、平均粒子径が4.6μmの原料アルミニウム粉末を800g、有機溶媒としてミネラルスピリットを4L、磨砕助剤としてオレイン酸を500g、それぞれ投入し、回転数41rpm(臨界回転数の68%)で13時間磨砕した。
鋼球の直径、使用したアルミニウム粉末の平均粒子径と投入量、ミネラルスピリットの量、回転数、磨砕時間以外は実施例1と同様の方法でアルミニウムフレーク顔料を得た。それぞれの条件を表1〜3に示す。
実施例1〜9および比較例1〜5で得られたアルミニウムフレーク顔料を金属分換算質量で14.29gを、シンナー100gに加えてガラス棒で分散し、A322(DIC社製、アクリルクリヤー樹脂)80g、L−117−60(DIC社製、メラミン樹脂)16.66g、とともにペイントシェーカーで15分間撹拌分散した。得られた塗料組成物にシンナーを加えて、フォードカップで13.5秒に粘度調整して、実施例1〜9および比較例1〜5で得られたアルミニウムフレーク顔料をそれぞれ含有する塗料組成物を調製した。
1パス後のガンの待機時間 3sec
同一ガンで1パスから2パスへの待機時間 18sec
ガン移動速度 1500sec
パネル移動座数 2
ベースからトップコートへのガンチェンジの時間 180sec
同一塗料のパス回数(ベース) 4pass
同一塗料のパス回数(トップ) 4pass
スプレー移動方向 L−R−L
霧化圧力 4.0kg/cm2
吐出量(ベ−ス) 4+3/8R−OPEN
吐出量(トップ) 全開
パターン(ベ−ス、トップとも) 2R−OPEN
その後、30分間静置後、温度80℃、時間5分間の条件で1回目の焼付けを行ない、温度140℃、時間25分間の条件で2回目の焼付けを行ない、実施例1〜9および比較例1〜5で得られたアルミニウムフレーク顔料をそれぞれ含有する塗板を得た。
実施例1〜9および比較例1〜5で得られたアルミニウムフレーク顔料に含まれる直径10μm以下のアルミニウムフレーク粒子の平均アスペクト比を測定した。さらに、これらのアルミニウムフレーク顔料を含有する前記の塗板を、変角測色計(X−Rite社製、MA−68)を用いて、入射角45°、正反射方向からのオフセット角15°におけるL値を測定することによって、塗膜の輝度を評価した。同時に目視による塗膜のきらきら感についても評価した。これらの結果を表1〜3に示す。また、このアルミニウムフレーク顔料に含まれるアルミニウムフレーク粒子の平均粒子径とL値との関係を図1に示す。ここで、L値が高いほうが輝度が高い。
原料アルミニウム粉末0.5gをヘキサメタリン酸0.01gを混合して、ガラス棒で撹拌し、測定系内循環水に投入し、超音波で2分間分散させた後、測定した。
アルミニウムペ−スト0.5g、トライトンx−100(ユニオンカーバイドコーポレーション社製、ノニオン系界面活性剤)1.0g、エチレングリコール5.0gを混合して、をガラス棒で撹拌し、測定系内循環水に投入し、超音波で30秒間分散させた後、測定した。
Claims (8)
- 磨砕メディアを有する磨砕装置を使用して、有機溶媒中でアルミニウム粉末をフレーク化する工程を含む、アルミニウムフレーク顔料の製造方法であって、当該磨砕メディアとして、鋼を含む材質からなる球状メディアであり、かつ、直径が0.3mm〜1.0mmの範囲にある、鋼球磨砕メディアを含有する、アルミニウムフレーク顔料の製造方法。
- 前記鋼球磨砕メディアの平均直径(DB)に対する、前記アルミニウム粉末の平均粒子
径(D50Al)の比(D50Al/DB)は、0.001〜0.02の範囲にあることを特
徴とする、請求項1に記載のアルミニウムフレーク顔料の製造方法。 - 前記アルミニウム粉末の平均粒子径(D50Al)と、前記鋼球磨砕メディアの平均直径(DB)と、の比(D50Al/DB)が0.0015〜0.008の範囲にあることを特徴とする、請求項1に記載のアルミニウムフレーク顔料の製造方法。
- 前記アルミニウム粉末の平均粒子径(D50Al)は、1.0〜10.0μmの範囲にあることを特徴とする、請求項1に記載のアルミニウムフレーク顔料の製造方法。
- 前記アルミニウム粉末の平均粒子径(D50Al)が1.0〜6.0μmの範囲にあることを特徴とする、請求項1に記載のアルミニウムフレーク顔料の製造方法。
- 前記有機溶媒の容積(Wsol(L))に対する、前記アルミニウム粉末の質量(WAl(
kg))の比(WAl/Wsol)は、0.1〜0.3の範囲にあることを特徴とする、請求
項1に記載のアルミニウムフレーク顔料の製造方法。 - 前記磨砕装置がボールミルであることを特徴とする、請求項1に記載のアルミニウムフレーク顔料の製造方法。
- 前記ボールミルの回転数が臨界回転数の95%以下であることを特徴とする、請求項7に記載のアルミニウムフレーク顔料の製造方法。
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