JPH09221604A - 顔料用複合材料 - Google Patents

顔料用複合材料

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JPH09221604A
JPH09221604A JP9018309A JP1830997A JPH09221604A JP H09221604 A JPH09221604 A JP H09221604A JP 9018309 A JP9018309 A JP 9018309A JP 1830997 A JP1830997 A JP 1830997A JP H09221604 A JPH09221604 A JP H09221604A
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Michael John Trendell
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性を目的とした高品質エマルジョン塗料
に特に有用な組織化済み顔料用複合材料を提供する。 【解決手段】 組織化済み顔料用複合材料は複合粒子が
少なくとも1つの二酸化チタン粒子と、少なくとも1つ
の膜不形成性有機ポリマー粒子との会合体から構成さ
れ;二酸化チタン粒子は正の表面電荷を有し、有機ポリ
マー粒子は負の表面電荷を有し、この表面電荷により二
酸化チタン粒子は有機ポリマー粒子と会合状態に保持さ
れ;複合粒子は有機ポリマーの対二酸化チタン体積比
0.3:1〜0.6:1で有機ポリマーと二酸化チタン
が存在する組成である粒状複合材料から成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は顔料用複合材料、特
に粒状二酸化チタンと粒状有機ポリマーとから成る組織
化済み顔料用複合材料に関する。
【0002】
【従来の技術】最近になって数多くの組織化済み顔料用
複合材料が記載されてきている。これらの複合材料は表
面塗膜の不透明性を改善することが判った。即ち、複合
材料の顔料成分粒子、例えば二酸化チタン粒子はこの粒
子が複合材料中で会合する粒子がスペーサー粒子として
作用するため、塗膜内での分散がより均一になると考え
られるからである。以下の本発明の記載で用いる「組織
化済み顔料用複合材料」なる用語は顔料粒子と第2の粒
子との間に一定の会合が存在する材料を意味する。従っ
て、この第2の粒子はランダム混合物中よりもより密接
に顔料粒子と会合しており、この会合により顔料性粒子
のより効果的な、より組織化されたスペーシング(間
隔)が得られる、組織化済み顔料用複合材料の1形態は
英国特許出願GB 2267503Aに開示されてお
り、ここでは成分粒子か粒子表面の正反対の電荷により
会合状態に保持されている。
【0003】意外にも、前記英国特許出願GB 226
7503Aの教示に基づき製造した或る種の複合材料は
水性塗料で効果的に用いることができ、この塗料は同じ
ような量の二酸化チタン含有の在来の塗料に較べて耐久
性が向上していた。
【0004】
【発明の解決しようとする課題】本発明の課題は耐久性
を目的とした高品質エマルジョン塗料に特に有用な組織
化済み顔料用複合材料と、この材料を含む水性塗料組成
物と、この材料の製法とを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題は下記に基づ
く本発明により解決される。即ち、本発明の組織化済み
顔料用複合材料は複合粒子が少なくとも1つの二酸化チ
タン粒子と、少なくとも1つの膜不形成性有機ポリマー
粒子との会合体から構成され;二酸化チタン粒子は正の
表面電荷を有し、有機ポリマー粒子は負の表面電荷を有
し、この表面電荷により二酸化チタン粒子は有機ポリマ
ー粒子と会合状態に保持され;複合粒子は有機ポリマー
の対二酸化チタン体積比0.3:1〜0.6:1で有機
ポリマー粒子と二酸化チタン粒子が存在するものである
粒状複合材料から成る。
【0006】又、本発明の水性塗料組成物は膜形成性有
機ポリマーの水性分散系と組織化済み複合顔料とから成
り;組織化済み複合顔料は複合粒子が少なくとも1つの
二酸化チタン粒子と、少なくとも1つの膜不形成性有機
ポリマー粒子との会合体から構成され;二酸化チタン粒
子は正の表面電荷を有し、膜不形成性有機ポリマー粒子
は負の表面電荷を有し、この表面電荷により二酸化チタ
ン粒子は膜不形成性有機ポリマー粒子と会合状態に保持
され;複合粒子は有機ポリマーの対二酸化チタン体積比
0.3:1〜0.6:1で膜不形成性有機ポリマー粒子
と二酸化チタン粒子が存在する組成である、粒状複合材
料から成るものであり、本水性塗料組成物は塗料の乾燥
膜の粒子体積濃度が臨界粒子体積濃度未満である。
【0007】「顔料体積濃度」なる用語が顔料粒子から
構成されている乾燥塗料膜の体積割合の指標として塗料
・塗装工業界で広く用いられている、この用語は膜中で
の膜形成性ポリマーからは誘導されない全成分の割合の
指標として用いられることが多く、従って、顔料体積濃
度の計算時には、一般に顔料用とは考えられない成分、
例えばエキステンダー、非顔料性剛性ポリマー・ビーズ
が含まれる。本発明ではより正確な用語である「粒子体
積濃度」を用いて測定体積が顔料、有機ポリマー粒子、
その他の無機粒子、例えばエキステンダー粒子を含んだ
全固形粒子の総体積であることを示す。
【0008】更に本発明の組織化済み粒状顔料用複合材
料の製法は二酸化チタンの水性分散系と膜不形成性有機
ポリマー粒子の水性分散系とを形成し;両形成分散系の
pH値は二酸化チタン粒子が正の表面電荷を有し、有機
ポリマー粒子が負の表面電荷を有すようにし;二酸化チ
タンは有機ポリマー粒子の表面電荷の正負が混合により
逆転せず、二酸化チタンと有機ポリマーの混合割合を生
成複合顔料の有機ポリマーの対二酸化チタン体積比が
0.3:1〜0.6:1となるような条件下で両分散系
を混合することから成る。
【0009】本方法は本発明の水性塗料組成物を処方す
るのに好都合な複合顔料粒子の水性分散系を製造するも
のである。本分散系は固形分含有量が比較的高いことが
特に好都合である、即ち、これにより塗料処方上の融通
性がよくなるからである。通常、かかる分散系中に存在
する顔料用複合材料の量は少なくとも20重量%であ
る。好ましくは、複合体の量は少なくとも30重量%、
更に好ましくは少なくとも40重量%である。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の組織化済み顔料用複合材
料の第1の成分は二酸化チタンである。粒状二酸化チタ
ンは顔料用材料として公知であり、一般に顔料としての
使用に適した二酸化チタンならば如何なるものでも使用
でき、本発明の顔料用複合材料を生成できる。通常、二
酸化チタンは云わゆる「硫酸塩」経路、又は云わゆる
「塩化物」経路で製造され、ルチル型、又はアナターゼ
型結晶形のいずれかであるが、ルチル型結晶形が好まし
い。
【0011】本発明での使用に適したルチル型二酸化チ
タンの平均結晶径は好ましくは0.2〜0.3μmであ
り、アナターゼ型二酸化チタンを用いる場合は、その平
均結晶径は好ましくは0.1〜0.35μmである。
【0012】二酸化チタンは複覆物でもよいが、好まし
くは二酸化チタン顔料製造の際、普通用いられるように
水和無機酸化物、又はリン酸塩で粒子を被覆する。適切
な被覆は例えばアルミニウム、ケイ素、チタン若しくは
ジルコンの酸化物又はリン酸塩から形成される。
【0013】本発明の組織化済み複合材料の第2の成分
は「膜不形成」として定義した有機ポリマー粒子から成
る。この用語は本組織化済み複合体が目的とする最終用
途と関連して理解されるものとする。主として本複合体
は水性塗料、例えば本発明でもう1つの対象とする塗料
で用いられる。本発明の塗料の多くは熱を故意に加えず
周囲温度で乾燥することを目的とするものであるが、本
発明の範囲内には加熱乾燥を目的とする塗料組成物も含
まれている。本組織化済み複合体で用いるポリマー粒子
は使用条件下では(例えば水性塗料中では)凝集して膜
を形成しない。周囲温度での乾燥を目的とする塗料で用
いるときは、本膜不形性成有機ポリマー粒子はガラス転
移温度が好ましくは30℃より高く、より好ましくは5
0℃より高い。
【0014】本膜不形成性有機ポリマー粒子はポリマー
中空粒子から成るものでよいが、小泡含有粒子又は中空
粒子も適している。小泡含有粒子又は中空粒子を用いる
ときは、一般にこれらの粒子は粒子中に空気が存在する
ことにより乾燥塗料膜の不透明性に貢献する。
【0015】多数種のポリマーとコポリマーは、本膜不
形成有機ポリマー粒子製造に用いることもでき、当業者
は適切なガラス転移温度から適切なポリマーを容易に選
択できる。エチレン性不飽和モノマー、例えばスチレ
ン、ジビニルベンゼン、ブタジエン、塩化ビニル、アク
リロニトリル、アクリル酸エステル類(例えば、メタク
リル酸メチル、アクリル酸メチル)、エチレン、プロピ
レン、テトラフルオロエチレンのポリマーとコポリマー
は縮合ポリマー、例えばポリエステル、ポリエステルア
ミド、ポリウレタン、尿素・アルデヒド樹脂と同様に適
切なものである。ポリマー粒子のガラス転移温度はポリ
マー中に架橋点を導入することで向上できる。
【0016】膜不形成有機ポリマー粒子にはある範囲の
粒径が用いられるが、これの粒子の平均粒径は好ましく
は0.05〜0.10μm、更に好ましくは0.06〜
0.08μmである。
【0017】組織化済み顔料複合粒子中の有機ポリマー
の対二酸化チタン粒子の体積比は0.3:1〜0.6:
1、好ましくは0.4:1〜0.6:1である。
【0018】本発明の1つの対象は膜形成性有機ポリマ
ーの水性分散系を含有する塗料組成物である。「膜形成
性ポリマー」なる用語は一般に塗料組成物でバインダー
として用いたとき塗布塗料膜を乾燥させるための使用条
件下で凝結して凝集膜を形成できるポリマーを示すのに
一般に塗料塗装工業界で用いられている。通常、塗料膜
は膜形成を助けるため加熱せずに周囲温度で乾燥させる
ことができる。しかし、凝集と膜形成促進上加熱を必要
とするポリマーは本発明の組成物での使用に適してい
る。普通、膜形成ポリマーはASTM D2354に基
づいて測定した最小膜形成温度(MFFT)が25℃未
満、好ましくは0〜20℃である。
【0019】一般に、水性塗料で使いられる膜形成有機
ポリマー分散系ならば如何なるものでも本発明の塗料組
成物での使用に適している。この分散系はエマルジョン
状であり、好ましいエマルジョンはアクリル系ポリマ
ー、ポリ酢酸ビニル、コポリマー(例えば、スチレン/
ブタジエン・コポリマー、酢酸ビニル/アクリレート・
コポリマー、スチレン・アクリル系・コポリマー、酢酸
ビニル/ベルサテート(versatate)・コポリ
マー、塩素化コポリマー)のエマルジョンであることが
多い。
【0020】本塗料は粒子体積濃度は塗料乾燥膜の臨界
粒子体積濃度未満になるように処方する。水性塗料技術
で公知のように、塗料の臨界粒子体積濃度は塗料に用い
る成分で変わり、特に関係因子は組成物中に存在する特
定の粒状材料の媒質要求性である塗料組成物の臨界粒子
体積濃度は塗料乾燥膜中に存在する粒状材料の割合のみ
が異なる組成物を多数調製することで容易に決めること
ができる、塗料組成物の乾燥膜の着色抵抗性を試験す
る。臨界粒子体積濃度では粒子が膜形成性ポリマーでも
はや完全に取り囲まれていないため着色が急激に増加
し、着色剤が膜を浸透するようになる。
【0021】本発明の塗料組成物は粒子体積濃度が55
%未満、好ましくは50%未満である。粒子体積濃度は
塗料組成物から形成される乾燥塗料膜中に存在する粒状
材料(二酸化チタン顔料、膜不形成性ポリマー粒子、そ
の他粒状材料)の体積の指標である。本発明の塗料組成
物は本組織化済み複合顔料のほかにエキステンダーとし
て知られている粒状無機化合物を含有することが多い。
適切なエキステンダーはこれまでに水性エマルジョン塗
料で用いてきたエキステンダー化合物、例えばシリカ、
ケイ酸塩、アルミン酸塩、硫酸塩、炭酸塩、粘土であ
る。
【0022】本発明の塗料組成物は粒状顔料、例えば酸
化亜鉛顔料、酸化アンチモン、バリウム顔料、カルシウ
ム顔料、ジルコニウム顔料、クローム顔料、鉄顔料、マ
グネシウム顔料、鉛顔料、硫化亜鉛、リトポン、同じく
有機顔料も含んでよい。更に、二酸化チタンと膜不形成
性有機ポリマー粒子は組織化済み複合顔料を予め形成せ
ずに添加してもよい。
【0023】粒状材料は広い範囲の割合で本発明の塗料
組成物中に存在できるが、一般には複合体及びその他の
形で存在する二酸化チタン顔料の全量は乾燥塗料膜中の
二酸化チタン体積濃度(pvc)を2〜30%、好まし
くは10〜25%とする充分量であり、複合体及びその
他の形で存在する膜不形成性ポリマー粒子の全量は乾燥
塗料膜中のポリマー粒子(又はビーズ)体積濃度(bv
c)を1.5〜40%、好ましくは3〜35%とする充
分量であり、存在するエキステンダー量は乾燥塗料膜中
のエキステンダー体積濃度(evc)を50%まで、好
ましくは30%までとする充分な量である。
【0024】本発明の塗料組成物は水性エマルジョン塗
料の形成を助成上、従来添加されてきたその他の成分、
例えば分散剤、消泡剤、湿潤剤、凝集性溶媒、殺真菌剤
を含有することも多い。
【0025】本発明の方法は本発明の組織化済み顔料用
複合材料の製法である。
【0026】本方法は膜不形成性有機ポリマーの分散系
と粒状二酸化チタン分散系とを混合することを含む。本
発明に有用な有機ポリマーの多くは乳化重合法で製造さ
れ、最終生成物はポリマー粒子の分散系である。このよ
うな分散系は市販品が容易に利用でき、その粒子が負の
表面電荷を有するならば一般的に本発明にとって有用で
ある。市販分散系の表面電荷を調整することが可能であ
るが、但しこれにより分散系を不安定にしないことが条
件である。有機ポリマー粒子の適切な分散系は乾燥粒状
ポリマーから製造できる。分散系を乾燥ポリマーから製
造するときは、例えば陰イオン性分散剤を使用したり又
は分散系のpHを適切に調整したりして分散粒子に負の
電荷を持たせることが肝要である。
【0027】二酸化チタン分散系は任意の適切な手段で
製造してもよい。一番好ましいのは二酸化チタンを分散
剤を存在させずに水と共に攪拌さすことであり、顔料用
二酸化チタンの製造での中間生成物である。分散系を利
用するのが便利なことが多く、このような分散系は分散
剤を含有していることが多い。これらの分散剤の存在は
本発明の方法でこのような分散系を使用する上での妨げ
にはならない。
【0028】好ましくは二酸化チタン分散系を摩砕工程
にかけて存在する凝集物を破砕して粒子の分散度を最適
化する。摩砕は例えば高速攪拌翼付ミル、ボールミル、
サンドミル又は超音波を用いて実施できる。
【0029】二酸化チタン分散系のpHは粒子表面が正
の電荷を有するように選択する。従って、分散系のpH
値は二酸化チタンの等電点よりも低いが、実際の選択p
H値は粒子表面の性質で変わる。例えばアルミナ被覆が
ある二酸化チタン粒子はpH約6未満で分散させたとき
には実質に正の電荷を有し、シリカ含有被覆がある二酸
化チタン粒子の表面電荷はpH約2未満では実質的に正
となる。
【0030】二酸化チタン分散系は有機ポリマー粒子分
散系と混合する。この混合工程を簡単にするには有機ポ
リマー分散系は二酸化チタン分散系の選択pH値に実質
的に類似のpH値を有することが好ましい。好ましく
は、この両分散系のpH値の差は1以下、好ましくは
0.5以下である。
【0031】両分散系のpH値が実質的に類似する場合
は、本発明の生成物は任意の適切な手段で攪拌しながら
これら両分散系を混合することにより容易に製造でき
る。これら両分散系の適切な混合は例えば攪拌、循環混
合又はこの混合物を超音波振動効果の作用下で行われ
る。一般には、両分散系のうちの1方を他方の分散系に
ゆっくりと添加するか、これら両分散系を同時に攪拌混
合域に導入する。
【0032】例えば膜不形成性有機ポリマーの分散系が
混合のために選択したpH値で安定性が劣る時は、この
両分散系を実質的に異なるpH値で製造することが必要
な場合もある。実質的に異なるpH値の両分散系を用い
ることが必要なときは、いずれの粒状材料の表面電荷の
正負が混合中に生ずるpH変化で逆転しないという条件
下で両分散系を混合させることが重要である。例えば混
合中pHを調整するため酸又は塩基の添加が必要な場合
がある。
【0033】例えばアルミナ被覆二酸化チタン複合体を
製造するのに適切なpH値は約4〜5であるが、市販の
ポリマー粒子はpHが約7〜9の分散系として供給され
ることが多い。しかし、本発明の生成物はポリマー粒子
市販分散系をpH4〜5の二酸化チタン分散系に添加
し、生成混合物のpHを酸の同時添加で4〜5の範囲に
維持しながら二酸化チタンとポリマー粒子から形成でき
る。
【0034】粒子が正の表面電荷を有する二酸化チタン
分散系を利用する必要上から、二酸化チタン分散系の選
択pH値は通常7未満である。従って、本発明の方法の
直接生成物である顔料用複合粒子分散系はpHが7未満
である。一般にはこの分散系はpHが4〜5の範囲にあ
る。多くの水性塗料はpH値7より高く処方されるの
で、塗料製造の助成上から複合顔料の分散系のpH値は
製造後pH7より高く値に調整することが多い。通常
は、pHは7〜9の範囲の値に調整する。
【0035】本発明の顔料用複合材料は耐久性を目的と
する高品質エマルジョン塗料に特に有用である。本材料
の組織化性状により類似量の二酸化チタン含有の塗料
(但し、従来の処方技術を用いて製造)と較べて不透明
性が改善された塗料を製造できる。意外にもまた本発明
の組織化済み複合体含有の塗料は耐久性が同量の二酸化
チタン含有の在来の塗料よりも良いことが判った。従っ
て、本発明の顔料用複合材料は水性塗料組成物の不透明
性と耐久性向上の経済的手段を提供するものである。本
発明を以下の実施例で具体的に示す。
【0036】
【実施例】TIOXIDE TR92の商品名で市販の
二酸化チタン顔料773.2gを高速分散ミルを用いて
pH4.5の水479.8中に分散させ、稀塩酸を加え
てpHを4.5に維持した。陰イオン性分散剤で安定化
させた平均粒径が100nmのポリスチレン・ビーズの
市販水性分散系(49.3重量%)をpH4.5に調整
した。この分散系200gを前記二酸化チタン分散系と
混合した。即ち、混合はこの両分散系を同時にビーカー
に注入して、ゆっくりとこの混合物を攪拌して行った。
混合後、この生成物は低速ののこぎり歯状翼形攪拌機を
用いて更に5分間攪拌した。スパチュラを用いての分散
系の攪拌中に添加した稀水酸化アンモニウム水溶液でp
Hを8.5に上げてから、この生成物を最終的に混合
し、低速攪拌機で均一にした。分析の結果、この生成物
はポリスチレン粒子の耐顔料体積比が0.48:1の組
織化済み複合顔料であることが判った。
【0037】この組織化済み複合顔料を用いて下記処方
の水性塗料を調製した。組織化済み複合顔料の形態をと
っていない同一量の二酸化チタン含有の対照塗料も調製
した。この塗料製剤も下記する。顔料、エキステンダ
ー、エマルジョン以外の全成分を117部の水と共に摩
砕したのち、この摩砕溶液を顔料、エキステンダー、エ
マルジョン、残りの水と攪拌下混合した。
【0038】
【表1】 塗料製剤 重 量 部 対 照 本発明 水 311.0 222.2 ヒドロキシエチルセルローズ(Cellosige QP4400) 4.0 4.0 アンモニア(0.88) 2.3 2.3 ポリカルボン酸のナトリウム塩(Dispex N40) 3.0 3.0 非イオン性界面活性剤(Tritou CF10) 0.2 0.2 凝集溶媒(Texauol) 11.0 11.0 消泡剤(Foamaster E75C) 0.8 0.8 殺生物剤(Acticite BZ) 0.8 0.8 エキステンダー(Snowcal 60) 64.0 54.6 エキステンダー(Polester 200P) 42.7 36.4 二酸化チタン(Tioxide TR92) 158.0 − 実施例の複合材料 − 329.0 酢酸ビニル/Veova 10 エマルジョン (Vinamul 6955) 204.0 204.0 塗料性状 対 照 本発明 固形分(体積%) 30.0 30.0 TiO2 体積濃度 22.0 22.0 エキステンダー体積濃度 23.0 17.7 ビーズ体積濃度 0.0 10.5 全粒子体積濃度 45.0 50.2
【0039】これらの塗料を、脱脂済みステンレス鋼パ
ネル(6インチ×2.5インチ)の上にはけで塗布し
た。3回塗りを行い、塗るたびに少なくとも16時間乾
燥させ、最終塗布パネルは露出試験前に室温で7日間乾
燥させた。この乾燥塗料膜の耐久性、即ち保色性と白亜
化抵抗性を3種の人工耐候性試験機、即ち、ZENOT
EST1200(キセノン・アーク)、MARRカーボ
ン・アーク及び、QUV(UVA管)装置で試験した。
明るさ(L* 値)と色調(b* 値)の初期CIE La
b測定を行った。パネルは所定の時間毎に耐候性試験機
から取出して乾燥させ、CIE Lab測定を繰返し
た。その結果は以下に示す。更に、所定の時間毎に白亜
化抵抗性を測定した。各塗料膜の全長に亘って黒色布片
を人指し指を使って均圧にのせ、表面白亜を布に白色円
盤状に転写する。白亜化抵抗度をASTM D654に
基づき0〜10の等級(10は「白亜化なし」、0は
「白亜化が激しい」を表わす)用いて評価した。白亜化
の開始時と最終「白亜化抵抗性」測定値を以下に示す。
【0040】
【表2】 試験終了時 塗料膜上での白亜化は皆無、即ち、白亜化
抵抗性等級は全て10であった。
【0041】
【表3】 両塗料膜の白亜化開始時=1684時間目 両塗料膜の最終白亜化抵抗性等級=8
【0042】
【表4】 試験終了時の両塗料膜上の白亜化は皆無、即ち白亜化抵
抗性等級は全て0であった。
【0043】この試験結果から白亜化抵抗性結果は両塗
料とも同じであるが、全試験例では本発明の塗料の保色
性は対照塗料よりも著しく良いことが判った。
フロントページの続き (72)発明者 ダニエル ジェームズ ラザフォード イギリス国クリーブランド,ヤーム,スチ ーブンソン クロース 11 (72)発明者 マイケル ジョン トレンデル イギリス国エセックス,グレイズ,チャフ ォード ハンドレッド,ギルバート ロー ド 178

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複合粒子が少なくとも1つの二酸化チタ
    ン粒子と、少なくとも1つの膜不形成性有機ポリマーと
    の会合体から構成され、二酸化チタン粒子は正の表面電
    荷を有し、有機ポリマー粒子は負の表面電荷を有し、こ
    の表面電荷により二酸化チタン粒子は有機ポリマー粒子
    と会合状態に保持され、複合粒子は有機ポリマー粒子の
    対二酸化チタン体積比が0.3:1〜0.6:1で有機
    ポリマー粒子と二酸化チタン粒子が存在する組成である
    粒状複合材料から成る、組織化済み顔料用複合材料。
  2. 【請求項2】 膜不形成性有機ポリマーはガラス転移温
    度が30℃より高い、請求項1に記載の組織化済み顔料
    用複合材料。
  3. 【請求項3】 膜不形成性有機ポリマー粒子は平均粒経
    が0.05〜0.10μmである、請求項1又は2に記
    載の組織化済み顔料用複合材料。
  4. 【請求項4】 複合材料を少なくとも20重量%含有す
    る水性分散液の形である、請求項1〜3のいずれか1項
    に記載の組織化済み顔料用複合材料。
  5. 【請求項5】 膜形成性有機ポリマーの水性分散液と組
    織化済み複合顔料とから成り;組織化済み複合顔料は複
    合粒子が少なくとも1つの二酸化チタン粒子と、少なく
    とも1つの膜不形成有機ポリマー粒子との会合体から構
    成され;二酸化チタン粒子は正の表面電荷を有し、膜不
    形成有機ポリマー粒子は負の表面電荷を有し、この表面
    電荷により二酸化チタン粒子と膜不形成性有機ポリマー
    粒子と会合状態に保持され;複合粒子は膜不形成性有機
    ポリマーの対二酸化チタン体積比0.3:1〜0.6:
    1で膜不形成性有機ポリマー粒子と二酸化チタン粒子が
    存在する組成である粒状複合材料から成り、塗料の乾燥
    膜の粒子体積濃度が臨界粒子体積濃度未満である、水性
    塗料組成物。
  6. 【請求項6】 膜形成有機ポリマーは膜形成温度が25
    ℃未満である、請求項5に記載の水性塗料組成物。
  7. 【請求項7】 粒子体積濃度が55%未満である、請求
    項5又は6に記載の水性塗料組成物。
  8. 【請求項8】 乾燥塗料膜中の二酸化チタン顔料濃度が
    5〜30%の範囲にある、請求項5〜7のいずれか1項
    に記載の水性塗料組成物。
  9. 【請求項9】 乾燥塗料膜中のポリマー粒子体積濃度が
    1.5〜40%の範囲にある、請求項5〜8のいずれか
    1項に記載の水性塗料組成物。
  10. 【請求項10】 乾燥塗料膜中のエキステンダー体積濃
    度が50%までである、請求項5〜9のいずれか1項に
    記載の水性塗料組成物。
  11. 【請求項11】 二酸化チタンの水性分散系と膜不形成
    性有機ポリマー粒子の水性分散系とを形成し;両形成分
    散系のpH値は二酸化チタン粒子が正の表面電荷を有
    し、有機ポリマー粒子の負の表面電荷を有するように
    し;二酸化チタン又は有機ポリマー粒子の表面電荷の正
    負が混合により逆転せず、二酸化チタンと有機ポリマー
    の混合割合を生成複合顔料の有機ポリマーの対二酸化チ
    タン体積比が0.3:1〜0.6:1となるような条件
    下で両分散系を混合することから成る、組織化済み粒状
    顔料用複合材料の製法。
  12. 【請求項12】 二酸化チタン分散系は分散剤を存在さ
    せずに形成させる、請求項11に記載の方法。
  13. 【請求項13】 二酸化チタン分散系と膜不形成有機ポ
    リマー粒子分散系のpH差が1pH以下である、請求項
    11又は12の方法。
  14. 【請求項14】 組織化済み粒状顔料用複合材料はpH
    7未満で生成し、次いで生成物のpHを7より上に調整
    する、請求項11〜13のいずれか1項に記載の方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009503204A (ja) * 2005-08-02 2009-01-29 トプヒム・ナムローゼ・フェンノートシャップ 有機顔料粒子又は無機顔料粒子と有機ナノ粒子とから成るハイブリッド粒子の水性分散液、並びにその製造方法
JP2013087284A (ja) * 2011-10-14 2013-05-13 Rohm & Haas Co 着色塗料における隠蔽効率を向上させる方法
JP2020097646A (ja) * 2018-12-17 2020-06-25 三菱鉛筆株式会社 水性顔料組成物および塗布具

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69802430T2 (de) * 1997-01-09 2002-07-18 Ciba Speciality Chemicals Holding Inc., Basel Kompositpigment
US6214467B1 (en) * 1998-07-24 2001-04-10 Rohm And Haas Company Polymer-pigment composites
AU782594B2 (en) 2000-11-21 2005-08-11 Rohm And Haas Company Polymer-pigment composites
US8822569B2 (en) * 2001-06-20 2014-09-02 Rohm And Haas Company Composite particles
AU785282B2 (en) * 2001-06-20 2006-12-21 Rohm And Haas Company Coating with improved hiding, compositions prepared therewith, and processes for the preparation thereof
US7179531B2 (en) * 2002-09-12 2007-02-20 Rohm And Haas Company Polymer particles having select pendant groups and composition prepared therefrom
WO2005017054A1 (en) * 2003-08-14 2005-02-24 Akzo Nobel Coatings International B.V. Paint comprising a liquid phase and an active powder phase
JP5746145B2 (ja) * 2009-08-04 2015-07-08 ロレアル 複合顔料及びその調製方法
CN106978014B (zh) 2012-04-20 2021-02-09 宣伟投资管理有限公司 二氧化钛颜料研磨分散体和油漆
CN104245856B (zh) * 2012-04-20 2016-08-24 威士伯采购公司 制备二氧化钛颜料研磨分散体和油漆的方法
WO2014113411A1 (en) * 2013-01-16 2014-07-24 Rohm And Haas Company Coatings composition with pigment and adsorbing vinyl acetate binders
EP3183969A1 (en) * 2015-12-22 2017-06-28 Omya International AG Metal oxides and/or hydrates thereof for stabilising an aqueous preparation against microbial growth
EP4227370A1 (en) * 2022-02-09 2023-08-16 Kronos International, Inc. Color-neutral rutile pigment particle

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3737404A (en) * 1970-05-04 1973-06-05 Cabot Corp Pigment compositions containing rutile titania and particulate urea-formaldehyde resin
GB1352618A (en) * 1971-08-02 1974-05-08 Union Carbide Corp Pigment dispersions
US4025483A (en) * 1975-10-06 1977-05-24 Scm Corporation Stabilizing aqueous titanium dioxide pigment slurries by blending therewith plastic particles
GB1516802A (en) * 1976-03-02 1978-07-05 Scm Corp Latex paint containing plastic pigment
US4346178A (en) * 1981-07-27 1982-08-24 Yara Engineering Corporation Structured kaolin agglomerates and methods of making the same
JPS6151061A (ja) * 1984-08-21 1986-03-13 Nippon Steel Chem Co Ltd 導電性樹脂成型材料及びその製造方法
US4898894A (en) * 1987-03-19 1990-02-06 Pierce & Stevens Corporation Film forming binders containing low density composite opacifiers
US4912139A (en) * 1987-03-19 1990-03-27 Pierce & Stevens Corporation Preparation of opacifier intermediates
US4898892A (en) * 1987-03-19 1990-02-06 Pierce & Stevens Corporation Methods for preparing opaque coatings and applying the same
GB8808755D0 (en) * 1988-04-13 1988-05-18 Crown Decorative Prod Ltd Aqueous surface coatings
US5011862A (en) * 1988-07-29 1991-04-30 Pierce & Stevens Corporation Coating media containing low density composite opacifiers
US5470893A (en) * 1990-06-01 1995-11-28 Courtaulds Coatings (Holdings) Limited Powder coating compositions
FR2650514B1 (fr) * 1989-08-04 1991-11-22 Lvmh Rech Procede de fabrication de poudres ordonnees par pulverisation a partir d'au moins deux populations de particules, et poudres ordonnees ainsi obtenues
US5078793A (en) * 1990-01-26 1992-01-07 Pacemaker, Ltd. Spray drying method for preparing kaolin as a pigment extender
US5152835A (en) * 1991-05-08 1992-10-06 Engelhard Corporation Composite titania-calcined kaolin opacifying pigments and method for making and using same
AU671963B2 (en) * 1991-12-03 1996-09-19 Rohm And Haas Company Aqueous dispersion of composite particles including polymeric latex
US5663224A (en) * 1991-12-03 1997-09-02 Rohm And Haas Company Process for preparing an aqueous dispersion
CA2124849A1 (en) * 1991-12-03 1993-06-24 Martin Vogel Process for particle adsorption
GB9127293D0 (en) * 1991-12-23 1992-02-19 Ici Plc Coating pigment particles with polymers
US5344487A (en) * 1992-02-12 1994-09-06 Whalen Shaw Michael Layered composite pigments and method of making same
US5454864A (en) * 1992-02-12 1995-10-03 Whalen-Shaw; Michael Layered composite pigments and methods of making same
GB9211822D0 (en) * 1992-06-04 1992-07-15 Tioxide Group Services Ltd Composite pigmentary material
GB2267503B (en) 1992-06-04 1996-07-24 Tioxide Group Services Ltd Composite pigmentary material comprising particles of opposite surface charge
US5464887A (en) * 1994-04-08 1995-11-07 Ppg Industries, Inc. Crosslinked unsaturated polyesters as flatting agents in aqueous electrocoating compositions
GB2293175B (en) * 1994-09-08 1998-09-02 Tioxide Group Services Ltd Aqueous paint compositions
GB9500497D0 (en) * 1995-01-11 1995-03-01 Tioxide Group Services Ltd Gloss emulsion paints
GB2297974B (en) * 1995-02-16 1998-02-11 Tioxide Group Services Ltd Composite pigmentary material
GB2298865B (en) * 1995-03-11 1998-02-11 Tioxide Group Services Ltd Composite pigmentary material
GB9504962D0 (en) * 1995-03-11 1995-04-26 Tioxide Group Services Ltd Composite pigmentary material

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009503204A (ja) * 2005-08-02 2009-01-29 トプヒム・ナムローゼ・フェンノートシャップ 有機顔料粒子又は無機顔料粒子と有機ナノ粒子とから成るハイブリッド粒子の水性分散液、並びにその製造方法
JP2013087284A (ja) * 2011-10-14 2013-05-13 Rohm & Haas Co 着色塗料における隠蔽効率を向上させる方法
JP2020097646A (ja) * 2018-12-17 2020-06-25 三菱鉛筆株式会社 水性顔料組成物および塗布具

Also Published As

Publication number Publication date
EP0787776A2 (en) 1997-08-06
GB9602221D0 (en) 1996-04-03
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ZA97256B (en) 1997-07-18
NO970423D0 (no) 1997-01-31

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