JPH01298014A - 塗料用艶消し剤の製造法 - Google Patents

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〕 本発明は塗料用充填剤、殊に塗料用艶消し剤の新規製造
法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より塗料用艶消し剤としての微粉状シリカ（二酸化
ケイ素）は公知である。そして、周知のとおりこの塗料
用艶消し剤には、専ら湿式法シリカ、すなわち、水の存
在下にケイ酸ナトリウムを酸で中和、分解して得られる
微粉状シリカが汎用されている。

かかる微粉状シリカを塗料用艶消し剤として使用する場
合には、その粒径（粒Ｍ）がきわめて重要であって、塗
料充填剤としてその塗膜表面の艶消し作用を充分に発揮
させるには、該シリカが適度に大きな粒径を持っていな
ければならない。しかしながら、当該シリカの粒径が必
要以上に大きくなると、塗膜中に粗大粒子が形成されて
、これがいわゆる「ブツヨを発生し、塗膜全体の生地肌
を悪くすることが知られている。

また逆に、当該シリカの粒径が細か過ぎると、目的とす
る塗料の艶消し効果が充分に得られないばかりでなく、
塗料の粘度を上昇させ、分散性および塗装時の作業性を
著しく悪化させるので、これまた好ましくない。

さらに、過度に粉砕されたきわめて微細なシリカ粒子（
サブミクロン粒子と呼ばれる）は、その表面が高活性で
あるために凝集し易く、特に外部から圧力が加わった場
合にはかなり強固な凝集塊を形成し、このものは塗料ビ
ヒクル中で分散不良を起こすので、このような微細粒子
の存在は前述の場合と同様に１ブツ」発生の原因となる
。

このような状況から、これまでのところ−殻内には前記
湿式法シリカを粉砕した後精密分級し、よりシャープな
粒度分布を持ったシリカを得ることである程度の改善を
図っていた。

また、常法により湿式製造されたシリカを７００〜９０
０°Ｃの温度で３０分以上熱処理（焼成）し、その後粉
砕、分級して塗料用艶消し剤とすることも公知である（
特公昭５５−６６６９号）。

しかしながら、この方法で得られたシリカにしても、塗
料充填剤として用いられた時の艶消し性および耐候性に
ついてはほぼ満足できるものの、なお改善さるべきいく
つかの問題点を残している。すなわち、前述したように
湿式法シリカに対して、焼成−粉砕→分級の処理を施し
て得た塗料充填剤は、前記粉砕時に高活性な新しい破砕
面を持った粒子を発現させると共に過度に微粉砕きれた
微細粒子をも生成し、これが塗料中にあって凝集して前
記粗大粒子を形成するので、塗膜の生地肌を劣化させる
のみならず、塗料ビヒクルへの分散不良といった作業上
の問題をも惹起する。もちろん、この場合その後の分級
を多段階に行うことにより、かかる不都合な微細シリカ
粒子をある程度除去することは可能であるが、多段階分
級はその設備が過大となるばかりでなく、得られる製品
の歩留りが悪くなるのを避は得ない。

他方、シリカ粒子の表面改質のためにシリカに対して例
えばアルミニウムまたはマグネシウム等の無機化合物、
゛あるいはシラン化合物等の有機ケイ素化合物、その他
有機高分子化合物等を適宜浜加、配合して処理すること
も一部実用に供されてはいるが、かかる処理を実施する
にはこれまた特別な操作、装置を必要とする。さらに、
これらの添加剤はシリカに対して時に不純物的に作用し
、塗料ビヒクルの種類によっては逆に当該シリカの分散
性が悪くなることもあり、その用途によっては思わぬ不
都合を招くことすらあり得る。

本発明者等はこのような状況に鑑みて、塗料用艶消し剤
としての前記諸問題を解消し得る優れたシリカを提供す
べく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った
ものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、本発明は従来公知の微粉状シリカからなる塗料
用艶消し剤のサブミクロン粒子の凝集による１プツ」の
発生を極力抑え、塗膜の生地肌を良好に維持し得る優れ
た塗料用艶消し剤を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために常法により得られた
湿式法シリカを粉砕した後、熱処理することをその要旨
とするものである。従って、本発明によれば、湿式法に
より得られるシリカを粉砕した後、熱処理することを特
徴とする塗料用艶消し剤の製造法が提供きれる。

本発明は前述のとおり湿式法により得られるシリカを粉
砕した後に高温で熱処理することをその最大の特徴とす
るものであるが、このシリカとしては市販の湿式法シリ
カ（例えば塩野義製薬く株）製の「カープレックス」、
または徳山曹達（株）製の「トクシール」）をそのまま
利用し得る。

ところで、本発明における粉砕は、微粉状シリカの製造
に汎用される一般的な粉砕装置、すなわちハンマーミル
もしくはジェットミル等により、これまた常法に従って
実施される。この場合、当該シリカの粉砕はその平均粒
径が１〜２０μｍ１　　より好ましくは１〜５μｍとな
るまで行うのがよい、もちろん、該シリカの粒度はそれ
が小きければ小さい程、その後の熱処理効果が高くなる
ので、−見好ましいようであるが、前記凝集等の問題か
ら塗料用艶消し剤としては前記の範囲に調整するのが好
ましい。

また、本発明における熱処理は通常の電気炉やａ−タリ
ーキルン等公知の焼成装置により行われる。この場合の
条件としては、４００〜１０００℃の温度で３０〜１２
０分、好ましくは６００〜９５０℃で３０〜９０分、さ
らに好ましくは７００〜９００℃で３０〜６０分間処理
することが挙げられる。この熱処理温度が４００°Ｃよ
り低いと充分な熱処理効果が得られず、また１０００”
Ｃを越えると被処理シリカが一部焼結し、目的とするシ
リカの粒度を越えて必要以上に大きな粗大粒子を形成す
るので共に好ましくない。また、同様に熱処理時間につ
いても３０分未満では充分な熱処理効果を挙げることが
できず、また１２０分を越えての処理はその効果に殆ど
差がなく無駄である。

次に、この熱処理温度の違いによるシリカ粒子の粒度変
化を見るため、常法により得られた湿式法シリカを通常
のジェットミルで粉砕した後、それぞれ所定の温度によ
る熱処理を行い、第１表に示すような結果を得た。なお
、この場合熱処理はそれぞれ３０分間ずつ行い、ジェッ
トミルの粉砕圧を３　ｋｇｆ／ｃｍ’と６ｋｇｆ／ｃｍ
”の２段階に設定した。

（以下余白） 第１表からも明らかなように熱処理温度の上昇と共に１
μｍ以下の微細な粒子の割合が急減し、平均粒径は徐々
に大きくなるが、ふるい下９７％径は６．０μｍ以上か
らは殆ど変化しなくなる。このようなことから粉砕され
たシリカを高温で熱処理すると、その最大粒径はある粒
径（ｆ５．Ｏａｍ）以上については殆ど変化しないが、
「プッ」の発生に大きく影響するサブミクロン粒子は減
少し、粒度分布がシャープになることが分かる。また、
ジェットミルの粉砕圧を上げて熱処理前のシリカ粒子の
粒度を小さくした場合には、その後の熱処理により１μ
ｍ以下の粒子の減少度合が急激であり、初期の粒度が小
さい程、熱処理効果が高いことが分かる。

一方、熱処理時間の長短によってもシリカ粒子の粒度変
化が予測されるので、その影響を確認するため処理温度
を８００°Ｃと９００℃に設定し、処理時間を０（未処
理）から１５０分に変化させたところ第２表のような結
果を得た。

（以下余白） 第２表の結果からも明らかなように本発明における熱処
理時間としては３０〜１２０分の範囲に設定するのが好
ましい。すなわち、本発明ではこの範囲において熱処理
前のシリカ粒度と最軽製品の用途とから処理時間を適当
に調整すればよい。ただし、１２０分を越えての処理は
、効率的に無駄であるばかりでなく、シリカ粒子の焼結
による必要以上の粒子成長を起こし、塗料用艶消し剤と
しては好ましくない粗大粒子が生成する。従って、最も
好ましい処理時間としては３０〜６０分である。

なお、本発明においてはかかる熱処理後のシリカをさら
に分級し、よりシャープな粒度分布を持ったシリカとす
ることを妨（ずない。

〔作　用〕

本発明方法は前述したとおり湿式法により得られたシリ
カを所定の粒度範囲に粉砕した後に熱処理を行うので、
過度に粉砕された微細なシリカ粒子は互いに焼結して熱
力学的に安定な比較的大きな粒子に成長する。また、前
記粉砕時に出現する高活性な新しい破砕面も、その後の
熱処理により表面エネルギーを低下し、塗料との混合時
においても該粒子間の再凝集を抑制することができる。

従って、このようにして得られたシリカはサブミクロン
粒子が少なく、シャープな粒度分布を持ち、塗料用艶消
し剤として優れた特性を有するものとなる。

〔実施例〕

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

上コ１１以五ユ製盗 実施例１ 「カープレックス＃８０Ｊ（登録商標）として市販され
ている塩野義製薬（株）製湿弐法シリカをジェットミル
で微粉砕した後（粉砕圧：１ｋｇｆ／ｃｍ”）、電気炉
内で９００°Ｃ１１時間の熱処理に付し、その後分級を
行い粗粒を除去した。このようにして得たシリカを塗料
用艶消し剤として後記処方により塗膜試験に供した。

実施例２ 実施例１と同様に１カープレックス＃８０．をジェット
ミルで３ｋｇｆ／Ｃｍ”の粉砕圧下に微粉砕した後、ロ
ータリーキルンにより９００℃、１時間の熱処理を行っ
た。このようにして得られたシリカについても実施例１
と同様の塗膜試験を実施した。

実施例３ 前記実施例２で得られたシリカに対して外部から約５ｋ
ｇ／ａｍ”の圧力を均一に掛けて塗料用艶消し剤を得た
。

比較例１ 前記１カープレツクス＃８０」をロータリーキルンによ
り９００℃で１時間の熱処理を行い、その後ジェットミ
ルで微粉砕しく粉砕圧：　３　ｋｇｆ／ａｍ”　）　。

次いでこのものを分級して粗粒を除き、塗料用艶消し剤
とした。

比較例２ 上記比較例１で得られたシリカをさらに外部から約５ｋ
ｇ／ａｍ’の圧力を掛けて別の塗料用艶消し剤を得た。

比較例３ 塗料用艶消し剤として公知のシリカ「サイロイド２４４
Ｊ（商品名、富士デビイソン化学（株）製）についても
、比較例として前記実施例に準して塗膜試験を行った。

比較例４ 上記比較例３のシリカに約５ｋｇ／ａｍ”の圧力を掛け
、このようにして得た試料についても上記と同様に塗膜
試験を行った。

ｌコ１１匹狭立叉適 Ａ、処方 ポリウレタン樹脂（商品名；レタンＰＧ８０、関西ペイ
ントく株）製）　１５０ｇに対して、前記実施例および
比較例で得られた各シリカ４．５ｇ（３部）を分散させ
、塗膜試験用の試料液とする。

Ｂ、試験項目 以下の項目について塗膜試験を実施した。

（１）ＪＩＳつぶＡ法 ＪＩＳ　Ｋ５４００で規定されている方法により、つぶ
ゲージを用いて上記Ａで作成した試料液を引き、Ａ法の
目盛りを読みとる。

（２）つぷ最大径 上記（１）の試験において、つふゲージ上に現れる粗大
粒子の最大径をとる。

Ｃ）６０度鏡面反射率（６０度鏡面光沢度）塗膜の光沢
の程度を入射角と受光角とがそれぞれ６０度のときの反
射率を測定して、鏡面光沢度の基準面の光沢度を１００
としたときの百分率。

■７５μｍのドクターブレード（フィルムアプリケータ
ー）を用いて、前記Ａで得た試料液を試験片（ＬＫカラ
ー黒、三菱製紙（株）製）に引き、塗膜を形成する。

■上記■で得た試験片を室温で１５分乾燥した後６０℃
で３０分乾燥する。

■上記■の試験片を光沢針（（株）村上色彩技術研究新
製ＧＭ−３Ｍ　’）にセットし、６０度鏡面光沢度を測
定する。

■、試験結果 上記試料についての各塗膜試験結果を第３表にまとめて
示す。

（以下余白） 第３表の結果から明らかなように本発明により得られた
塗料用艶消し剤は、艶消し剤として適度な粒度を持ち、
他の比較例と較べて格段に優れた艶消し効果を有し、つ
ぶゲージ上に現れる粗大粒子の最大径においても他の比
較例より有意に小さくて、前記「ブッ」の発生が抑制さ
れ、生地肌の優れた塗膜を提供し得るものである。特に
、実施例２に対する同３と、比較例１に対する同２、お
よび比較例３に対する同４とを対比すれば、本発明によ
り得られる塗料用艶消し剤は当該シリカに外力（圧力）
を加えても、そのつぶ最大径は僅かしか大きくならず、
従ってそれだけ表面活性に乏しくて２次凝集を起こしに
くいものであることが分かる。

〔発明の効果〕

以上詳述したとおり本発明により得られた塗料用艶消し
剤は、サブミクロン粒子が少なくてシャープな粒度分布
を有し、優れた塗料艶消し効果を発揮し得る。また、得
られたシリカ粒子は、その表面活性が低く、該粒子間の
凝集力も小さいので、仮に外部から圧力が加わった場合
でも当該粒子同士が強く凝集することなく、塗料ビヒク
ル中への分散性も良好であり、塗膜を形成したときには
１プツ」の発生が少なくて生地肌に優れた塗膜を提供し
得る。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）湿式法により得られるシリカを粉砕した後、熱処
   理することを特徴とする塗料用艶消し剤の製造法。
2. （２）前記粉砕を、そのシリカの平均粒径が１〜２０μ
   ｍとなるまで行うものである請求項（１）記載の製造法
   。
3. （３）前記熱処理を、４００〜１０００℃の温度で３０
   〜１２０分間行うものである請求項（１）または（２）
   記載の製造法。
4. （４）前記熱処理が、６００〜９５０℃で３０〜９０分
   の条件下で行われるものである請求項（３）記載の製造
   法。
5. （５）前記熱処理が、７００〜９００℃で３０〜６０分
   の条件下で行われるものである請求項（３）記載の製造
   法。