JPH03294360A - アルミニウム顔料 - 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］ 本発明は自動車ボディや部品の高級メタリック塗料、自
動車補修用メタリック塗料、家電用メタリック塗料、工
業用高級メタリック塗料等の高級メタリック塗料分野、
グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷等の高
級メタリック印刷インキ分野及びプラスチック練り込み
分野等に使用されるアルミニウム顔料に関する。

更に詳しくは上記用途において通常の方法により形成し
た塗膜、印刷あるいはフィルム等に対し、従来にない高
い光の反射率と極めて高い下地に対する隠蔽力を与えう
る新規なアルミニウム顔料に関するものである。

［従来の技術］ 一般にアルミニウム顔料は他の顔料にない独特なメタリ
ック感と、下地に対する優れた隠蔽力を特徴とし、前記
した用途に多用されてきた。

特に近年、自動車ボディ塗装におけるファツション性は
自動車の本来的な機能と同等以上の価値観て評価される
ようになってきた。

特にここ数年におけるボディ塗装のファツション性を見
ると、従来から根強かった白色やギラギラとしたシルバ
ーメタリック調が減少し、真珠の光沢を連想させるソフ
トなメタリック調が極めて増加してきた。

このソフトなメタリック調を与える塗料には様々な態様
があるが、基本的には光の干渉作用を応用した特殊な顔
料（以下、バール顔料と呼ぶ）を含有している。ところ
が一般にパール顔料は透明であって光を透過するため、
下地を隠蔽する機能を備えていない。それ故パール顔料
を含有する塗料を塗装する前に下地を隠蔽するだめの下
塗り工程を必要とした。最近、この下塗工程を省略する
目的で、パール顔料にアルミニウム顔料を混合して塗装
する方法が検討されているが、この方法にはパール顔料
の特徴であるソフトなメタリック調を殺してしまうとい
う重大な問題がある。

この原因はパール顔料に混ぜて使用するアルミニウム顔
料にある。パール顔料の特徴であるソフトなメタリック
調を阻害せずに、目的とする隠蔽性を付与するためには
、２つの技術的なポイントがある。一つはパール顔料に
混合すべきアルミニウム顔料の量を極力少なくすること
である。そのためには少量の添加によっても目的とする
隠蔽力を付与できるアルミニウム顔料が必要であり、言
い換えれば極めて高い隠蔽力を備えたアルミニウム顔料
が必要である。二っめはパール顔料に混合すべきアルミ
ニウム顔料の反射率が高いことである。

本来、パール顔料の特徴であるソフトなメタリック調は
パール顔料の持つ光の干渉作用によるものとされている
が、パール顔料自体は前記のように大部分の光を透過し
てしまうため、光の反射機能が極めて小さいか、あるい
は全くないに等しい。この光の反射という機能を受は持
っているのが、パール顔料に混合されたアルミニウム顔
料である。このアルミニウム顔料の光の反射率が低いと
、パール顔料の特徴であるソフトなメタリック調が得ら
れず、商品価値の低い黒く濁った色調、外観しか得られ
ない。

以上のようにパール顔料の特徴であるソフトなメタリッ
ク調を阻害せず、かつ目的とする隠蔽性を付与するため
には、高い隠蔽力と高い光の反射率を兼備したアルミニ
ウム顔料が必要である。

しかしながら、一般にアルミニウム顔料は、その隠蔽力
を向上させるほど、反射率は低下し、両者を併せて向上
させることは困難とされてきた。

記述のとおり、従来技術になるアルミニウム顔料を使用
する限り、パール顔料本来の特徴であるソフトなメタリ
ック調をやむなく犠牲にせざるを得ないのが実情であり
、パール顔料に適したアルミニウム顔料の開発が強く望
まれている。

なお、上記問題点を解決しようとする試みも２〜３され
ており、以下に例をあげる。

例えば湿式ボールミル法にてアルミニウム粉の表面を磨
き、比較的小さな粒子径においても高い反射率を備えた
アルミニウム顔料を得る方法（特開昭４９−１４３５８
）や、米国特許節ａ、９９ｈ、ｓｔｓに記述された装置
で同様に高い反射率を備えたアルミニウム顔料を得る方
法（特公表５５−５００５０４）等が提案されている。

しかししながら、いずれの方法においてもパール顔料に
適した隠蔽力と反射率を兼備しているものではない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は隠蔽力が大で、かつ、反射率の大きいアルミニ
ウム顔料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］ 本発明者らは、アルミニウム顔料の基本的物性と光学的
特性の関係につき鋭意基礎検討を重ねた結果、アルミニ
ウム顔料の水面被覆面積に対する比表面積の比及び偏平
度を特定の範囲に制御することにより、高い隠蔽力を備
えながら極めて高い反射率を発現しうる現象を発見し、
本発明を完成するに至った。

本発明は水面被覆面積に対する比表面積の比が５．０以
下であり、かつ、偏平度が９０以上のアルミニウム顔料
であって、従来にない高い反射率と極めて高い隠蔽力を
兼備したアルミニウムｈ料を提供するものである。

更に詳しくはパール顔料と併用してもパール顔料の特徴
であるソフトなメタリック調を阻害しないアルミニウム
顔料を提供することにある。

ソフトなメタリック調を呈するパール顔料とは、薄片状
雲母粉末をＴｉＯ２等の金属酸化物で被覆したもので、
塗膜中に配向した時、光の多重反射により真珠光沢を呈
するもの、更に金属酸化物層の厚さにより、光の干渉に
よって発色するもの、更に着色剤を含有したものがある
。

例えばＴｈｅ　Ｍｅａｒｌ　ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製
のＥＸＴＥＲＩＯＲＮＥＡＲＬＪＮ＠があり種々のタイ
プが上布されている。例えばＢｒｉｇｈｔ　Ｗｈｉｔｅ
、　Ｂｒｉｇｈｔ　Ｇｏｌｄ。

Ｂｒａｓｓｓ　ＥｕｒｏｐｅａｌＳＢｒｉｇｈｔ　Ｂｒ
ｏｎｚｅＳＢｒｉｇｈｔＯｒａｎｇｅ、　Ｆｉｎｅ　Ｐ
ｅａｌ、Ｆｉｎｅ　ＧｏｌｄＳＦｉｎｅ　Ｂｒａｓｓ等
があるが、本発明においては特に限定されない。

但し本発明のアルミニウム顔料は、その実施態様におい
てパール顔料との併用のみに限定されるものではない。

例えば他の顔料と併用せずに単独で用いてもよく、又、
透明有機顔料と併用してもよい。これらの実施態様にお
いても、高い反射率と隠蔽力は極めて有用な性能である
ことに変わりはなく、商品価値の向上に大いに寄与し得
るものである。

本発明でいう水面被覆面積に対する比表面積の比は次の
方法で求められる。

すなわち、比表面積（＋ａ２／ｇ）はＢＥＴ法による窒
素ガスの吸着量から測定されたアルミニウム顔料１ｇ当
たりの面積（Ｓ＋）であり、水面被覆面積（ｍ２／ｇ）
はＤＩＮ　５５９２３に規定された方法で測定されたア
ルミニウム顔料１ｇ当たりの面積（Ｓ２）であって、こ
れらの値の比（Ｓ１７Ｓ２）として求められる。

なお、比表面積の測定に当たっては流動式比表面積測定
装置（フローソーブ２３００形：島津製作所製）を使用
した。

又、本発明でいう偏平度はアルミニウム顔料の平均粒子
径をｄ５ｏ（μ）とし、アルミニウム顔料の平均厚みを
ｔ（μ）と定義すると、ｄ、。

／ｌで与えられる。ここで平均粒子径（ｄｇ。）はレー
ザー法（ＳＫレーザーＰＲ０７０００；セイシン企業■
製）により求められ、平均厚み（１）は下式により求め
られる。

本発明になる新規なアルミニウム顔料はその水面被覆面
積に対する比表面積の比が５．０以下であり、かつ偏平
度が９０以上であることが必要である。好ましくは水面
被覆面積に対する比表面積の比が５．０以下であり、か
つ偏平度が１００以上である。更に好ましくは水面被覆
面積に対する比表面積の比が４．０以下であり、かつ偏
平度が１０ツ以上である。ここで水面被覆面積に対する
比表面積の比が５．０を超えるか、又は偏平度が９０を
下回ると急激な反射率の低下が起こり目的とする高い反
射率と高い隠蔽力を兼備したアルミニウム顔料が得られ
ず好ましくない。又、偏平度が２００を超えると粒子が
折れ曲り品く、好ましくない。

又、本発明になる新規なアルミニウム顔料は、その水面
被覆面積が２．５〜５．０　（ｍ２／ｇ）であることが
好ましい。水面被覆面積が２．５を下回ると目的とする
隠蔽力が不足して好ましくなく、５．０を超えると反射
率の急激な低下が起こり好ましくない。

水面被覆面積が３．０（＋ａ２／ｇ）付近で最大のＬ値
が得られるため、３．０（麿２／ｇ）以上が、隠蔽力と
Ｌ値両面で好ましい（第１図参照）。

本発明のアルミニウム顔料の高い反射率は次のようにし
て求めることができる。

すなわち、アルミニウム顔料のみを含んだ通常のシルバ
ーメタリック塗膜を形成し、その反射率をカラーコンピ
ューターによるＬ値として測定できる。本発明において
はアルミニウム顔料の濃度をｌ０ＰＨＲとし、アプリケ
ーター塗装で乾燥膜厚が３５〜４０μになるように調製
した塗膜を形成したが、この方法に限定されるものでは
ない。

すなわち、アルミニウム顔料を市販のアクリルクリヤー
（アクリツク２０２６ＧＬクリヤー二関西ペイント観製
）にアルミニウム顔料濃度をｌ０ＰＨＲとしたシルバー
メタリック顔料を配合し、アプリケーター塗装により塗
膜をアート紙上に形成した後、室温にて２４時間乾燥後
のＬ値を、ＳＭカラーコンピューターＭＯＤＥＬ　５Ｍ
−４（スガ試験機■製）により求めた。

本発明のアルミニウム顔料のみを含んだシルバーメタリ
ック塗膜は、従来のアルミニウム顔料と比較して格段の
反射率［Ｌ値］向上が認められる。７５〜８７％、好ま
しくは７７〜８７％となる。

本発明でいう隠蔽力はアルミニウム顔料のみを含んだシ
ルバーメタリック塗料の隠蔽力をいい、次のようにして
求めることができる。

すなわち、市販のアクリルクリヤー（アクリツク２０２
８ＧＬクリヤー：関西ペイント■製）を使用し、アルミ
ニウム顔料の濃度が５ＰＨＨになるような塗料を配合す
る。この塗料を隠蔽率試験紙（日本塗料検査協会認定）
の上にアプリケーター塗装で膜厚を変えた塗膜を形成し
、室温で２４時間乾燥後、白黒画部分の上の拡散反射率
を測定（ＳＭカラーコンピューター形式５Ｍ−２：スガ
試験機■製）する。黒部骨の拡散反射率（Ｒｂ）と白部
分の拡散反射率（Ｒｗ　）の比、すなわちＲｂ　／　Ｒ
ｗが９８％以上となる膜厚を隠蔽したものとみなし、塗
料の隠蔽膜厚とする。

この隠蔽膜厚がアルミニウム顔料の隠蔽力であり、小さ
いものほど、アルミニウム顔料の隠蔽力が優れたものと
いえる。本発明のアルミニウム顔料は２０μ未満の小さ
な値を示す。

本発明のアルミニウム顔料は高い反射率と極めて高い隠
蔽力を兼備していることから、前記したシルバーメタリ
ック塗膜のＬ値を隠蔽膜厚で割った値が、従来のアルミ
ニウム顔料の値に比べ、大きな数値を示す。このことか
ら、本発明のアルミニウム顔料と従来のアルミニウム顔
料との違いが理解できる。

本発明のアルミニウム顔料は篩残分により測定した４４
μ以上の粗粒子の量が０．１％以下であり、レーザー法
（ＳＫｌｚ−ザーＰＲ０７０００）　！、：より測定し
た平均粒子径（ｄ　ｓｏ）は５〜２５μを示すシャープ
な粒分布を有するものである。篩残分による４４μ以上
の素粒子の量が０．１％を超えると、塗膜を形成した時
ブッとなり好ましくなく、好ましくは０．０５％以下で
ある。平均粒子径（ｄｓ。）が５μ未満のものは、塗膜
を形成した時の反射率が低下し、好ましくない。平均粒
子径（ｄｓ。）が２５μを超えると塗膜を形成した時、
アルミ粒子からの反射率が高すぎるため、ソフトなメタ
リック調を損ねるため好ましくなく、好ましくは７μか
ら２０μである。

本発明のアルミニウム顔料は顔料の凝集を防止する役割
を果たす目的でオレイン酸、ベヘニン酸、アラキン酸、
ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン
酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸等の脂肪酸や
これらの金属塩、ラウリルアミン、ステアリルアミン等
の脂肪族アミン、ステアリルアルコール、オレイルアル
コール等の脂肪族アルコール、ステアリン酸アミド、オ
レイン酸アミド等の脂肪族酸アミド等の脂肪酸誘導体の
少なくとも１種又は２種以上を含有させることが好まし
い。この脂肪酸誘導体の両はアルミニウム顔料に対し、
０．２〜ｌＯ％好ましくは０．５〜５％程度である。

この量はＪＩＳ　Ｋ　５９１０．５．７の脂肪性溶剤溶
物として測定することができる。０．２％未満ではアル
ミニウム顔料が経時的に凝集を起こし好ましくなく、１
０％を超えると塗膜を形成した時、塗膜の強度が低下す
るため好ましくない。

次に本発明のアルミニウム顔料の製造方法について述べ
る。

本発明のアルミニウム顔料を得るための好ましい製造条
件は、特に媒体拡散ミルでアルミニウムの重量に対する
磨砕ボールの重量の比が３８〜１００、アルミニウムの
重量に対する磨砕溶剤の重量の比が２．６〜１０．０で
、かっ磨砕ボール１ケの最大磨砕エネルギーが、１０−
６　Ｊｏｕｌ以下の適性な磨砕を行うことで、媒体撹拌
ミルの場合ボール１ケの最大磨砕エネルギーは撹拌アー
ム先端のボールの運動エネルギーとして計算される。

本発明の最大磨砕エネルギーの範囲は１０″９〜１Ｏ−
６Ｊｏｕｌが好ましい。１Ｏ−５Ｊｏｕｌ未満では磨砕
に費やす時間が長くなり好ましくなく　、１０’　Ｊｏ
ｕｌを超えると、反射率の低下が激しくなり好ましくな
い。より好ましい範囲は　ｌＸｌ０″’　Ｊｏｕｌ〜　
ｌＸ　１Ｏ−７Ｊｏｕｌである。

媒体撹拌ミルはこの磨砕エネルギーを１Ｏ−６Ｊｏｕｌ
以下に自由に調節できるため好ましいと考えられる。本
発明のアルミニウム顔料は最大磨砕エネルギー以下の下
で何時間かの磨砕を行って製造できる。アルミニウムの
重量に対する磨砕ボールの重量の比、及びアルミニウム
の重量に対する磨砕溶剤の重量の比が上記の範囲で磨砕
した場合、時間を費やすことによりアルミニウム顔料の
隠蔽力は増大するが、反射率が大幅に低下するため好ま
しくない。これはミル内が不均一な状態になるものと推
定される。

次に本発明の製造方法について更に詳細に説明する。

すなわち、本発明に使用されるアルミニウムはアトマイ
ズ法により得られるアトマイズ粉、アルミ箔等から得ら
れる箔粉、箔クズ等があり、０．１ｇ＋ｍ以下の細かい
ものがよく、好ましくは１００μ以下の粒子径、更に好
ましくは２０μ以下の粒子径のものである。又、アルミ
ニウム以外の不純物が少ないものが好ましく、アルミニ
ウムの純度として９９．０％以上が好ましい。更に好ま
しくは９９．５以上である。

磨砕助剤としては、特に限定されるものではなく、従来
より使用されているラウリン酸、ミリスチン酸、バルミ
チン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘニン酸等の高
級脂肪酸、オレイン酸等の高級不飽和脂肪酸、ステアリ
ルアミン等の高級脂肪族アミン、ステアリルアルコール
、オレイルアルコール等の高級脂肪族アルコール、ステ
アリン酸アミド、オレイン酸アミド等の高級脂肪酸アミ
ド、ステアリン酸アルミ、オレイン酸アルミ等の高級脂
肪酸金属塩等が挙げられ、アルミニウムに対し、０．２
〜ｌＯ％使用することが好ましい。０．２％未満では磨
砕によるアルミニウム顔料の比表面積が増大した時、磨
砕助剤が不足となり凝集するため好ましくない。１０％
を超えると、磨砕助剤が塗膜の強度等を低下させるため
好ましくなく、より好ましくは０．５〜５％である。

磨砕溶剤としては、特に限定されるものではなく、従来
より使用されているミネラルスピリット、ソルベントナ
フサ等の炭化水素系溶剤やアルコール系、エーテル系、
ケトン系、エステル系等の溶剤も使用できる。

磨砕ボールは磨砕力を適切にする上で鋼球、ステンレス
球、ガラス球、アルミナ球等の従来より使用されている
ものでよいが、磨砕ボールの比重により適当な径を選択
でき、又、径の異なる２種以上の磨砕ボールを混合して
使用できる。なお、磨砕ボールの材質は特に限定する必
要はないが、経済性及び品質の面から鋼が一般に使用さ
れている。

磨砕エネルギーの適性な範囲から鋼球を使用した場合は
直径５．０＋ｎｍ以下が好ましく、更には３．２■より
小さいものがより好ましい。磨砕の温度は特に限定され
ないが１５〜６０℃が好ましい１５℃未満に冷却するた
めには冷媒を多量に使用しなければならず好ましくない
。６０℃を超えると溶剤への引火等の危険性が増し好ま
しくない。

本発明において使用される媒体撹拌ミルとは例えば図面
の第２図に示すような構造を持つ。

固定された容器１の外周に磨砕時の温度調節のために水
や温水を通すジャケット　２を有し、容器中心部に数本
の丸棒型撹拌アーム３をシャフトに垂直に取り付け、か
つ回転数を１分間に０〜５００回転に自由に変化できる
アジテータ−４を設置したものである。丸棒型撹拌アー
ムの太さ、長さ、本数は容器４の大きさにより異なる。

容器ｌの上部には必要に応じ、ふた５を設置する。

本発明に使用される媒体撹拌ミルの場合、前述したよう
に磨砕エネルギーは磨砕ボールと回転数により制御でき
る。又、磨砕エネルギーは同一ボールを使用した時アー
ム径と回転数により決まる。アーム径は媒体撹拌ミルの
容量により、はぼ決まるが、回転数は任意である。本発
明に適切な磨砕エネルギーを得る回転数は容器ｌの大き
さにより異なるため一概にいえないが、丸棒型撹拌アー
ムの先端速度は３膳／秒以下であることが好ましい。磨
砕の最終段階で過剰の溶剤で媒体撹拌ミルを洗浄し、片
状化されたアルミニウム顔料はスラリーで媒体撹拌ミル
から取り出される目的に応じた湿式スクリーンにて粗粒
子が取り除かれる。更に余分な溶剤分をフィルタープレ
ス等の濾過機にて取り除きペースト状に調製される。

［実施例］ 以下に実施例によって本発明を具体的に説明する。

実施例１ 容量５．５Ｌの媒体撹拌ミル（アトライタＭＡＩＳＥ型
二三井三池化工機■製）内に３１３２インチスチールボ
ール　　　１８．５ｋｇアトマイズアルミニウム粉 （平均粒子径二〇μ）　　　　　　　０．２５ｋｇミネ
ラルスピリット　　　　　　　１．３ｋｇオレイン酸　
　　　　　　　　　　　　５ｇを装入した後、回転数２
０Ｏｒｐｍで３時間撹拌した。

撹拌終了後、ミル内のスラリーをミネラルスピリットＩ
ＯＬで洗い出し、この洗い出したスラリーから振動篩で
粗大粒子を取り除き、更に細留分を濾過器にて固液分解
してアルミニウム顔料ケーキを得た。このアルミニウム
顔料ケーキにミネラルスピリッとオレイン酸（対不揮発
分１％）を加え不揮発分が６５％のアルミニウム顔料ペ
ーストを調製した。得られたアルミニウム顔料の特性は
以下の通りであった。

比表面積　　　：　８．３ｍ’　／ｇ 水面被覆面積　：　３．Ｏｍ２／ｇ 平均粒子径ｄ　５０　：　１Ｂ、３Ｌ 粒子の厚さｔ　　：　　０．１３３Ｌ 比表面積／水面被覆面積−２，７７ 偏平度−１２３ 塗膜のＬ値（Ａ）：８Ｂ％ 塗膜の隠蔽膜厚（Ｂ）：１４μ （Ａ　）／　（Ｂ　）−５，７１ この結果、本発明の特性値を満足したアルミニウム顔料
であった。

なお、比較のためほぼ同一平均粒子径の従来アルミニウ
ム顔料ペースト：　Ｍ−６０１（旭化成メタルズ株式会
社製）の特性値を測定したところ以下の通りであった。

比表面積　　　：　９．１５２７ｇ 水面被覆面積　：　１．４＋ａ２／ｇ 平均粒子径ｄ　ｓｏ　：　１７．０Ｌ 粒子の厚さｔ　　：　　０．２８８μ 比表面積／水面被覆面積−６，５０ 塗膜のＬ値（Ａ）ニア３％ 塗膜の隠蔽膜厚（Ｂ）：２ｇμ （Ａ）／（Ｂ）−２，６１ 以上の結果より、本発明のアルミニウム顔料は、従来の
アルミニウム顔料に比べ大幅な反射率［Ｌ値］向上と約
２倍の隠蔽力向上が認められた。

実施例２、比較例１ 実施例１と同じ媒体撹拌ミルを使用し表１の条件で試料
２〜８のアルミニウム顔料を調製した。なお、磨砕ボー
ルの重量は一定（１８，５ｋｇ）とした。

表２に試料２〜８、及び従来のアルミニウム顔料ペース
ト：　ＭＣ−８０８（旭化成メタルズ株式会社製）の特
性を示した。

その結果、本発明の試料２〜７は比較例の試料８、及び
ＭＣ−８０８と比較して、塗膜のＬ値、及び隠蔽力に大
幅な向上が認められた。

実施例３ 実施例２で得られた試料２とパール顔料（エフステリア
　マーリン　ファイン　パール：Ｔｈｅ　Ｍｅａｌ　ｃ
ｏｒｐｏｒａｔｔｏｎ製）を市販のアクリルクリヤーに
顔料がそれぞれ５　ＰＨＩ？になるように配合した塗料
を調合した。この塗料を６ミルのアプリケーターで隠蔽
率試験紙（ＪＩＳ　Ｋ　５４００　：日本塗料検査協会
認定）に幕句厚が２０μになるよう塗膜を形成し、室温
にて２４時間撹拌した。

同様に従来のアルミニウム顔料ＭＣ−８０８（旭化成メ
タルズ株式会社製）とパール顔料を使用した塗膜を形成
し、目視観察により塗膜を比較した。

その結果、本発明の試料２を使用した塗膜はパール顔料
の特徴であるソフトなメタリック感を有し、塗料の隠蔽
膜厚が９μで下地を隠蔽した優れた塗膜であった。しか
し、ＭＣ−８０８を使用した塗膜は黒く濁った塗膜であ
り、下地を隠蔽していなかった。

表　１　　運転条件 アルミニウム顔料の特性と白皮 ［発明の効果］ 本発明によれば高い隠蔽力と高い光の反射率を兼備した
アルミニウム顔料を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明及び従来例それぞれの顔料の水面被覆面
積とＬ値との関係を示すグラフ、第２図は本発明の顔料
を製造するのに的した媒体撹拌ミルの説明図である。 １・・・容器、２・・・ジャケット、 ３・・・丸棒型撹拌アーム、４・・・アジテータ−５・
・・ふた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水面被覆面積（ｍ＾２／ｇ）に対する比表面積（ｍ＾２
   ／ｇ）の比が５．０以下で、かつ偏平度が９０以上であ
   るアルミニウム顔料。