JPH10114874A

JPH10114874A - 塗料組成物

Info

Publication number: JPH10114874A
Application number: JP25678197A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Yuzawa; 敦湯澤; Mikio Suzuki; 幹夫鈴木
Original assignee: Asahi Kasei Metals Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Metals Ltd
Priority date: 1997-09-22
Filing date: 1997-09-22
Publication date: 1998-05-06
Anticipated expiration: 2014-07-05
Also published as: JP2915874B2

Abstract

(57)【要約】【課題】安全で、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含有する塗料組成物、
インキ組成物、樹脂コンパウンドを提供すること。【解決手段】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
により得られた着色アルミニウム粉末顔料を含有する塗
料組成物、インキ組成物または樹脂コンパウンド。一般式【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は着色アルミニウム粉
末顔料を含有する主として自動車・家電用塗料に用いら
れる塗料組成物、インキ組成物、樹脂コンパウンドに関
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を含有する塗料組成物、イ
ンキ組成物および樹脂コンパウンドに関する。

【０００２】

【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。

【０００３】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。

【０００４】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５
３−４００４および特開昭６０−５０１７６、６０−７
２９６９）。

【０００５】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有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。

【０００６】また、特開昭６０−５０１７６、６０−７
２９６９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。

【０００７】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有色顔料である。これら真珠様光
沢顔料としては、例えば鰊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、三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。

【０００８】そこで、例えば特公昭３５−５３６７では
透明薄片状物質にチタ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与する
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４３−２５６４４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。

【０００９】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
蔽率が低く、塗膜形成時に下地の影響を強く受ける。従
って下塗り工程を増やす（特開昭５９−１６０５７１、
５９−２１５８５７）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。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】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、得られた着色ア
ルミニウム顔料を含有する塗料組成物、インキ、樹脂コ
ンパウンドを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
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により得られた着色アル
ミニウム粉末顔料を含有する塗料組成物、インキ組成
物、樹脂コンパウンドである。

【００１２】一般式

【００１３】

【化４】

【００１４】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。

【００１５】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量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。たとえば一般式のｎ＝１の場合にはＭ（ＯＲ）₄＋２Ｈ₂Ｏ→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。

【００１６】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
は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。

【００１７】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。

【００１８】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、干渉色を呈示
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。

【００１９】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、下記一般式

【００２０】

【化５】

【００２１】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、３６０ｍｇ
以下が望ましい。１ｍｇ未満では呈色が弱く、３６０ｍ
ｇ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、ナトリウム、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。

【００２２】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程度までのものが特に好ま
しい。アルキル基の分子量が大きいもの程加水分解が穏
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、均一分散させ得る溶媒が限られてしまうためであ
る。また、特に一量体（一般式でｎ＝１）で反応が急激
に起こり、浮遊粒子が多く生成する場合には、二量体
（ｎ＝２）、三量体（ｎ＝３）、四量体（ｎ＝４）等の
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。

【００２３】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−ブチルチタネート、テト
ラ−ｓｅｃ−ブチルチタネート、テトラ−ｔｅｒｔ−ブ
チルチタネート、テトラ−２エチルヘキシルチタネー
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
−ｓｅｃ−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−２エチルヘキシルジルコネ
ート等及びこれらの縮合体が挙げられる。

【００２４】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２種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
重合速度の調節剤として用いることが可能である。

【００２５】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。

【００２６】さらにこの様にして被覆した着色アルミニ
ウム粉末を２００℃以上、かつアルミニウム粉末の発火
点以下で加熱することにより、強い色を呈する着色アル
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
とが望ましい。以上の製法により安全性に優れ、製法が
容易である着色アルミニウム粉末を得ることが可能とな
った。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下にこの発明を製造例および実
施例によって、具体的に説明する。製造例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５００ｍｌ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。

【００２８】この粉末は黄金色を呈した。更にこの粉末
をとり、２５０℃、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、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。

【００２９】製造例２〜１２製造例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。表以外の条件は全て製造
例１と同一条件で処理した。

【００３０】比較製造例１製造例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像では表面層の粒子が観察されなかった。比較製造例２〜６製造例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。

【００３１】

【実施例】

実施例１製造例１で得られたアルミニウム顔料、塗料用樹脂を用
いて塗料用組成物を作成したところ、得られた塗料用組
成物は、黄金色を呈した。

【００３２】実施例２製造例３で得られたアルミニウム顔料、インキ用樹脂を
用いてインキ用組成物を作成したところ、得られたイン
キ用組成物は赤みを帯びた黄金色を呈した。実施例３製造例１で得られたアルミニウム顔料、樹脂を用いて樹
脂コンパウンドを作成したところ、得られた樹脂コンパ
ウンドは黄金色を呈した。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば色
調が豊富で褪色せず、かつ、隠蔽力が大で加工性のよい
着色アルミニウム粉末顔料を含有する塗料用組成物、イ
ンキ組成物、樹脂コンパウンドを提供することができ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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
により得られた着色アルミニウム粉末顔料を含有するこ
とを特徴とする塗料組成物。一般式【化１】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
【請求項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２００℃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請求項（１）記載の着色アルミニウ
ム粉末顔料を含有することを特徴とする塗料組成物。
【請求項３】アルミニウム粉末の表面積１ｍ²当り、
一般式で表わされる化合物が金属分として１ｍｇ以上、
３６０ｍｇ以下存在する請求項（１）または（２）の着
色アルミニウム粉末顔料を含有する塗料組成物。
【請求項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請求項（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を含有することを特
徴とする塗料組成物。
【請求項５】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を含有すること
を特徴とするインキ組成物。一般式【化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
【請求項６】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を含有すること
を特徴とする樹脂コンパウンド。一般式【化３】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