JPH03244672A - 改質カーボンブラックおよび黒色塗料組成物 - 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］ 本発明はカーボンブラックならびにそれを用いた黒色塗
料組成物であり、より詳しくは光沢並びに淡色濃度の優
れた黒色塗料組成物を得るに関するものである。

［従来の技術］ 従来より、自動車用、建築材用、家具用、エレクトロニ
クス用等各種分野において、種々の黒色塗料が使用され
ている。黒色顔料としては主にカーボンブラックが使用
され、結合剤である熱硬化性樹脂、例えば、メラミンア
ルキド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂などや、
熱可塑性樹脂、例えば、ニトロセルローズ、ポリビニル
化合物などを有機溶剤や水等で希釈・混合して、塗布し
、熱や風で乾燥又は硬化させ、塗料皮膜を形成させてい
る。

塗料の重要特性の一つに分散性があり、実用上、光沢と
淡色濃度に大きく関与し、より高いものが好まれている
。

［発明が解決しようとする課題］ 近年、高級志向になるにつれて、硬化後の塗料皮膜の光
沢の向上は高級感を、また自塗料を混合した場合の淡色
濃度の高いことはその塗料での分散安定性が良いという
尺度でもあり、また少量の黒色塗料で淡色の濃度が上げ
られ、低コストにも結びつくことから黒色顔料であるカ
ーボンブラックにその解決の要素があるとしてカーボン
ブラックの改質が要求されている。

［課題を解決するための手段］ 本発明者等は、このような課題を解決すべく鋭意検討し
たところ、酸化処理を施した特定の表面物性を有するカ
ーボンブラックにアミン化合物を添着した改質カーボン
ブラックとすることにより、これらの問題が驚くべく改
良されることを見いだした。

本発明はこのような知見に基づきなされたもので、黒色
顔料としてこのようなカーボンブラックの配合によって
優れた光沢と淡色濃度を有する黒色塗料を提供し得るカ
ーボンブラックならびにそれを用いた黒色塗料組成物を
提供することを目的にしている。

そして、かかる目的は、９５０°Ｃでの揮発分組成中の
酸素化合物から算出した全酸素が１０ｍｇ／ｇ以上であ
るカーボンブラックにアミン化合物を添着してなる改質
カーボンブラックを用いることにより容易に遠戚される
。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の改質カーボンブラックに用いられるカーボンブ
ラックとしては、９５０℃での揮発分組成中の酸素化合
物から算出した全酸素量がカーボンブラックに対して１
０ｍｇ／ｇ以上、好ましくは１０〜３０ｍｇ／ｇ、更に
好ましくは１０〜２０ｍｇ／ｇの範囲のものがよい。そ
の他の物性として、具体的には粒子径が１０〜１００　
ｍｇ　、ＤＢＰ吸油量が２０〜３５０　ｍｌ　／１００
ｇの範囲のものが挙げられる。この様なカーボンブラッ
クは通常のカーボンブラックに対してオゾンガス、酸素
含有ガス、硝酸等の酸化剤で酸化処理して得られる。そ
の処理方法としてはオゾンガスや硝酸ガス（ＮＯ２）で
あれば常温下のカーボンブラック充てん層または流動層
中に流通させればよい、酸素含有ガスであればカーボン
ブラックを金属性ロータリーキルンにいれて、ｉｏｏ’
ｃ〜４００°Ｃ程度の温度範囲でガスを流通すればよい
。

本発明の改質カーボンブラックはかかるカーボンブラッ
クにアミン化合物を添着したものであり、かかるカーボ
ンブラックに対するアミン化合物の添着量としては特に
限定されるものではないがカーボンブラックに対して通
常、０．０１〜１０．０重量％好ましくは０．０５〜５
．０重量％が使用できる。添着量は０．０１重量％未満
であると顕著な効果が得られず、また１０．０重量％を
超えると添着量の割合に比べて効果得られない。アミン
化合物としては直鎖系炭化水素及び側鎖系炭化水素で炭
素原子数は４以下のアミン化合物が挙げられ、具体的に
は１・４ジアミノブタン、１・３ジアミノプロパン、１
・２ジアミノプロパン、エチレンジアミン等が好適に使
用される。

添着方法としては数重量％程度のカーボンブラックの水
スラリーに数重量％濃度のアミン化合物水溶液を混合撹
拌後、ブフナーロートで濾過し、得られたカーボンブラ
ックケーキを乾燥すればよい。

また、カーボンブラックを羽の付いた強力撹拌機に入れ
、アミン化合物をそのカーボンブラックのＤＢＰ吸油量
に見合う量の水の中に溶解させ、それを撹拌機に入れて
撹拌すると１〜５ｍｍ程度の小さなビーズとなり、これ
を乾燥してもよい。

次に、かかる改質カーボンブラックを用いた黒色塗料組
成物について説明する。

本発明の黒色塗料組成物は黒色顔料及び樹脂バインダー
を必須成分とするものであり、黒色顔料はバインダー樹
脂を溶剤で溶解したワニスに上記の改質カーボンブラッ
クを配合して得られ、樹脂バインダーとしてはメラミン
、メラミンアルキド、アクリル、ウレタン、ニトロセル
ロース等があり、これらの配合割合は分散機の種類、使
用するカーボンブラックの種類あるいは塗料ワニスによ
り異なるが、−船釣に塗料中に改質カーボンブラックが
１〜１０％、樹脂成分が３０〜６０％の範囲、残りは溶
剤である。

一方、淡色塗料は通常、黒色顔料を配合した塗料を適当
量取り、チタン等の白色顔料を予め分散した白色塗料に
混合して作られる。配合量は所望する灰色の濃度が得ら
れるように調節されるが、淡色濃度の高いカーボンブラ
ック程、黒色塗料の使用量が少なく、従って、淡色濃度
の高いものはど好まれる。

上記組成物を塗料化するのに用いられる溶剤としてはメ
チルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン
、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン等単独又は、
それらの幾つかを混合した混合溶剤が使用される。

分散方法としては、上記組成物をボールミル、サンドミ
ル、三本ロールミル、ペイントコンディショナー等の分
散機を用いて、混合・分散して塗料組成物を得たあと、
この組成物をポリテレフタレートフィルム、金属板、ガ
ラス板、紙、木材等の支持体に塗布、熱または風等で乾
燥または硬化し、塗膜を形成する。

以上の様にして得られた黒色系顔料は分数性すなわち、
光沢と淡色濃度の優れたものである。

［実施例Ｊ 以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。

実施例１〜３ カーボンブラック＃４０Ｂ　（三菱化成（株））３０ｇ
をガラス製回転キルンに入れ、オゾンガスの発生量が１
時間当たり１．０ｇ／ｈ発生する空気含有ガス３　（／
ｈを３時間処理した。そのカーボンブラックをキルンが
ら取出し、水６００　ｇに加え、スタラーで１０分間撹
拌分散し、その中に予め５重量％に希釈した１・４ジア
ミノブタン水溶液を添加し、更に２時間撹拌後、ブフナ
ー漏斗で濾過し、カーボンブラックケーキを１１５°Ｃ
の熱風乾燥機中で４時間乾燥した。

添着量はバーキンエルマ社製２４１ＯＮ窒素分析装置を
用いて分析し、添着前後の窒素含有量がら求めた。

比表面積は「ツーブトマチック］窒素吸着装置（カルロ
エルバ社製）を用い、Ｂ、　Ｅ、　Ｔ法を用いて測定し
た。

ｐＨはカーボンブラック１０ｇに蒸留水１００ｍ１を加
え、ホットプレート上で１０分間煮沸し室温まで冷却し
た後、上澄み液をデカンテーションし捨て′、残りの泥
状物のｐＨをガラス電極ｐＨメーターを用いて測定した
。

揮発分組成はカーボンブラック約０．２　ｇ精秤し、石
英サンプル管に入れ、１０・’ｍｍＨｇまで減圧したら
、減圧系を閉じ、９５０°Ｃの電気炉に挿入し、カーボ
ンブラックに存在する酸素化合物を分解、揮発させる。

揮発成分はテンプラ−ポンプを通じて、定容積のガス補
集管に補集する。ガス量は圧力と温度から計算して求め
る。

ガスの組成はガスクロマトグラフィーで分析し、上記の
ガス発生量とでそれぞれのガスの組成を求める。なお、
電気炉への挿入時間は３０分である。

全酸素量は次式で求める。

全酸素量（ｍｇ／ｇ）＝ＣＯ（ｍｇ／ｇ）Ｘ　１６／２
８　＋Ｃｏ２（ｍｇ／ｇ）　Ｘ　３２／４４ 上記のカーボンブラックを下記の処方−１の組成物とし
て、ペイントコンディショナーで６０分分散したのち、
溶剤を５０ｇをその中に追加し、さらにペイントコンデ
ィショナーで５分間分散希釈し、黒色塗料を得た。

得られた黒色塗料は上質紙に１０　ｐｍの厚さに塗布し
、１２０℃の乾燥機中で３０分間焼き付は処理を行い、
塗布膜を得た。

塗布膜の光沢はカーボンブラック＃４０、ＭＡ−１００
、ＭＡ　−１０ＯＲ（いずれも三菱化成（株）製品）と
を上記の方法で塗料を調製して同様に塗布し、乾燥した
塗膜面について、それぞれの光沢を１０点、１５点、１
７点と目視で定め、本発明塗料の塗膜面の光沢を比較判
定した。なお、１７点以上については延長線上で推定し
た。その結果を表−１に示した。

淡色濃度は処方２の組成物をペイントコンディショナー
で６分間振盪後、上質紙に１０１ｍの厚さに塗布し、１
２０℃の乾燥機中で３０分間焼き付は処理を行い、塗布
膜を得た。淡色濃度はスガ試験機（株）製測色計を用い
て、マンセル値（Ｖ）から次式により求めた。

淡色濃度＝ｉ−（ｖ　−ｖ’）ｘｉｏ。

Ｖ　：試料のマンセル値 ■゛：：基準ンセル値 実施例４ カーボンブラック＃４０Ｂ　（三菱化成（株））３０ｇ
をガラス製回転キルンに入れ、オゾンガスの発生量が工
時間当たり１．０ｇ／ｈ発生する空気含有ガス３　ｅ／
ｈを３時間処理した。そのカーボンブラックをキルンか
ら取出し、水６００　ｇに加え、スタラーで１０分間撹
拌分散し、その中に予め５重量％に希釈した１・３ジア
ミノプロパン水溶液を添加し、更に２時間撹拌後、ブフ
ナー漏斗で濾過し、カーボンブラックケーキを１１５°
Ｃの熱風乾燥機中で４時間乾燥した。

乾燥後のカーボンブラックは実施例１の方法で基礎特性
と塗料物性を測定した。

実施例５ カーボンブラック１４０Ｂ　（三菱化成（株））３０ｇ
をガラス製回転キルンに入れ、オゾンガスの発生量が１
時間当たり１．０ｇ／ｈ発生する空気含有ガス３　ｅ／
ｈを３時間処理した。そのカーボンブラックをキルンか
ら取出し、ポリエチレン袋に入れる。一方、予め所定量
の１・４ジアミノブタンを加え水３０ｇをカーボンブラ
ックの入ってポリエチレン袋にいれて、袋をもむと１ｍ
ｍ程度の小ビーズになる。このようにして得られたビー
ズを１１５°Ｃの熱風乾燥機中で４時間乾燥した。

乾燥後のカーボンブラックは実施例１の方法で基礎特性
と塗料物性を測定した。

実施例６ カーボンブラック＃３１５０Ｂ　（三菱化成（株））３
０ｇをガラス製回転キルンに入れ、オゾンガスの発生量
が１時間当たり１．０ｇ／ｈ発生する空気含有ガス３ｅ
／ｂを３時間処理した。そのカーボンブラックをキルン
から取出し、水６００　ｇに加え、スタラーで１０分間
撹拌分散し、その中に予め５重量％に希釈した１・４ジ
アミノブタン水溶液を添加し、更に２時間撹拌後、プフ
ナー漏斗で濾過し、カーボンブラックケーキを１１５°
Ｃの熱風乾燥機中で４時間乾燥した。

乾燥後のカーボンブラックは実施例１の方法で基礎特性
と塗料物性を測定した。

実施例７ カーボンブラック１３１５０Ｂ　（三菱化成（株））３
０ｇをガラス製回転キルンに入れ、オゾンガスの発生量
が１時間当たり１．０ｇ／ｈ発生する空気含有ガス３ｅ
ｌｈを３時間処理した。そのカーボンブラックをキルン
から取出し、ポリエチレン袋に入れる。一方、予め所定
量の１・４ジアミノブタンを加え水３０ｇをカーボンブ
ラックの入ってポリエチレン袋にいれて、袋をもむと１
ｍｍ程度の小ビーズになる。このようにして得られたビ
ーズを１１５°Ｃの熱風乾燥機中で４時間乾燥した。

乾燥後のカーボンブラックは実施例１の方法で基礎特性
と塗料物性を測定した。

比較例１ カーボンブラック＃４０Ｂ　（三菱化成（株））を１１
５°Ｃの熱風乾燥機中で４時間乾燥したのち、実施例１
の方法で基礎特性と塗料物性を測定した。

比較例２ カーボンブラック＃４０Ｂ　（三菱化成（株））３０ｇ
をガラス製回転キルンに入れ、オゾンガスの発生量が１
時間当たり１．０ｇ／ｈ発生する空気含有ガス３　（／
ｈを３時間処理した。そのカーボンブラックをキルンか
ら取出し、１１５°Ｃの熱風乾燥機中で４時間乾燥した
のち、実施例１の方法で基礎特性と塗料物性を測定した
。

比較例３ カーボンブラック＃３１５０Ｂ　（三菱化成（株））３
０ｇをガラス製回転キルンに入れ、オゾンガスの発生量
が１時間当たり１．０ｇ／ｈ発生する空気含有ガス３ｅ
／ｂを３時間処理した。そのカーボンブラックをキルン
から取出し、１１５°Ｃの熱風乾燥機中で４時間乾燥し
たのち、実施例１の方法で基礎特性と塗料物性を測定し
た。

［処方−１１ カーボンブラック　　　　　　　　　　　　　２ｇワニ
ス（関西ペイント製アミラックＮｏ、　１０２６）イソ
ブチルアルコール２０％）１０ｇ 容器：マヨネーズ瓶１４０　ｃｃ ガラスピーズ　　　　９０　ｃｃ ［処方−２］ 処方−１の黒塗料　　　　　　　　　　　　１１．７　
ｇ白塗料（関西ペイント製アミラックＮｏ、　１５３１
）０ｇ 容器：マヨネーズ瓶１４０　ｃｃ ガラスピーズ　　　　９０　ｃｃ ［発明の効果］ 本発明により優れた光沢と高い淡色濃度を有する黒色塗
料を得ることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）９５０℃での揮発分組成中の酸素化合物から算出
   した全酸素が１０ｍｇ／ｇ以上であるカーボンブラック
   にアミン化合物を添着してなる改質カーボンブラック。
2. （２）黒色顔料及び樹脂バインダーからなる黒色塗料組
   成物において、黒色顔料であるカーボンブラックとして
   ９５０℃での揮発分組成中の酸素化合物から算出した全
   酸素量が１０ｍｇ／ｇ以上であるカーボンブラックにア
   ミン化合物を添着したカーボンブラックを使用すること
   を特徴とする黒色塗料組成物。