JP7128057B2 - Compounding agent for paint - Google Patents

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Description

本発明は、表面処理無機酸化物粒子からなる塗料用配合剤に関する。 The present invention relates to coating formulations comprising surface-treated inorganic oxide particles.

従来から塗膜表面の光沢を低下させる目的でシリカ等の無機酸化物粒子を艶消し剤として塗料中に配合することが行われている。この艶消し剤は塗膜表面に微細な凹凸を形成させ、これによりグロス値を低下させるものである。 Inorganic oxide particles such as silica have conventionally been blended into paints as matting agents for the purpose of reducing the glossiness of the coating film surface. This matting agent forms fine irregularities on the coating film surface, thereby lowering the gloss value.

ところで、上記のような無機酸化物粒子は、通常、塗料や樹脂に対する分散性を高めるために、ポリオレフィンワックスなどの有機材料により表面処理して使用される(例えば特許文献1参照)。無機酸化物粒子の表面処理剤として使用されるワックスは、常温で固体であるものの、特に低融点のものを使用した場合にはブリードアウトの問題が生じる。そのため、高融点のポリオレフィンワックス、例えばポリプロピレンワックスの使用が望まれている。 By the way, the inorganic oxide particles as described above are usually used after being surface-treated with an organic material such as polyolefin wax in order to improve dispersibility in paints and resins (see, for example, Patent Document 1). Waxes used as surface treatment agents for inorganic oxide particles are solid at room temperature, but when waxes with a low melting point are used, the problem of bleeding out occurs. Therefore, it is desired to use a polyolefin wax with a high melting point, such as a polypropylene wax.

このような高融点のポリプロピレンワックスを表面処理剤として使用する場合は、一般に、無機酸化物粒子とともに溶融混練するが、高融点であるが故に、複雑な設備が必要となったり、製造コストが高くなるという不都合がある。 When such a high-melting polypropylene wax is used as a surface treatment agent, it is generally melt-kneaded with inorganic oxide particles. There is an inconvenience that

このような不都合を解消するための手段として、有機溶剤を使うことも考えられるが、有機溶剤には廃棄や環境の問題があり、そのため、排気設備等が必要となり、製造コストがかかるという問題は依然として解決できない。 The use of organic solvents is conceivable as a means of resolving such inconveniences, but organic solvents pose problems of disposal and the environment. still not resolved.

そこで、比較的低温で無機酸化物粒子の表面処理を行うために、ポリプロピレンワックスをエマルジョンの形で使用することも知られている(特許文献2)。 Therefore, it is also known to use polypropylene wax in the form of an emulsion for surface treatment of inorganic oxide particles at a relatively low temperature (Patent Document 2).

ポリプロピレンの水性エマルジョンを用いての無機酸化物粒子の表面処理は、比較的低温で行うことができ、しかも、有機溶剤を用いていないので廃棄や環境の問題も心配する必要がないという利点を有している。 The surface treatment of inorganic oxide particles using an aqueous polypropylene emulsion has the advantage that it can be carried out at a relatively low temperature and that there is no need to worry about disposal or environmental problems because an organic solvent is not used. is doing.

しかしながら、本発明者らの研究によると、ポリプロピレンの水性エマルジョンを用いて表面処理を行った場合、わずかではあるが黄変が生じる傾向があり、塗膜に対する美観を損なうおそれがあるため、塗料用配合剤としての実用性が阻まれているのが実情である。 However, according to the research of the present inventors, when surface treatment is performed using an aqueous polypropylene emulsion, there is a tendency, although slight, to cause yellowing, which may impair the aesthetic appearance of the coating film. The actual situation is that the practicality as a compounding agent is hindered.

特開2000-136265号公報JP-A-2000-136265 特開平11-60231号公報JP-A-11-60231

従って、本発明の目的は、高融点のポリプロピレンの水性エマルジョンを表面処理剤として用いているにも関わらず、黄変が有効に抑制されている塗料用配合剤を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a paint formulation which effectively suppresses yellowing in spite of using an aqueous emulsion of polypropylene having a high melting point as a surface treatment agent.

本発明者等は、ポリプロピレンワックスのエマルジョンを用いて無機酸化物粒子の表面処理を行った時に生じる黄変について多くの実験を行い検討した結果、この黄変は、該エマルジョンを用いての表面処理条件に由来しているとの知見を得、かかる知見に基づき、本発明を完成させるに至った。 The present inventors have conducted many experiments and studied yellowing that occurs when inorganic oxide particles are surface-treated using a polypropylene wax emulsion. The present inventors have obtained knowledge that it is derived from conditions, and have completed the present invention based on this knowledge.

本発明によれば、融点140℃以上のポリプロピレンワックスの水性エマルジョンで表面処理された無機酸化物粒子からなる塗料用配合剤において、
前記ポリプロピレンワックスは、前記無機酸化物粒子100質量部当り1~15質量部の量で含まれており、
ハンター白色度が90%以上であることを特徴とする塗料用配合剤が提供される。
According to the present invention, a paint compounding agent comprising inorganic oxide particles surface-treated with an aqueous emulsion of polypropylene wax having a melting point of 140° C. or higher,
The polypropylene wax is contained in an amount of 1 to 15 parts by mass per 100 parts by mass of the inorganic oxide particles,
A paint formulation is provided which is characterized by a Hunter brightness of 90% or greater.

本発明の塗料用配合剤においては、
(1)前記無機酸化物粒子は、0.1~1.5g/cmの嵩密度を有していること、
(2)前記無機酸化物粒子がシリカであること、
(3)FT-IR測定により算出されるカルボニル基(>C=O、Wavenumbers 1701cm-1)・・・(i)、カルボン酸塩中のカルボキシレート(―COO、Wavenumbers 1558cm-1)・・・(ii)、水(HO、Wavenumbers 1630cm-1)・・・(iii)、ポリプロピレン(PP、Wavenumbers 1461cm-1)・・・(iv)からなるピーク強度比(i×ii/iii/iv)が0.25以下にあること、
(4)平均粒径が1~50μmに粒度調整されていること、
(5)硬化型塗料用配合剤として用いられる平均粒径が1~50μmに粒度調整されていること、
が好ましい。
In the paint compounding agent of the present invention,
(1) the inorganic oxide particles have a bulk density of 0.1 to 1.5 g/cm 3 ;
(2) the inorganic oxide particles are silica;
(3) Carbonyl group calculated by FT-IR measurement (>C=O, Wavenumbers 1701 cm -1 ) (i), carboxylate in carboxylate (-COO - , Wavenumbers 1558 cm -1 )... (ii), water (H 2 O, Wavenumbers 1630 cm −1 ) (iii), polypropylene (PP, Wavenumbers 1461 cm −1 ) (iv) peak intensity ratio ( ixii /iii/ iv) is less than or equal to 0.25;
(4) the average particle size is adjusted to 1 to 50 μm;
(5) The average particle size used as a compounding agent for curable paint is adjusted to 1 to 50 μm,
is preferred.

本発明の塗料用配合剤は、ポリプロピレンワックスにより表面処理されており、これにより、塗料中に配合したとき、塗膜形成用の樹脂中に均一に分散し、無機酸化物微粒子による艶消し効果が発現するのであるが、第1の特徴は、このポリプロピレンワックスの融点が140℃以上である点にある。即ち、このポリプロピレンワックスの融点が低かったり、或いはポリプロピレンではなく、ポリエチレンワックスにより表面処理が行われている場合には、塗膜中からのブリーディングが顕著となり、白化等により塗膜の加飾性が損なわれるおそれがある。特に、UV硬化型塗料に配合した場合には、光照射により塗膜を形成する際の温度上昇に際してのブリーディングが顕著である。
しかるに、本発明では、上記のように、高融点のポリプロピレンワックスを用いて表面処理されているため、上記のようなブリーディングの問題は有効に解決されている。
The paint compounding agent of the present invention is surface-treated with polypropylene wax, so that when it is incorporated in the paint, it is uniformly dispersed in the resin for forming the coating film, and the inorganic oxide fine particles provide a matting effect. The first feature is that the polypropylene wax has a melting point of 140° C. or higher. That is, when the melting point of this polypropylene wax is low, or when the surface treatment is performed with polyethylene wax instead of polypropylene, bleeding from the coating film becomes remarkable, and the decorativeness of the coating film deteriorates due to whitening or the like. It may be damaged. In particular, when blended in a UV curable paint, bleeding is conspicuous when the temperature rises during the formation of a coating film by light irradiation.
However, in the present invention, as described above, the problem of bleeding is effectively solved because the surface is treated using a polypropylene wax having a high melting point.

また、本発明の塗料用配合剤は、上記の高融点ポリプロピレンワックスの水性エマルジョンを用いて表面処理がなされていることが第二の特徴である。
即ち、水性エマルジョンを用いての表面処理であるため、溶融混練のような複雑な設備を使用することなく、しかも溶剤除去のための排気設備等が不要であり、環境に悪影響を与えることがなく、しかも製造コストを増大させることもない。
The second feature of the paint compounding agent of the present invention is that it is surface-treated using the aqueous emulsion of the high-melting point polypropylene wax.
That is, since it is a surface treatment using an aqueous emulsion, there is no need for complicated equipment such as melt-kneading, and there is no need for exhaust equipment for solvent removal, etc., and there is no adverse effect on the environment. Moreover, it does not increase the manufacturing cost.

さらに、本発明の塗料用配合剤においては、上記の高融点ポリプロピレンワックスの含有量(即ち、表面処理量)は、無機酸化物粒子100質量部あたり1~15質量部、好ましくは1~9質量部の範囲に調整されていることが第三の特徴である。即ち、ポリオレフィンワックス等による表面処理量は、一般に無機酸化物粒子100質量部あたり10質量部を越えており、本発明では、表面処理量が、従来採用されている範囲よりも少なく調整されている。これにより、エマルジョンを用いての表面処理条件(温度や処理時間)の調整により、黄変が有効に回避されており、そのハンター白色度が90%以上、好ましくは93%以上、特に好ましくは96%以上となり、極めて高い白色度が確保される。 Furthermore, in the paint compounding agent of the present invention, the content of the high melting point polypropylene wax (that is, the surface treatment amount) is 1 to 15 parts by mass, preferably 1 to 9 parts by mass, per 100 parts by mass of the inorganic oxide particles. The third feature is that it is adjusted to a certain range. That is, the amount of surface treatment with polyolefin wax or the like generally exceeds 10 parts by mass per 100 parts by mass of inorganic oxide particles. . As a result, by adjusting the surface treatment conditions (temperature and treatment time) using the emulsion, yellowing is effectively avoided, and the Hunter whiteness is 90% or more, preferably 93% or more, particularly preferably 96%. % or more, and an extremely high degree of whiteness is ensured.

即ち、本発明の塗料用配合剤では、水性エマルジョンを用いて表面処理されているにもかかわらず、黄変が有効に抑制され、優れた白色度が得られている。従って、本発明の塗料用配合剤は、安価に製造することができ、しかも、黄変やブリーディングによる塗膜の外観低下が有効に回避されており、紫外線などの光硬化型塗料の配合剤として、工業的に極めて有用である。 That is, in the paint compounding agent of the present invention, yellowing is effectively suppressed and excellent whiteness is obtained in spite of the fact that the surface is treated with an aqueous emulsion. Therefore, the paint compounding agent of the present invention can be produced at a low cost and effectively avoids deterioration of the appearance of the coating film due to yellowing and bleeding. , is industrially extremely useful.

実験例で得られた塗料用配合剤の白色度とFT-IR測定により算出されるカルボニル基(>C=O)を含むピーク強度比の関係。The relationship between the whiteness of the paint compounding agents obtained in Experimental Examples and the peak intensity ratio including carbonyl groups (>C=O) calculated by FT-IR measurement. 比較例1で得られた塗料用配合剤のFT-IR測定で観察されたピーク強度。Peak intensity observed in FT-IR measurement of the paint formulation obtained in Comparative Example 1. 塗料実験で用いた塗料用配合剤(実施例1)が配合されたUV硬化型塗料の粘度及びシリカ(無機酸化物粒子(A))が配合されたUV硬化型塗料の回転粘度計で測定した粘度を示す図。Viscosity of the UV curable paint compounded with the paint compounding agent (Example 1) used in the paint experiment and UV curable paint compounded with silica (inorganic oxide particles (A)) were measured with a rotational viscometer. The figure which shows a viscosity.

本発明の塗料用配合剤は、表面処理剤として使用されたポリプロピレンワックスにより無機酸化物粒子の表面が覆われているという粒子構造を有している。 The paint compounding agent of the present invention has a particle structure in which the surfaces of the inorganic oxide particles are covered with the polypropylene wax used as the surface treatment agent.

<無機酸化物粒子>
表面処理される無機酸化物粒子としては、特に制限されず、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、或いはこれらの無機酸化物の2種以上からなる混合物、或いは2種以上が複合化している複合無機酸化物(例えばアルミノシリケート、チタノシリケート)など、それ自体公知のものであってよいが、特に化学的、熱的に安定であり、塗料用配合剤として好適に使用されるシリカ、アルミナ、酸化チタン等が好適であり、シリカが最も好適である。
<Inorganic oxide particles>
The inorganic oxide particles to be surface-treated are not particularly limited, and may be silica, alumina, titanium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, or a mixture of two or more of these inorganic oxides, or a composite of two or more of these inorganic oxides. compound inorganic oxides (e.g., aluminosilicates, titanosilicates), etc., which are known per se, but are particularly chemically and thermally stable and are preferably used as compounding agents for paints. , alumina, titanium oxide and the like are preferred, and silica is most preferred.

また、上記の無機酸化物粒子は、各種の無機塩等の不純物を多く含んでいる場合があるが、その不純物量が多いと、無機酸化物としての特性や、分散性、屈折率などの塗料用配合剤等としての特性にバラツキを生じ易くなってしまう。このため、このような不純物は可及的に少ないことが望ましく、不純物含量が多い無機酸化物粒子については、例えば水簸、水洗等により、不純物含量を低減させておくことが好適である。
例えば、高純度の無機酸化物粒子は、電気抵抗が高く、不純物含量の多いものは電気抵抗が小さいことから、5%水性懸濁液で測定した20℃での比抵抗が1kΩ・cm以上、特に40kΩ・cm以上となるように、不純物含量を低減させておくことが好適である。
In addition, the above-mentioned inorganic oxide particles may contain a large amount of impurities such as various inorganic salts. It becomes easy to produce dispersion|variation in the characteristic as a compounding agent etc. for. Therefore, it is desirable that such impurities be as small as possible, and for inorganic oxide particles containing a large amount of impurities, it is preferable to reduce the impurity content by, for example, elutriation or washing with water.
For example, high-purity inorganic oxide particles have high electrical resistance, and those with a high impurity content have low electrical resistance. In particular, it is preferable to reduce the impurity content to 40 kΩ·cm or more.

本発明において、上記の無機酸化物粒子は、嵩密度が0.1~1.5g/cm、特に0.1~0.7g/cmの範囲にあることが好ましい。即ち、嵩密度が小さい嵩高なものは、塗料や樹脂などに配合したときに粒子が崩壊し、著しい増粘や、屈折率の変動等を生じることがあるが、嵩密度が上記の範囲にある緻密な粒子を使用することにより、上記の問題を有効に防止することができる。また、嵩密度が必要以上に大きくなると、例えば塗料等に配合して塗膜を形成したとき、摺擦による塗膜の傷付性が高まってしまうので、その上限は、上記のような適度な範囲にあるのがよい。 In the present invention, the inorganic oxide particles preferably have a bulk density in the range of 0.1 to 1.5 g/cm 3 , particularly 0.1 to 0.7 g/cm 3 . That is, bulky materials with a low bulk density may collapse particles when blended in paints, resins, etc., and may cause significant thickening, fluctuations in refractive index, etc., but the bulk density is within the above range. By using dense particles, the above problems can be effectively prevented. In addition, if the bulk density becomes larger than necessary, for example, when a paint film is formed by blending it with a paint or the like, the paint film is more likely to be scratched by rubbing. should be in range.

上述した観点から、本発明において、表面処理される無機酸化物として最も好適に使用される無機酸化物は、所謂ゲル法シリカまたは沈降法シリカである。
かかるゲル法シリカは、例えば、前述した特許文献2の二重構造非晶質シリカ粒子のコアに相当する緻密な構造を有するものであり、ケイ酸アルカリ水溶液と鉱酸水溶液とをpH2~10の条件下で中和することにより得られる。また、他のシリカとしては、所謂沈降法も知られており、かかる方法で得られる非晶質シリカも表面処理される無機酸化物粒子として好適に使用される。
From the above point of view, in the present invention, the inorganic oxide most preferably used as the inorganic oxide to be surface-treated is so-called gel silica or precipitation silica.
Such gel-process silica has, for example, a dense structure corresponding to the core of the double structure amorphous silica particles of Patent Document 2 described above, and is obtained by mixing an alkali silicate aqueous solution and a mineral acid aqueous solution at a pH of 2 to 10. Obtained by neutralizing under conditions. A so-called sedimentation method is also known for other silica, and amorphous silica obtained by such a method is also suitably used as inorganic oxide particles to be surface-treated.

<ポリプロピレンワックス>
本発明において、表面処理剤として使用され、上述した無機酸化物粒子の表面を覆っているポリプロピレンワックスは、融点が140℃以上、特に160℃以上のものである。この融点は、所謂示差熱分析(DSC)により測定されるピークトップの値であるが、融点が上記範囲よりも低融点のもの或いはポリエチレンワックスなどを用いた場合には、例えば塗料や樹脂などに配合したとき、塗膜やフィルム形成時等の加熱により熱履歴を受けたときにブリーディングを生じ易くなってしまい、例えば滑り性が高められ、塗膜特性やフィルム物性等が損なわれ、その用途が大きく制限されてしまうため、本発明には不適当である。
<Polypropylene wax>
In the present invention, the polypropylene wax used as the surface treatment agent and covering the surfaces of the inorganic oxide particles has a melting point of 140° C. or higher, particularly 160° C. or higher. This melting point is a peak top value measured by so-called differential thermal analysis (DSC). When blended, bleeding tends to occur when subjected to heat history due to heating during coating or film formation, for example, the slipperiness is enhanced, the coating film properties and film physical properties are impaired, and the use is reduced. It is unsuitable for the present invention because it is too restrictive.

また、このワックスによる表面処理は、後述するように、該ワックスをエマルジョンの形で使用されて行われる。このため、このワックスを形成するポリプロピレンは、水に対する分散性を高めるため、無水マレイン酸や(メタ)アクリル酸等のエチレン系不飽和結合を有する不飽和カルボン酸などが共重合されている。即ち、このような極性基を有する化合物を共重合成分として導入することにより水に対する親和性を高め、エマルジョンを調製し得るようにしているわけである。 Moreover, the surface treatment with this wax is carried out using the wax in the form of an emulsion, as will be described later. Therefore, the polypropylene forming this wax is copolymerized with an unsaturated carboxylic acid having an ethylenically unsaturated bond, such as maleic anhydride or (meth)acrylic acid, in order to improve dispersibility in water. That is, by introducing such a compound having a polar group as a copolymerization component, the affinity for water is enhanced, and an emulsion can be prepared.

尚、上記のように極性基が導入されていない通常のポリプロピレンワックスを用いた場合には、例えば、溶融混練や有機溶剤を用いて表面処理が行われることとなり、表面処理にワックスの融点以上の高温加熱や有機溶剤廃棄のための処理設備などが必要となり、コストの増大を招き、本発明の目的を実現することができない。 In the case of using ordinary polypropylene wax into which no polar group is introduced as described above, for example, surface treatment is performed using melt-kneading or an organic solvent. High-temperature heating and processing facilities for disposal of organic solvents are required, which leads to an increase in cost and makes it impossible to achieve the object of the present invention.

本発明において、上述したポリプロピレンワックスは、前記無機酸化物粒子100質量部当り1~15質量部、特に1~9質量部の量で、該無機酸化物粒子の表面に存在する。この量(ワックス添着量)が、上記範囲よりも少ない場合には、粒子同士の凝集が生じ易く、塗料や樹脂に均一に分散させることが困難となったり、或いは塗料や樹脂に分散させたときの粘度上昇が大きくなり、結果として、その配合量が制限され、塗料や樹脂に所望の特性を付与することが困難となってしまう。また、この量を上記範囲よりも多く設定しようとすると、後述する水性エマルジョンを用いての表面処理によって黄変を生じてしまう。 In the present invention, the polypropylene wax described above is present on the surfaces of the inorganic oxide particles in an amount of 1 to 15 parts by weight, particularly 1 to 9 parts by weight, per 100 parts by weight of the inorganic oxide particles. If this amount (amount of wax impregnated) is less than the above range, the particles tend to agglomerate, making it difficult to uniformly disperse the wax in the paint or resin, or when the wax is dispersed in the paint or resin. As a result, the blending amount is limited, and it becomes difficult to impart desired properties to paints and resins. Also, if the amount is set higher than the above range, yellowing will occur due to the surface treatment using the aqueous emulsion described later.

<表面処理無機酸化物粒子の特性>
本発明の塗料用配合剤として使用される表面処理無機酸化物粒子は、エマルジョン形成のために共重合変性されているポリプロピレンのワックスが上記のような量で無機酸化物粒子の表面に添着していると共に、ハンター白色度が90%以上、好ましくは93以上、特に好ましくは96%以上と、極めて高い白色度を有している。
<Characteristics of surface-treated inorganic oxide particles>
The surface-treated inorganic oxide particles used as the paint compounding agent of the present invention are obtained by attaching the copolymer-modified polypropylene wax to the surface of the inorganic oxide particles in the above amount for forming an emulsion. In addition, it has a Hunter whiteness of 90% or more, preferably 93% or more, and particularly preferably 96% or more, which is an extremely high degree of whiteness.

即ち、本発明者等の研究によると、ポリプロピレンワックスの水性エマルジョンを用いて表面処理(以下、エマルジョン法表面処理と呼ぶことがある)を行うと、黄変を生じることが判っている。特に、この黄変は、ラボ実験に代表されるように、少量の無機酸化物粒子を表面処理する場合には、比較的わずかであり、肉眼では問題になると思われない程度に見えるが、実機で多量の無機酸化物粒子について表面処理を行うと、かなり顕著に現れる。即ち、エマルジョン法表面処理では、従来採用されていた有機溶剤を用いての表面処理や溶融混練による表面処理とは全く異なる設備(水分除去のための乾燥設備)を用いて行うことが必要であるため、ラボ的に少量生産は行われていても、工業的にはほとんど実施されていなかったため、このような黄変については問題視されておらず、従って、その解決手段についても、これまで全く検討されていなかったのではないかと思われる。 That is, according to the studies of the present inventors, it has been found that yellowing occurs when surface treatment is performed using an aqueous emulsion of polypropylene wax (hereinafter sometimes referred to as emulsion method surface treatment). In particular, this yellowing is relatively slight when surface-treating a small amount of inorganic oxide particles, as typified by laboratory experiments, and does not appear to be a problem with the naked eye. It appears significantly when surface treatment is performed on a large amount of inorganic oxide particles in . That is, in the emulsion method surface treatment, it is necessary to use equipment (drying equipment for removing moisture) that is completely different from surface treatment using an organic solvent or surface treatment by melt-kneading, which has been conventionally adopted. Therefore, even though small-scale production was carried out in the laboratory, it was hardly carried out industrially, so this kind of yellowing was not regarded as a problem. It seems that it was not considered.

上記の黄変が生じる理由は、明確に解明されているわけではないが、本発明者等は、ポリプロピレンの酸化劣化が黄変の理由ではないかと推定している。即ち、ポリプロピレンは、酸化されやすい3級炭素原子を含んでいると同時に、無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸の共重合単位が分子中に導入されており、酸化され易い不飽和基を含んでいる。このため、表面処理に際しての加熱等により酸化され、アルデヒドやケトンなどの低分子量成分が発生し、これが黄変の原因になっているのではないかと考えている。特に、ポリプロピレンの水性エマルジョンは、エマルジョン化の際に、例えば界面活性剤や分散剤、中和剤として添加される塩の金属成分が触媒作用を持つ場合があり、上述の不飽和基の酸化劣化を促進すると考えている。また、無機酸化物粒子に含まれる不純物が多い場合においても、同様の触媒作用によって不飽和基の酸化劣化が促進する恐れがあるため、例えば、無機酸化物粒子は5%水性懸濁液で測定した20℃での比抵抗が1kΩ・cm以上、特に40kΩ・cm以上となるように、不純物含量を低減させておくことが好ましい。 Although the reason why the above-mentioned yellowing occurs has not been clearly elucidated, the present inventors presume that the oxidative deterioration of polypropylene is the reason for the yellowing. That is, polypropylene contains tertiary carbon atoms that are easily oxidized, and at the same time, copolymer units of unsaturated carboxylic acids such as maleic anhydride are introduced into the molecule, so that it contains easily oxidizable unsaturated groups. there is Therefore, it is considered that the yellowing is caused by oxidation due to heating or the like during surface treatment to generate low-molecular-weight components such as aldehydes and ketones. In particular, in aqueous polypropylene emulsions, metal components of salts added as, for example, surfactants, dispersants, and neutralizers may have a catalytic action during emulsification, and the oxidation deterioration of the unsaturated groups described above may occur. I believe it will promote In addition, even if the inorganic oxide particles contain a large amount of impurities, the same catalytic action may accelerate the oxidative deterioration of the unsaturated groups. It is preferable to reduce the impurity content so that the specific resistance at 20° C. is 1 kΩ·cm or more, particularly 40 kΩ·cm or more.

例えば、本発明の塗料用配合剤は、FT-IR測定により算出されるカルボニル基(>C=O、Wavenumbers 1701cm-1)を含むピーク強度比((i)×(ii)/(iii)/(iv))が0.25以下、好ましくは0.20以下にある。ピーク強度(i)、(ii)、(iii)、(iv)の詳細を下記に示した。
カルボニル基(>C=O、Wavenumbers 1701cm-1)・・・(i)
カルボン酸塩中のカルボキシレート(―COO、Wavenumbers 1558cm-1)・・・(ii)
水(HO、Wavenumbers 1630cm-1)・・・(iii)
ポリプロピレン(PP、Wavenumbers 1461cm-1)・・・(iv)
カルボニル基(>C=O)を含むピーク強度比は、下記式より求めた。
(i)×(ii)/(iii)/(iv)
上記式においては、熱履歴等の外的要因によりポリプロピレン鎖が切断し、当該部分が酸化されカルボニル基を生成する事で(i)が増加、更に、先述の水性エマルジョンに含有される金属成分とカルボニル基の間でカルボン酸塩を生成し(ii)が増加する。一方、熱履歴により水の蒸発が促進される事で(iii)は減少し、また、ポリプロピレン鎖の切断により(iv)も減少する。以上より、上記式はポリプロピレンワックスの水性エマルジョンで表面処理された無機酸化物粒子の酸化の程度を示すパラメータである。
FT-IRの測定で算出されるこれらのピークは、Thermo Fisher Scientific社製FT-IR(Nicolet iS50)、Harrick Scientific社製拡散反射用アタッチメント(Seagull)、および検出器DLaTGSを用いる場合の測定条件を、例えば、入射角15度、積算回数128回、分解能4cm-1としたときは、上記のWavenumberに観察することができる(図2を参照)。このようなカルボニル基含量は、黄変がポリプロピレンの酸化によるものであることを示していると本発明者等は考えている。即ち、ポリエチレンのワックスにより表面処理されている無機酸化物粒子では、表面処理に際してポリプロピレンほど酸化されないため、そのカルボニル基含量は、本発明に比して小さい。また、ポリプロピレンワックスを用いたとしても、溶融混練や有機溶剤を用いての表面処理がなされているものでも、そのカルボニル基含量は、本発明に比して小さい。
このことから理解されるように、本発明において、カルボニル基含量が上記範囲にあることは、少なくとも、ポリプロピレンの水性エマルジョンを用いて表面処理がされていることを意味している。
For example, the paint compounding agent of the present invention has a peak intensity ratio ((i)×(ii)/( iii )/ (iv)) is 0.25 or less, preferably 0.20 or less. Details of peak intensities (i), (ii), (iii) and (iv) are shown below.
carbonyl group (>C═O, Wavenumbers 1701 cm −1 ) (i)
Carboxylate in carboxylate (—COO , Wavenumbers 1558 cm −1 ) (ii)
Water (H 2 O, Wavenumbers 1630 cm −1 ) (iii)
Polypropylene (PP, Wavenumbers 1461 cm −1 ) (iv)
A peak intensity ratio containing a carbonyl group (>C=O) was obtained from the following formula.
(i)×(ii)/(iii)/(iv)
In the above formula, the polypropylene chain is cut due to external factors such as heat history, and the part is oxidized to generate a carbonyl group, thereby increasing (i). A carboxylate is produced between carbonyl groups to increase (ii). On the other hand, (iii) decreases due to accelerated evaporation of water due to heat history, and (iv) decreases due to scission of polypropylene chains. As described above, the above formula is a parameter indicating the degree of oxidation of the inorganic oxide particles surface-treated with the aqueous emulsion of polypropylene wax.
These peaks calculated by FT-IR measurement are measured using Thermo Fisher Scientific FT-IR (Nicolet iS50), Harrick Scientific diffuse reflection attachment (Seagull), and detector DLaTGS. For example, when the incident angle is 15 degrees, the number of times of integration is 128, and the resolution is 4 cm −1 , the wavenumber can be observed (see FIG. 2). We believe that such a carbonyl group content indicates that the yellowing is due to oxidation of the polypropylene. That is, the inorganic oxide particles surface-treated with polyethylene wax are not oxidized as much as polypropylene during the surface treatment, so the carbonyl group content is smaller than that of the present invention. Moreover, even if polypropylene wax is used, the carbonyl group content thereof is smaller than that of the present invention even if it is melt-kneaded or surface-treated with an organic solvent.
As understood from this, in the present invention, the carbonyl group content within the above range means that the surface is treated with at least an aqueous polypropylene emulsion.

尚、本発明の塗料用配合剤として用いる表面処理無機酸化物粒子は、本発明者等が推定した黄変の発生原因に基づき、極力、酸化されにくいようにしてエマルジョン法により表面処理されたものであり、この結果、少量の表面処理であろうが大量の表面処理であろうが、上記のような高い白色度を有しているのであり、これは、従来公知のエマルジョン法による表面処理無機酸化物粒子には全く見られない特性である。例えば、ラボ実験で少量処理を行った場合でも、従来は、このような高い白色度のものは得られていない。 The surface-treated inorganic oxide particles used as the paint compounding agent of the present invention are surface-treated by an emulsion method so as to be as difficult to be oxidized as possible based on the cause of yellowing assumed by the present inventors. As a result, whether it is a small amount of surface treatment or a large amount of surface treatment, it has a high degree of whiteness as described above. This is a characteristic not found in oxide particles at all. For example, conventionally, such a high degree of whiteness has not been obtained even when small amounts are treated in laboratory experiments.

さらに、付け加えると、本発明の塗料用配合剤は、5%水性懸濁液で測定した20℃での比抵抗が15kΩ・cm未満とかなり低い。先にも述べたように、表面処理される無機酸化物粒子の比抵抗が特に40kΩ・cm以上であることを考慮すると、この表面処理により、比抵抗が大きく低下していることが理解される。即ち、本発明の塗料用配合剤は、上記のようにエマルジョン法により無機酸化物粒子を表面処理することにより、得られるため、エマルジョン調製のための界面活性剤や分散剤、中和剤に由来する各種塩類がワックスと共に無機酸化物粒子表面に移行しており、さらにポリプロピレンワックス自体も、共重合により極性基が導入されている。このため、本発明の表面処理無機酸化物粒子は、未処理の無機酸化物粒子と比較して電気伝導度が高められ、上記のように比抵抗値が低下しているわけである。 Additionally, the paint formulations of the present invention have a fairly low resistivity of less than 15 kΩ·cm at 20° C. measured in a 5% aqueous suspension. As described above, considering that the specific resistance of the inorganic oxide particles to be surface-treated is 40 kΩ cm or more, it is understood that the specific resistance is greatly reduced by this surface treatment. . That is, the paint compounding agent of the present invention is obtained by surface-treating the inorganic oxide particles by the emulsion method as described above. Various salts are transferred to the surface of the inorganic oxide particles together with the wax, and the polypropylene wax itself also has a polar group introduced by copolymerization. Therefore, the surface-treated inorganic oxide particles of the present invention have higher electrical conductivity than untreated inorganic oxide particles, and the specific resistance value is lowered as described above.

<表面処理>
上述したように、本発明の塗料用配合剤は、高融点ポリプロピレンワックスの水性エマルジョンを用いての表面処理により得られるものであるが、黄変を有効に抑制するために、酸化を極力防止するように、極めて厳密に管理された状態でエマルジョン法による表面処理が行われる。
<Surface treatment>
As described above, the paint compounding agent of the present invention is obtained by surface treatment using an aqueous emulsion of high melting point polypropylene wax. Thus, the surface treatment by the emulsion method is performed under very strict control.

先ず、大まかに説明すると、前述した無機酸化物粒子を、表面処理されやすいように、粉砕等によって適度な粒径(通常、平均粒径が1~50μm)に粒度調整し、乾燥して水分を除去した後、前述したポリプロピレンワックスの水性エマルジョンを用い、粒度調整された無機酸化物粒子に該エマルジョンをスプレー噴霧し、引き続いて乾燥することにより、表面処理が行われる。 First, to explain roughly, the inorganic oxide particles described above are adjusted to an appropriate particle size (usually an average particle size of 1 to 50 μm) by pulverization or the like so as to be easily surface-treated, and dried to remove moisture. After removal, surface treatment is performed using an aqueous emulsion of the polypropylene wax described above by spraying the emulsion onto the sized inorganic oxide particles, followed by drying.

無機酸化物粒子へのポリプロピレンワックスエマルジョンのスプレー噴霧は、例えばヘンシェルミキサー等の混合器中に無機酸化物粒子を導入し、撹拌下にスプレー噴霧が行われ、引き続き乾燥が行われる。
尚、ゲル法或いは沈降法などで得られたシリカの濾過水洗ケーキに、上記のワックスエマルジョンを混合撹拌することによっても表面処理を行うことができるが、この場合には、シリカとワックスエマルジョンを混合攪拌する大型設備や処理工程の増加が避けられないばかりか、乾燥を必要以上高温且つ長時間行わなければならず、この結果、黄変を抑制することが困難となってしまい、目的とする高白色度の表面処理粒子を得ることができない。従って、本発明の表面処理粒子を得るためには、上記のようにスプレー噴霧により表面処理を行うことが好ましく、特に、表面処理後の乾燥をできるだけ低温且つ短時間で行い得るように、適宜乾燥され、例えば、含水率が10質量%以下のレベルまで乾燥された無機酸化物粒子について、スプレー噴霧による表面処理を行うことが最適である。
The polypropylene wax emulsion is sprayed onto the inorganic oxide particles by, for example, introducing the inorganic oxide particles into a mixer such as a Henschel mixer, spraying while stirring, and then drying.
The surface treatment can also be carried out by mixing and stirring the above-mentioned wax emulsion into a filtered and water-washed silica cake obtained by a gel method or a sedimentation method. In this case, the silica and the wax emulsion are mixed. Not only is it unavoidable to increase the number of large-scale stirring equipment and processing steps, but drying must be performed at a higher temperature than necessary for a long time. Surface-treated particles with whiteness cannot be obtained. Therefore, in order to obtain the surface-treated particles of the present invention, it is preferable to carry out the surface treatment by spraying as described above. For example, the inorganic oxide particles dried to a level of 10% by mass or less in water content are optimally subjected to surface treatment by spraying.

また、上記のようなスプレー噴霧に際して、混合機内への無機酸化物粒子の仕込み量に応じて、スプレー噴霧するエマルジョン中のポリプロピレンワックスの濃度、噴霧時間、スプレー噴霧に際しての混合機内温度、噴霧後の乾燥温度及び乾燥時間等の条件が、前述したハンター白色度或いはカルボニル基含量が得られるように設定されることとなる。即ち、適度な表面処理効率が確保される範囲内で、高温下でのポリプロピレンワックスの酸素との接触を可及的に抑制するように、各種条件が設定される。 Further, when spraying as described above, depending on the amount of inorganic oxide particles charged into the mixer, the concentration of polypropylene wax in the emulsion to be sprayed, the spraying time, the temperature in the mixer during spraying, and the temperature after spraying Conditions such as drying temperature and drying time are set so as to obtain the aforementioned Hunter whiteness or carbonyl group content. That is, various conditions are set so as to suppress contact of the polypropylene wax with oxygen at high temperatures as much as possible within a range in which an appropriate surface treatment efficiency is ensured.

例えば、エマルジョンワックスの固形分濃度(ワックス濃度)は、高い程、ワックスと酸素との接触が抑制されるが、濃度が高すぎると、処理時間(スプレー噴霧時間や乾燥時間)が短く、酸化を防止する方向に作用する一方で、ワックスが単独で固化し易く、表面処理を均一に行うことが困難である。この場合には、水で希釈してワックス濃度を低下させて、ワックスの単独固化を抑制し均一な表面処理を行うことができるが、水分を除去するために高温且つ長時間の加熱を要することは避けなければならない。
また、スプレー噴霧に際しての混合機内の温度(スプレー噴霧温度)及びその後の乾燥温度(スプレー後の混合機内温度)は、低すぎると、乾燥に長時間要することとなり、結局、目的とするハンター白色度を有する表面処理粒子を得ることが困難となってしまう。また、この温度が高すぎると、ワックスの酸化が促進されてしまい、やはり、高いハンター白色度を有する表面処理粒子を得ることが困難となってしまう。
スプレー噴霧時間は、短い程、処理効率はよいが、反面、噴霧圧力が高く、ワックスが空気(酸素)と接触する頻度が高くなり、酸化を抑制することが困難となるため、適度な範囲に設定しなければならない。
さらに、乾燥時間も同様に、適度な範囲に設定することが必要である。この時間が短くなると、処理効率は向上するとしても、乾燥温度を高くすることが必要となり、乾燥温度の上昇は、酸化を促進し、ハンター白色度の低下(即ち、黄変)を招いてしまうからである。
For example, the higher the solid content concentration (wax concentration) of the emulsion wax, the more the contact between the wax and oxygen is suppressed. On the one hand, the wax tends to solidify by itself, and it is difficult to perform a uniform surface treatment. In this case, it is possible to dilute the wax with water to reduce the concentration of the wax, thereby suppressing the solidification of the wax alone and performing a uniform surface treatment. should be avoided.
In addition, if the temperature in the mixer during spraying (spray spray temperature) and the subsequent drying temperature (temperature in the mixer after spraying) are too low, drying will take a long time, resulting in the desired Hunter whiteness. It becomes difficult to obtain surface-treated particles having On the other hand, if the temperature is too high, the oxidation of the wax will be accelerated, again making it difficult to obtain surface-treated particles with a high Hunter whiteness.
The shorter the spraying time, the better the treatment efficiency. must be set.
Furthermore, it is also necessary to set the drying time within an appropriate range. If this time is shortened, even if the treatment efficiency is improved, it is necessary to raise the drying temperature, and the increase in drying temperature promotes oxidation and causes a decrease in Hunter's whiteness (i.e., yellowing). It is from.

このように、黄変を防止するには、上述した各種条件が互いに関連しているため、仕込み量等に応じて、目的とするハンター白色度やカルボニル基含量が得られるように、各種条件を設定し、各条件を厳密に管理することが必要である。
因みに、60~100kgの無機粒子をヘンシェルミキサーに投入し、所定量のポリプリプロピレンワックスが添着された本発明の表面処理無機酸化物粒子を得るときの好適な条件は、以下の通りであることを実験的に確認している。
エマルジョン濃度(ワックス濃度):15~20質量%
スプレー噴霧温度(噴霧室内温度):130~140℃
スプレー噴霧時間:60~120分
乾燥温度:130~140℃
乾燥時間:0~30分
尚、乾燥自体は、スプレー噴霧と同時に始まっているが、上記の乾燥時間は、スプレー噴霧終了後からの時間である。
また、ポリプロピレンワックスのエマルジョンは市販されているものを一般に使うことができ、エマルジョン濃度の調整は、例えば、水での希釈により行われる。
In this way, in order to prevent yellowing, the various conditions described above are related to each other. It is necessary to set and strictly control each condition.
By the way, suitable conditions for obtaining the surface-treated inorganic oxide particles of the present invention impregnated with a predetermined amount of polypropylene wax by putting 60 to 100 kg of inorganic particles into a Henschel mixer are as follows. is confirmed experimentally.
Emulsion concentration (wax concentration): 15 to 20% by mass
Spray atomization temperature (spray room temperature): 130-140°C
Spray time: 60-120 minutes Drying temperature: 130-140°C
Drying time: 0 to 30 minutes Although the drying itself begins at the same time as the spraying, the above drying time is the time after the end of the spraying.
A commercially available polypropylene wax emulsion can generally be used, and the concentration of the emulsion is adjusted by, for example, dilution with water.

尚、本発明においては、上記のような細かい条件コントロールをせずに、表面処理及び乾燥を窒素等の不活性ガス雰囲気中で行うことにより、目的とする黄変が無く、ハンター白色の高い表面処理粒子を得ることができる。しかし、かかる手段では、格別の構造の表面処理装置が必要となり、コスト的に不利となってしまう。従って、本発明においては、通常の大気下での表面処理に際して、各条件をコントロールして目的とする表面処理無機酸化物粒子を得ることが好適である。 In addition, in the present invention, the surface treatment and drying are performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen without performing the detailed control of the conditions as described above, so that the desired yellowing does not occur and the surface has a high Hunter white color. Treated particles can be obtained. However, such means requires a surface treatment apparatus with a special structure, which is disadvantageous in terms of cost. Therefore, in the present invention, it is preferable to obtain the desired surface-treated inorganic oxide particles by controlling each condition in the surface treatment under normal atmosphere.

上記のようにしてスプレー噴霧及び乾燥を行うことにより得られた本発明の表面処理酸化物粒子は、通常、樹脂や塗料等の媒体に配合して使用されるため、これら媒体に対する分散性を高め且つこれら媒体の粘度上昇を抑制し、作業性を確保するという観点から、その平均粒径(レーザー回折散乱法により測定した体積基準のメジアン径)が1~50μm、特に3~20μmとなる程度に粉砕・分級されて使用に供される。
さらに、上記媒体に配合した時の加熱時の水分による発泡を抑制する等の観点から、含水率が9%以下、特に5%以下に乾燥されて使用されることが好ましい。
The surface-treated oxide particles of the present invention obtained by spraying and drying as described above are usually blended in media such as resins and paints for use. In addition, from the viewpoint of suppressing the viscosity increase of these media and ensuring workability, the average particle diameter (volume-based median diameter measured by the laser diffraction scattering method) is 1 to 50 μm, particularly 3 to 20 μm. It is pulverized and classified for use.
Furthermore, from the viewpoint of suppressing foaming due to moisture during heating when blended in the above medium, it is preferable to use after drying to a moisture content of 9% or less, particularly 5% or less.

<用途>
本発明の塗料用配合剤は、これを塗料に配合することにより、塗膜の艶消し性や低滑り性を付与することができる。
塗料としては、樹脂の種類からいって、油性塗料、ニトロセルロース塗料、アルキッド樹脂塗料、アミノアルキッド塗料、ビニル樹脂塗料、アクリル樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、ポリエステル樹脂塗料、塩化ゴム系塗料等の慣用のそれ自体公知の塗料の他に、ロジン、エステルガム、ペンタレジン、クマロン・インデンレジン、フェノール系レジン、変性フェノール系レジン、マレイン系レジン、アルキド系レジン、アミノ系レジン、ビニル系レジン、石油レジン、エポキシ系レジン、ポリエステル系レジン、スチレン系レジン、アクリル系レジン、シリコーン系レジン、ゴムベース系レジン、塩素化物系レジン、ウレタン系レジン、ポリアミド系レジン、ポリイミド系レジン、フッ素系レジン、天然或いは合成の漆等の1種或いは2種以上を含有する塗料が挙げられる。
<Application>
The paint compounding agent of the present invention can impart matte properties and low-slip properties to paint films by incorporating it into paints.
As paints, depending on the type of resin, conventional oil paints, nitrocellulose paints, alkyd resin paints, aminoalkyd paints, vinyl resin paints, acrylic resin paints, epoxy resin paints, polyester resin paints, chlorinated rubber paints, etc. In addition to paints known per se, rosin, ester gum, penta resin, coumarone-indene resin, phenolic resin, modified phenolic resin, maleic resin, alkyd resin, amino resin, vinyl resin, petroleum resin, epoxy resin, polyester resin, styrene resin, acrylic resin, silicone resin, rubber-based resin, chloride resin, urethane resin, polyamide resin, polyimide resin, fluorine resin, natural or synthetic lacquer and paints containing one or more of the above.

また、用いる塗料は、その用い方によって、溶剤型塗料、水性塗料、硬化型塗料、粉体塗料などに分類されるが、本発明の表面処理酸化物粒子は、融点が140℃以上、特に160℃以上の高融点ポリプロピレンワックスにより表面処理されていることから、硬化型塗料の配合剤として最適である。
即ち、硬化型の塗料は、例えば熱硬化型或いはUV硬化型のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ビニルウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等を樹脂成分として含んでおり、熱或いは光照射(UV)により硬化して塗膜を形成するのであるが、ワックスで表面処理されている酸化物粒子では、硬化時の発熱によってワックスが溶融し、表面にブリードし、この結果、塗膜の滑り性が増大してしまったり或いは艶消し性が損なわれてしまうこともある。しかるに、本発明の表面処理酸化物粒子では、ワックスの融点が高いため、硬化時の昇温によるブリーディングが有効に抑制され、上記のような不都合を生じることはない。
Also, the paints used are classified into solvent-based paints, water-based paints, curable paints, powder paints, etc., depending on how they are used. Since the surface is treated with a high-melting point polypropylene wax with a temperature of ℃ or higher, it is most suitable as a compounding agent for curable paints.
That is, curable paints contain, for example, thermosetting or UV-curable acrylic resins, epoxy resins, vinyl urethane resins, acrylic urethane resins, polyester resins, etc. as resin components, and are cured by heat or light irradiation (UV). It cures to form a coating film, and in oxide particles surface-treated with wax, the wax melts due to the heat generated during curing and bleeds to the surface, resulting in increased lubricity of the coating film. Otherwise, the matting property may be impaired. However, in the surface-treated oxide particles of the present invention, since the wax has a high melting point, bleeding due to temperature rise during curing is effectively suppressed, and the above problems do not occur.

勿論、本発明の表面処理酸化物粒子は、例えば、アンチブロッキング剤として種々の熱可塑性樹脂、例えば、オレフィン樹脂、ナイロン6、ナイロン6-6、ナイロン6-10、ナイロン11、ナイロン12等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルフォン、塩化ビニール樹脂、塩化ビニリデン樹脂、フッ化ビニル樹脂等に配合することもできる。特に、その分散性という点で、オレフィン樹脂、例えば、低-、中-或いは高-密度のポリエチレン、アイソタクティックポリプロピレン、シンジオタクティックポリプロピレン、或いはこれらのエチレン乃至α-オレフィンとの共重合体であるポリプロピレン系重合体、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン-プロピレン共重合体、ポリブテン-1、エチレン-ブテン-1共重合体、プロピレン-ブテン-1共重合体、エチレン-プロピレン-ブテン-1共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、イオン架橋オレフィン共重合体(アイオノマー)、エチレン-アクリル酸エステル共重合体、及びこれらのブレンド物などに配合されることが特に好ましく、ポリプロピレンもしくはその共重合体に配合することが最適である。 Of course, the surface-treated oxide particles of the present invention can be used, for example, as an antiblocking agent with various thermoplastic resins, such as olefin resins, polyamides such as nylon 6, nylon 6-6, nylon 6-10, nylon 11 and nylon 12. , thermoplastic polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polycarbonates, polysulfones, vinyl chloride resins, vinylidene chloride resins, vinyl fluoride resins, and the like. In particular, in terms of their dispersibility, olefinic resins such as low-, medium- or high-density polyethylene, isotactic polypropylene, syndiotactic polypropylene, or their copolymers with ethylene or α-olefins. certain polypropylene polymers, linear low-density polyethylene, ethylene-propylene copolymers, polybutene-1, ethylene-butene-1 copolymers, propylene-butene-1 copolymers, ethylene-propylene-butene-1 copolymers Polymers, ethylene-vinyl acetate copolymers, ionically crosslinked olefin copolymers (ionomers), ethylene-acrylic acid ester copolymers, blends thereof, etc. are particularly preferably blended, and polypropylene or its copolymer. Optimally blended into coalesce.

さらに、本発明の表面処理酸化物粒子は、所謂充填材として、上記熱可塑性樹脂や、各種ゴム、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、或いは紙、繊維に配合することもできる。 Furthermore, the surface-treated oxide particles of the present invention can be blended as a so-called filler into the thermoplastic resins, various rubbers, thermosetting resins, photo-setting resins, paper, and fibers.

本発明を次の実験例で説明する。尚、本発明に用いる各種粒子等の物性及び評価方法は以下の通りである。 The invention is illustrated by the following experimental examples. The physical properties and evaluation methods of various particles used in the present invention are as follows.

(1)平均粒径
体積基準のメジアン径はMalvern社製Mastersizer 3000を使用して、レーザー回折散乱法で測定した。
(1) Average Particle Size The volume-based median size was measured by a laser diffraction scattering method using Mastersizer 3000 manufactured by Malvern.

(2)嵩密度
嵩密度はJIS K 6220-1 7.8.2:2015に準拠して、鉄シリンダー法により測定した。
(2) Bulk Density Bulk density was measured by the iron cylinder method in accordance with JIS K 6220-1 7.8.2:2015.

(3)含水率
含水率は試料の110℃乾燥水分量から算出した。
(3) Moisture content The moisture content was calculated from the moisture content of the sample dried at 110°C.

(4)5%水性懸濁液で測定したときの比抵抗(20℃)
試料の5%水懸濁液を、JIS K 5101-17-1:2004に準拠して調製した。この懸濁液の20℃における比抵抗を(株)堀場製作所製電気伝導度計(DS-8F)で測定した。
(4) Specific resistance (20°C) when measured with a 5% aqueous suspension
A 5% aqueous suspension of the sample was prepared according to JIS K 5101-17-1:2004. The specific resistance of this suspension at 20° C. was measured with an electrical conductivity meter (DS-8F, manufactured by Horiba, Ltd.).

(5)ポリプロピレンワックスの含有量(ワックス添着量)
1050℃強熱減量により、無機酸化物粒子100質量部当りのポリプロピレンワックス量を測定した。
(5) Polypropylene wax content (wax adhesion amount)
The amount of polypropylene wax per 100 parts by mass of the inorganic oxide particles was measured by ignition loss at 1050°C.

(6)ハンター白色度
日本電色工業(株)製測色色差計カラーメーターZE-2000を用いて測定を行った。
(6) Hunter Whiteness Measured using a colorimeter ZE-2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.

(7)FT-IR測定により算出されるカルボニル基(>C=O)を含むピーク強度比
Thermo Fisher Scientific社製FT-IR(Nicolet iS50)、Harrick Scientific社製拡散反射用アタッチメント(Seagull)、および検出器DLaTGSを用い、入射角15度、積算回数128回、分解能4cm-1としたときの下記Wavenumberのピーク強度を測定した。
カルボニル基(>C=O、Wavenumbers 1701cm-1)・・(i)
カルボン酸塩中のカルボキシレート(―COO、Wavenumbers 155
8cm-1)・・・(ii)
水(HO、Wavenumbers 1630cm-1)・・(iii)
ポリプロピレン(PP、Wavenumbers 1461cm-1)・・(iv)
カルボニル基(>C=O)を含むピーク強度比は、下記式より求めた。
(i)×(ii)/(iii)/(iv)
(7) Peak intensity ratio including carbonyl group (>C=O) calculated by FT-IR measurement FT-IR (Nicolet iS50) manufactured by Thermo Fisher Scientific, diffuse reflection attachment (Seagull) manufactured by Harrick Scientific, and Using a detector DLaTGS, the following wavenumber peak intensity was measured at an incident angle of 15 degrees, 128 integration times, and a resolution of 4 cm −1 .
carbonyl group (>C═O, Wavenumbers 1701 cm −1 ) (i)
Carboxylate in carboxylate (-COO- , Wavenumbers 155
8 cm −1 ) (ii)
Water (H 2 O, Wavenumbers 1630 cm −1 ) (iii)
Polypropylene (PP, Wavenumbers 1461 cm −1 ) (iv)
A peak intensity ratio containing a carbonyl group (>C=O) was obtained from the following formula.
(i)×(ii)/(iii)/(iv)

<実施例1~7及び比較例1,2>
本実験例で用いた無機酸化物粒子を示す。
(A)シリカ:水澤化学工業株式会社製ゲル法シリカ ミズカシル P-757C
(B)アルミノシリケート:水澤化学工業株式会社製ソジウムカルシウムアルミノシリ
ケート シルトンJC-30
なお、「ミズカシル」および「シルトン」は水澤化学工業株式会社の登録商標である。
上記無機酸化物粒子(A)および(B)の各物性値を表1に示す。
<Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2>
Inorganic oxide particles used in this experimental example are shown.
(A) Silica: Mizusawa Chemical Industry Co., Ltd. gel method silica Mizukasil P-757C
(B) Aluminosilicate: sodium calcium aluminosilicate Shilton JC-30 manufactured by Mizusawa Chemical Industry Co., Ltd.
"Mizukasil" and "Silton" are registered trademarks of Mizusawa Chemical Industry Co., Ltd.
Table 1 shows physical properties of the inorganic oxide particles (A) and (B).

本実験例における表面処理は、装置(a)ヘンシェルミキサー(日本コークス工業社製)又は装置(b)スーパーミキサー(川田製作所製)を用いて行い、表2に示す表面処理条件によって塗料用配合剤を得た。
本実験例で用いたポリプロピレンワックスの水性エマルジョン(表面処理剤)を示す。
(C)BYK社製ポリプロピレンワックスの水性エマルジョン AQUACER 59
3(融点160℃)
(D)東邦化学社製ポリプロピレンワックスの水性エマルジョン P-9018(融点
156℃)
(E)丸芳化学社製ポリプロピレンワックスの水性エマルジョン MGP-1650
(融点140℃)
The surface treatment in this experimental example was performed using device (a) Henschel mixer (manufactured by Nippon Coke Kogyo Co., Ltd.) or device (b) super mixer (manufactured by Kawada Seisakusho), and the coating compounding agent was prepared according to the surface treatment conditions shown in Table 2. got
1 shows an aqueous emulsion of polypropylene wax (surface treatment agent) used in this experimental example.
(C) BYK polypropylene wax aqueous emulsion AQUACER 59
3 (melting point 160°C)
(D) Polypropylene wax aqueous emulsion P-9018 (melting point 156 ° C.) manufactured by Toho Chemical Co., Ltd.
(E) Aqueous emulsion of polypropylene wax manufactured by Maruyoshi Chemical Co., Ltd. MGP-1650
(Melting point 140°C)

上記の無機酸化物粒子(A)または(B)、及び水性エマルジョン(C)~(E)を表2に示すように配合し且つ表面処理を行って塗料用配合剤を得た(実施例1~7及び比較例1)。
また、比較例2では、無機酸化物粒子(A)を水分散した後のろ過ケーキ(含水率64%)と表面処理剤(C)(ワックス濃度30%)を用いた他は、特開平11-60231の実施例6と同様の条件にて処理を行い、塗料用配合剤を得た。
The above inorganic oxide particles (A) or (B) and the aqueous emulsions (C) to (E) were blended as shown in Table 2 and subjected to surface treatment to obtain a paint formulation (Example 1 7 and Comparative Example 1).
Further, in Comparative Example 2, except for using a filter cake (water content of 64%) after dispersing the inorganic oxide particles (A) in water and a surface treatment agent (C) (wax concentration of 30%), -60231 was processed under the same conditions as in Example 6 to obtain a paint compounding agent.

上記の実施例1~7及び比較例1,2で調整された塗料用配合剤についての各物性値を表3に示す。また、これら塗料用配合剤の白色度とFT-IR測定により算出されるカルボニル基(>C=O)を含むピーク強度比の関係を図1に示す。 Table 3 shows the physical properties of the paint formulations prepared in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 above. FIG. 1 shows the relationship between the whiteness of these paint compounding agents and the peak intensity ratio including a carbonyl group (>C═O) calculated by FT-IR measurement.

Figure 0007128057000001
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Figure 0007128057000002
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Figure 0007128057000003
Figure 0007128057000003

<塗料試験>
塗料は、共栄社化学(株)製ウレタンアクリレートUA-306T、ライトアクリレート1.9ND-A、同P-200Aを配合した塗料90質量部に対し、共栄社化学(株)製フローレンDOPA-100、及びBASFジャパン(株)製IRGACURE 1173をそれぞれ5質量部添加した紫外線(UV)硬化型塗料を使用した。無機酸化物粒子配合条件は、上記UV硬化型塗料100質量部に対し無機酸化物粒子10質量部配合とした。分散条件は、プライミクス(株)製T.K.HOMODISPER(Model 2.5)を使用し、回転数1500rpmにて5分とした。塗布条件は、BYK―Gardner社製Cat.No.2120アプリケーターを使用し、日本テストパネル(株)製標準試験板(ガラス)に塗布した。硬化条件は、アイグラフィックス(株)製UVコンベア装置(アイminiグランデージ ECS-1511U)を使用し、積算光量115~130mJ/cmとした。
粘度は東機産業(株)製VISCOMETER TVB-10(CORD NO.21)を使用し、回転数6、30、60rpm(40℃)として測定した。粘度を図3に示す。60°グロスは日本電色工業(株)製Gloss Meter VG2000を使用し測定した。膜厚は(株)東洋精機製作所製THICKNESS METER B1を使用し測定した。60°グロス、膜厚を表4に示す。
<Paint test>
The paint is Kyoeisha Chemical Co., Ltd. urethane acrylate UA-306T, light acrylate 1.9ND-A, and 90 parts by mass of paint blended with P-200A, Kyoeisha Chemical Co., Ltd. Floren DOPA-100, and BASF An ultraviolet (UV) curable paint containing 5 parts by mass of IRGACURE 1173 manufactured by Japan Co., Ltd. was used. The inorganic oxide particles were blended in such a manner that 10 parts by mass of the inorganic oxide particles were blended with 100 parts by mass of the UV curable paint. The dispersing conditions were T.I. K. A HOMODISPER (Model 2.5) was used and the number of revolutions was 1500 rpm for 5 minutes. Coating conditions were BYK-Gardner Cat. No. Using a 2120 applicator, it was applied to a standard test plate (glass) manufactured by Nippon Test Panel Co., Ltd. As for the curing conditions, a UV conveyor device (Eye Mini Grandage ECS-1511U) manufactured by Eye Graphics Co., Ltd. was used, and the integrated light amount was 115 to 130 mJ/cm 2 .
Viscosity was measured using VISCOMETER TVB-10 (CORD No. 21) manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd. at rotation speeds of 6, 30 and 60 rpm (40°C). Viscosity is shown in FIG. The 60° gloss was measured using a Gloss Meter VG2000 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. The film thickness was measured using THICKNESS METER B1 manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. Table 4 shows the 60° gloss and film thickness.

Figure 0007128057000004
Figure 0007128057000004

Claims (6)

融点140℃以上のポリプロピレンワックスの水性エマルジョンで表面処理された無機酸化物粒子からなる塗料用配合剤において、
前記ポリプロピレンワックスは、前記無機酸化物粒子100質量部当り1~15質量部の量で含まれており、
ハンター白色度が90%以上であることを特徴とする塗料用配合剤。
A paint compounding agent comprising inorganic oxide particles surface-treated with an aqueous emulsion of polypropylene wax having a melting point of 140° C. or higher,
The polypropylene wax is contained in an amount of 1 to 15 parts by mass per 100 parts by mass of the inorganic oxide particles,
A compounding agent for paint, characterized by having a Hunter whiteness of 90% or more.
前記無機酸化物粒子は、0.1~1.5g/cmの嵩密度を有している請求項1に記載の塗料用配合剤。 2. The coating formulation according to claim 1, wherein said inorganic oxide particles have a bulk density of 0.1 to 1.5 g/cm 3 . 前記無機酸化物粒子がシリカである請求項1または2に記載の塗料用配合剤。 3. The paint compounding agent according to claim 1, wherein said inorganic oxide particles are silica. FT-IR測定により算出されるカルボニル基(>C=O、Wavenumbers 1701cm-1)・・・(i)、カルボン酸塩中のカルボキシレート(―COO、Wavenumbers 1558cm-1)・・・(ii)、水(HO、Wavenumbers 1630cm-1)・・・(iii)、ポリプロピレン(PP、Wavenumbers 1461cm-1)・・・(iv)からなるピーク強度比((i)×(ii)/(iii)/(iv))が0.25以下にある請求項1~3の何れかに記載の塗料用配合剤。 Carbonyl group calculated by FT-IR measurement (>C═O, Wavenumbers 1701 cm −1 ) (i), carboxylate in carboxylate (—COO , Wavenumbers 1558 cm −1 ) (ii) ), water (H 2 O, Wavenumbers 1630 cm −1 ) (iii), polypropylene (PP, Wavenumbers 1461 cm −1 ) (iv) Peak intensity ratio ((i) × (ii) / ( The paint compounding agent according to any one of claims 1 to 3, wherein iii)/(iv)) is 0.25 or less. 平均粒径が1~50μmに粒度調整されている請求項1~4の何れかに記載の塗料用配合剤。 The paint compounding agent according to any one of claims 1 to 4, wherein the average particle size is adjusted to 1 to 50 µm. 硬化型塗料用配合剤として用いられる請求項1~5の何れかに記載の塗料用配合剤。 The paint compounding agent according to any one of claims 1 to 5, which is used as a curable paint compounding agent.
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