JPS61124506A

JPS61124506A - 亜鉛フレ−クの製造方法

Info

Publication number: JPS61124506A
Application number: JP59244355A
Authority: JP
Inventors: Koichi Saneto; 実藤　公一; Hironori Maruyama; 丸山　裕規; Kenichi Hirabayashi; 健一平林; Sanshiro Haga; 羽賀　三四郎
Original assignee: SANKIN TOKUSHU TORYO KK
Current assignee: SANKIN TOKUSHU TORYO KK
Priority date: 1984-11-21
Filing date: 1984-11-21
Publication date: 1986-06-12
Also published as: JPS6152204B2

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」本発明は亜鉛フレークの製造方法に関し、詳しくは、僅
少の有機系粉砕助剤の使用で塗料用に用いられるフレー
ク状の極めて微細な亜鉛フレークを製造することのでき
る方法に関する。

「従来の技術Ｊ現在、鉄鋼を保護するために、ジンクリッチペイントが
多用されており、この亜鉛粒子としては蒸留法で得られ
た平均粒径２〜１０μの球状亜鉛末が一般に使用されて
いる。この亜鉛末は比重が約７と大きく、球状で表面積
が小さいため、塗膜が充分な犠牲防食作用を呈し鉄面を
保護するには、粒子が互いに接触しておらねばならず、
必然的に塗膜中の亜鉛濃度は乾量基準で６０〜９０ｉ！
ｔ％と高濃度に設定せざるを得なかった。

そして、このことに起因する種々の問題点が指摘されて
いる。すなわち、塗料の貯蔵中あるいは作業中の亜鉛末
の沈降問題、厚膜に塗装された場合、塗膜の硬化乾燥過
程での内部応力による「ひび割れ」と呼ばれる〆わゆる
マッドクラックの発生、あるいはジンクリッチペイント
が塗装された鋼材の溶接、溶断時に発生する亜鉛ヒユー
ムによる労働衛生上の問題等である。

このため、塗膜中の亜鉛濃度の低減が可能で、塗膜の硬
化乾燥過程での内部応力を大幅に緩和することの可能な
フレーク状、すなわち鱗片状または薄片状の亜鉛末が以
前より提案されており、同時にその製法についても種々
に提案されている。

この理由は、亜鉛末（粉末）を７レーク化することによ
り、比表面積が大幅に増加し粒子間の接触を密に保つこ
とが出来るからであり、同時にその形状が内部６力を大
幅に緩和するからである。

フレーク化の方法としては、原料となる亜鉛粒子に高級
脂肪震および／またはそれ等の金属塩を粉砕助剤または
滑材として加え、ボールミル、振動ミル、スタンプミル
等の装置を用い、展延しフレーク化するものである。こ
の粉砕助剤としては、ステアリン酸、オレイン酸、ラウ
リン酸等の高級脂肪酸およびそれらの亜鉛塩、アルミニ
ウム塩等の金属塩が一般に知られている。これらの有機
系粉砕助剤の他にミネラルスピリット、キジロール等の
有機溶剤を加えてフレーク化するのが一般的である。し
かしながら、これら有機系粉砕助剤を用いてフレーク化
した粉末の欠点は、得られたフレーク粉末にも有機系粉
砕助剤が含まれているため、使用に際して大幅な制限を
受けることで、最も一般的な常温硬化型ジンクリ、チ４
インドにはほとんど使用されていないのが実情である。

この弊害を避けるため、従来一般的に考えられた方法と
しては、芳香族系溶剤、アルコール系溶剤、ケトン系溶
剤、エステル系溶剤等の有機溶剤を用いて粉砕助剤であ
る有機物を抽出除去する方法と、フレーク化する時点で
粉砕助剤に有機物を使用せずに、マイカ、メルク、アエ
ロシール等の無機系の粉砕助剤を使用する方法がある。

前者は、亜鉛表面に形成した高級脂肪酸の金属塩を充分
抽出除去することは、非常に困難であり、０．５重量％
以下まで除去することは実用上不可能であった。

また、後者のように無機物を粉砕助剤として用いた場合
にはボールミル等の粉砕装置を用いフレーク化しても、
平均浮さ５μ以下、平均長径１．５〜３０μで、アスペ
クト比３以上まで偏平化することは、はとんど不可能で
あった。

「発明が解決しようとする問題点」本発明は、かかる課題を解決すべくなされたもので、防
錆用の塗料顔料として優れた性能を発揮できる偏平な亜
鉛フレーク粉末を従来に比し極めて僅少の有機系粉砕助
剤の使用で製造できる方法を提供しようとするものであ
る。

本発明者らは、僅少の有機物粉砕助剤の使用で亜鉛フレ
ークを製造する方法について鋭意検討した結果、原料亜
鉛粉末を予め超微粉シリカ、超微粉アルミナおよび／″
または超微粉酸化チタンで処理した後、有機系粉砕助剤
を添加し、次いでフレーク化する方法を見出した。

最初に本発明者らは、亜鉛粉末に対し超微粉シリカのみ
を０．５〜５．０重量％添加し、？〜ルミルでフレーク
化することを試みた結果、超微粉シリカの添加量及び亜
鉛粉末と超微粉シリカの混合程度がフレーク化に影響し
ていることを見い出した。

すなわち、超微粉シリカの添加量が２％以下の場合、亜
鉛粉末はミル内で凝集し全く亜鉛フレークは得られなか
ったが、２チ以上の場合、亜鉛粉末の凝集は少なくなる
傾向にある。又、亜鉛粉末と超微粉シリカの混合では、
超微粉シリカを亜鉛粉末表面に均一に分散・付着させる
程度に攪拌混合したものが良好な成績を示した。しかし
、これら最適条件で実施しても、粉末の凝集はほとんど
起らなかったものの、偏平化の点において満足ゆく亜鉛
フレークを得ることはできなかった。

次に本発明者らは、有機系粉砕助剤にステアリン酸を用
いて試験を行った結果以下のことを見い出した。

添加ステアリン酸量が亜鉛末に対し３チ以上の場合、充
分満足ゆく形状の亜鉛フレークが得られたが、１％以下
の場合は亜鉛粉末が凝集し、亜鉛フレークは得られなか
った。

そこで不発明者らは、先述の超微粉シリカを表面に均一
に分散付着した亜鉛粉末にステアリン酸を添加して粉砕
する方法を試みたところ、ステアリン酸量が０．１％で
も充分満足ゆく亜鉛フレークを得ることができ、た。さ
らに、超微粉粉末の種類及び添加量、有機系粉砕助剤の
種類及び添加量、粉砕条件、亜鉛粉末の種類及び粒度等
につき鋭意研究した結果、有機物含有量０．５％以下、
平均長径１．５〜３０μ、平均厚み５μ以下、アスペク
ト比（長径／長さ）３以上かつ金属亜鉛ｉｔ（Ｍ・ｔａ
ｌｌ＋ｃＺｎ）／全亜鉛量（Ｔｏｔａｌ　Ｚｎ　）が０
．９以上の亜鉛フレークが安定的かつ工業的に得られる
ことを見出し本発明に到達した。

「問題点を解決するための手段」すなわち、本発明は超微粉シリカ、超微粉アルミナおよ
び／または超微粉酸化チタンを亜鉛粉末に対し０．１〜
５．０チ添加し、亜鉛粉末表面に分散・付着させた混合
系に対し、高級脂肪酸および／またはこれらの金属塩を
有機系粉砕助剤として亜鉛粉末量に対し０．１〜０．５
％添加したものを、＋ｔ’　−ルミル、スタンプミル、
振動ミル等で粉砕、展延することを特徴とする亜鉛フレ
ークの製造方法である。

以下、不発明の詳細な説明する。

本発明に用いられる亜鉛フレークの好ましい亜鉛原料と
しては、蒸留法による生成亜鉛粉末が一般的であるが、
ブロー亜鉛粉末のような他の方法により得られたものを
使用してもよい。この粉末の粒径は任意であるが、あま
り粒径が大きいと粒子形成のときの冷却時間が長く、亜
鉛フレーク製造時に割れにくい粒子となることから、１
００μ以下、好ましくは５０μ以下が適当である。また
、本発明においては亜鉛粉末に代えて、Ｚｎ−Ａｌ−Ｍ
ｇ等の亜鉛基合金粉末を使用することも可能である。

本発明に用いられる超微粉粉末には、超微粉シリカ、超
微粉アルミナおよび超微粉酸化チタンがある。

該超微粉粉末は５０ｒｎμ以下の１次粒子の平均径を有
するものが好ましい。５０ｍμを超えた粉末は、充分な
比表面積をもたないため、亜鉛粉末等の表面を充分に覆
うことができなく、粉砕時に凝集等の原因になる。

これらはそれぞれ単独で用いてもよく、又併用も差しつ
かえない。これらを亜鉛粉末に対し０．１〜５．　Ｏｗ
ｔ％添加し、亜鉛粒子表面にこれらの超微粉粉末を均一
に分散、付着させることが必要である。これは、超微粉
粉末の粉砕助剤効果を高めるためで、分散、付着方法と
しては、通常の粉末攪拌機で可能であり、本発明により
何ら制限されうるものではない。これら超微粉粉末の添
加量は、亜鉛粉末に対し０．１〜５．　Ｏｗ１％である
。０．１％以下の場合は、助剤効果に乏しく、５．　Ｏ
ｗｔ１以上だと、有機系粉砕助剤の効果を減少させ、良
好な形状の亜鉛フレークが得られなく、さらに亜鉛粒子
表面を密に覆い、亜鉛粒子間の金属接触を妨げ亜鉛末塗
料の犠牲防食作用を低下させるからである。

また、本発明で使用される有機系粉砕助剤とは、ステア
リン酸、オレイン酸、ラウリン酸等の高級脂肪酸、また
はこれらの高級脂肪酸の金属塩である。これら金属塩と
しては、Ｃａ塩、Ｚｎ塩、Ａｔ塩等の周期律表第［［Ａ
族（アルカリ出金Ｆ４）、第１１Ｂ族（亜鉛族）、第１
［［Ａ族（アルミニウム族）からなる金属塩が好ましく
使用される。

有機系粉砕助剤の添加量は、亜鉛粉末量に対し０．１〜
０．５　ｗｔ％とする必要がある。０．１　ｗｔ％以下
の場合は、助剤効果に乏しく　０．５　ｗｔ％以上の場
合は、亜鉛粒子表面を覆うため、亜鉛の防食作用を低下
させる。

上述の超微粉粉末で予め処理し、次いで、有機系粉砕助
剤を添加した亜鉛粉末混合物を、前記したメールミル等
を用いて粉砕し、粒度調整することにより、従来にない
極めて僅少の有機系粉砕助剤の使用で、容易に長さ１０
０μ以下、平均長径１．５〜３０μ、平均厚さ５μ以下
、アスペクト比（長径／厚さ）３以上の偏平状の亜鉛フ
レークを得ることができる。亜鉛フレークの最大長さが
１００μを超えると塗装時にスプレーがンの詰りの原因
となり、かつ塗膜は平滑な表面が得られないという欠点
があり、また平均長径が３０μ超、平均厚さが５μ超、
かつアスペクト比が３未溝であると、亜鉛フレークは十
分な比表面積を持つことができなくなり、防錆力、厚膜
性等に対し、亜鉛フレークの持つ長所が発揮できなくな
る。従って、０．１〜０．５　ｗｔ％という僅少の有機
粉砕助剤の使用で亜鉛フレークを塗料用顔料として重要
な上記範囲にすることができる点において不発明の特徴
が存する。

「実施例」以下、本発明を実施例および比較例に基き具体的に説明
する。

実施例１〜８平均粒径１５μの亜鉛粉末１００重量部に平均粒径１２
ｍμの超微粉シリカ（日本アエロジル（株）商品名ＡＥ
ＲＯ８ＩＬ　２００　）　、平均粒径２０ｍμの超微粉
アルミナ（日本アエロジル＠）商品名Ａｌｕｍｌｎｌｕ
ｍＯｘｉｄｅ　Ｃ）及び平均粒径３０ｍμの超微粉酸化
チタン（日本アエロジル＠）商品名Ｔｉｔａｎｉｕｍ　
０ｘｉｄｅＰ２５）を第１表に示す配合に従い単独或は
併用で０．１〜５．　Ｏｗｔｌ添加し、攪拌機にて１０
分間攪拌混合した。混合物に有機系粉砕助剤を亜鉛粉末
１００重量部に対し、０．１〜１．　Ｏｗｔチ添加し、
さらに１分間攪拌させたものをボールミルで５Ｈｒ粉砕
し亜鉛フレークを得た。ゴールミルの運転方法は以下の
ように行った。内容積２０！のゴールミルに直径１２〜
の鋼球１０ｋｌｉｌと直径２０％の鋼球１０ｋｇを入れ
、先に示した前処理を施した亜鉛粉末を２ｋｇ供用し５
時間運転した。

実施例９平均粒径２０μ、Ｚｎ　−１０１Ａｌ　−０，１１Ｍｇ
の亜鉛基合金粉末１００重を部に上記超微粉シリカ０．
５ｗｔチ、ステアリン酸０．５　ｗｔチを添加しゴール
ミルで粉砕した。超微粉シリカの添加方法、ざ−ルミル
の運転方法は実施例１〜８と同一とした。

比較例１亜鉛粉末１００１ｊＬＪ！′部に上記超微粉シ゛リカ０
．０５Ｍ１ｋ％を添加し、攪拌した混合物にステアリン
酸０．５重ｉｉチを添加しが−ルミルで粉砕した。原料
の亜鉛粉末、粉末の攪拌混合条件、ボールミルの運転条
件は実施例と同一とした。尚、以下の比較例２〜４にお
いても、これら°の条件は実施例と同一である。

比較例２上記超微粉アルミナ０．０５重ＦＩＴ％とステアリン酸
０．５重量％を用いてパζ−ルミルで粉砕した。

比較例３上記超微粉シリカ１．　Ｏ重ｆｆｉ％とステアリン酸０
．０５重量％を用いてゴールミルで粉砕した。

比較例４上記超微粉シリカ２．０重ｔチ添加し、攪拌して得た混
合物をゴールミルで粉砕した。

以上の実施例１〜８、比較例１〜４で得た亜鉛フレーク
の性状および１５０メツシユ（１０５μ）での篩別後の
収量を第１表に示した。

比較例５上記超微粉シリカ５．５重量％とステアリン酸０、５重
量％を用いてゴールミルで粉砕した。

以上の実施例１〜９、比較例１〜５で得た亜鉛フレーク
の性状および１５０メツシユ（１０５μ）での篩別後の
収量を第１表に示した。

第１表の結果から明らかなように、本発明の方法の実施
例１〜９で得た亜鉛粉末は、有機系粉砕助剤の使用量が
０．１〜０．５　ｗｔ％と僅少であるにもかかわらず、
充分満足ゆくまでフレーク化されており、篩別後の収率
も満足ゆく値が達成できた。

又、粉末の凝集も発生しなく、メールミルの運転状況も
順調であった。一方、有機系粉砕助剤の本発明の範囲内
に止めるためには、超微粉粉末を一足範囲の量、使用す
ることが必要であり、比較例１．２で示されるように超
微粉粉末が不足する場合は、満足ゆく亜鉛フレークが濃
られないだけでなく、ゴールへの粉末の付着が起り、メ
ールミルの連続使用は困難な状態で、−１５０メツシユ
収量も低い結果となった。また、比較例３，４で示され
るように超微粉粉末の使用量が不発明の範囲にあっても
有機系粉砕助剤を全く使用しなかったり、本発明の範囲
より少ない場合にも同様の不都合を生じた。さらに比較
例５で示されるように、有機系粉砕助剤が不発明の範囲
にあっても、超微粉粉末の使用量が本発明の範囲を超え
る場合も、満足ゆぐ亜鉛フレークが得られないことがわ
かった。

なお、実施例１〜９で得られた亜鉛フレーク（亜鉛合金
フレーク）を用いて塗装作業性を確認したが、エアレス
・スプレー性、乾燥性等従来の球状亜鉛末を用いた場合
と何ら変わることなく良好な作業性を示すことを確認し
た。また、防錆性についても、乾燥塗膜中の亜鉛含有量
が４０重１ｔ％でも、球状亜鉛末の８５重量優に匹敵す
る性能を示すことが実証された。その他、厚膜性、顔料
の沈降性等についても、フレーク状である特性が充分発
揮できろことを確認した。

「発明の効果」以上説明のごとく、超微粉粉末で処理した亜鉛粉末に有
機系粉砕助剤を亜鉛粉末量の０．５　ｗｔ％以下添加し
、粉砕する本発明の亜鉛フレークの製造方法は、得られ
る亜鉛フレークがエアレス・スプレー性、乾燥性が従来
の球状亜鉛粉末と同等で常温硬化型ジンクリッチペイン
トにも使用でき、且つ従来の球状亜鉛粉末に比較して防
錆性、厚膜性、顔料の沈降性等の緒特性に潰れているこ
とから、防錆用塗料の顔料として使用される亜鉛フレー
クの製造方法として好適に用いられる。

手続補正書昭和６０年　１月１１日特許庁長官　　志　賀　　　学　　殿１、　事件の表示特願昭５９−２４４３５５号２、　発明の名称亜鉛フレークの製造方法３、　補正をする者事件との関係　特許出願人名称　三会特殊塗料株式会社４、代理人住所　東京都港区虎ノ門五丁目１３番１号虎ノ門４０森
ビル明細書の発明の詳細な説明の欄６、　補正の内容明細書の第１２頁１５行の「０．１〜１．ＯＷｔ駕」を
ｒｏ　、　ｌ−０、５Ｗｔ！　Ｊ　トする。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）超微粉金属酸化物を亜鉛粉末に添加し、亜鉛粉末
表面に分散・付着させた混合系に対し、高級脂肪酸およ
び／またはこれらの金属塩を有機系粉砕助剤として亜鉛
粉末量に対し０．１〜０．５ｗｔ％添加したものをボー
ルミル、スタンプミル、振動ミル等で粉砕又は展延する
ことを特徴とする亜鉛フレークの製造方法。
（２）前記超微粉金属酸化物はシリカ、アルミナ、酸化
チタンから成るグループから選ばれる特許請求の範囲第
１項記載の亜鉛フレークの製造方法。
（３）前記超微粉金属酸化物は、５０ミリミクロン以下
の１次粒子の平均径を有するものから選択され、かつ亜
鉛粉末に対する添加量は０．１〜５．０ｗｔ％である特
許請求の範囲第１項及び第２項記載の亜鉛フレークの製
造方法。
（４）前記亜鉛粉末が亜鉛粉末又は亜鉛基合金粉末から
選択される特許請求の範囲第１項、第２項及び第３項記
載の亜鉛フレークの製造方法。
（５）前記高級脂肪酸がステアリン酸、オレイン酸、ラ
ウリン酸等から選択される特許請求の範囲第１項、第２
項、第３項及び第４項記載の亜鉛フレークの製造方法。
（６）前記高級脂肪酸の金属塩が周期律表IIＡ、IIＢ及
びIIIＡ族の金属塩から選択される特許請求の範囲第１
項、第２項、第３項、第４項及び第５項記載の亜鉛フレ
ークの製造方法。
（７）前記亜鉛フレークが最大長さ１００μ以下、平均
長径１．５〜３０μ、平均厚さ５μ以下、アスペクト比
（長径／厚さ）３以上の偏平状である特許請求の範囲第
１項、第２項、第３項、第４項、第５項及び第６項記載
の亜鉛フレークの製造方法。