JPH08333602A - 着色チタンフレーク、その製造方法および着色チタンフレークを含む樹脂組成物 - Google Patents

着色チタンフレーク、その製造方法および着色チタンフレークを含む樹脂組成物

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JPH08333602A JP7162912A JP16291295A JPH08333602A JP H08333602 A JPH08333602 A JP H08333602A JP 7162912 A JP7162912 A JP 7162912A JP 16291295 A JP16291295 A JP 16291295A JP H08333602 A JPH08333602 A JP H08333602A
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titanium flakes
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良樹 橋詰
Satoshi Kobayashi
聡史 小林
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Abstract

(57)【要約】 【目的】従来の着色メタリック顔料において問題となっ
ていた色落ち、彩度不足、光沢低下などの問題を解決す
るとともに、黄金色以外の色彩をも有しており、塗料、
顔料などの各種の用途に利用できる新たな金属顔料を提
供することを主な目的とする。 【構成】平滑な表面を有するフレーク状チタン粉体であ
って、表面に干渉性酸化皮膜を有する着色チタンフレー
ク、その製造方法、および着色チタンフレークを含む樹
脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、着色チタンフレーク、
その製造方法および着色チタンフレークを含む樹脂組成
物に関する。
【０００２】
【従来技術とその問題点】金属などの各種表面のメタリ
ック塗装仕上げには、従来アルミニウムフレークが使用
されており、塗装を着色する場合には、着色顔料が塗料
に混合されている。この場合には、無彩色であるアルミ
ニウムフレークの色が強調され、鮮明な色調が得られな
いという問題を生じている。
【０００３】アルミニウムフレークに代えて雲母などの
着色されたフレーク状顔料も使用されているが、この場
合には、パール調の特徴ある色調は得られるものの、や
はり隠蔽力に乏しく、また金属光沢感が得られにくいと
いう欠点がある。また、樹脂にメタリック顔料を練り込
んで装飾効果を得る場合にも、同様の問題を生じる。
【０００４】この様な問題を解消乃至軽減するために、
樹脂コート法などにより個々のアルミニウムフレークに
顔料などを付着せしめて着色する方法が提案されている
（例えば、公表特許公報５−５０８４２４号など）が、
この方法では、十分な量の顔料をアルミニウムフレーク
に付着させることが困難であるため、鮮明な色調を得る
ことが出来ない。仮に、十分な量の顔料を付着させるこ
とが出来たとしても、顔料の脱落が起こりやすく、金属
光沢が失われるという問題がある。
【０００５】公開特許公報平４−３１４７６４号には、
チタンフレークに窒化処理を施し、黄金色のフレークを
得る方法が開示されている。この方法によれば、チタン
フレークの着色は可能であるが、色相が黄金色に限られ
るという制約がある。
【０００６】チタン製或いはチタン合金製の部品を陽極
酸化により酸化し、金、青、紫などに着色する方法は、
公知であるが、この方法を微細なチタンフレークに応用
することは、技術的に不可能である。
【０００７】液体急冷法により作製されたステンレス鋼
フレークを加熱酸化して着色する方法も知られている
が、この様にして得られたステンレス鋼フレークは、厚
みが厚く、それ自体の比重が大きいので、塗料などに配
合した場合に、沈降して再分散し難い堆積物を形成する
傾向があり、実用的に問題がある。
【０００８】また、チタンを空気中で酸化し、発色させ
る方法は、公知である。もし、この方法がチタンフレー
クにも適用できれば、好適であるが、ステンレス鋼フレ
ークの場合と異なり、チタンフレークについては、実用
に供しうる製品は得られていない。これは、チタンフレ
ークの活性が高いため、均一な発色に必要とされる酸素
量の微妙なコントロールによる反応の制御が困難であ
り、且つ発火・爆発などの危険性を伴うためである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、従
来の着色メタリック顔料において問題となっていた色落
ち、彩度不足、光沢低下などの問題を解決するととも
に、黄金色以外の色彩をも有しており、塗料、顔料など
の各種の用途に利用できる新たな金属顔料を提供するこ
とを主な目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の様な
従来技術の現状に鑑みて研究を進めた結果、チタン粉末
を特定の条件下に摩砕することにより、実質的に破断さ
れることなく展伸されたフレーク状チタンを得た後、こ
れを酸素含有雰囲気中で加熱して、特定量の酸素含有量
に対応する酸化皮膜を形成させる場合には、着色チタン
フレークが得られることを見出した。
【００１１】すなわち、本発明は、下記の着色チタンフ
レーク、その製造方法および着色チタンフレークを含む
樹脂組成物を提供するものである： １．表面が平滑であり、表面に干渉性酸化皮膜を有する
フレーク状チタン粉体であって、フレークの平均厚さが
０．１〜１．０μｍ、平均粒径が５〜５０μｍ、比表面
積と酸素含有量から計算した干渉性酸化皮膜の厚さが１
００〜１０００Åであることを特徴とする表面に干渉性
酸化皮膜を有する着色チタンフレーク。
【００１２】２．酸素含有量が１〜５重量％、窒素含有
量が０．２重量％以下、且つ比表面積が０．２〜１．０
ｍ2／ｇである上記項１に記載の着色チタンフレーク。
【００１３】３．比表面積が０．２〜１．０ｍ2／ｇで
あり、平滑な表面を有するチタンフレークを多孔質耐火
容器内に収容し、標準状態換算の酸素分圧を０．０１〜
０．１５気圧に調節した雰囲気中で３５０〜４５０℃で
加熱することにより、表面に干渉性酸化皮膜を形成させ
ることを特徴とする着色チタンフレークの製造方法。
【００１４】４．上記項１〜２のいずれかに記載の着色
性チタンフレークを含む樹脂組成物。
【００１５】５．表面が平滑であり、表面に干渉性酸化
皮膜を有するフレーク状チタン粉体であって、フレーク
の平均厚さが１〜１０μｍ、平均粒径が１０〜１０００
μｍ、アスペクト比（フレークの平均粒径／平均厚さ）
が２〜５０、比表面積と酸素含有量から計算した干渉性
酸化皮膜の厚さが１００〜１０００Åであることを特徴
とする表面に干渉性酸化皮膜を有する着色チタンフレー
ク。
【００１６】６．酸素含有量が０．４〜５重量％、窒素
含有量が０．２重量％以下、且つ比表面積が０．０５〜
０．５ｍ2／ｇである上記項６に記載の着色チタンフレ
ーク。
【００１７】７．比表面積が０．０５〜０．５ｍ2／ｇ
であり、平滑な表面を有するチタンフレークを多孔質耐
火容器内に収容し、標準状態換算の酸素分圧を０．０１
〜０．１５気圧に調節した雰囲気中で３５０〜４５０℃
で加熱することにより、表面に干渉性酸化皮膜を形成さ
せることを特徴とする着色チタンフレークの製造方法。
【００１８】８．上記項５または６に記載の着色性チタ
ンフレークを含む樹脂組成物。
【００１９】以下においては、請求項１〜４に記載の発
明を本願第１発明とし、請求項５〜８に記載の発明を本
願第２発明とする。また、本願第１発明と本願第２発明
とに共通な事項に関しては、単に本発明という。
【００２０】Ｉ．本願第１発明 本願第１発明においては、まず、従来とは異なった性状
を有するチタンフレークを製造する。
【００２１】まず、平均粒径１〜３０μｍ程度のチタン
粉末、より好ましくは粒径３〜２０μｍ程度の球形アト
マイズチタン粉末を摩砕或いは粉砕液媒（以下摩砕液媒
という）および摩砕或いは粉砕助剤（以下摩砕助剤とい
う）の存在下に湿式ボールミルにより摩砕する。
【００２２】摩砕液媒としては、沸点範囲１００〜２０
０℃程度の脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素などが使用
され、より具体的には、ミネラルスピリッツ、ｎ−パラ
フィン、ナフサなどおよびそれらの混合物などが例示さ
れる。摩砕助剤としては、オレイン酸、カプリン酸、カ
プリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、
ステアリン酸などの脂肪酸；オレイルアミン、ラウリル
アミン、ジラウリルアミン、ステアリルアミン、ジステ
アリルアミンなどの脂肪族アミン；オレイルアルコー
ル、ラウリルアルコール、ステアリルアルコールなどの
脂肪族アルコール；オレイルアジドホスフェート、２−
エチルヘキシルアジドフォスフェート、ラウリルアジド
ホスフェート、ステアリルアジドフォスフェートなどの
などの酸性リン酸エステルなどおよびそれらの混合物が
例示される。
【００２３】原料チタン粉末に対する摩砕液媒および摩
砕助剤の使用割合は、１：５〜３０：０．００５〜０．
１（体積比）程度が好適である。摩砕液媒の使用量が少
なすぎる場合には、チタン粉末が展伸される前に破断し
て、所望の形状を得ることが出来ないのに対し、多すぎ
る場合には、摩砕効率が低下して経済的に実用化困難と
なる。また、摩砕助剤の使用量が少なすぎる場合には、
摩耗効率が低下し、チタン粉末が展伸する前に破断する
のに対し、多すぎる場合には、チタンフレーク内に残存
して、酸化工程に悪影響（炉の汚染、炭化物生成など）
を及ぼす。ボールミルの種類乃至構造、操業条件、ボー
ルの種類および使用量などについては、形成されるチタ
ンフレークの平均厚さが０．１〜１．０μｍ（より好ま
しくは０．５〜１．０μｍ程度）、平均粒径が５〜５０
μｍ程度（より好ましくは１０〜３０μｍ程度）、比表
面積が０．２〜１．０ｍ2／ｇ程度となる様に、適宜選
択乃至設定すればよいが、特に以下の様な関係式（１）
を満足することが好ましい。
【００２４】 粉砕時間（hr）×ボールミル回転数（rpm）／臨界回転数（rpm）×ボール重 量（kg）／原料チタン投入量（kg）＝３００〜３０００ （１） チタンフレークの厚さが厚すぎる場合には、最終的に得
れらる着色チタンフレークの隠蔽力が不十分となるとと
もに、塗料、インキなどに配合した場合に、沈降してハ
ードケーキを形成しやすくなる。チタンフレークの平均
粒径が大きすぎる場合には、樹脂と複合した際に（例え
ば、塗料に配合した際に）、複合体表面（塗膜表面）へ
のフレークの突き出しを生じて、外観を損ねる。また、
チタンフレークの平均厚さが０．１μｍ未満或いは平均
粒径が５μｍ未満となる場合には、チタンフレークの活
性が増大して、取扱上の危険性が大きくなり、酸化反応
の制御も困難となる。
【００２５】なお、本発明において、チタンフレークの
平均粒径とは、レーザー回折法により測定した粒度分布
から求めた体積加重平均粒径をいう。
【００２６】また、チタンフレークの比表面積が０．２
ｍ2／ｇ未満の場合には、メタリック感、隠蔽力などが
低下するのに対し、１．０ｍ2／ｇを上回る場合には、
活性が増大して、均一に酸化着色することが困難とな
る。
【００２７】次いで、上記の様にして得られたチタンフ
レークを酸素分圧（標準状態換算）を０．０１〜０．１
５気圧に調整した多孔質耐火容器内で３５０〜４５０℃
で加熱することにより、チタンフレーク表面に酸化皮膜
を形成させて、所望の着色チタンフレークを得る。
【００２８】多孔質耐火容器の材料としては、アルミ
ナ、ムライト、シリカ、耐火煉瓦、窒化ケイ素、ジルコ
ニア、チタン酸アルミニウムなどが例示される。多孔質
耐火容器は、気孔率１５〜６０％程度、気孔径０．５〜
１０μｍ程度程度であることが好ましい。多孔質耐火容
器の気孔率および気孔径は、製品である着色チタンフレ
ークの特性、作業性などにも、影響を及ぼす。例えば、
気孔質耐火容器の気孔率が低すぎる場合には、酸化処理
が均一に行われなくなり、気孔率が高すぎる場合には、
容器の強度が低下する。また、気孔径が小さすぎる場合
には、酸化処理が均一に行われなくなり、気孔径が大き
すぎる場合には、チタンフレークが容器外に漏れてしま
うことがある。
【００２９】多孔質耐火容器内の酸素分圧は、低すぎる
場合には、チタンの酸化が十分に行われないのに対し、
高すぎる場合には、酸化反応が制御できなくなったり、
酸化チタンの色調にむらを生じたりする。酸素含有雰囲
気としては、空気、或いは酸素と窒素、二酸化炭素、ア
ルゴン、ヘリウム、キセノンなどの不活性ガスとの混合
ガス或いは酸素含有減圧雰囲気などを用いることができ
る。ただし、チタンと反応する可能性のある窒素などの
ガスを使用する場合には、チタンとガスとの反応を抑制
するために、反応温度を出来るだけ低くすることが好ま
しい。１ロット中のチタンフレークの酸化の程度を均一
とするためには、加熱容器乃至加熱炉を回転させたり、
チタンフレークをかき混ぜたりして、攪拌することが好
ましい。
【００３０】酸化反応温度が、３５０℃未満である場合
には、チタンフレークの酸化が十分に行われないのに対
し、４５０℃を上回る場合には、酸化反応が制御できな
くなったり、色調にむらを生じたり、チタンフレークの
凝集を生じたりする。酸化反応時間は、着色チタンフレ
ークの酸素含有量が１〜５重量％程度（より好ましくは
１〜３重量％程度）、酸化皮膜の厚さが１００〜１００
０Å程度となるまで、行えばよい。ここに、チタンフレ
ークの酸化皮膜の厚さとは、上記の比表面積と酸素含有
量から計算により求めた値を意味する。
【００３１】チタンフレークの酸素含有量が１重量％未
満である場合には、チタンフレークの表面が化学的に不
安定で、取扱中などに発火したり、粉塵爆発したりする
危険性があるのに対し、５重量％を上回る場合には、光
沢が低下して、着色顔料としての有用性が減少する。
【００３２】なお、着色チタンフレーク中の窒素含有量
は、０．２重量％以下に抑制することが望ましい。窒素
含有量が多すぎる場合には、窒化物による色調の濁りを
生じるので、樹脂と複合した際に、良好な外観が得られ
ない。
【００３３】着色チタンフレーク中の酸化皮膜の厚さが
１００Å未満である場合には、干渉色が得られないのに
対し、１０００Åを上回る場合には、金属光沢が失われ
る。
【００３４】本願第１発明によれば、酸化皮膜の厚さに
応じて、干渉色が変化していき、チタンフレークの色相
を黄金色、赤紫色、紫色、青色、緑色などの様に、ハン
ターダイヤグラムに従って変化させることができる。
【００３５】本願第１発明によるチタンフレークは、通
常さらさらとしたパウダー状である。必要ならば、公知
の無機粉体において行われている様に、その表面に界面
活性剤を吸着させて分散性を改善することができる。ま
た、取扱いを容易にするために、ミネラルスピリットな
どの有機溶剤と混練してペースト状にしても良い。
【００３６】本発明によるチタンフレークは、各種の樹
脂組成物における着色成分として、例えば、塗料、イン
キなどの樹脂含有液状製品における着色成分、樹脂成形
体における着色成分などとして好適である。
【００３７】本願第１発明のチタンフレークを含む樹脂
組成物は、その他に通常下記に例示するような成分の１
種または２種以上を含んでいる。これらの成分は、着色
顔料を含む従来の樹脂組成物で使用されているものと同
様である。
【００３８】１）樹脂：アクリル樹脂、アルキド樹脂、
ポリエステル、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリブタジエン、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹
脂、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニルなど。
【００３９】２）顔料および染料：本発明によるチタン
フレークとともに、下記の様な着色顔料もしくは染料を
併用しても良い；フタロシアニン、キナクリドン、イソ
インドリン、ペリレン、アゾレーキ、酸化鉄、黄鉛、カ
ーボンブラック、酸化チタン、パールマイカなど。
【００４０】３）添加剤：溶剤、界面活性剤、可塑剤、
硬化剤、紫外線吸収剤、静電気除去剤、増粘剤など。
【００４１】樹脂組成物中のチタンフレークの配合量
は、樹脂組成物の用途に応じて定められ、特に限定され
るものではないが、通常組成物重量の０．５〜２０％程
度の範囲内にある。チタンフレークの配合量が多すぎる
場合には、所定の用途における樹脂組成物の特性を低下
させる。
【００４２】ＩＩ．本願第２発明 本願第２発明においても、まず、従来とは異なった性状
を有するチタンフレークを製造する。
【００４３】まず、平均粒径１〜３０μｍ程度のチタン
粉末、より好ましくは粒径１０〜２０μｍ程度の球形ア
トマイズチタン粉末を摩砕液媒および摩砕助剤の存在下
に湿式ボールミルにより摩砕する。
【００４４】使用する摩砕液媒および摩砕助剤ならびに
それらの使用量は、本願第１発明の場合と同様である。
【００４５】ボールミルの種類乃至構造、操業条件、ボ
ールの種類および使用量などについては、形成されるチ
タンフレークの平均厚さが１〜１０μｍ（より好ましく
は２〜５μｍ程度）、平均粒径が１０〜１０００μｍ程
度（より好ましくは２０〜１００μｍ程度）、比表面積
が０．０５〜０．５ｍ2／ｇ程度、アスペクト比（フレ
ークの平均粒径／平均厚さ）が２〜５０程度となる様
に、適宜選択乃至設定すればよいが、特に以下の様な関
係式（２）を満足することが好ましい。
【００４６】 粉砕時間（hr）×ボールミル回転数（rpm）／臨界回転数（rpm）×ボール重 量（kg）／原料チタン投入量（kg）＝３０〜３００ （２） チタンフレークの厚さが厚すぎる場合には、最終的に得
れらる着色チタンフレークの隠蔽力が不十分となる。チ
タンフレークの平均粒径が大きすぎる場合には、着色チ
タンフレークを樹脂と複合した際に、成形体表面へのフ
レークの突き出しを生じて、外観を損ねる。また、チタ
ンフレークの平均厚さが１μｍ未満或いは平均粒径が１
０μｍ未満となる場合には、チタンフレークの活性が増
大して、取扱上の危険性が大きくなり、酸化反応の制御
も困難となる。
【００４７】また、チタンフレークの比表面積が０．０
５ｍ2／ｇ未満の場合には、メタリック感、隠蔽力など
が低下するのに対し、０．５ｍ2／ｇを上回る場合に
は、活性が増大して、均一に酸化着色することが困難と
なる。
【００４８】また、チタンフレークのアスペクト比が５
０より大きい場合には、着色チタンフレークを樹脂に配
合した際に、成形体表面に筋状の流れ模様が発生するの
で、好ましくない。一方、アスペクト比が２未満の場合
には、成形体のメタリック感が乏しくなる。
【００４９】次いで、上記の様にして得られたチタンフ
レークを本願第１発明と同様にして酸素含有雰囲気中で
加熱することにより、チタンフレーク表面に酸化皮膜を
形成させて、所望の着色チタンフレークを得る。
【００５０】チタンフレークの酸化反応は、酸素含有量
が０．４〜５重量％程度（より好ましくは１〜３重量％
程度）、酸化皮膜の厚さが１００〜１０００Å程度とな
るまで、加熱温度と加熱時間とを調整しつつ、行えばよ
い。
【００５１】チタンフレークの酸素含有量が０．４重量
％未満である場合には、チタンフレークの表面が化学的
に不安定で、取扱中などに発火したり、粉塵爆発したり
する危険性があるのに対し、５重量％を上回る場合に
は、光沢が低下して、着色顔料としての有用性が減少す
る。
【００５２】なお、着色チタンフレーク中の窒素含有量
は、窒化物による色調の濁りを防止するために、やはり
０．２重量％以下に抑制することが望ましい。
【００５３】本願第２発明においても、酸化皮膜の厚さ
に応じて、干渉色が変化していき、チタンフレークの色
相を黄金色、赤紫色、紫色、青色、緑色などの様に、ハ
ンターダイヤグラムに従って変化させることができる。
【００５４】本願第２発明による着色チタンフレーク
は、本願第２発明による着色チタンフレークの場合と同
様に、通常さらさらとしたパウダー状である。また、必
要ならば、その表面に界面活性剤を吸着させて分散性を
改善することができる。さらにまた、取扱いを容易にす
るために、ミネラルスピリットなどの有機溶剤と混練し
てペースト状にしても良い。
【００５５】本願第２発明による着色チタンフレーク
は、例えば、樹脂成形体における着色成分などとして好
適である。
【００５６】本願第２発明の着色チタンフレークを含む
樹脂組成物も、本願第１発明の着色チタンフレークと同
様に、樹脂、顔料および／または染料、各種の添加剤な
どを含んでいる。
【００５７】樹脂組成物における本願第２発明の着色チ
タンフレークの配合量も、やはり樹脂組成物の用途に応
じて定められ、特に限定されるものではないが、通常組
成物重量の０．５〜２０％程度の範囲内にある。チタン
フレークの配合量が多すぎる場合には、所定の用途にお
ける樹脂組成物の特性を低下させる。
【００５８】
【発明の効果】本発明による着色チタンフレークは、干
渉により金色、青、紫などに発色する酸化皮膜により高
彩度に着色されており、金属光沢に優れ、長期間経過後
にも、その金属光沢を失わない。
【００５９】本発明の着色チタンフレークを配合した樹
脂組成物およびこの様な樹脂組成物を含有するインキ、
塗料などは、鮮やかな色彩を有し、且つメタリック感も
良好であるため、優れた装飾効果を発揮する。
【００６０】本願第１発明による着色チタンフレーク
は、塗料用、インキ用、樹脂練り込み用などの広い用途
に好適である。
【００６１】本願第２発明による着色チタンフレーク
は、特に樹脂練り込み用として好適である。
【００６２】
【実施例】以下に実施例および比較例を示し、本発明の
特徴とするところをより一層明確にする。
【００６３】なお、実施例１〜７および比較例１〜７が
本願第１発明に関連するものであり、その他の実施例お
よび比較例が本願第２発明に関連するものである。
【００６４】実施例１ 粒径４５μｍ以下のアトマイズドチタン粉末１ｋｇ、ミ
ネラルスピリット５リットルおよびオレイン酸２５ｇ
（体積比で、１：２２．５：０．１）を直径８ｍｍのス
チールボール５０ｋｇを装入した直径５００ｍｍのボー
ルミルに投入し、ボールミル回転数６０ｒｐｍ（臨界回
転数＝６０ｒｐｍ）で１４時間摩砕した。この場合、前
記の関係式（１）は、以下の通りとなる。
【００６５】１４×６０／６０×５０／１＝７００ 次いで、得られたフレーク状チタン粉末をミネラルスピ
リットで洗浄した後、４５μｍのスクリーンでふるい分
け、スクリーン通過分を濾過し、乾燥した。
【００６６】得られたチタンフレークの形状は、図１と
して示す走査型電子顕微鏡写真から明らかな様に、実質
的に破断部分がなく、表面が円滑な状態で展延された形
状を有していた。レーザー回折法により測定したチタン
フレークの平均粒径は、１９μｍであり、隠蔽力から計
算した平均厚さは、０．９μｍであった。
【００６７】次いで、上記で得られたチタンフレーク１
０ｇを多孔質アルミナ容器からなる密閉加熱炉（容量
７．５リットル、酸素０．４ｇを含む酸素−窒素雰囲
気、気孔率＝３５％、気孔径＝約２μｍ）に装入し、４
４０℃で６時間加熱して、均一に青色に着色したチタン
フレークを得た。この青色チタンフレークの酸素含有量
は２．１重量％、窒素含有量は０．０４重量％、比表面
積は０．３９ｍ2／ｇであった。また、この青色チタン
フレークの酸化膜組成をアナターゼであると仮定して、
酸素含有量と比表面積とから酸化皮膜の厚さを計算する
と、３４５オングストロームであった。また、この青色
チタンフレークの酸化膜厚をオージェ電子分光法（ＡＥ
Ｓ）で深さ方向の元素分布を求めることにより測定した
結果、４００オングストロームであった。
【００６８】実施例２〜４ チタンフレーク加熱炉雰囲気中の酸素量を変更する以外
は実施例１と同様にして着色チタンフレークを製造し
た。
【００６９】雰囲気酸素量と得られた着色チタンフレー
クの色相、酸素含有量、窒素含有量および酸化膜厚（オ
ングストローム）との関係を表１に示す。
【００７０】
【表１】 炉内酸素量 含有量（重量％） 酸化膜厚 （ｇ） 色 相 酸 素 窒 素 計算値 ＡＥＳ 実施例２ ０．２ 黄金色 １．１ ０．０２ １７５ １８０ ３ ０．３ 赤紫色 １．５ ０．０３ ２３０ ２５０ ４ ０．５ 緑 色 ２．７ ０．０５ ４３０ ５００ 表１に示す結果から明らかな様に、加熱時含有雰囲気中
の酸素量を調節することにより、酸化膜厚を制御して、
所定の色相を有する着色チタンフレークを製造すること
ができる。
【００７１】比較例１ 粒径４５μｍ以下のアトマイズドチタン粉末１ｋｇ、ミ
ネラルスピリット１リットルおよびオレイン酸２５ｇ
（体積比で、１：４．５：０．１）を直径８ｍｍのスチ
ールボール５０ｋｇを装入した直径５００ｍｍのボール
ミルに投入し、ボールミル回転数６０ｒｐｍで１４時間
摩砕した。
【００７２】次いで、得られたフレーク状チタン粉末を
ミネラルスピリットで洗浄した後、４５μｍのスクリー
ンでふるい分け、スクリーン通過分を濾過し、乾燥し
た。
【００７３】得られたチタンフレークの形状は、図２と
して示す走査型電子顕微鏡写真から明らかな様に、破断
した形状で、表面もあまり平滑ではなかった。隠蔽力か
ら計算したこのチタンフレークの平均厚さは、０．２μ
ｍであった。
【００７４】次いで、上記で得られたチタンフレーク１
０ｇを密閉加熱炉（容量７．５リットル、酸素１．４ｇ
を含む酸素−窒素雰囲気、その材質、気孔率および気孔
径は実施例１に同じ）に装入し、４４０℃で６時間加熱
したところ、チタンフレークは殆ど着色していなかっ
た。
【００７５】得られたチタンフレークの酸素含有量は、
５．６重量％であり、窒素含有量は、０．２２重量％で
あった。
【００７６】実施例５ 粒径４５μｍ以下のアトマイズドチタン粉末０．５ｋ
ｇ、ミネラルスピリット２．５リットルおよびオレイン
酸２５ｇ（体積比で、１：２２．５：０．２）を直径８
ｍｍのスチールボール５０ｋｇを装入した直径５００ｍ
ｍのボールミルに投入し、ボールミル回転数６０ｒｐｍ
で１４時間摩砕した。
【００７７】次いで、得られたフレーク状チタン粉末を
ミネラルスピリットで洗浄した後、４５μｍのスクリー
ンでふるい分け、スクリーン通過分を濾過し、乾燥し
た。
【００７８】得られたチタンフレークの形状は、図３と
して示す走査型電子顕微鏡写真から明らかな様に、実質
的に破断部分がなく、表面が円滑な状態で展延された形
状を有していた。隠蔽力から計算したこのチタンフレー
クの平均厚さは、０．４μｍであった。
【００７９】次いで、上記で得られたチタンフレーク１
０ｇを密閉加熱炉（容量７．５リットル、酸素０．４ｇ
を含む酸素−窒素雰囲気、その材質、気孔率および気孔
径は実施例１に同じ）に装入し、４４０℃で６時間加熱
して、均一に紫色に着色したチタンフレークを得た。こ
の紫色チタンフレークの酸素含有量は３．８重量％、窒
素含有量は０．１０重量％、比表面積は０．９０ｍ2／
ｇであった。また、この紫色チタンフレークの酸化膜組
成をアナターゼであると仮定して、酸素含有量と比表面
積とから酸化皮膜の厚さを計算すると、２７０オングス
トロームであった。一方、この紫色チタンフレークの酸
化膜厚をオージェ電子分光法（ＡＥＳ）で深さ方向の元
素分布を求めることにより測定した結果、２７０オング
ストロームであった。
【００８０】比較例２ 比較例１においてアトマイズドチタン粉末の粉砕時間を
２時間とする以外は同様にして、チタンフレークを製造
した。得られたチタンフレークの平均厚さは、２μｍで
あった。
【００８１】次いで、上記で得られたチタンフレーク１
０ｇを密閉加熱炉（容量７．５リットル、酸素０．２ｇ
を含む酸素−窒素雰囲気、その材質、気孔率および気孔
径は実施例１に同じ）に装入し、４４０℃で６時間加熱
して、均一に青色に着色したチタンフレークを得た。こ
の青色チタンフレークの酸素含有量は０．９重量％、比
表面積は０．１７ｍ2／ｇであった。
【００８２】実施例６ 実施例１で得られた青色チタンフレーク５ｇに熱硬化性
アクリル樹脂ワニス（固形分５０％）８０ｇおよびメラ
ミン樹脂ワニス（固形分６０％）２０ｇを加え、攪拌機
で分散して、メタリック塗料を調製した。
【００８３】上記のメタリック塗料を室温で１週間放置
し、次いでシンナーを加えて攪拌機で再分散して、希釈
塗料を得た後、エアスプレーでボンデライト鋼板に塗装
し、１５０℃で３０分間焼き付けた。
【００８４】得られた塗装鋼板は、鮮やかな青色であ
り、見る方向によって異なった色調を呈する特徴的なメ
タリック効果を示した。
【００８５】比較例３ 比較例２で得られたチタンフレーク５ｇに熱硬化性アク
リル樹脂ワニス（固形分５０％）８０ｇおよびメラミン
樹脂ワニス（固形分６０％）２０ｇを加え、攪拌機で分
散して、メタリック塗料を調製した。
【００８６】上記のメタリック塗料にシンナーを加えて
攪拌機で再分散して、希釈塗料を得た後、エアスプレー
でボンデライト鋼板に塗装し、１５０℃で３０分間焼き
付けた。
【００８７】得られた塗装鋼板は、青色を呈していた
が、隠蔽力に乏しく、あまり鮮やかな色調は得られなか
ったのみならず、メタリック感に乏しかった。
【００８８】なお、実施例６と同様に、上記のメタリッ
ク塗料を室温で１週間放置した後、シンナーを加えて攪
拌機で再分散を試みたが、沈降物がハードケーキを形成
していて、再分散が困難であった。
【００８９】実施例７ 実施例２で得られた黄金色チタンフレーク３ｇをポリエ
チレン１００ｇに配合し、射出成形して、成形体を作成
した。得られた成形体は、鮮やかな黄金色を呈し、特徴
的なメタリック効果を示した。
【００９０】比較例４ 実施例１と同様にして調製した酸化処理前のチタンフレ
ーク１０ｇを空気中４４０℃で６時間加熱した。
【００９１】得られた酸化チタンフレークの酸素量は
７．５％、酸化膜厚は１２００Åであった。この酸化チ
タンフレークは、薄い青色に着色していたが、色むらが
認められ、金属光沢があまりなく、また急速な酸化反応
により生成したと思われる凝集物を含んでいた。
【００９２】比較例５ 粒径４５μｍ以下のアトマイズドチタン粉末０．５ｋ
ｇ、ミネラルスピリット２．５リットルおよびオレイン
酸２５ｇ（体積比で、１：２２．５：０．２）を直径８
ｍｍのスチールボール５０ｋｇを装入した直径５００ｍ
ｍのボールミルに投入し、ボールミル回転数６０ｒｐｍ
で２０時間摩砕した。
【００９３】次いで、得られたフレーク状チタン粉末を
ミネラルスピリットで洗浄した後、４５μｍのスクリー
ンでふるい分け、スクリーン通過分を濾過し、乾燥し
た。
【００９４】得られたチタンフレークは、表面は平滑で
あったが、破砕したフレークの形状を呈しており、比表
面積は、１．５ｍ2／ｇであった。
【００９５】次いで、上記で得られたチタンフレーク１
０ｇを密閉加熱炉（容量７．５リットル、酸素分圧：標
準状態で０．３７気圧、その材質、気孔率および気孔径
は実施例１に同じ）に装入し、４４０℃で６時間加熱し
た。
【００９６】得られた酸化チタンフレークは、急激な反
応により固まっており、金色の部分、青色の部分などが
混在する不均一な色調を呈していた。
【００９７】比較例６ 比較例２で得られたチタンフレーク３ｇをポリエチレン
１００ｇに配合し、射出成形して、成形体を作成した。
得られた成形体は、殆どメタリック効果がなく、際立っ
た特徴は認められなかった。
【００９８】比較例７ 密閉加熱炉を焼結アルミナ容器（気孔率１％以下）とす
る以外は実施例１と同様にしてチタンフレークの酸化を
試みた。
【００９９】得られた酸化チタンフレークは、表面に存
在する部分は、青色であったが、そこの部分は、薄い黄
金色であり、製品全体で色調の著しいむらが認められ
た。
【０１００】実施例８ 粒径４５μｍ以下のアトマイズドチタン粉末１ｋｇ、ミ
ネラルスピリット５リットルおよびオレイン酸２５ｇ
（体積比で、１：２２．５：０．１）を直径８ｍｍのス
チールボール５０ｋｇを装入した直径５００ｍｍのボー
ルミルに投入し、ボールミル回転数６０ｒｐｍ（臨界回
転数＝６０ｒｐｍ）で４時間摩砕した。この場合、前記
の関係式（２）は、以下の通りとなる。
【０１０１】４×６０／６０×５０／１＝２００ 次いで、得られたフレーク状チタン粉末をミネラルスピ
リットで洗浄した後、４５μｍのスクリーンでふるい分
け、スクリーン通過分を濾過し、乾燥した。
【０１０２】得られたチタンフレークの形状は、図１に
示すチタンフレークに似ていて、実質的に破断部分がな
く、表面が円滑な状態で展延された形状を有していた。
また、レーザー回折法により測定したチタンフレークの
平均粒径は、４０μｍであり、隠蔽力から計算した平均
厚さは、２．７μｍであった。
【０１０３】次いで、上記で得られたチタンフレーク１
０ｇを多孔質アルミナ容器からなる密閉加熱炉（容量
７．５リットル、酸素０．１ｇを含む酸素−窒素雰囲
気、気孔率＝３５％、気孔径＝約２μｍ）に装入し、４
４０℃で６時間加熱して、均一に青色に着色したチタン
フレークを得た。この青色チタンフレークの酸素含有量
は０．７重量％、窒素含有量は０．０４重量％、比表面
積は０．１３ｍ2／ｇであった。
【０１０４】この青色チタンフレークの酸化膜組成をア
ナターゼであると仮定して、酸素含有量と比表面積とか
らその厚さを計算すると、３４５Åであった。また、こ
の青色チタンフレークの酸化膜厚をオージェ電子分光法
（ＡＥＳ）で深さ方向の元素分布を求めることにより測
定した結果、３８０Åであった。
【０１０５】実施例９〜１１ チタンフレーク加熱炉雰囲気中の酸素量を変更する以外
は実施例８と同様にして着色チタンフレークを製造し
た。
【０１０６】雰囲気酸素量と得られた着色チタンフレー
クの色相、酸素含有量、窒素含有量および酸化膜厚（オ
ングストローム）との関係を表２に示す。
【０１０７】
【表２】 炉内酸素量 含有量（重量％） 酸化膜厚 （ｇ） 色 相 酸 素 窒 素 計算値 ＡＥＳ 実施例９ ０．０５ 黄金色 ０．４ ０．０２ １９７ ２１０ 10 ０．１５ 赤紫色 ０．５ ０．０３ ２４６ ２６０ 11 ０．２ 緑 色 ０．９ ０．０５ ４４３ ４７０ 表２に示す結果から明らかな様に、加熱時含有雰囲気中
の酸素量を調節することにより、酸化膜厚を制御して、
所定の色相を有する着色チタンフレークを製造すること
ができる。
【０１０８】比較例８ 粒径４５μｍ以下のアトマイズドチタン粉末１ｋｇ、ミ
ネラルスピリット１リットルおよびオレイン酸２５ｇ
（体積比で、１：４．５：０．１）を直径８ｍｍのスチ
ールボール５０ｋｇを装入した直径５００ｍｍのボール
ミルに投入し、ボールミル回転数６０ｒｐｍで０．５時
間摩砕した。
【０１０９】次いで、得られたフレーク状チタン粉末を
ミネラルスピリットで洗浄した後、４５μｍのスクリー
ンでふるい分け、スクリーン通過分を濾過し、乾燥し
た。
【０１１０】得られたチタンフレークの形状は、まだ十
分に伸ばされておらず、表面があまり平滑ではなかっ
た。隠蔽力から計算したこのチタンフレークの平均厚さ
は、１５μｍであり、平均粒径は、２５μｍであった。
【０１１１】次いで、上記で得られたチタンフレーク１
０ｇを密閉加熱炉（容量７．５リットル、酸素１．４ｇ
を含む酸素−窒素雰囲気、その材質、気孔率および気孔
径は実施例１に同じ）に装入し、４４０℃で６時間加熱
したところ、チタンフレークは殆ど着色していなかっ
た。
【０１１２】得られたチタンフレークの酸素含有量は、
０．３重量％であり、窒素含有量は、０．２２重量％で
あった。
【０１１３】実施例１２ 粒径４５μｍ以下のアトマイズドチタン粉末０．５ｋ
ｇ、ミネラルスピリット２．５リットルおよびオレイン
酸２５ｇ（体積比で、１：２２．５：０．２）を直径８
ｍｍのスチールボール５０ｋｇを装入した直径５００ｍ
ｍのボールミルに投入し、ボールミル回転数６０ｒｐｍ
で１４時間摩砕した。
【０１１４】次いで、得られたフレーク状チタン粉末を
ミネラルスピリットで洗浄した後、スクリーンでふるい
分け、３７〜７４μｍのフレークを分取し、濾過し、乾
燥した。
【０１１５】得られたチタンフレークの形状は、図３に
示すチタンフレークの形状に類似していて、実質的に破
断部分がなく、表面が円滑な状態で展延された形状を有
していた。このチタンフレークの平均粒径は、７０μｍ
であり、隠蔽力から計算した平均厚さは、３．５μｍで
あった。
【０１１６】次いで、上記で得られたチタンフレーク１
０ｇを密閉加熱炉（容量７．５リットル、酸素０．１ｇ
を含む酸素−窒素雰囲気、その材質、気孔率および気孔
径は実施例１に同じ）に装入し、４４０℃で６時間加熱
して、均一に紫色に着色したチタンフレークを得た。こ
の紫色チタンフレークの酸素含有量は０．５重量％、窒
素含有量は０．１０重量％、比表面積は０．１ｍ2／ｇ
であった。また、この紫色チタンフレークの酸化膜組成
をアナターゼであると仮定して、酸素含有量と比表面積
とから酸化皮膜の厚さを計算すると、３２０Åであっ
た。一方、この紫色チタンフレークの酸化膜厚をオージ
ェ電子分光法（ＡＥＳ）で深さ方向の元素分布を求める
ことにより測定した結果、３１０Åであった。
【０１１７】比較例９ 比較例８において原料として平均粒径２００μｍのアト
マイズドチタン粉末の粉砕時間を２時間とする以外は同
様にして、チタンフレークを製造した。得られたチタン
フレークの平均粒径は１５００μｍ、平均厚さは１５μ
ｍであった。
【０１１８】次いで、上記で得られたチタンフレーク１
０ｇを密閉加熱炉（容量７．５リットル、酸素０．２５
ｇを含む酸素−窒素雰囲気、その材質、気孔率および気
孔径は実施例１に同じ）に装入し、４４０℃で６時間加
熱した。
【０１１９】得られたチタンフレークの酸素含有量は、
１．９重量％、比表面積は、０．０６ｍ2／ｇ、酸素含
有量と比表面積から計算した酸化皮膜の厚さは、２０５
０Åであった。このチタンフレークは、僅かに紫色に発
色していたが、金属光沢は失われていた。
【０１２０】実施例１３ 実施例８で得られた青色チタンフレーク５ｇをＡＢＳ樹
脂１００ｇに配合し、射出成形を行った。
【０１２１】得られた成形体は、鮮やかな青色であり、
見る方向によって異なった色調を呈する特徴的なメタリ
ック効果を示した。
【０１２２】比較例１０ 比較例８で得られたチタンフレーク５ｇをＡＢＳ樹脂１
００ｇに配合し、射出成形を行った。
【０１２３】得られた成形体は、メタリック感に乏し
く、また流れ模様が発生しており、外観が著しく損なわ
れていた。
【０１２４】実施例１４ 実施例９で得られた黄金色チタンフレーク３ｇをポリエ
チレン１００ｇに配合し、射出成形して、成形体を作成
した。得られた成形体は、鮮やかな黄金色を呈し、特徴
的なメタリック効果を示した。
【０１２５】比較例１１ 比較例９で得られたチタンフレーク３ｇをポリエチレン
１００ｇに配合し、射出成形して、成形体を作成した。
【０１２６】得られた成形体は、メタリック感に乏し
く、またチタンフレーク粒子の突き出しによる表面荒れ
が発生しており、外観が著しく損なわれていた。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で得られたフレーク状チタンの形状と
表面状態を示す走査電子顕微鏡写真である。
【図２】比較例１で得られたフレーク状チタンの形状と
表面状態を示す走査電子顕微鏡写真である。
【図３】実施例５で得られたフレーク状チタンの形状と
表面状態を示す走査電子顕微鏡写真である。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】表面が平滑であり、表面に干渉性酸化皮膜
    を有するフレーク状チタン粉体であって、フレークの平
    均厚さが０．１〜１．０μｍ、平均粒径が５〜５０μ
    ｍ、比表面積と酸素含有量から計算した干渉性酸化皮膜
    の厚さが１００〜１０００Åであることを特徴とする表
    面に干渉性酸化皮膜を有する着色チタンフレーク。
  2. 【請求項２】酸素含有量が１〜５重量％、窒素含有量が
    ０．２重量％以下、且つ比表面積が０．２〜１．０ｍ2
    ／ｇである請求項１に記載の着色チタンフレーク。
  3. 【請求項３】比表面積が０．２〜１．０ｍ2／ｇであ
    り、平滑な表面を有するチタンフレークを多孔質耐火容
    器内に収容し、標準状態換算の酸素分圧を０．０１〜
    ０．１５気圧に調節した雰囲気中で３５０〜４５０℃で
    加熱することにより、表面に干渉性酸化皮膜を形成させ
    ることを特徴とする着色チタンフレークの製造方法。
  4. 【請求項４】請求項１〜２のいずれかに記載の着色性チ
    タンフレークを含む樹脂組成物。
  5. 【請求項５】表面が平滑であり、表面に干渉性酸化皮膜
    を有するフレーク状チタン粉体であって、フレークの平
    均厚さが１〜１０μｍ、平均粒径が１０〜１０００μ
    ｍ、アスペクト比（フレークの平均粒径／平均厚さ）が
    ２〜５０、比表面積と酸素含有量から計算した干渉性酸
    化皮膜の厚さが１００〜１０００Åであることを特徴と
    する表面に干渉性酸化皮膜を有する着色チタンフレー
    ク。
  6. 【請求項６】酸素含有量が０．４〜５重量％、窒素含有
    量が０．２重量％以下、且つ比表面積が０．０５〜０．
    ５ｍ2／ｇである請求項５に記載の着色チタンフレー
    ク。
  7. 【請求項７】比表面積が０．０５〜０．５ｍ2／ｇであ
    り、平滑な表面を有するチタンフレークを多孔質耐火容
    器内に収容し、標準状態換算の酸素分圧を０．０１〜
    ０．１５気圧に調節した雰囲気中で３５０〜４５０℃で
    加熱することにより、表面に干渉性酸化皮膜を形成させ
    ることを特徴とする着色チタンフレークの製造方法。
  8. 【請求項８】請求項５または６に記載の着色性チタンフ
    レークを含む樹脂組成物。
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