JP6012626B2 - 光輝性顔料、それを含有する化粧料、塗料組成物および樹脂組成物、並びに光輝性顔料の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、光輝性顔料、それを含有する化粧料、塗料組成物および樹脂組成物、並びに光輝性顔料の製造方法に関する。
従来、真珠光沢顔料等の光輝性顔料として、雲母片、合成マイカ片、シリカ片、アルミナ片、ガラス片、又はグラファイト片等の薄片状粒子が二酸化チタンまたは酸化鉄等の金属酸化物を含む被覆層で被覆された顔料や、α−酸化鉄結晶を主成分とする酸化鉄粒子等が知られている。これらの真珠光沢顔料は、外部からの入射光をその表面で反射してキラキラと輝き、塗料に配合されれば塗装面に、インキに配合されれば描線または印刷面に、または樹脂組成物に配合されれば樹脂成型品の表面に、それら各種素地の色調と相俟って、変化に富み美粧性に優れた独特の外観を与える。
美粧性の向上を目的として、自動車、オートバイ、OA機器、携帯電話、家庭電化製品、各種印刷物および筆記用具類等の各種用途に、真珠光沢顔料が広く利用されている。
二酸化チタンは、アナターゼ型、ブルーカイト型、ルチル型の3種類の結晶型を有する。この中で工業的に製造されているのは、アナターゼ型とルチル型である。アナターゼ型二酸化チタンは、強い光触媒活性を持つため、樹脂組成物や塗料組成物中の成分の分解や変色を加速させる。一方、ルチル型二酸化チタンはアナターゼ型二酸化チタンと比較すると10分の1程度の光触媒活性であり、樹脂組成物や塗料組成物に顔料として配合する場合に適している。
特表2002−509561号公報および特表2010−538096号公報には、干渉顔料の一例として、薄片状基質がルチル型二酸化チタンを含む金属酸化物層によって被覆された真珠光沢顔料が提案されている。
特表2002−509561号公報 特表2010−538096号公報
しかし、上記従来の真珠光沢顔料等の光輝性顔料では、彩度及び輝度(明度)が共に低く、彩度及び輝度の双方がより高い光輝性顔料への要請がある。
本発明では、彩度及び輝度が従来の光輝性顔料よりも高い光輝性顔料、それを含有する化粧料、塗料組成物および樹脂組成物、並びに光輝性顔料の製造方法を提供する。
本発明の光輝性顔料は、薄片状粒子と、前記薄片状粒子の表面を被覆する金属酸化物層と、を含む光輝性顔料であって、前記金属酸化物層の厚み変動係数(前記金属酸化物層の厚みの標準偏差/前記金属酸化物層の平均厚み)が20%以下である。
本発明の化粧料は、本発明の光輝性顔料を含む。
本発明の塗料組成物は、本発明の光輝性顔料を含む。
本発明の樹脂組成物は、本発明の光輝性顔料を含む。
本発明の光輝性顔料の製造方法は、
薄片状粒子と、前記薄片状粒子の表面を被覆する金属酸化物層と、を含む光輝性顔料の製造方法であり、
前記薄片状粒子と酸とを含む金属酸化物層形成用スラリーに、金属化合物の水溶液を添加して、前記薄片状粒子の表面に前記金属化合物に由来する金属の酸化物の水和物を析出させ、前記薄片状粒子を前記金属の酸化物の水和物を含む金属酸化物水和物層によって被覆する工程(工程1)と、
前記金属酸化物水和物層で被覆された前記薄片状粒子を洗浄し、乾燥させた後、焼成して、前記金属酸化物水和物層を金属酸化物層とする工程(工程2)と、を含み、
前記金属酸化物層形成用スラリーの調整に使用される前記薄片状粒子のpH2の塩酸水中におけるゼータ電位が、−25mV〜−10mVである。
本発明では、薄片状粒子の表面を被覆する金属酸化物層の厚み変動係数が20%以下であることから、高輝度及び高彩度の光輝性顔料を提供できる。また、高輝度及び高彩度の光輝性顔料を含む、化粧料、塗料組成物、又は樹脂組成物を提供できる。
薄片状粒子の厚さdを示す模式図である。 本発明の光輝性顔料を構成する薄片状粒子を製造する装置の一例を模式的に示す部分断面図である。 明度L*(−15°)の測定方法を説明する模式概念図である。
本発明者は、薄片状粒子と、前記薄片状粒子の表面を被覆する金属酸化物層と、を含む光輝性顔料において、薄片状粒子ごとの金属酸化物層の厚みのばらつきが、高い彩度及び高い輝度が得られない理由の一つであることを発見した。本発明は、薄片状粒子を被覆する高屈折率の金属酸化物を含む金属酸化物層の厚みを、薄片状粒子ごとに揃える、すなわち、金属酸化物層の厚みのバラツキを抑制することで、高輝度および高彩度の光輝性顔料が得られるという知見に基づく。
金属酸化物層の厚みのバラツキの程度は、下記の金属酸化物層の厚み変動係数によって評価できる。厚み変動係数の値が小さければ小さいほど、金属酸化物層の厚みのバラツキが少ないことを意味する。金属酸化物層の厚みの標準偏差及び金属酸化物層の平均厚みは、後述する実施例に記載の方法によって得られる。
金属酸化物層の厚み変動係数=(金属酸化物層の厚みの標準偏差/金属酸化物層の平均厚み)
(薄片状粒子)
薄片状粒子の平均厚みは、高輝度および高彩度の光輝性顔料を得る観点から、0.1〜6.0μm、好ましくは0.2〜2.0μm、さらに好ましくは0.3〜1.5μmである。薄片状粒子の平均厚みは、任意の100個の薄片状粒子についてその厚さd(図1参照)を電子顕微鏡にて測定した結果から得られる平均値である。
薄片状粒子は、1.4〜1.8の屈折率を有する材料からなり、好ましくは1.5〜1.6の屈折率を有する材料からなる。薄片状粒子は、無機材料からなると好ましく、可視光に対する透明性が高いという理由から、ガラス、シリカ、アルミナおよびマイカからなる群より選ばれる1つからなるものであると好ましい。特に限定するものでないが、表面の平滑性が高く、かつ透明性の高い薄片状ガラス粒子を用いることがより好ましい。この場合、薄片状ガラス粒子を二酸化チタンおよび/または酸化鉄を主成分として含む金属酸化物層で被覆することにより、単一発色性の優れた光輝性顔料を提供できる。
薄片状粒子には、光輝性顔料の製造過程において、安定した電気二重層が形成されるという理由から、その組成に、NaO等のナトリウム成分が含まれていると好ましく、その含有量は、安定した電気二重層が形成されるという理由から、3質量%以上10.5質量%未満が好ましく、3質量%以上9.5質量%未満がより好ましく、3質量%以上9質量%未満が更に好ましく、5質量%以上9質量%未満が更により好ましく、7質量%以上9質量%未満が更により好ましい。
薄片状粒子は、光輝感を高めるという理由から、粒度分布において、粒径が小さい側からの体積累積が50%に相当する粒径(D50)が、10〜300μmであると好ましく、10〜200μmであるとより好ましく、20〜150μmであると更に好ましく、50〜110μmであると更により好ましい。尚、金属酸化物層等の被膜の厚みは、薄片状粒子の粒径に対して無視できるほどに薄い。
尚、本明細書において、薄片状粒子の粒径とは、薄片状粒子をレーザー回折・散乱法により測定した場合の光散乱相当径のことである。光散乱相当径とは、例えば「最新粉体物性図説(第三版)」(2004年6月30日発行、発行者:倉田豊、発行所:有限会社エヌジーティー)によれば、測定によって得られた粒子の光散乱パターンに最も近い散乱パターンを示し、かつ、当該粒子と同じ屈折率を有する球の直径と定義される。
また、粒度分布とは、測定対象となる粒子群の中に、どのような大きさ(粒径)の粒子がどのような割合で含まれているかを示す指標であり、本明細書では、レーザー回折・散乱法に基づいて測定されるものである。レーザー回折・散乱法とは、粒子に光を照射した際の散乱光を利用して粒度分布を求める方法であり、本明細書における粒度分布では、粒子量の基準として体積が用いられる。最大粒径とは、粒度分布の体積累積100%に相当する粒径である。
薄片状ガラス粒子は、例えば、遠心力による熔融ガラスの流れを利用して薄いガラスフィルムを作製し、これを破砕することによって作製してもよい。図2は、熔融ガラスの流れを利用して薄片状ガラス粒子を製造する装置の一例である。この装置は、可変速電動モータ21に取り付けられたテーパ状のカップ22を有し、カップ22のリム23は2個の環状プレート24,25の間に位置している。上側のプレート24は上下に移動可能に設けられており、プレート24,25間の距離が調節可能となっている。プレート24,25は、サイクロン式真空チャンバ26内に取り付けられており、このチャンバ26は出口接続部27を介して図示されないサイクロン収集・分離・真空ポンプに接続されている。カップ22を所定の速度で回転させ、かつ、カップ22内に熔融ガラス28を上方から流入する。遠心力によって、カップ22内の熔融ガラスがリム23を越えて外方へ送り出される。サイクロン収集・分離・真空ポンプを作動させることによってチャンバ26内が低圧となり、プレート24,25の間29を介して空気がチャンバ26内に入る。チャンバ26に入る空気は、カップ22のリム23から外方へ送り出された熔融ガラスを急冷する。また、プレート24,25間を流れる空気流は、カップ22のリム23から出てプレート24,25間に位置する熔融ガラスがプレート24,25の表面に接触しないように、熔融ガラスを保持する機能も有する。プレート24,25間の空気流は、固体状態となるまでプレート24,25間に位置する熔融ガラスを冷却する。プレート24,25間に位置するガラスは、空気流との摩擦によって放射方向に引き出され、空気流によって平板状に維持されつつ小さなフレーク状ガラスに破砕される。ここで得られた薄片状ガラス粒子は、チャンバ26内で収集され、かつ、出口接続部27を介して図示されないサイクロン収集・フィルター部に送られる。
この装置を用いて薄片状ガラス粒子を製造する場合、薄片状ガラス粒子の厚さは、プレート24,25間の距離やプレート24,25間の空気流の速度等を調節することによって、調節できる。
下記に、光輝性顔料の製造に使用される薄片状粒子の組成の好ましい一例を記述する。
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(分級方法)
本発明では、例えばふるい分け分級によって薄片状粒子の粒度を調整できる。ふるい分け分級には、例えば乾式振動ふるいを利用できる。用いるふるいの目開きの大きさは、ふるう前の粒子の粒度や、得たい薄片状粒子の粒径等に応じて適宜選択するとよい。
また、ふるい分け分級以外の分級方法を用いて微粉および粗粉を除去してもよい。
粗粉の除去には、乾式分級の場合、例えば、重力式分級、慣性力式分級および遠心力式分級等の気流分級装置を用いることができる。重力式分級としては、例えば、水平流型、垂直流型および傾斜流型等を用いることができる。慣性力式分級としては、例えば、直線型、曲線型、ルーバー型、エルボージェットおよびバリアブルインパクター等を用いることができる。遠心力式分級としては、気流の旋回によるものとしてサイクロン、ファントンゲレン、クラシクロン、ディスパーションセパレータおよびミクロプレックスを用いることができ、機械的回転によるものとしてミクロンセパレータ、ターボプレックス、アキュカットおよびターボクラシファイア等を用いることができる。
湿式分級の場合は、例えば、重力式分級および遠心力式分級等の気流分級装置を用いることができる。重力式分級としては、重力沈降漕によるものとして沈降漕、沈積コーン、スピッツカステンおよびハイドロセパレータを用いることができ、機械式分級によるものとしてドラッグチェーン分級機、レーキ分級機、ボール分級機およびスパイラル分級機等を用いることができ、水力分級としてドルコサイザ、ファーレンワルドサイザ、サイフォンサイザおよびハイドロッシレータ等を用いることができる。遠心力式分級としては、ハイドロサイクロン、遠心分級機(ディスク型、デカンタ型)等を用いることができる。
(金属酸化物層)
金属酸化物層の具体例について、以下に説明する。
薄片状粒子を被覆する金属酸化物層に含まれる金属酸化物は、高屈折率の金属酸化物層を形成しやすいという理由、及び光触媒の活性点が少なく光輝性顔料の耐候性がよいという理由から、二酸化チタン(TiO)、還元酸化チタン(TiO2−X)、酸化鉄(Fe)、及び還元酸化鉄(Fe)からなる群から選ばれる少なくとも1種の金属酸化物が好ましい。尚、還元酸化チタンは、酸化チタンが400〜600℃の水素を含む雰囲気下で還元されたものであり、還元酸化鉄は、酸化鉄が400〜600℃の水素を含む雰囲気下で還元されたものである。
<二酸化チタン層>
薄片状粒子を被覆する金属酸化物層の一例として、二酸化チタン層が挙げられる。薄片状粒子を被覆する二酸化チタン層は、実質的に、ルチル型二酸化チタンからなっているとよい。ルチル型二酸化チタンを金属酸化物として用いると、比表面積が小さく緻密な結晶を含み、密度が高く、すなわち金属酸化物層の屈折率が高いことから、高輝度及び高彩度の光輝性顔料が得られる。ここで、「実質的に」とは、金属酸化物層における二酸化チタン以外の成分が、質量%にして0.1%以下であり、好ましくは0.01%以下であることを意味する。二酸化チタン以外の成分としては、SnO、NaO等が挙げられる。
二酸化チタンは、アナターゼ型、ブルーカイト型、ルチル型の3種類の結晶型を有する。この中で工業的に製造されているのは、アナターゼ型とルチル型である。アナターゼ型二酸化チタンは、強い光触媒活性を持つため、樹脂や塗料の分解や変色が加速される。一方、ルチル型二酸化チタンはアナターゼ型二酸化チタンと比較すると10分の1程度の光触媒活性であり、ルチル型二酸化チタンで被覆された薄片状粒子は、塗料組成物や樹脂組成物用の顔料として適している。さらに、ルチル型二酸化チタンは、アナターゼ型二酸化チタンよりも屈折率が高く、緻密かつ均一な被膜を容易に形成できるため、光の干渉による発色性がよくなる。ルチル型二酸化チタン層の製造方法としては、特開2001-31421号公報に開示されているように、温度55〜85℃、pH1.3以下の条件下で、チタン含有溶液から中和反応により、ルチル型二酸化チタンの水和物を析出させる方法が例示できる。この方法を用いると、結晶型転移のための加熱を本質的に必要とせず、耐熱性の低い基体(薄片状粒子)に対してもルチル型二酸化チタンを容易に定着させることができる。ルチル型二酸化チタン層の厚みは、光反射による輝度と、干渉のために十分な光路差が得られるという理由から、20nm〜350nmが好ましく、30nm〜300nmがより好ましく、40nm〜250nmがさらに好ましい。
<還元酸化チタン層>
薄片状粒子を被覆する金属酸化物層の別の例として還元酸化チタン層が挙げられる。二酸化チタン層で被覆された薄片状粒子を、400〜600℃の水素を含む雰囲気下で還元することにより、薄片状粒子が還元酸化チタン層によって被覆された光輝性顔料が得られる。
<酸化鉄層>
薄片状粒子を被覆する金属酸化物層のさらに別の例として、酸化鉄層が挙げられる。酸化鉄は、ルチル型二酸化チタンと同様に、アナターゼ型二酸化チタンと比較すると光触媒活性が10分の1程度と低く、酸化鉄で被覆された薄片状粒子は、塗料組成物や樹脂組成物用の顔料として適している。酸化鉄を用いると、酸化鉄の光の吸収による有彩色の発色と光の干渉による発色(赤銅色、オレンジ色、赤色)とが重なった色彩が実現できる。薄片状粒子を被覆する酸化鉄として、3価の酸化鉄、もしくは2価の酸化鉄と3価の酸化鉄との混合物を用いることができる。薄片状粒子を被覆する酸化鉄層は、実質的に、上記の酸化鉄からなっているとよい。ここで、実質的にとは、金属酸化物層における酸化鉄以外の成分が、質量%にして0.1%以下であり、好ましくは0.01%以下であることを意味する。酸化鉄以外の成分としては、SnO、NaOが挙げられる。
酸化鉄層の製造方法としては、特開2005−187782号公報に開示されているように、50〜80℃、pH2〜4の条件下で、鉄含有溶液から、中和反応により、薄片状粒子の表面に酸化鉄の水和物を析出させる方法が例示できる。酸化鉄層の厚さは、光反射による輝度と、干渉のために十分な光路差が得られるという理由から、20nm〜350nmが好ましく、30nm〜300nmがより好ましく、40nm〜250nmがさらに好ましい。
<還元酸化鉄層>
薄片状粒子を被覆する金属酸化物層の別の例として還元酸化鉄層が挙げられる。酸化鉄層で被覆された薄片状粒子を、400〜600℃の水素を含む雰囲気下で還元することにより、薄片状粒子が還元酸化鉄層によって被覆された光輝性顔料が得られる。
高輝度および高彩度の光輝性顔料を得るには、薄片状粒子に対して被覆される二酸化チタンまたは酸化鉄等を主成分として含む金属酸化物層の厚みが、薄片状粒子ごとに揃えられることが重要なポイントである。薄片状粒子毎に金属酸化物層の厚みが異なると、輝度及び彩度が低下する。よって、本発明では、金属酸化物層の厚み変動係数(前記金属酸化物層の厚みの標準偏差/前記金属酸化物層の平均厚み)が、輝度および彩度を高める観点から、20%以下であり、10%以下が好ましく、8%以下がより好ましい。
金属酸化物層の形成方法としては、液相析出法(LPD)が好ましい。そして、高屈折率材料であるルチル型二酸化チタンまたは酸化鉄等を主成分として含む金属酸化物層の厚みを揃えるには、薄片状粒子のゼータ電位を負電位とすることが望ましい。ルチル型酸化チタンまたは酸化鉄は、塩酸等の酸を含む反応液中の塩素濃度を調整することにより析出させることができる。反応液のpHは、金属酸化物の等電点よりも低いと好ましい。ルチル型酸化チタンの等電点はpH4.5であり、酸化鉄の等電点は9.5である。
液相析出法によれば、塩酸等の酸の水溶液中に薄片状粒子を浸漬して得られたスラリー(金属酸化物層形成用スラリー)に、金属化合物の水溶液を加えて、金属化合物に由来の金属の酸化物の水和物層を薄片状粒子上に形成するが、前記スラリー、及び前記スラリーと金属化合物の水溶液の混合物(反応液)のpHは、金属酸化物が二酸化チタンである場合は、好ましくは1.3以下、より好ましくは0.9〜1.2であり、金属酸化物が酸化鉄である場合は、好ましくは2.0〜4.0、より好ましくは2.5〜3.5である。
薄片状粒子の組成にナトリウム成分が含まれていると、以下の理由により好ましい。スラリー中で、ナトリウムが薄片状粒子の内部から表面層に拡散し、薄片状粒子と液体との界面で電気二重層が形成される。すると、薄片状粒子表面のナトリウム濃度が高くなり、金属酸化物が二酸化チタンであり、金属化合物の水溶液が四塩化チタンの水溶液である場合は、四塩化チタン(金属化合物水溶液)の加水分解が生じて薄片状粒子表面に選択的に、二酸化チタンの水和物の層が形成される。金属酸化物が酸化鉄であり、、金属化合物の水溶液が塩化鉄の水溶液である場合は、塩化鉄(金属化合物水溶液)の加水分解が生じて薄片状粒子表面に選択的に、酸化鉄の水和物の層が形成される。
例えば、光輝性顔料の製造に使用される薄片状粒子のpH2の塩酸水中におけるゼータ電位が、−25mV〜−10mVである場合、安定した電気二重層が形成できる。前記ゼータ電位は、安定した電気二重層を形成する観点から、−25mV〜−15mVが好ましく、−25mV〜−18mVがより好ましい。−25mV〜−10mV、好ましくは−25mV〜−15mV、より好ましくは−25mV〜−18mVのゼータ電位を発現させるためには、薄片状粒子にナトリウム成分(例えば、NaO)が含まれていると好ましく、薄片状粒子中のNaOの含有量が、3質量%以上10.5質量%未満が好ましく、3質量%以上9.5質量%未満がより好ましく、3質量%以上9質量%未満が更に好ましく、5質量%以上9質量%未満が更により好ましい。言い換えると、薄片状粒子中のNaの濃度は、NaO換算で、3質量%以上10.5質量%未満が好ましく、3質量%以上9.5質量%未満がより好ましく、3質量%以上9質量%未満が更に好ましく、5質量%以上9質量%未満が更により好ましい。
金属酸化物層が、二酸化チタン層又は還元酸化チタン層である場合、金属酸化物層の由来原料である金属化合物の水溶液としては、四塩化チタン、三塩化チタン、二塩化チタン、硫酸チタン、硫酸チタニル、硝酸チタン、及び硝酸チタニルからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属化合物を含む水溶液が挙げられるが、ルチル結晶相を形成する観点から、四塩化チタン、三塩化チタン、及び二塩化チタンからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属化合物を含む水溶液が好ましいく、四塩化チタンの水溶液がより好ましい。
薄片状粒子の表面に実質的に二酸化チタンからなる層を形成する場合、液相析出法において、塩酸等の酸の水溶液に薄片状粒子が分散されたスラリー(金属酸化物層形成用スラリー)の金属化合物の水溶液との混合直前および混合中の温度は、60〜85℃に保たれていると好ましく、70〜80℃に保たれているとより好ましい。
一方、薄片状粒子の表面に実質的に酸化鉄からなる層を形成する場合、液相析出法で、薄片状粒子の表面に実質的に酸化鉄の水和物の層を形成するには、液相析出法において、塩酸等の酸の水溶液に薄片状粒子が分散されたスラリー(金属酸化物層形成用スラリー)の金属化合物の水溶液との混合直前および混合中の温度は、50〜80℃に保たれていると好ましい。
このように、薄片状粒子を被覆する金属酸化物層の厚みを揃えるには、金属酸化物の種類や、薄片状粒子の材料に応じて、金属酸化物の水和物が析出し易い条件を作り出すことが必要である。
本発明では、ナトリウムの酸化物を含む薄片状粒子について、塩素イオンを含む酸性のスラリー及び反応液中で、ナトリウムが薄片状粒子の内部から表面に向かって拡散されるので、薄片状粒子と液体との界面で電気二重層を形成される。薄片状粒子は、そのゼータ表面電位が負になり、薄片状粒子の表面近傍で、四塩化チタン(金属化合物)の加水分解が起こり、薄片状粒子表面には選択的にルチル型二酸化チタンの水和物が析出する。ルチル型二酸化チタンの水和物層で被覆された薄片状粒子は、洗浄、乾燥、焼成を経て、薄片状粒子がルチル型二酸化チタンを主成分とする金属酸化物層で被覆された光輝性顔料となる。上記反応系では、ルチル型二酸化チタンの水和物の被覆速度が定量的に進み、金属酸化物層の厚みムラの発生が抑制され、薄片状粒子同士の金属酸化物層の厚みムラの発生も抑制される。尚、「ルチル型二酸化チタンを主成分とする金属酸化物層」とは、金属酸化物層を構成する主成分がルチル型二酸化チタンであることをいい、金属酸化物層が実質的にルチル型二酸化チタンからなることを意味する。ここで、「実質的に」とは、金属酸化物層の形成過程で、不可避的に、所望の金属酸化物以外の成分、例えば、触媒等、が金属酸化物層に含まれ、所望の金属酸化物以外の成分の金属酸化物層における含有量が、0.1質量%以下であり、好ましくは0.01質量%以下であることを意味する。
さらに、ナトリウムは、結晶相内に取り込まれると、ルチル型二酸化チタンの脱水縮合反応が促進されるので、細孔が少なく密度の高い、実質的にルチル型酸化チタンの水和物からなる金属酸化物水和物層が得られる。さらに、低温(600℃以下)での焼成により結晶化度が高まり、酸化チタン粒子の肥大化が抑制される。こうして得られた薄片状粒子の表面に被覆されたルチル型二酸化チタンを主成分とする金属酸化物層は、比表面積が小さく緻密な結晶が得られることから、金属酸化物層の密度が高く、すなわち屈折率が高い、高輝度及び高彩度の光輝性顔料が得られる。
さらに、本発明では、光輝性顔料ごとのルチル型二酸化チタンの被覆厚みが揃うことから、干渉光の均一性が増し、輝度及び彩度の高い光輝性顔料が得られる。
二酸化チタンの水和物の層で薄片状粒子を被覆する場合、酸水溶液中に薄片状粒子を添加して得られたスラリー中の薄片状粒子は、例えば、下記の方法により、表面改質剤として機能する酸化スズによって、予め処理されていると好ましい。
塩化第二スズを溶解した塩酸水を、薄片状粒子を含むスラリーに定量添加した後、しばらく放置することにより、薄片状粒子の表面を酸化スズによって処理(被覆)できる。塩化第二スズを溶解した塩酸水のスラリーへの添加量は、薄片状粒子の質量及び厚み(薄片状粒子の表面積)等に応じて適宜決めればよい。
酸化スズが添加される前のスラリーのpHは、均一に酸化スズで薄片状粒子を被覆するという理由から、好ましくは1.5〜2.0であり、より好ましくは1.5〜1.8である。
以上のとおり、本発明の光輝性顔料の製造方法の好ましい一例では、薄片状粒子と塩酸と水とを含むスラリーに、必要に応じてスズを添加して得た、金属酸化物層形成用スラリーに、金属化合物の水溶液を添加して、前記薄片状粒子の表面上に前記金属化合物に由来する金属の酸化物の水和物を析出させる析出工程(第1工程)と、前記析出工程後、前記金属酸化物層形成用スラリーと金属化合物の水溶液との混合物から、その表面に前記金属酸化物の水和物層が形成された薄片状粒子を採取し、それを、次いで、水洗し、乾燥し、焼成して、前記薄片状粒子と前記薄片状粒子を被覆する金属酸化物層とを含む光輝性顔料を形成する工程(第2工程)とを含む。
上記の製造方法において、乾燥温度は、150〜250℃が好ましい。焼成温度は、金属酸化物の結晶化度を高め、結晶の肥大化を抑制する観点から400〜700℃が好ましく、550〜650℃がより好ましい。尚、乾燥温度又は焼成温度は、各々、乾燥機又は焼成炉内の雰囲気温度であり、各々、乾燥機又は焼成炉の温度表示部で確認できる。
前記工程1において、金属酸化物が、二酸化チタン及び還元酸化チタンから選ばれる少なくとも1種である場合は、塩基性水溶液によって、金属酸化物層形成用スラリーと前記金属化合物の水溶液の混合物のpHを、例えば0.9〜1.2に保ちながら、金属酸化物層形成用スラリーに前記金属化合物の水溶液を加える。また、第工程1において、金属酸化物が、酸化鉄及び還元酸化鉄から選ばれる少なくとも1種である場合は、塩基性水溶液によって、金属酸化物層形成用スラリーと前記金属化合物の水溶液の混合物のpHを、例えば、2.0〜4.0に保ちながら、金属酸化物層形成用スラリーに前記金属化合物の水溶液を加える。
塩基性水溶液としては、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、アンモニア等の水溶液を用いることができる。
上記本発明の光輝性顔料の製造方法の好ましい一例によって製造される本発明の光輝性顔料の比表面積は、屈折率を高めて輝度及び彩度を高める観点から、5.0m/g以下が好ましく、3.0m/g以下がより好ましく、2.5m/g以下がさらに好ましい。
次に、本実施形態の光輝性顔料を含む化粧料、化粧料、塗料組成物および樹脂組成物の一例について説明する。
[化粧料]
次に、本発明の光輝性顔料の一例を含む化粧料の一例について説明する。化粧料には、フェーシャル化粧料、メーキャップ化粧料、ヘア化粧料等幅広い範囲の化粧料が含まれる。これらの中でも、特にファンデーション、粉白粉、アイシャドー、ブラッシャー、化粧下地、ネイルエナメル、アイライナー、マスカラ、口紅、ファンシーパウダー等のメーキャップ化粧料において、本実施形態の光輝性顔料は好適に使用される。
化粧料の目的に応じて、本実施形態の光輝性顔料には、適宜疎水化処理が施されてもよい。疎水化処理の方法としては、以下の5つの方法を挙げることができる。
(1)メチルハイドロジェンポリシロキサン、高粘度シリコーンオイル、シリコーン樹脂等のシリコーン化合物による処理方法
(2)アニオン活性剤、カチオン活性剤等の界面活性剤による処理方法
(3)ナイロン、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、各種フッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレンエチレン共重合体(ETFE)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)等)、ポリアミノ酸等の高分子化合物による処理方法
(4)パーフルオロ基含有化合物、レシチン、コラーゲン、金属石鹸、親油性ワックス、多価アルコール部分エステル・完全エステル等による処理方法
(5)これらを複合した処理方法
ただし、一般に粉末の疎水化処理に適用できる方法であれば、前述の方法以外でも利用できる。
また、この化粧料には、通常化粧料に用いられる他の材料を必要に応じて適宜配合することができる。前記他の材料は、例えば、無機粉末、有機粉末、本発明の光輝性顔料以外の顔料、染料、色素、油脂、有機溶媒、樹脂、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、界面活性剤、保湿剤、香料、水、アルコール、増粘剤等である。
無機粉末としては、タルク、カオリン、セリサイト、白雲母、金雲母、紅雲母、黒雲母、リチア雲母、バーミキュライト、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、ケイソウ土、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、硫酸バリウム、タングステン酸金属塩、シリカ、ヒドロキシアパタイト、ゼオライト、窒化ホウ素、セラミックスパウダー等が挙げられる。
有機粉末としては、ナイロンパウダー、ポリエチレンパウダー、ポリスチレンパウダー、ベンゾグアナミンパウダー、ポリ四フッ化エチレンパウダー、ジスチレンベンゼンポリマーパウダー、エポキシパウダー、アクリルパウダー、微結晶性セルロース等が挙げられる。
顔料は、無機顔料と有機顔料に大別される。無機顔料としては、各種色別に以下のものが挙げられる。
・無機白色顔料:酸化チタン、酸化亜鉛等
・無機赤色系顔料:酸化鉄(ベンガラ)、チタン酸鉄等
・無機褐色系顔料:γ酸化鉄等
・無機黄色系顔料:黄酸化鉄、黄土等
・無機高彩度系顔料:黒酸化鉄、カーボンブラック等
・無機紫色系顔料:マンゴバイオレット、コバルトバイオレット等
・無機緑色系顔料:チタン酸コバルト等・無機青色系顔料:群青、紺青等
また、パール調顔料として、酸化チタン被膜雲母、酸化チタン被膜オキシ塩化ビスマス、オキシ塩化ビスマス、酸化チタン被膜タルク、魚鱗箔、着色酸化チタン被膜雲母等が挙げられる。さらに、金属粉末顔料として、アルミニウムパウダー、カッパーパウダー等が挙げられる。
有機顔料としては、以下の(1)、(2)が挙げられる。
(1)日本の厚生労働省が認めた医薬品に使用できるタール色素として、法定色素に規定された、赤色201号、赤色202号、赤色204号、赤色205号、赤色220号、赤色226号、赤色228号、赤色405号、橙色203号、橙色204号、黄色205号、黄色401号、青色404号等。
(2)タルク、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化ジルコニウム又はアルミニウムホワイト等の体質顔料に、以下に挙げる染料をレーキ化した有機顔料。
染料としては、法定色素に規定された、赤色3号、赤色104号、赤色106号、赤色227号、赤色230号、赤色401号、赤色505号、橙色205号、黄色4号、黄色5号、黄色202号、黄色203号、緑色3号、青色1号等が挙げられる。
さらに、色素としては、クロロフィル、β−カロチン等の天然色素が挙げられる。
また、油脂としては、スクワラン、(水添化)ポリブテン、流動パラフィン、ワセリン、マイクロクリスタリンワックス、オケゾライト、セレシン、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、イソステアリン酸、セチルアルコール、ヘキサデシルアルコール、オレイルアルコール、2−エチルヘキサン酸セチル、パルミチン酸2−エチルヘキシル、ミリスチン酸2−オクチルドデシル、ジ−2−エチルヘキサン酸ネオペンチルグリコール、トリ−2−エチルヘキサン酸グリセロール、オレイン酸−2−オクチルドデシル、ミリスチン酸イソプロピル、トリイソステアリン酸グリセロール、トリヤシ油脂肪酸グリセロール、オリーブ油、アボガド油、ミツロウ、ミリスチン酸ミリスチル、ミンク油、ラノリン等が挙げられる。
また、有機溶媒としては、アセトン、トルエン、酢酸ブチル、又は酢酸エステル等が、樹脂としては、アルキド樹脂、又は尿素樹脂等が、可塑剤としては、カンファ、又はクエン酸アセチルトリブチル等が挙げられる。
化粧料の形態は、特に限定されるものではなく、粉末状、ケーキ状、ペンシル状、スティック状、軟膏状、液状、乳液状、クリーム状等が例示される。
[樹脂組成物]
次に、本発明の光輝性顔料の一例を含む樹脂組成物の一例について説明する。本実施形態の樹脂組成物を用いて成形される成形体としては、化粧料用容器、食品容器、壁装材、床材、家電製品の筐体、アクセサリー、文房具、玩具、浴槽、バス用品、履き物、スポーツ用品、トイレ用品等が挙げられる。本実施形態の樹脂組成物は、本発明の光輝性顔料の一例と、母材樹脂とを含む。
母材樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル−ウレタン硬化系樹脂、エポキシ−ポリエステル硬化系樹脂、アクリル−ポリエステル系樹脂、アクリル−ウレタン硬化系樹脂、アクリル−メラミン硬化系樹脂、ポリエステル−メラミン硬化系樹脂等の熱硬化性樹脂;ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、石油樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、熱可塑性フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。母材樹脂として、熱可塑性樹脂を使用する場合、射出成形が可能であり、複雑な形状の成形品を成形できる。光輝性顔料の薄片状粒子としては、マイカが有するような劈開性を有しないガラスが、射出成形を経ても成形前の粒子径を維持できる点において好ましい。
本実施形態の樹脂組成物は、必要に応じて、硬化剤を含んでいてもよい。硬化剤としては、例えば、ポリイソシアネート、アミン、ポリアミド、多塩基酸、酸無水物、ポリスルフィド、三フッ化硼素酸、酸ジヒドラジド、イミダゾール等が挙げられる。
本実施形態の樹脂組成物は、本発明の光輝性顔料以外の顔料、界面活性剤、潤滑剤、消泡剤、レベリング剤等をさらに含んでいてもよい。
樹脂組成物中における各成分の含有率については、本発明において制限されるものではなく、従来公知の樹脂組成物と同様でよい。
[塗料組成物]
次に、本発明の光輝性顔料の一例を含む塗料組成物の一例について説明する。本実施形態の塗料組成物は、上記に説明した本実施の形態の光輝性顔料をビヒクルに混合させることによって作製できる。ビヒクルは、下記の、水性エマルション樹脂と架橋硬化剤とを含む水性樹脂組成物と、その他添加剤とから構成される。
<水性樹脂組成物>
(水性エマルション樹脂)
水性エマルション樹脂は、下記のカルボニル基を有する重合性不飽和単量体を乳化剤の存在下で乳化重合させることにより得られるものである。乳化剤としては、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤などが挙げられ、水性エマルション樹脂は、該乳化剤の1種又は2種以上の存在下で過硫酸塩や過酸化物等の重合開始剤を使用して乳化重合して得られる。
(カルボニル基を有する重合性不飽和単量体)
前記カルボニル基を有する重合性不飽和単量体は、次の(a)〜(d)から選ばれる。
(a)カルボニル基を有する重合性不飽和単量体は、例えば、1分子中に少なくとも1個のカルボニル基を有する重合性不飽和単量体であり、より具体的には、例えば、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミドが挙げられる。
(b)カルボニル基を有する重合性不飽和単量体は、例えば、1分子中に少なくとも2個の重合性不飽和結合を有する多ビニル化合物であり、多価アルコ−ルの重合性不飽和モノカルボン酸エステル、多塩基酸の重合性不飽和アルコ−ルエステル及び2個以上のビニル基で置換された芳香族化合物などを包含し、より具体的には、例えば、アリル(メタ)アクリレ−ト、エチレングリコ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、トリエチレングリコ−ルジ(メタ)アクリレ−ト、テトラエチレングリコ−ルジ(メタ)アクリレ−トなどが挙げられる。
(c)カルボニル基を有する重合性不飽和単量体は、例えば、水溶性エチレン性不飽和単量体であり、より具体的には、アニオン系では、例えば(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β−カルボキシエチルアクリレ−ト等が挙げられ、カチオン系では、例えば(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレ−ト等が挙げられ、ノニオン系ではポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレ−ト等が挙げられる。
(d)カルボニル基を有する重合性不飽和単量体は、例えば、その他のエチレン性不飽和単量体であり、より具体的には、例えば、メチル(メタ)アクリレ−ト、エチル(メタ)アクリレ−ト、プロピル(メタ)アクリレ−ト、ブチル(メタ)アクリレ−ト、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレ−ト、シクロヘキシル(メタ)アクリレ−ト、ラウリル(メタ)アクリレ−トなどが挙げられる。
(架橋硬化剤)
架橋硬化剤としては、例えば、1分子当たり少なくとも2個以上のヒドラジド基を有するヒドラジド化合物が挙げられる。より具体的には、例えば、蓚酸ジヒドラジド、マロン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド等が挙げられる。
<その他添加剤>
塗料組成物には、その用途に応じて、下記のその他の添加剤が含まれていてもよい。その他の添加剤としては、熱可塑性樹脂(例えば、カルボニル基を含まない塩化ビニル樹脂、カルボニル基を含まないポリエチレン樹脂等)、熱硬化性樹脂(例えば、ウレタン樹脂、アミノ樹脂等)や、酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤等の安定剤、可塑剤、帯電防止剤、分散剤、皮張り防止剤、増粘剤等の粘度調整剤、平坦化剤、たれ防止剤、防黴剤、防腐剤、充填剤、染顔料(フタロシアニン系顔料、ぺリレン系顔料、キクナドリン系顔料、インジゴ系顔料、イソインドリノン系顔料、ベンガラ、黄色酸化鉄、カーボンブラック等)等が挙げられる。
以下に実施例及び比較例を示して本発明の一例をより詳細に説明するが、本発明は、以下の記載に限定されるものではない。
実施例1〜23、比較例1〜7の光輝性顔料の作製に用いた薄片状粒子の組成は、表4〜表6に示したとおりである。
Figure 0006012626
Figure 0006012626
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(実施例1)
実施例1の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子(屈折率1.53、平均厚み1.3μm、粒径D50約85μm)に、ルチル型二酸化チタン(TiO)を被覆したものである。
まず、図2に示す、熔融ガラスの流れを利用して薄片状ガラス粒子を製造する装置を用いて、可変速電動モータに取り付けられたテーパ状のカップを所定の速度で回転させ、かつ、カップ内に熔融ガラスを上方から流入した。遠心力によって、カップ内の熔融ガラスがリムを越えて外方へ送り出され、空気流によって平板状に維持されつつ小さな薄片状ガラスに破砕した。ここで得られた薄片状ガラスは、チャンバ内で収集され、かつ、サイクロン収集・フィルター部に送られて、さらに冷却固化した。このように得られた薄片状ガラスを、ジェットミル型粉砕機を用いて平均粒径100μmを狙って粉砕し、粒径D50=100.7μmの薄片状ガラス粒子を作製した。厚み分布を決める要素は、熔融ガラスの流量の安定性、プレート24,25間の距離やプレート24,25間の空気流の速度等である。
この薄片状ガラス粒子について分級を行った。目開き115μmのふるいを用い、その下段に受皿を配置して、所定のふるい時間でふるって粗粉を除去し、受皿で回収された薄片状ガラス粒子を、実施例1の光輝性顔料の基材(薄片状粒子)として得た。このようにして得られた薄片状ガラス粒子の粒度分布、屈折率、厚み、を測定したところ、粒径(D50)が84.3μm、屈折率が1.53、平均厚みが1.3μmであった。塩酸水(pH=2.0)における薄片状ガラス粒子のゼータ電位は−19mVであった。
次に、分級した薄片状ガラス粒子を、酸化スズ(触媒核)で処理した後、二酸化チタンによって被覆した。触媒核とは、二酸化チタンの水和物の被膜析出の触媒となるものである。具体的には、下記のように行った。
まず、常温のイオン交換水3Lを攪拌しながら、塩酸にてpH1.6に調整し、薄片状ガラス300gを加えスラリーとした。このスラリーに、予め塩化第二スズ2gをpH2の塩酸水30mLに溶解したスズ液を1.5ml/分の割合で定量添加後、その状態を20分間保持して、薄片状ガラス粒子の表面に酸化スズの処理を施した。
次いで、上記スラリーを35質量%塩酸でpH1.0にするとともに75℃に加温した。攪拌を行いながら、スラリーに、四塩化チタン水溶液(Ti分として16.5質量%)を2.0mL/分の割合で定量添加するとともに、10質量%に溶解した苛性ソーダをスラリーのpHを1.0に保持するように添加した。苛性ソーダの添加は、光輝感のあるシルバーパール調の色調品が得られるまで継続した。
目標の色調品が得られたら、生成物を減圧ろ過で採取し、純水で水洗し、150℃で乾燥した後、600℃で焼成した。
以上のような方法によって、薄片状ガラス粒子が、実質的に二酸化チタンからなる層(金属酸化物層)で覆われた、実施例1の光輝性顔料を得た。
(実施例2)
実施例2の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子の組成が異なること以外は実施例1と同様にして作製した。実施例2の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子が実質的にルチル型二酸化チタン(TiO)からなる層(金属酸化物層)で覆われたものである。
(実施例3)
実施例3の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子の組成が異なること以外は実施例1と同様にして作製した。実施例3の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子が実質的にルチル型二酸化チタン(TiO)からなる層(金属酸化物層)で覆われたものである。
(実施例4)
実施例4の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子の平均厚みを5.0μm、粒径D50を約105μmとしたこと以外は実施例1と同様にして作製した。実施例4の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子が実質的にルチル型二酸化チタン(TiO)からなる層(金属酸化物層)で覆われたものである。
(実施例5)
実施例5の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子の組成を実施例2と同様とし、薄片状ガラス粒子の平均厚みを5.0μm、粒径D50を約105μmとしたこと以外は実施例1と同様にして作製した。実施例5の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子が実質的にルチル型二酸化チタン(TiO)からなる層(金属酸化物層)で覆われたものである。
(実施例6)
実施例6の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子の平均厚みを1.3μm、粒径D50を約85μmとし、金属酸化物層を還元酸化チタンとしたこと以外は実施例1と同様にして作製した。実施例6の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子が実質的に還元酸化チタンからなる層(金属酸化物層)で覆われたものである。実質的に還元酸化チタン(TiO1.7)からなる層(金属酸化物層)は下記のようにして作製した。
実施例1と同様の方法で作製した二酸化チタン層で被覆された薄片状ガラス粒子を、白金皿にいれ、管状炉中でアンモニアガスを流しながら、600℃の温度で10時間熱処理することにより、二酸化チタンを黒色の低次酸化チタン(TiO、x=1.7)に還元し、低次酸化チタン(還元酸化チタン)層によって被覆された薄片状ガラス粒子を得た。
(実施例7)
実施例7の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子の組成を実施例2と同様としたこと以外は実施例6と同様にして作製した。実施例7の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子が実質的に還元酸化チタン(TiO1.7)からなる層(金属酸化物層)で覆われたものである。
(実施例8)
実施例8の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子の組成を実施例3と同様としたこと以外は実施例6と同様にして作製した。実施例8の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子が実質的に還元酸化チタン(TiO1.7)からなる層(金属酸化物層)で覆われたものである。
(実施例9)
実施例9の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子が実質的に酸化鉄からなる層(金属酸化物層)で覆われたものである。実施例9の光輝性顔料の作製に用いた、薄片状ガラス粒子の平均厚みは1.3μm、粒径D50は約85μmとし、薄片状ガラス粒子の組成は実施例1と同様とした。実質的に酸化鉄(Fe)からなる層(金属酸化物層)は下記のようにして作製した。
薄片状ガラス粒子100gを1Lの精製水に添加・分散させ、恒温水槽で75℃に昇温・保持した。得られたスラリーを希塩酸でpH3.2程度に調整した。その後、スラリーに10%塩化鉄(III)溶液を添加した。この際、希水酸化ナトリウム溶液で、スラリーのpHを3.2程度に維持した。これにより、薄片状ガラス粒子の表面がFeの水和物で被覆された状態となる。赤い干渉色が得られるまで10%塩化鉄(III)溶液を添加した。10%塩化鉄(III)溶液の添加終了後、薄片状ガラス粒子の懸濁液をろ過し、回収した残渣を乾燥(180℃)した後、600℃で2時間焼成し、薄片状ガラス粒子が実質的に酸化鉄(Fe)からなる層(金属酸化物層)で覆われた光輝性顔料を得た。
(実施例10)
実施例10の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子の組成を実施例2と同様としたこと以外は実施例9と同様にして作製した。実施例10の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子が実質的に酸化鉄(Fe)からなる層(金属酸化物層)で覆われたものである。
(実施例11)
実施例11の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子の組成を実施例3と同様としたこと以外は実施例9と同様にして作製した。実施例11の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子が実質的に酸化鉄(Fe)からなる層(金属酸化物層)で覆われたものである。
(実施例12)
実施例12の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子が実質的に還元酸化鉄(Fe)からなる層(金属酸化物層)で覆われたものである。実施例12の光輝性顔料の作製に用いた薄片状ガラス粒子の平均厚みは1.3μm、粒径D50は約85μmとし、薄片状ガラス粒子の組成は実施例1と同様とした。実質的に還元酸化鉄(Fe)からなる層(金属酸化物層)は下記のようにして作製した。
実施例9と同様にして作製した、実質的に酸化鉄(Fe)からなる層(金属酸化物層)で覆われ薄片状ガラス粒子を、白金皿にいれ、管状炉中で水素10%−窒素90%のガスを流しながら、還元温度500℃で2時間熱処理することにより、Feを黒色のFeに還元した。
(実施例13)
実施例13の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子の組成を実施例2と同様としたこと以外は実施例12と同様にして作製した。実施例13の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子が実質的に還元酸化鉄(Fe)からなる層(金属酸化物層)で覆われたものである。
(実施例14)
実施例14の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子の組成を実施例3と同様としたこと以外は実施例12と同様にして作製した。実施例14の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子が実質的に還元酸化鉄(Fe)からなる層(金属酸化物層)で覆われたものである。
(実施例15)
実施例15の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子(屈折率1.53、平均厚み0.45μm、粒径(D50)24.1μm)に、ルチル型二酸化チタンを被覆したものである。
まず、図2に示す、熔融ガラスの流れを利用して薄片状ガラス粒子を製造する装置を用いて、可変速電動モータに取り付けられたテーパ状のカップを所定の速度で回転させ、かつ、カップ内に熔融ガラスを上方から流入した。遠心力によって、カップ内の熔融ガラスがリムを越えて外方へ送り出され、空気流によって平板状に維持されつつ小さな薄片状ガラスに破砕した。ここで得られた薄片状ガラスは、チャンバ内で収集され、かつ、サイクロン収集・フィルター部に送られて、さらに冷却固化した。このように得られた薄片状ガラスを、ジェットミル型粉砕機を用いて平均粒径40μmを狙って粉砕し、粒径D50=40.1μmの薄片状ガラス粒子を作製した。厚み分布を決める要素は、熔融ガラスの流量の安定性、プレート24,25間の距離やプレート24,25間の空気流の速度等である。
この薄片状ガラス粒子について、分級を行った。目開き45μmのふるいを用い、その下段に受皿を配置して、所定のふるい時間でふるって粗粉を除去し、受皿で回収された薄片状ガラスを、本実施例の光輝性顔料の基材(薄片状粒子)として得た。このようにして得られた薄片状ガラス粒子の粒度分布、厚み、を測定したところ、粒径(D50)が24.1μm、屈折率は1.53、平均厚みが0.45μmであった。塩酸水(pH=2.0)における薄片状ガラスのゼータ電位は−19mVであった。
次に、分級した薄片状ガラス粒子を、酸化スズ(触媒核)で処理した後、二酸化チタンによって被覆した。触媒核とは、二酸化チタンの水和物の析出の触媒となるものである。具体的には、下記のように行った。
まず、常温のイオン交換水3Lを攪拌しながら、塩酸にてpH1.6に調整し、薄片状ガラス300gを加えスラリーとした。このスラリーに、予め塩化第二スズ2gをpH2の塩酸水30mLに溶解したスズ液を1.5ml/分の割合で定量添加後、その状態を20分間保持して、薄片状ガラス粒子の表面に酸化スズの処理を施した。
次いで、上記スラリーを35質量%塩酸でpH1.0にするとともに75℃に加温した。攪拌を行いながら、スラリーに、四塩化チタン水溶液(Ti分として16.5質量%)を2.0mL/分の割合で定量添加するとともに、10質量%に溶解した苛性ソーダをスラリーのpHを1.0に保持するように添加した。苛性ソーダの添加は、光輝感のあるシルバーパール調の色調品が得られるまで継続した。
目標の色調品が得られたら、生成物を減圧ろ過で採取し、純水で水洗し、150℃で乾燥した後、600℃で焼成した。
以上のような方法によって、薄片状ガラス粒子が、実質的に二酸化チタンからなる層(金属酸化物層)で覆われた、実施例15の光輝性顔料を得た。
得られた実施例15の光輝性顔料について、粒径(D50)は24.5μm、光輝性顔料の比表面積は1.7m2/g、二酸化チタン層の厚み変動係数は7.4%であった。得られた光輝性顔料をフッ酸にて溶解させICP分析した結果、光輝性顔料から金属酸化物層を取り除いて得られる薄片状粒子中に含まれるNaOの含有量は8.7質量%であった。
(実施例16)
実施例16の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子(屈折率1.53、平均厚み0.35μm、粒径(D50)24.3μm)に、ルチル型二酸化チタンを被覆したものである。
まず、図2に示す装置を用いて、平均厚みが0.35μmとなるように調整して作製したこと以外は、実施例15と同様の方法で薄片状ガラスを得た。このように得られた薄片状ガラスを、ジェットミル型粉砕機を用いて平均粒径40μmを狙って粉砕し、粒径D50=40.9μmの薄片状ガラス粒子を作製した。
この薄片状ガラス粒子について、実施例15と同様にして分級を行い、受皿で回収された薄片状ガラス粒子を、本実施例の光輝性顔料の基材(薄片状粒子)として得た。このようにして得られた薄片状ガラス粒子の、粒径(D50)は24.3μm、屈折率は1.53、平均厚みは0.35μmであった。塩酸水(pH=2.0)における薄片状ガラス粒子のゼータ電位は−19mVであった。
その後、実施例15と同様にして、光輝感のあるシルバーパール調の二酸化チタン層(金属酸化物層)で覆われた薄片状ガラス粒子を、実施例16の光輝性顔料として得た。得られた実施例16の光輝性顔料は、粒径(D50)が24.6μm、光輝性顔料の比表面積が1.7m/g、二酸化チタン層の厚み変動係数が7.4%であった。得られた光輝性顔料をフッ酸にて溶解させICP分析した結果、光輝性顔料から金属酸化物層を取り除いて得られる薄片状粒子中に含まれるNaOの含有量は8.7質量%であった。
(実施例17)
実施例17の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子(屈折率1.53、平均厚み0.55μm、粒径(D50)24.4μm)に、ルチル型二酸化チタンを被覆したものである。
まず、図2に示す装置を用いて、平均厚みが0.55μmとなるように調整して作製したこと以外は、実施例15と同様の方法で薄片状ガラスを得た。このように得られた薄片状ガラスを、ジェットミル型粉砕機を用いて平均粒径40μmを狙って粉砕し、粒径D50=40.5μmの薄片状ガラス粒子を作製した。
この薄片状ガラス粒子について、実施例15と同様にして分級を行い、受皿で回収された薄片状ガラス粒子を、本実施例の光輝性顔料の基材(薄片状粒子)として得た。このようにして得られた薄片状ガラス粒子の、粒径(D50)は24.4μm、屈折率は1.53、平均厚みは0.55μmであった。塩酸水(pH=2.0)における薄片状ガラス粒子のゼータ電位は−19mVであった。
その後、実施例15と同様にして、光輝感のあるシルバーパール調の二酸化チタン層(金属酸化物層)によって覆われた薄片状ガラス粒子を、実施例17の光輝性顔料として得た。
得られた実施例17の光輝性顔料は、粒径(D50)が24.6μm、光輝性顔料の比表面積が1.7m/g、二酸化チタン層の厚み変動係数が7.4%であった。得られた光輝性顔料をフッ酸にて溶解させICP分析した結果、光輝性顔料から金属酸化物層を取り除いて得られる薄片状粒子中に含まれるNaOの含有量は8.7質量%であった。
(実施例18)
実施例18の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子(屈折率1.53、平均厚み0.45μm、粒径(D50)21.4μm)に、ルチル型二酸化チタンを被覆したものである。
まず、図2に示す装置を用いて、平均厚みが0.45μmとなるように調整して作製したこと以外は、実施例15と同様の方法で薄片状ガラスを得た。このように得られた薄片状ガラスを、ジェットミル型粉砕機を用いて平均粒径35μmを狙って粉砕し、粒径D50=35.8μmの薄片状ガラス粒子を作製した。
この薄片状ガラス粒子について、実施例15と同様にして分級を行い、受皿で回収された薄片状ガラスを、本実施例の光輝性顔料の基材(薄片状粒子)として得た。ただし、ふるいの目開きのサイズは38μmとした。このようにして得られた薄片状ガラス粒子の粒径(D50)は21.4μm、屈折率は1.53、平均厚みは0.45μmであった。塩酸水(pH=2.0)における薄片状ガラス粒子のゼータ電位は−19mVであった。
その後、実施例15と同様にして、光輝感のあるシルバーパール調の二酸化チタン被膜(金属酸化物層)で覆われた薄片状ガラス粒子を、実施例18の光輝性顔料として得た。
得られた実施例18の光輝性顔料について、粒径(D50)は21.8μm、光輝性顔料の比表面積は1.7m/g、二酸化チタン層の厚み変動係数は7.4%であった。得られた光輝性顔料をフッ酸にて溶解させICP分析した結果、光輝性顔料から金属酸化物層を取り除いて得られる薄片状粒子中に含まれるNaOの含有量は8.7質量%であった。
(実施例19)
実施例19の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子(屈折率1.53、平均厚み0.45μm、粒径(D50)28.4μm)に、ルチル型二酸化チタンを被覆したものである。
まず、図2に示す装置を用いて、平均厚み0.45μmとなるように調整して作製したこと以外は、実施例15と同様の方法で薄片状ガラスを得た。このように得られた薄片状ガラスを、ジェットミル型粉砕機を用いて平均粒径45μmを狙って粉砕し、粒径D50=46.8μmの薄片状ガラス粒子を作製した。
この薄片状ガラス粒子について、実施例15と同様にして分級を行い、受皿で回収された薄片状ガラス粒子を、本実施例の光輝性顔料の基材(薄片状粒子)として得た。このようにして得られた薄片状ガラス粒子の粒度分布、屈折率、厚み、を測定したところ、粒径(D50)が28.4μm、屈折率が1.53、平均厚みが0.45μmの薄片状ガラスを得た。塩酸水(pH=2.0)における薄片状ガラス粒子のゼータ電位は−19mVであった。
その後、実施例15と同様にして、光輝感のあるシルバーパール調の二酸化チタン被膜(金属酸化物層)で覆われた薄片状ガラス粒子を、実施例19の光輝性顔料として得た。
得られた実施例19の光輝性顔料は、粒径(D50)が28.9μm、光輝性顔料の比表面積が1.7m/g、二酸化チタン層の厚み変動係数が7.4%であった。得られた光輝性顔料をフッ酸にて溶解させICP分析した結果、光輝性顔料から金属酸化物層を取り除いて得られる薄片状粒子中に含まれるNaOの含有量は8.7質量%であった。
(実施例20)
実施例20の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子(屈折率1.54、平均厚み0.45μm、粒径(D50)25.2μm)に、ルチル型二酸化チタンを被覆したものである。
まず、図2に示す装置を用いて、平均厚み0.45μmとなるように調整して作製したこと以外は、実施例15と同様の方法で薄片状ガラスを得た。このように得られた薄片状ガラスを、ジェットミル型粉砕機を用いて平均粒径40μmを狙って粉砕し、粒径D50=41.8μmの薄片状ガラス粒子を作製した。
この薄片状ガラス粒子について、実施例15と同様にして分級を行い、受皿で回収された薄片状ガラス粒子を、本実施例の光輝性顔料の基材(薄片状粒子)として得た。このようにして得られた薄片状ガラス粒子の粒径(D50)は25.2μm、屈折率は1.54、平均厚みは0.45μmであった。塩酸水(pH=2.0)における薄片状ガラス粒子のゼータ電位は−11mVであった。
その後、実施例15と同様にして、光輝感のあるシルバーパール調の二酸化チタン被膜(金属酸化物層)で覆われた薄片状ガラス粒子を、実施例20の光輝性顔料として得た。
得られた実施例20の光輝性顔料は、粒径(D50)が25.4μm、光輝性顔料の比表面積が2.8m/g、二酸化チタン層の厚み変動係数が18.3%であった。得られた光輝性顔料をフッ酸にて溶解させICP分析した結果、光輝性顔料から金属酸化物層を取り除いて得られる薄片状粒子中に含まれるNaOの含有量は3.7質量%であった。
(実施例21)
実施例21の光輝性顔料は、アルミナ薄片状粒子(屈折率1.76、平均厚み0.35μm、粒径(D50)19.9μm)に、ルチル型二酸化チタンを被覆したものである。
硫酸アルミニウム18水和物223.8g、硫酸ナトリウム(無水)114.5gおよび硫酸カリウム93.7gを、450mlの脱塩水に加え、約75℃に加温しながら溶解させる。完全に溶解させた後、この溶液に硫酸チタニル溶液(濃度34.4%)2.0gを加え、混合水溶液(a)を調製した。別に、リン酸三ナトリウム12水和物0.9gおよび炭酸ナトリウム107.9gを250mlの脱塩水に溶解させ、混合水溶液(b)を調製した。この混合水溶液(a)と(b)を200mlの脱塩水に攪拌しながら同時にほぼ当量となる一定の速度で約15分間かけて添加し、更に15分間攪拌した。この溶液を蒸散乾燥し、その後1200℃で5時間熱処理した。得られた処理物に水を加えて攪拌しながら遊離の硫酸塩を溶解させたのち、不溶性の固体をろ過分離し、水洗し、乾燥させてアルミナ薄片状粒子を得た。
このようにして得られたアルミナ薄片状粒子の粒径(D50)は19.9μm、屈折率は1.76、平均厚みは0.35μmであった。塩酸水(pH=2.0)におけるアルミナ薄片状粒子のゼータ電位は−13mVであった。
その後、実施例15と同様にして、光輝感のあるシルバーパール調の二酸化チタン被膜(金属酸化物層)で覆われたアルミナ薄片状粒子を、実施例21の光輝性顔料として得た。
得られた実施例21の光輝性顔料は、粒径(D50)が20.5μm、光輝性顔料の比表面積が2.3m/g、二酸化チタン層の厚み変動係数が18.2%であった。得られた光輝性顔料をフッ酸にて溶解させICP分析した結果、光輝性顔料から金属酸化物層を取り除いて得られる薄片状粒子中に含まれるNaOの含有量は3.9質量%であった。
(実施例22)
実施例22の光輝性顔料は、合成マイカ粒子(市販のナトリウム四ケイ素雲母NaMg2.5(Si10)F、屈折率1.58、平均厚み0.35μm)に、ルチル型二酸化チタンを被覆したものである。
市販の合成マイカ粒子について、実施例15と同様にして分級を行い、受皿で回収された薄片状ガラス粒子を、本実施例の光輝性顔料の基材(薄片状粒子)として得た。このようにして得られた合成マイカ粒子の平均粒径(D50)は20.2μm、屈折率は1.58、平均厚みは0.35μmであった。塩酸水(pH=2.0)における合成マイカ粒子のゼータ電位は−13mVであった。
その後、実施例15と同様にして、光輝感のあるシルバーパール調の二酸化チタン被膜(金属酸化物層)で覆われた合成マイカ粒子を、実施例22の光輝性顔料として得た。
得られた実施例22の光輝性顔料は、粒径(D50)が20.4μm、光輝性顔料の比表面積が2.5m/g、二酸化チタン層の厚み変動係数が18.3%であった。得られた光輝性顔料をフッ酸にて溶解させICP分析した結果、光輝性顔料から金属酸化物層を取り除いて得られる薄片状粒子中に含まれるNaOの含有量は3.9質量%であった。
(実施例23)
実施例23の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子(屈折率1.52、平均厚み0.45μm、粒径(D50)24.5μm)に、ルチル型二酸化チタンを被覆したものである。
まず、図2に示す装置を用いて、平均厚み0.45μmとなるように調整して作製したこと以外は、実施例15と同様の方法で薄片状ガラスを得た。このように得られた薄片状ガラスを、ジェットミル型粉砕機を用いて平均粒径40μmを狙って粉砕し、粒径D50=41.8μmの薄片状ガラス粒子を作製した。
この薄片状ガラス粒子について、実施例15と同様にして分級を行い、受皿で回収された薄片状ガラス粒子を、本実施例の光輝性顔料の基材(薄片状粒子)として得た。このようにして得られた薄片状ガラス粒子の粒径(D50)は24.5μm、屈折率は1.52、平均厚みは0.45μmであった。塩酸水(pH=2.0)における薄片状ガラス粒子のゼータ電位は−23mVであった。
その後、実施例15と同様にして、光輝感のあるシルバーパール調の二酸化チタン被膜(金属酸化物層)で覆われた薄片状ガラス粒子を、実施例23の光輝性顔料として得た。
得られた実施例23の光輝性顔料の、粒径(D50)は24.7μm、光輝性顔料の比表面積は1.7m/g、二酸化チタン層の厚み変動係数は7.4%であった。得られた光輝性顔料をフッ酸にて溶解させICP分析した結果、光輝性顔料から金属酸化物層を取り除いて得られる薄片状粒子中に含まれるNaOの含有量は10.2質量%であった。
(比較例1)
比較例1の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子の組成が異なること以外は実施例1と同様にして作製した。比較例1の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子が実質的にニ酸化チタン(TiO)からなる層(金属酸化物層)で覆われたものである。
(比較例2)
比較例2の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子の組成を比較例1と同様としたこと以外は実施例6と同様にして作製した。比較例2の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子が実質的に還元酸化チタン(TiO1.7)からなる層(金属酸化物層)で覆われたものである。
(比較例3)
比較例3の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子の組成を比較例1と同様としたこと以外は実施例9と同様にして作製した。比較例3の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子が実質的に酸化鉄(Fe)からなる層(金属酸化物層)で覆われたものである。
(比較例4)
比較例4の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子の組成を比較例1と同様としたこと以外は実施例12と同様にして作製した。比較例4の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子が実質的に還元酸化鉄(Fe)からなる層(金属酸化物層)で覆われたものである。
(比較例5)
比較例5の光輝性顔料は、薄片状ガラス粒子(屈折率1.57、平均厚み0.45μm、粒径(D50)24.2μm)に、ルチル型二酸化チタンを被覆したものである。
まず、図2に示す装置を用いて、平均厚み0.45μmとなるように調整して作製したこと以外は、実施例15と同様の方法で薄片状ガラスを得た。このように得られた薄片状ガラスを、ジェットミル型粉砕機を用いて平均粒径40μmを狙って粉砕し、粒径D50=41.3μmの薄片状ガラス粒子を作製した。
この薄片状ガラス粒子について、実施例15と同様にして分級を行い、受皿で回収された薄片状ガラス粒子を、本実施例の光輝性顔料の基材(薄片状粒子)として得た。このようにして得られた薄片状ガラス粒子の粒径(D50)は24.2μm、屈折率が1.57、平均厚みが0.45μmであった。塩酸水(pH=2.0)における薄片状ガラス粒子のゼータ電位は−4mVであった。
その後、実施例15と同様にして、光輝感のあるシルバーパール調の二酸化チタン被膜(金属酸化物層)で覆われた薄片状ガラス粒子を、比較例5の光輝性顔料として得た。
得られた比較例5の光輝性顔料は、粒径(D50)が24.4μm、光輝性顔料の比表面積が8.7m/g、二酸化チタン層の厚み変動係数が24.0%であった。得られた光輝性顔料をフッ酸にて溶解させICP分析した結果、光輝性顔料から金属酸化物層を取り除いて得られる薄片状粒子中に含まれるNaOの含有量は0.4質量%であった。
(比較例6)
比較例6の光輝性顔料は、アルミナ薄片状粒子(屈折率1.76、平均厚み0.30μm、粒径(D50)19.7μm)に、ルチル型二酸化チタンを被覆したものである。
まず、出発原料である水酸化アルミニウムを予めボールミル等で粉砕し、3.0μmに粒度調整を行った。これと水を混合し50重量%のスラリーを作成する。そのスラリー中にリン酸アンモニウムを水酸化アルミニウムに対してリン酸イオンとして5.0×10−3モル添加し、よく混合溶解した。
上記原料を圧力容器に充填し、電気炉にて昇温速度0.3℃/分で600℃、150気圧で3時間保持を行った。容器冷却後生成物を純水で水洗、濾過を充分に行い100℃の乾燥器で12時間乾燥して白色の粒子粉体(薄片状粒子)を得た。このようにして得られたアルミナ薄片状粒子の粒径(D50)は19.7μm、屈折率が1.76、平均厚みが0.3μmであった。塩酸水(pH=2.0)におけるアルミナ薄片状粒子のゼータ電位は−5mVであった。
その後、実施例15と同様にして、光輝感のあるシルバーパール調の二酸化チタン被膜(金属酸化物層)で覆われたアルミナ薄片状粒子を、比較例6の光輝性顔料として得た。
得られた比較例6の光輝性顔料の粒径(D50)は20.3μm、光輝性顔料の比表面積は9.3m/g、二酸化チタン層の厚み変動係数は24.2%であった。得られた光輝性顔料をフッ酸にて溶解させICP分析した結果、光輝性顔料から金属酸化物層を取り除いて得られる薄片状粒子中に含まれるNaOの含有量は0.9質量%であった。
(比較例7)
比較例7の光輝性顔料は、合成マイカ粒子(市販のフッ素金雲母KMg(AlSi10)F、屈折率1.58、平均厚み0.25μm)に、ルチル型二酸化チタンを被覆したものである。
市販の合成マイカ粒子について、実施例1と同様にして分級を行い、受皿で回収された薄片状ガラスを、本実施例の光輝性顔料の基材(薄片状粒子)として得た。ただし、ふるいの目開きは45μmとした。このようにして得られた薄片状合成マイカ粒子の粒径(D50)は19.2μm、屈折率は1.58、平均厚みは0.25μmであった。塩酸水(pH=2.0)における薄片状合成マイカのゼータ電位は−7mVであった。
その後、実施例15と同様にして、光輝感のあるシルバーパール調の二酸化チタン被膜(金属酸化物層)で覆われた薄片状合成マイカ粒子を、比較例7の光輝性顔料として得た。
得られた比較例7の光輝性顔料の粒径(D50)は20.1μm、光輝性顔料の比表面積は10.5m/g、二酸化チタン層の厚み変動係数は25.3%であった。得られた光輝性顔料をフッ酸にて溶解させICP分析した結果、光輝性顔料から金属酸化物層を取り除いて得られる薄片状粒子中に含まれるNaOの含有量は0.8質量%であった。
得られた実施例1〜23、比較例1〜7の光輝性顔料について測定した、薄片状粒子の、粒径(D50)、屈折率1.53、平均厚み、ゼータ電位、NaOの含有量、光輝性顔料の、粒径(D50)、比表面積、金属酸化物層の厚み変動係数、下記の方法により求め、表7〜表9に示した。また、得られた光輝性顔料をフッ酸にて溶解させICP分析をして、光輝性顔料から金属酸化物層を取り除いて得られる薄片状粒子中に含まれるNa2Oの含有量を測定し、表7〜9に示した。
Figure 0006012626
Figure 0006012626
Figure 0006012626
また、実施例1〜23、比較例1〜7の光輝性顔料について、下記の方法によって明度L*および彩度(C*)を測定し、その結果を表5に示した。
また、実施例および比較例1の光輝性顔料の金属酸化物層における二酸化チタンの結晶構造は、粉末X線回折法で分析した結果、ルチル型であった。
<粒度分布の測定方法>
薄片状粒子および光輝性顔料の、粒度分布の測定にレーザー回折粒度分布測定装置(「製品名マイクロトラックHRA」(日機装株式会社製))を用いた。その測定結果から、粒径が小さい側から体積累積が50%までの粒径(D50)を求めた。
<薄片状粒子の厚さ分布>
任意の100個の薄片状粒子についてその厚さd(図1参照)を電子顕微鏡にて測定し、平均厚みを得た。
<NaOの含有量>
光輝性顔料から金属酸化物層を取り除いて得られる薄片状粒子0.1gを正確に秤量し、過塩素酸(HClO)4mlと弗化水素酸7.5mlで溶かした後、乾固し、塩酸(1+1)2mlで溶解後、炎光光度計でナトリウムの波長589nmの吸光光度を測定した。金属酸化物層が形成される前の薄片状粒子中に含まれるNaOの含有量についても同様にして求めた(表4〜6参照)。
試料中の酸化ナトリウム量a(g)を下記の式より算出した。
a(g)=測定値(ppm)×10−3×(100/1000)
NaO(%)=(a/W) × 100
W:光輝性顔料の採取量(g)
<光輝性顔料の比表面積>
光輝性顔料1gを正確に秤量し測定用セルに入れ、ユアサアイオニクス株式会社製 NOVA1000を用いて、光輝性顔料の比表面積を測定した。
<ゼータ電位>
予め、薄片状粒子と同一組成の平板試料と、pH2.0の塩酸水とを準備して、電気泳動光散乱法にて、大塚電子株式会社製 ELS−6000と平板試料セルとを用い、ゼータ電位を測定した。
<金属酸化物層の厚み>
金属酸化物層の厚みは、光輝性顔料を樹脂に抱埋させて固めたものを破断し、断面を導電処理のためPt-Pdコーティングを施した。その断面を電子顕微鏡で観察し、金属酸化物層の厚みを測定した。5個の粒子の観察を行い、1個当たり10箇所の厚みを測定した。このようにして得られた金属酸化物層の厚みから求めた、厚みの標準偏差及び平均厚みの値を用いて、金属酸化物層の厚み変動係数を算出した。
<塗装サンプルの作製>
アクリル樹脂(製品名「アクリデックA−322」(大日本インキ化学工業株式会社製))78質量%、ブチル化メラミン樹脂(製品名「スーパーベッカミンL−117−60」(大日本インキ化学工業株式会社製))16質量%、実施例1〜23、比較例1〜7で得られた光輝性顔料6質量%に、シンナーを適量加えて、粘度13Pa・s(株式会社安田精機製作所製フォードカップNo.4/20℃)となるように攪拌機を用いて混合して、メタリックベース塗料(光輝性顔料組成物)を調整した。このメタリックベース塗料を、スプレーガン(アネスト岩田株式会社製W−100)を用いて塗装板(塗り色:マンセル表色系N=9.5(CIEL*a*b*表色系 L*=95))の上に塗布して、メタリックベース塗膜を形成した。
次に、アクリル樹脂(製品名「アクリデックA−345」(大日本インキ化学工業株式会社製))72質量%、ブチル化メラミン樹脂(製品名「スーパーベッカミンL−117−60」(大日本インキ化学工業株式会社製))28質量%に、シンナーを加えて、粘度24Pa・s(株式会社安田精機製作所製フォードカップNo.4/20℃)となるように攪拌機を用いて混合して、クリアー塗料を調整した。このクリアー塗料を、スプレーガン(アネスト岩田株式会社製W−100)を用いて、メタリックベース塗膜上に塗装し、その後、焼成(140℃、30分)を行い、メタリックベース層とトップクリアー層とを形成した。焼成後の塗膜厚みは、メタリックベース層が膜厚15μm、トップクリアー層が30μmであった。
<明度L*(−15°)>
マルチアングルカラー&エフェクトコントロール測定器(製品名:BYK−mac、BYK−Gardner社製)を用いて、メタリックベース層中の光輝性顔料のハイライトにおける輝度を評価した。光輝性顔料を含むメタリックベース層では、ハイライトではよく光を反射して高輝度となる一方、シェードでは暗くなり、「フロップ」と呼ばれる明度および色彩の角度変化がある。
図3に示したように、メタリックベース層61の表面に垂直な方向から45°の位置(すなわち、膜面から45°)に光源62を設け、メタリックベース層に対し45°の角度から光を入射させる。入射した光の正反射の方向(すなわち、膜面から45°)から光源の逆方向へ15°ずれた角度が、光輝性顔料からの反射光が最大となる。この位置を−15°と呼ぶ。ディテクター63に入射した反射光のL*a*b*を測定した。明度L*は、135以上が好ましく、140以上がさらに好ましい。
<彩度C*>
彩度の評価は、下記のようにして行った。まず、アクリル樹脂塗料(製品名「アクリルオートクリアスーパー」(日本ペイント株式会社製)、固形分約30質量%)に、光輝性顔料を添加し、よく混合撹拌した後、それを隠蔽率測定紙に9ミル(9/1000インチ)隙間のアプリケーターで塗布し、乾燥させた。得られた塗板について、色彩色差計(CR400、コニカミノルタ株式会社)を使用して色相a*とb*の値を測定し、下記の式からC*を求めた。尚、光輝性顔料は、光輝性顔料の含有量がアクリル樹脂塗料と光輝性顔料の混合物中で10質量%になるように添加した。b*はその値が小さいほど、黄色みがかることが抑制されており、よりアクリル樹脂本来の色が呈されていることを意味し、C*はその値が大きいほど、彩度が高いことを意味している。
C*={(a*)2+(b*)21/2
表7〜9に示されるように、金属酸化物層の厚み変動係数が20%以下の光輝性顔料を用いれば、明度も彩度も高い塗装物を提供できる。
本発明の光輝性顔料は、彩度も輝度も高いので、化粧料等の、種々の用途に適用できる。

Claims (9)

  1. 薄片状粒子と、前記薄片状粒子の表面を被覆する金属酸化物層と、を含む光輝性顔料であって、
    前記薄片状粒子は、粒度分布において、粒径が小さい側からの体積累積が50%に相当する粒径が50〜110μmであり、
    前記薄片状粒子中のNa 2 Oの含有量が5質量%以上9質量%未満であり、
    前記金属酸化物層の厚み変動係数(前記金属酸化物層の厚みの標準偏差/前記金属酸化物層の平均厚み)が、20%以下である光輝性顔料。
  2. 前記光輝性顔料の比表面積が、5.0m2/g以下である請求項に記載の光輝性顔料。
  3. 前記薄片状粒子の材料が、ガラス、シリカ、アルミナ、およびマイカからなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1又は2に記載の光輝性顔料。
  4. 前記金属酸化物層が、二酸化チタン、還元酸化チタン、酸化鉄、還元酸化鉄から選ばれる少なくとも何れか1種によって形成されている、請求項1〜のいずれかの項に記載の光輝性顔料。
  5. 請求項1〜のいずれかの項に記載の光輝性顔料を含む化粧料。
  6. 請求項1〜のいずれかの項に記載の光輝性顔料を含む塗料組成物。
  7. 請求項1〜のいずれかの項に記載の光輝性顔料を含む樹脂組成物。
  8. 薄片状粒子と、前記薄片状粒子の表面を被覆する金属酸化物層と、を含む光輝性顔料の製造方法であり、
    前記薄片状粒子と酸とを含む金属酸化物層形成用スラリーに、金属化合物の水溶液を添加して、前記薄片状粒子の表面に前記金属化合物に由来する金属の酸化物の水和物を析出させ、前記薄片状粒子を前記金属の酸化物の水和物を含む金属酸化物水和物層によって被覆する工程(工程1)と、
    前記金属酸化物水和物層で被覆された前記薄片状粒子を洗浄し、乾燥させた後、焼成して、前記金属酸化物水和物層を金属酸化物層とする工程(工程2)と、を含み、
    前記金属酸化物層形成用スラリーの調整に使用される前記薄片状粒子のpH2の塩酸水中におけるゼータ電位が、−25mV〜−10mVであり、前記薄片状粒子は、粒度分布において、粒径が小さい側からの体積累積が50%に相当する粒径が50〜110μmであり、前記金属酸化物層形成用スラリーの調整に使用される前記薄片状粒子中のNaの含有量が、酸化物(Na 2 O)換算で、5質量%以上9質量%未満である、光輝性顔料の製造方法。
  9. 前記金属化合物の水溶液が、チタン含有溶液であり、
    前記チタン含有溶液が、四塩化チタン、三塩化チタン、二塩化チタン、硫酸チタン、硫酸チタニル、硝酸チタン、及び硝酸チタニルからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む水溶液である請求項に記載の光輝性顔料の製造方法。
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