JPH01110568A

JPH01110568A - 着色アルミニウム粉末顔料の製造方法

Info

Publication number: JPH01110568A
Application number: JP26627887A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yuzawa; 湯澤　敦; Mikio Suzuki; 幹夫鈴木
Original assignee: Asahi Kasei Metals Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Metals Ltd
Priority date: 1987-10-23
Filing date: 1987-10-23
Publication date: 1989-04-27
Anticipated expiration: 2013-04-22
Also published as: JP2742260B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は主として自動車・家電用塗料、インキ、樹脂コ
ンパウンド等に用いられる顔料の一種である着色アルミ
ニウム粉末顔料に関するものであり、詳しくは金属アル
コレートを加水分解し、アルミニウム粉末表面に被覆す
ることにより得られる着色アルミニウム粉末顔料の製造
方法に関する。

Ｃ従来の技術］従来より着色メタリック塗膜を得る方法として、塗料中
に顔料成分として金属粉末および有色の有機および／ま
たは無機顔料を併用する方法が知られているが、２種あ
るいはそれ以上の顔料を添加するため、工程が繁雑であ
る他、各々の配合割合の微妙な差で色目が変化してしま
う等の問題がある。

そこで上記問題点を解決する方法として、金属光沢と着
色力を併せもつ顔料が考案されている。一つは金属顔料
を使用する方法であり、有色の金属顔料を使用する、あ
るいは金属顔料自体に所望の着色をする方法等が考案さ
れており、もう一つは金属光沢自体とは異なるが、真珠
様の光沢をもった顔料を使用する方法である。

例えば金色系の着色メタリック塗膜を得る方法として、
小片状の真鍮が顔料として用いられる場合がある。しか
し、材料の真鍮は高価であり、また人体に有害であるこ
とからその適用範囲が狭く、加えて環境によっては変色
および光沢劣化が著しいという問題を抱えている。一方
、安全性が高く且つ安価な金属の表面を所望の色に着色
する方法として、アルミニウム粉末の表面を呈色性の物
質で処理するという方法がある（特公昭５３−４００４
およびび特開昭６０−５０１７６．８０−７２９０９　
）。

すなわち、特開昭５３−４００４ではアルミニウム粉末
を必要に応じてベーマイト処理した後、金属塩とキレー
ト能ををする有機化合物含有弱アルカリ溶液へ浸漬処理
することにより、アルミニウム粉末表面にキレートを形
成し、着色された金属アルミニウム粉末を得る方法が開
示されている。

しかし、この方法ではアルカリ処理時にアルミニウム粉
末とアルカリが反応しゲル化したり水素ガスが発生する
といった問題がある。

また、特開昭６０−５０１７８　、６０−７２９６９に
おいては、アルミニウム粉末を無水クロム酸、重クロム
酸、フッ化物で処理することにより６価あるいは３価の
クロムを表面吸着させることによって金色のアルミニウ
ム粉末を得る方法が開示されているが、クロム化合物を
処理剤として使用するために、処理時の安全性、廃液に
対する公害対策の必要性といった環境上および経済上の
問題がある。

さらに金属光沢とは異なるが、真珠様の光沢をもった顔
料が考案されている。これは高屈折率物質の薄い小片で
あり、あるいは高屈折率物質の薄膜を無色透明の無機質
基体上に形成したものであり、両者とも薄膜の干渉色を
利用した白°色顔料である。

これら真珠様光沢顔料としては、例えば峠のうろこから
抽出したグアニンの結晶が有名であるが、これは天然物
で少量しかとれないため高価であるという問題がある。

これに代るものとして、塩基性炭酸塩、酸塩化ビスマス
の結晶片が開発されたが毒性をもつことから現在ではあ
まり用いられていない。

そこで、例えば特公昭３５−５３８７では透明薄片状物
質にチ）ニウムアルコレートから生成した二酸化チタン
を被覆することにより真珠光沢を付り、する方法を開示
しており、特公昭３９−２８８８５では透明な雲母質物
質を四塩化チタンより生成した゛二酸化チタンで被覆す
る製法。特公昭４３−２５８４４では二酸化チタン、二
酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化クロム等の金属酸化物
を非不透明な雲母片上に形成する方法により各々、干渉
色を与える顔料を得るというものである。

しかし、これらの真珠光沢顔料は先に述べたごとくいず
れも無色透明の基体上に高屈折率層を形成することによ
り干渉色を呈するものであり、必然的に隠蔽性が低く、
塗膜形成時に下地の影ビを強く受ける。従って下塗り工
程を増やす（特開昭５９−　ＩＧＯ５７Ｌ、５９−２１
５８５７）とか、アルミニウム粉末等の隠蔽力の高い顔
料と混合して使用するといった煩雑な工程をとらざるを
得ないという問題がある。また、雲母等の天然物を基板
とするため、基板の粒度分布や形状を所望の条件に整え
ることが難しく、これらに起因する種々のデザイン性を
任意に調節することが困難である。

［発明が解決しようとする問題点コ本発明は安全性に優れ、色調が豊富で隠蔽力の大きい加
工性が優れたアルミニウム粉末顔料を比較的簡単に製造
しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］本発明者らは上記問題点を解決すべく鋭意検討した結果
、単独系顔料でメタリック感と所望の色を兼備し、かつ
安全性、隠蔽性、加工性に優れた新規な着色アルミニウ
ム顔料およびその製造方法を解決するに至った。

すなわち本発明の構成は下記−飲代で表わされる物質を
加水分解し、その生成物でアルミニウム粉末表面を被覆
する着色アルミニウム粉末顔料の製造方法である。

一般式％式％ただし、Ｍ：金属原子Ｏ：酸素原子Ｒ：アルキル基ｎ：　１〜４０の整数以下に本発明を更に詳細に説明する。

本発明における加水分解反応は溶媒にアルミニウム粉末
を懸濁させた状態で金属アルコレート及びそれを加水分
解し得る全以上の水を徐々に添加することにより行い、
この加水分解物をアルミニウム粒子表面に析出させる。

たとえば−飲代のｎ−１の場合にはＭ　（ＯＲ）４　＋２Ｈ２０→ＭＯ２＋４ＲＯＨという
反応が起こり、加水分解により金属酸化物および一部残
存アルキル基の存在する化合物がアルミニウム表面に生
成するものと考えられる。

金属アルコレートおよび水の添加法は一括添加方式をと
ってもよいし少量ずつ多段階に分割する方式をとっても
良い。

各々の添加順序は金属アルコレートを先に溶媒中に溶解
あるいは懸濁した所に水を添加しても、あるいは水を先
に溶媒中に溶解あるいは懸濁した後に金属アルコレート
を添加してもよく、また、少量ずつ交互に添加しても良
い。

しかし、一般には反応を穏やかに行う方が浮遊粒子の生
成が少なくなる傾向があるため、少量ずつ必要に応じ溶
媒で濃度を低下させた状態で添加することが望ましい。

ここで金属アルコレートの加水分解物とアルミニウムと
は表面に存在する水酸基を介して結合すると思われるが
、結合力が弱く浮遊粒子が多く生成する場合には、アン
カーサイトとして、カルボキシル基、アミノ基等、金属
アルコレートの加水分解物及びアルミニウムと、水素結
合あるいはイオン結合する基を両端にもつ化合物（たと
えばジカルボン酸等）を添加しても良い。

この加水分解物の被覆によりアルミニウム粉末が着色さ
れる原理はアルミニウム粉末表面に高屈折率薄膜が形成
され、薄膜の干渉が起こり、Ｔ′−渉色を呈示するため
と思われる。尚、先行技術として前述した特公昭３５−
５３７６．３９−２８８５．４３−２５６４４の発明と
の違いは従来技術が基体に非不透明物質を使用し、反射
光の補色を透過光として透過させるため、必然的に隠蔽
力が低く下地の影響が大きいのに対し、本発明では基体
にアルミニウム粉末を用いているため、隠蔽性をもった
着色されたメタリック顔料となっていることにある。

本発明で用いられるアルミニウム粉末は、特に限定はさ
れないが、平行薄膜の干渉を利用する点からみて、表面
が平滑であり、鱗片状であることが好ましい。

また金属アルコレートは、−飲代がＭ　ｎ　Ｏ３＋Ｂ１Ｒ２＋１１２　（Ｍ　：金属原子、
Ｏ：酸素原子、Ｒ：アルキル基、ｎ：Ｉ〜４０の整数）
を満たす化合物であり、添加量はアルミニウム粉末の表
面積１ｍ２当り、金属分として　１ｍｇ以上、３６０ｍ
ｇ以下が望ましい。ｌ＋ａｇ未満では呈色が弱く、３６
０ｍｇを越えると干渉色が弱くなると同時に浮遊粒子が
多くなるため好ましくない。さらに金属原子はチタン、
ジルコニウム、シリコン、タンタル、アルミニウム、カ
ルシウム、ナトリルム、カリウム、ホウ素、ランタン、
亜鉛等が挙げられるが、高屈折率を有する必要からチタ
ン、ジルコニウムが特に好ましい。

また、アルキル基はメチル、エチル、プロピル、ブチル
、オクチル、ステアリル等が用いられるが、エチル基か
らオクチル基稈までのものが特に好ましい。アルキル基
の分二子量が大きいもの程加水分解が緩やかになる一方
で、分子量が大き過ぎるとワックス状になり、均一分散
させ碍る溶媒が限られてしまうためである。また、特に
−二律（−飲代でｎ−１）で反応が急激に起こり、ｔｆ
、遊粒子が多く生成する場合には、三量体（ｎ＝２）　
、三量体（ｎ−３）、四量体（ｎ＝４）Ｍの縮合体を用
いることが望ましい。

しかし、ｎの数が大き過ぎると金属アルコレート自体の
粘度が増大し、溶媒に溶解しにくくなるため、ｎ＝４程
度までが望ましい。これらの金属アルコレートは単独で
用いても、また２種以上混合して用いても良い。また、
加水分解速度を緩やかにするため、金属アルコレートを
溶媒で希釈し、濃度を小さくして添加することも望まし
い。

本発明で使用される金属アルコレートとしては、例えば
テトラエチルチタネート、テトライソプロピルチタネー
ト、テトラ−ｎ−プチルチタネ−１ｍ、テトラ−５ｅｅ
−ブチルチタネート、テトラ−ｔａｒｔ−ブチルチタネ
ート、テトラ−２エチルへキシルチタネート、テトラエ
チルジルコネート、テトライソプロピルジルコネート、
テトラ−ｎ−ブチルジルコネート、テトラ−８ｅｅ−ブ
チルジルコネート、テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルジルコネ
ート、テトラニ２エチルへキシルジルコネート等及びこ
れらの縮合体が挙げられる。

また、本発明において一般に用いられる溶媒としてはア
ルコール類、ミネラルスピリット、ソルベントナフサ、
ベンゼン、トルエン、キシレン、石油ベンジン等、金属
アルコレートを溶解するものが望ましいが、懸濁状で反
応するため特に限定されない。また、これらは単独でも
２１Ｊｉ以上の混合物として用いることもできる。

また、金属アルコレートの加水分解反応で水の添加によ
りアルコールが副生成することからアルコールを組合速
度の調節剤として用いることが可能である。

本発明における金属アルコレートの加水分解工程では加
水分解をするに必要な量以上の水を添加する。水を後か
ら添加する場合、溶媒で希釈して用いることが望ましい
。また、添加量が少ないと反応に時間がかかり過ぎるか
、金属アルコレートが直鎖状に縮合する傾向があり、ア
ルミニウム粉末表面で三次元的架橋を起こさず、均一膜
になりにくい。一方、水が多過ぎるとゲル化を起こしや
すく、アルミニウム粉末の凝集が起こる他、アルミニウ
ム粉末と反応し、水素ガスを発生する可能性があり、添
加量は金属アルコレートのモル数の数倍程度とすること
が望ましい。ただし、アルコールを溶媒とした場合、ア
ルコールが反応の抑制剤として働き、反応が遅くなるた
め、水の添加速度を遅くした状態で溶媒の飽和量程度ま
で添加し、反応終了後、すぐに濾過し、水を取り除けば
良い。なお、この場合も塩化水素等の触媒を用いれば、
多量の水を用いる必要はない。

反応温度は室温で加水分解が起こるが、反応が急激すぎ
る場合は冷却することが望ましい。

さらにこの様にして被覆した着色アルミニウム粉末を２
００℃以上、かつアルミニウム粉末の発火点以上で加熱
することにより、強い色を呈する希色アルミニウム粉末
を得ることが可能である。なお、加熱時は発火の可能性
があるため不活性ガスで酸素を置換することか望ましい
。

以上の製法により安全性に優れ、製法が容易である容色
アルミニウム粉末を得ることが可能となった。

［実施例］以上にこの発明を実施例によって、具体的に説明する。

実施例１比表面積２．４ｍ２／ｇ　（Ｂ、Ｅ、Ｔ、法）のアルミ
ペースト（当社品）を石油ベンジン・アセトンで洗浄後
、吸引濾過し、５０℃、２時間乾燥させたものを５０ｇ
とり、ｎ−ブタノール５００１に懸濁後、その状態を保
ちつつ、テトラ−ｎ−ブチルチタネート１２．７５ｇを
添加した。次いで撹拌を続けながら水６．７５ｇをｎ−
ブタノール１２０ｇに希釈した溶液を少量ずつ添加した
。次にブタノールが飽和状態になるまで水を少量ずつ添
加した。このスラリーをブタノール洗浄後、グラスフィ
ルターで濾過し取り出した。

この粉末は黄金色を呈した。更にこの粉末をとり、２５
０℃、１５分間加熱したところ更に強い黄金色を呈する
アルミニウム粉末を得た。この粉末の電子顕微鏡像（以
下ＳＥＭ像と略す）を観察したところ、第１図に示す様
にアルミニウム粉末表面が粒状の被覆物で被覆されてい
ることが観察された。

実施例２〜１２実施例１と処理剤、処理量、加熱条件をかえたものにつ
いての着色状態を表１に示す。表具外の条件は全て実施
例１と同一条件で処理した。

比較例１実施例１で洗浄、乾燥させた処理前のアルミニウム粉を
２５０℃、１５分間加熱したところ色の変化はなく、表
面ＳＥＭ像では第２図のごとく表面層の粒子が観察され
なかった。

比較例２〜６実施例１と処理量、加熱条件をかえたものについての着
色状態を表１に示す。

表１　実施例および比較例の処理条件および呈色性く［発明の効果］以上説明したように、本発明の方法に半って色調が豊富
で褪色せず、かつ、隠蔽力が大で船上性のよい着色アル
ミニウム粉末顔料を比較的簡単に製造することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は金属アルコレートの加水分解で表面を被覆した
アルミニウム粉末の粒子構造を示す電子顕微鏡写真、第２図は未彼覆のアルミニウム粉末の粒子構造を示す電
子顕微鏡写真を示す。特５γ出願人　旭化成メタルズ株式会社代理人　弁理士
　小　松　秀　岳代理人　弁理士　旭　　　　　宏

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下記一般式で表わされる物質を加水分解し、その
生成物でアルミニウム粉末表面を被覆することを特徴と
する着色アルミニウム粉末顔料の製造方法。一般式Ｍ＿ｎＯ＿３＿＋＿１Ｒ＿２＿ｎ＿＋＿２ただし、Ｍ：金属原子Ｏ：酸素原子Ｒ：アルキル基ｎ：１〜４０の整数
（２）上記一般式で表わされる物質を加水分解し、その
生成物でアルミニウム粉末表面を被覆した後、更に２０
０℃以上、かつ、アルミニウム粉末の発火点未満の温度
で加熱する特許請求の範囲（１）記載の着色アルミニウ
ム粉末顔料の製造方法。
（３）アルミニウム粉末の表面積１ｍ＾２当り、一般式
で表わされる化合物が金属分として１ｍｇ以上、３６０
ｍｇ以下存在する特許請求の範囲（１）または（２）の
着色アルミニウム粉末顔料の製造方法。
（４）一般式の金属原子がチタニウムあるいはジルコニ
ウムである特許請求の範囲（１）ないし（３）の何れか
に記載の着色アルミニウム粉末顔料の製造方法。