JPH0680152B2 - 水性塗料用アルミフレ−ク顔料組成物 - Google Patents

水性塗料用アルミフレ−ク顔料組成物

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JPH0680152B2
JPH0680152B2 JP62071035A JP7103587A JPH0680152B2 JP H0680152 B2 JPH0680152 B2 JP H0680152B2 JP 62071035 A JP62071035 A JP 62071035A JP 7103587 A JP7103587 A JP 7103587A JP H0680152 B2 JPH0680152 B2 JP H0680152B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、水性塗料用アルミフレーク顔料組成物に係
る。詳しくは、本発明は、水性塗料等の水性媒体中でア
ルミが水と接触して水素ガスを発生する反応を起し難い
水溶性塗料,水性エマルジョン等の水性塗料用アルミフ
レーク顔料組成物に係る。
従来の技術及び問題点 最近、先進諸国の塗料業界においては、省資源・無公害
化対策として有機溶剤を用いない水性塗料の開発が急激
な進展を見せ、自動車や二輪車の上塗り等の高級仕上塗
装用に使用できる水性塗料用メタリック顔料の開発も強
く要望されている。
水性塗料に用いるメタリック顔料として、湿式ボールミ
ル法で粉砕されたアルミフレークに界面活性剤を添加し
て水分散性を付与した顔料組成物が従来使用されていた
が、これらの組成物にはその長期貯蔵中に爆発段階に達
する程の水素ガスが発生する欠点があった。これを解消
するために、モルフォリン,ダイマー酸,有機リン酸エ
ステル,ホウ酸塩等の防錆剤を界面活性剤と併用添加し
てフレーク上に耐食性皮膜を形成する技術等の各種処理
技術が今日まで提案されてきた。しかし、これらの技術
をもってしても水素ガスの発生抑制効果は不十分であ
り、また皮膜形成により却って上記未処理メタリック顔
料特有の色目を損ねたり、長期貯蔵中に一次粒子に戻る
ことが不可能なフレーク同士の凝集物を生じるという問
題もあった。
米国特許第2,858,230号明細書には、アルミフレークと
(NH4)2HPO4等の化合物から供給された有効PO4イオンを
少なくとも該金属の0.7重量%含むpH約1.5〜11の水溶液
とを接触させる技術が開示されている。この方法で得ら
れるアルミフレーク顔料組成物は水性媒体中でのガス発
生量がかなり少ないという利点があるが、色目について
は良好なものが得られず、しかも長期貯蔵中にガスが徐
々に発生して色目がさらに黒ずんでくる欠点や、凝集物
を生じがちであるという欠点があった。
そこで、本発明の目的は、水性媒体中でのガス発生量が
少なく、色目の変化が少なく、凝集物も生じ難い高級仕
上塗装用に使用できる水性塗料用アルミフレーク顔料組
成物を提供することにある。
問題点を解決するための手段 本発明の上記目的は、アルミフレークと、無機リン酸か
ら供給されたアルミ重量に対して500〜10,000ppmのP
と、アルミ100重量部に対して0.3〜5重量部の分子内に
少なくとも1個の官能基を有する脂肪族化合物,0.05〜1
0重量部の水,5〜100重量部の水和性アルコール及び1〜
70重量部の炭化水素油とからなることを特徴とする水性
塗料用アルミフレーク顔料組成物によって達成される。
本発明におけるアルミフレークとしては、表面光沢性や
白さ等メタリックフレーク顔料に要求される表面性状,
粒径,粒形を有するものが適している。一般に、ホール
法と呼ばれる公知の湿色ボールミル法を用いて粉砕助剤
の存在下炭化水素油(粉砕油)中で原料アルミ粉を磨砕
して得られるアルミフレークが用いられ得る。
無機リン酸としては、オルトリン酸,ピロリン酸,三リ
ン酸,四リン酸及び亜リン酸の群から選ばれた1種以上
の酸が使用できる。
本発明顔料組成物中のアルミフレークには、その表面に
無機リン酸から供給されたPを含有する薄い緻密なリン
酸皮膜が形成されているが、そのリン酸皮膜中のP含有
量はアルミの重量に対して500〜10,000ppm、好ましくは
1,000〜7,000ppmでなければならない。500ppm未満では
ガス発生量が多くなり、一方10,000ppmを越えると凝集
物を生じたり色目も悪くなるからである。
本発明において脂肪族化合物は前記したリン酸皮膜の表
面に吸着もしくは結合してフレーク同士の凝集を防止す
るために使用されるので、分子内に少なくとも1個の官
能基を有するものでなければならない。
末端に官能基を有する脂肪族化合物としては、−OH,−C
OOR(Rは低級例えば炭素数1−5のアルキル基),−C
OOM(Mはアルカリ金属) の群から選ばれた1種の官能基を有する1分子内の炭素
数が8−40の化合物の1種以上が好ましい。炭素数が8
未満では前記リン酸皮膜に結合したペンダント残基の炭
素鎖が短か過ぎるため上記した凝集防止効果が所期通り
に得られず、一方40を越えると分子量が大きくなるため
取扱い上困難となるので好ましくない。官能基が−NH2
又は>NHである脂肪族化合物の使用が最も好ましい。こ
れらの化合物として具体的には、2−エチルヘキシルア
ミン,カプリルアミン,デシルアミン,ラウリルアミ
ン,ミリスチルアミン,パルミチルアミン,ステアリル
アミン,オレイルアミン,エイコシルアミン,ジ−2−
エチルヘキシルアミン,ジカプリルアミン,ジデシルア
ミン,ジラウリルアミン,ジミリスチルアミン,ジパル
ミチルアミン,ジステアリルアミン,ジオレイルアミ
ン,ジエイコシルアミン等が例示できる。上記以外の脂
肪族化合物としては、ラウリルアルコール,ステアリル
アルコール等の脂肪族高級アルコール;オレイン酸メチ
ルエステル,ステアリン酸ブチルエステル等の脂肪酸と
低級アルコールのエステル;ラウリン酸やオレイン酸の
金属塩(Na,K,Mg,Ca,Zn塩);オレイン酸アミド,ステ
アリン酸アミド,ジラウリン酸アミド等の酸アミド;モ
ノー,ジラウリルアシッドホスフェイト,モノー,ジス
テアリルアシッドホスフェイト等のオルトリン酸と脂肪
族アルコールのモノ又はジエステルが例示できる。
脂肪族化合物の含有量はアルミ100重量部に対して0.3〜
5重量部、好ましくは1〜4重量部である。0.3重量部
未満では凝集を防止することが難しく、一方5重量部を
越えるとメタリック塗膜の色目や強度に悪い影響を与え
るので好ましくない。
本発明顔料組成物中にはアルミ100重量部に対して0.05
〜10重量部、好ましくは0.1〜5重量部の水が含有され
ている。水含有量が0.05重量部未満ではフレーク表面に
リン酸皮膜を形成することができず、ガス発生を防止す
ることは困難であり、一方10重量部を越えると薄く緻密
なリン酸皮膜は得難く凝集,ガス発生,色目のいずれも
劣ってくる。
本発明における水和性アルコールは、炭化水素油および
水と適宜の割合で混和でき且つ無機リン酸を完全に溶解
できるものでなければならない。アルコール含有量は、
アルミ100重量部に対して5〜100重量部、好ましくは20
〜40重量部である。5重量部未満ではリン酸皮膜の形成
が困難であり、100重量部を越えると組成物が不安定な
ものとなる。
水和性アルコールとしては、エタノール,(イソ)プロ
パノール,(イソ)ブタノール,(イソ)アミルアルコ
ール,エチルセロソルブ,ブチルセロソルブ,ポリオキ
シエチレングリコール,ポリオキシプロピレングリコー
ル等またはその混合物を使用することができる。
また本発明における炭化水素油としては具体的には、ミ
ネラルスピリット,ソルベントナフサ,HAWS,LAWS等の粉
砕油として用いられる脂肪族系あるいは芳香族系炭化水
素油をそのまま使用できる。その量はアルミ100重量部
に対して1〜70重量部、好ましくは30〜50重量部である
ことが適当である。1重量部未満では組成物が不安定と
なり、一方70重量部を越えるとリン酸皮膜の形成反応が
遅くなり過ぎる。
界面活性剤の添加はアルミフレークの水分散性を向上さ
せる点では望ましいが、水性塗料の種類によっては必要
でない場合がある。適当な界面活性剤としては、ポリオ
キシエチレンアルキルフェノールテール,ポリオキシエ
チレンアルキルエーテル,ポリエチレングリコール脂肪
酸エステル,ソルビタン脂肪酸エステル,ポリオキシエ
チレンソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン系界面活
性剤等を例示することができる。有効な添加量はアルミ
100重量部に対して約5〜20重量部の範囲である。
本発明のアルミフレーク顔料組成物はその他の添加剤と
して、公知のレベリング剤,リーフィング安定化剤,増
粘剤,着色顔料を含んでいてもよい。着色顔料としては
フラバントロンイエロー,インダントロンブルー,ジブ
ロムアンタントロンレッド,アンスラピリジンイエロー
等のアンスラキノン系,インジゴ系,ピラントロン系,
ペリレン系等の有機顔料およびフタロシアニンブルー,
チタンホワイト等の無機顔料を具体的に挙げることがで
きる。
実施例 以下に本発明の代表的実施例を例示して本発明をより具
体的に記述するが、本発明はこれら実施例に限定される
ことなく、本発明の範囲内で種々変更できるものであ
る。
[実施例1-14及び比較例1-6] Tyler標準篩400メッシュを通過するアルミフレーク及び
ミネラルスピリットを主成分とする市販のアルミペース
ト顔料(東洋アルミニウム(株)製7160N,アルミ分65
%)の溶剤を減じて、アルミ分80%のケーキとした。こ
のケーキには粉砕助剤として用いたオレイン酸がアルミ
100重量部あたり1.5重量部含有されていた。
このケーキをミキサー内に移し、これに第1表に示す無
機リン酸,脂肪族化合物,ノニオン系界面活性剤,水,
水和性アルコール及び炭化水素油を添加後3時間混練
し、アルミフレーク顔料組成物を得た。
得られたペースト状顔料組成物中のP含有量及び水含有
量を下記の試験方法で測定し、その結果も併せて第1表
に示した。
(i)P含有量 試料ペーストを水とイソプロパノールの混合溶剤で洗浄
し、続いてエーテルとアセトンの混合溶剤で洗浄後、乾
燥して溶剤を除去した。その後塩酸水溶液に溶解させ、
プラズマ発光分析法を用いてアルミの重量に対するP含
有量(ppm)を測定した。
(ii)水含有量 モイスチャーメーターVA-0.2及びCA-0.2(三菱化成工業
(株)製)を用いて、試料ペースト中の水を気化(230
℃,N2気流中)、凝縮させ、カール・フィッシャー法
で、アルミ100重量部に対する水含有量(重量部)を測
定した。
[実施例15] 粉砕助剤として用いたステアリン酸の含有量がアルミ10
0重量部あたり1.7重量部であるケーキを用いたこと以外
は実施例10と同様にして、アルミ分約52%の顔料組成物
を得た。
[実施例16] 粉砕助剤として用いたラウリルアミンの含有量がアルミ
100重量部あたり1.0重量部であるケーキを用いたこと以
外は実施例5と同様にして、アルミ分約52%の顔料組成
物を得た。
[実施例17] 上記実施例で得られたアルミペーストの水分散性,凝集
量,水性塗料中でのガス発生量,メタリック塗膜の色目
を下記試験方法を用いて調べた。その結果を第2表に示
す。
a)水分散性 純水を入れた試験管中に所定量の試料ペーストを添加
し、撹拌後静置して水に対する分散性の良否を目視にて
評価し、次の通り判定した:◎:容易に均一分散 ○:
ほぼ均一に分散 L:ほぼリーフィング b)凝集量 50℃の温度で1ヶ月間缶内で貯蔵した試料を水中に分散
させ、Tyler標準篩325メッシュを用いて篩上を重量分析
してアルミに対する重量%で表示した。
c)水性塗料中でのガス発生量 試験に先立って、下記組成の水性塗料を調製した。
供試試料(アルミとして) 21.3g アルマテックスWA-911(三井東圧化学(株)製) 281.6 サイメル350(三井東圧化学(株)製) 44 フタロシアニンブルー 7.1 トリエチルアミン 14.4 イソプロパノール 34.6水 448.0 合計 851.0 上記塗料80gをガラスびんに移し、50℃の温度で1ヶ月
間保持した。この間に発生した蓄積ガス量(ml)を室温
で測定した。
d)メタリック塗膜の色目 上記塗料150μ(wet)をガラス板上にドクターブレード
で塗布したのち、160℃で20分間焼付けてブルーメタリ
ック塗膜を得た。対照として、比較例1の未処理アルミ
フレーク顔料を用いて同様にして作成したブルーメタリ
ック塗膜を用いた。試料塗膜の対照塗膜に対する色差△
Eを45°−0°方式の色差計を用いて測定し、これを色
目の評価とした。
発明の効果 本発明のアルミフレーク顔料組成物は、フレーク表面に
薄い緻密なリン酸皮膜が形成されており、該リン酸皮膜
は、脂肪族化合物の官能基が皮膜に吸着もしくは結合す
る結果多数のペンダントな長鎖脂肪族残基で覆われてい
る。従って、本発明のアルミフレーク顔料組成物は、水
性媒体中でのガス発生,凝集,色目が優れており、ポリ
エステル系,アクリル系,アルキッド系,ポリビニルア
ルコール系,ポリビニルアセテート系,エチレン−ビニ
ルアセテート系等の水溶性あるいはエマルジョンタイプ
のメタリック塗料,インキ,接着剤に好適に使用できる
ものである。
なお、上記したリン酸皮膜の構造は完全には解明されて
いないが、X線回折の解析結果、Al2O3・(1±0.2)P2
O5に近いものと帰属されうる。このことから、皮膜の構
造は正八面体構造のAlPO4(H2O)2と正四面体構造のPO4
交互に連結したAlPO4・nH2O(nは2−200程度)と推定
される。少量のH2OはAlと化学的に結合している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上霜 浩昭 大阪府大阪市東区南久太郎町4丁目25番地 の1 東洋アルミニウム株式会社本社内 (72)発明者 橋詰 良樹 大阪府大阪市東区南久太郎町4丁目25番地 の1 東洋アルミニウム株式会社本社内 (72)発明者 内村 栄吉 大阪府大阪市東区南久太郎町4丁目25番地 の1 東洋アルミニウム株式会社本社内 (72)発明者 原田 正勝 大阪府大阪市東区南久太郎町4丁目25番地 の1 東洋アルミニウム株式会社本社内 (72)発明者 青木 正博 大阪府大阪市東区南久太郎町4丁目25番地 の1 東洋アルミニウム株式会社本社内 (72)発明者 木村 亨 大阪府大阪市東区南久太郎町4丁目25番地 の1 東洋アルミニウム株式会社本社内 (56)参考文献 特開 昭61−291662(JP,A)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルミフレークと、アルミ重量に対するP
    含有量が500〜10,000ppmの無機リン酸と、アルミ100重
    量部に対して0.3〜5重量部の分子内に−OH,−COOR(R
    は低級アルキル基),−COOM(Mはアルカリ金属), の群から選ばれた少なくとも1個の官能基を有する1分
    子内の炭素数が8−40の脂肪族化合物,0.05〜10重量部
    の水,5〜100重量部の水和性アルコール及び1〜70重量
    部の炭化水素油とからなることを特徴とする水性塗料用
    アルミフレーク顔料組成物。
  2. 【請求項2】前記無機リン酸が、オルトリン酸,ピロリ
    ン酸,三リン酸,四リン酸及び亜リン酸の群から選ばれ
    た1種以上である特許請求の範囲第1項記載の顔料組成
    物。
JP62071035A 1986-04-04 1987-03-25 水性塗料用アルミフレ−ク顔料組成物 Expired - Lifetime JPH0680152B2 (ja)

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