JPS6152204B2

JPS6152204B2 -

Info

Publication number: JPS6152204B2
Application number: JP59244355A
Authority: JP
Inventors: Koichi Saneto; Hironori Maruyama; Kenichi Hirabayashi; Sanshiro Haga
Original assignee: SANKIN TOKUSHU TORYO KK
Current assignee: SANKIN TOKUSHU TORYO KK
Priority date: 1984-11-21
Filing date: 1984-11-21
Publication date: 1986-11-12
Also published as: JPS61124506A

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」現在、鉄鋼を保護するために、ジンクリツチペ
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60〜90重量％と高
濃度に設定せざるを得なかつた。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」と呼ばれるいわゆるマツドクラツクの発
生、あるいはジンクリツ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、
塗膜の硬化乾繰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）をフレーク化する
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
の形状が内部応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
子に高級脂肪酸および／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ツト、キシロ
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ツチペイン
トにはほとんど使用されていないのが実情であ
る。この幣害を避けるため、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、タルク、アエロジール等の
有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
つた。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、平均厚さ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、ほとんど不可能であつた。「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、ボールミルで
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
は得られなかつたが、２％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・付着させる程度に撹拌混合
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
らなかつたものの、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つた。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つ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粉末に対し３％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つた。そこで本発明者らは、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以上かつ金属亜鉛量（Metallic
Zn）／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％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、ボール
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、本発明を詳細に説明する。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、100μ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−Mg
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50mμ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。これら亜鉛粉末に対し0.1〜
5.0wt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、通常の粉末撹拌機
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0.1〜5.0wt％である。0.1％以下の場
合は、助剤効果に乏しく、5.0wt％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
料の犠性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、
Al塩等の周期律表第Ａ族（アルカリ土金属）、
第Ｂ族（亜鉛族）、第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
0.1〜0.5wt％とする必要がある。0.1wt％以下の
場合は、助剤効果に乏しく0.5wt％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
たボ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ガンの詰りの原因と
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未満であると、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。従つて、0.1〜
0.5wt％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本発明の特徴が存す
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
12mμの超微粉シリカ（日本アエロジル(株)商品名
AEROSIL 200）、平均粒径20mμの超微粉アルミ
ナ（日本アエロジル(株)商品名Aluminium Oxide
Ｃ）及び平均粒径30mμの超微粉酸化チタン（日
本アエロジル(株)商品名Titanium Oxide P25）を
第１表に示す配合に従い単独或は併用で0.1〜
5.0wt％添加し、撹拌機にて10分間撹拌混合し
た。混合物に有機系粉砕助剤を亜鉛粉末100重量
部に対し、0.1〜0.5wt％添加し、さらに１分間撹
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。ボールミルの運転方法は以下のよう
に行つた。内容積20のボールミルに直径12ｍ／
ｍの鋼球10Kgと直径20ｍ／ｍ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併用し
５時間運転した。実施例９平均粒径20μ、Zn−10％Al−0.1％Mgの亜鉛基
合金粉末100重量部に上記超微粉シリカ0.5wt％、
ステアリン酸0.5wt％を添加しボールミルで粉砕
した。超微粉シリカの添加方法、ボールミルの運
転方法は実施例１〜８と同一とした。比較例１亜鉛粉末100重量部に上記超微粉シリカ0.05重
量％を添加し、撹拌した混合物にステアリン酸
0.5重量％を添加しボールミルで粉砕した。原料
の亜鉛粉末、粉末の撹拌混合条件、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重量％とステアリン酸
0.5重量％を用いてボールミルで粉砕した。比較例３上記超微粉シリカ1.0重量％とステアリン酸
0.05重量％を用いてボールミルで粉砕した。比較例４上記超微粉シリカ2.0重量％添加し、撹拌して
得た混合物をボ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％を用いてボ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。

【表】

【表】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0.1〜0.5wt％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、ボールミルの運転
状況も順調であつた。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
定範囲の量、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、ボールへの粉末の付着が起り、ボールミル
の連続使用は困難な状態で、−150メツシユ収量も
低い結果となつた。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本発明の範囲にあ
つても有機系粉砕助剤を全く使用しなかつたり、
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
系粉砕助剤が本発明の範囲にあつても、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
ゆく亜鉛フレークが得られないことがわかつた。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重量％
でも、球状亜鉛末の85重量％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
発揮できることを確認した。「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0.5wt％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
温硬化型ジンクリツ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、顔料の沈降性等の諸特性に優れていることか
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。

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Ａ，
Ｂ及びＡ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。