JPH09328623A - 多孔質リン酸カルシウムを担体とするレーキ顔料 - Google Patents

多孔質リン酸カルシウムを担体とするレーキ顔料

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JPH09328623A
JPH09328623A JP16845896A JP16845896A JPH09328623A JP H09328623 A JPH09328623 A JP H09328623A JP 16845896 A JP16845896 A JP 16845896A JP 16845896 A JP16845896 A JP 16845896A JP H09328623 A JPH09328623 A JP H09328623A
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JP
Japan
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lake pigment
calcium phosphate
carrier
porous calcium
dye
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JP16845896A
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Tsukasa Ikegami
司 池上
Shigeo Takiyama
成生 瀧山
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Maruo Calcium Co Ltd
Original Assignee
Maruo Calcium Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B63/00Lakes
    • C09B63/005Metal lakes of dyes

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐水性、分散性、着色性をバランス良く備え
たレーキ顔料を提供する。 【解決手段】 1次粒子径が0.5〜10μmで、か
つ、BET比表面積が25〜200m2/gの多孔質リン
酸カルシウムに、染料を不溶化して沈着させたレーキ顔
料。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はレーキ顔料に関し、
更に詳しくは、耐水性、着色性及び分散性をバランス良
く備えたレーキ顔料に関する。本発明のレーキ顔料は、
印刷インキ、塗料、プラスチック、ゴムならびに紙等の
着色、および絵の具やクレヨンの製造等多方面において
有用である。
【0002】
【従来の技術】有機の着色顔料はもともと水に不溶性の
分子構造をしている。レーキ顔料は分類上有機顔料に属
するが、この点趣を異にし、水に可溶性の染料を適当な
無機粉体の上に水不溶性にして沈着させた物である。使
用する無機粉体は、担体と呼ばれる。担体として従来か
ら使われている粉体は、硫酸バリウウム、水酸化アルミ
ニウム、炭酸カルシウム、カオリン、グロスホワイト
(硫酸バリウム+水酸化アルミニウム)等であり、これ
ら担体のBET比表面積は数m2/gからせいぜい20m2
/g程度のものである。また、1次粒子径は、大体0.
5〜数μmである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】水不溶化した染料が担
体の上に吸着してレーキ顔料が形成されるので、使う担
体はBET比表面積の高い方が得られるレーキ顔料の耐
水性や着色力が、一般的に言って、強くなる。反面、B
ET比表面積の高い無機粉体は当然微粒子になり、1次
粒子の強い凝集に起因し、得られるレーキ顔料の分散性
に欠陥を生じる。この2律背反が解決すべき課題となっ
ていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するに当り、担体のBET比表面積を高くするこ
とについては、炭酸カルシウムをリン酸またはリン酸塩
と反応させて多孔質のリン酸カルシウムとし、そのBE
T比表面積を25〜200mg/gとするとともに、多孔
質リン酸カルシウムの1次粒子径については、分散性が
良好でかつ着色剤としての最終製品の物性の両面から
0.5〜10μm、好ましくは1〜3μmとすることに
より解決した。即ち、本発明は1次粒子径が0.5〜1
0μmで、かつ、BET比表面積が25〜200m2/g
の多孔質リン酸カルシウムに、染料を不溶化して沈着さ
せたレーキ顔料を内容とするものである。本発明におい
て、多孔質リン酸カルシウムは炭酸カルシウムとリン酸
系化合物の反応物であり、リン酸系化合物の添加量によ
って構成成分として炭酸カルシウムを含有するものであ
る。
【0005】
【発明の実施態様】本発明において担体として使用する
多孔質リン酸カルシウムの製造方法は、基本的には特願
平7−354503に記載されている。多孔質リン酸カ
ルシウムのBET比表面積は炭酸カルシウムに反応させ
るリン酸系化合物の量によって変えることができる。オ
ルトリン酸H3 PO4 を用いた場合、炭酸カルシウム1
00に対し添加量1でBET比表面積が約30m2/g、
添加量55.0で150m2/gから200m2/g近くの
多孔質リン酸カルシウムを得ることができる。なお、炭
酸カルシウム100を全部リン酸カルシウムに変えるオ
ルトリン酸の理論量は58.0である。
【0006】リン酸系化合物はオルトリン酸H3 PO4
の他、例えばK3 PO4 、KH2 PO4 、Na2 HPO
4 、(NH4 3 PO4 ・3H2 O等の水可溶性リン酸
塩も使うことができるが、カリウム塩、ナトリウム塩、
アンモニウム塩等の除去を要する塩が副生するので好ん
で用いる原料ではない。
【0007】一方、多孔質リン酸カルシウムの1次粒子
径は、炭酸カルシウム水スラリーにオルトリン酸を添加
する時の、攪拌の強弱によって調節することができる。
極めて強く攪拌すれば1次粒子径が1μm弱になり、攪
拌を緩くすれば10μm程度まで大きくなる。次に、担
体の多孔質リン酸カルシウムの1次粒子径は、本発明品
の最終用途から見て、小さい方が好ましいが、あまり小
さいと粒子間の凝集が発生して分散性が低下する。実用
的には0.5〜10μm、好ましくは1〜3μm程度が
よい。比表面積に関しては、25〜200m2/gであ
る。25m2/g未満になるとレーキ顔料の耐水性や着色
性にへのプラス効果が僅かなものとなり、また200m2
/g越えると分散性が悪くなるので、耐水性、着色力及
び分散性との兼ね合いで、好ましくは70〜130m2
g、最も好ましくは90〜120m2/gである。
【0008】担体の上に不溶化して沈着させる染料に
は、直接染料、酸性染料、塩基性染料が特別な制限なく
用いることができる。不溶化するための沈澱剤は、前2
者にはバリウム、カルシウム、アルミニウム等の水可溶
性塩が、塩基性染料に対してはタンニン酸、タンニン酸
+吐酒石、特に耐光性を上げたい時はリンモリブデン
酸、リンタングステン酸が用いられる。担体と染料の比
率については、レーキ顔料を作るときに、染料に対して
担体を多く使うと、得られたレーキ顔料で他の物に着色
するに際し担体が同時に配合されることになるので、担
体が多すぎることは着色された物の物性に不都合が生じ
る。従って、普通、染料:担体の比率で1:0.5ない
し1:3程度である。
【0009】
【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれらに制限されないことは云うま
でもない。以下の記載において、%は特に断らないかぎ
り、重量%を示す。尚、本発明の実施例として、作成し
たレーキ顔料の分散性と着色性の2つの観点から最も好
ましい範囲の、90〜120m2/g、1次粒子径が1〜
3μmの多孔質リン酸カルシウムを担体にした場合を取
り上げて説明する。
【0010】〔担体として使う多孔質リン酸カルシウム
の作成〕液温22℃、濃度5.2%の水酸化カルシウム
水懸濁液15リットルに、濃度19%の炭酸ガスを毎分
140リットルでPH6.0になるまで吹き込んで、
7.0%の炭酸カルシウム水懸濁液を得た。ここで得ら
れた炭酸カルシウムの比表面積は23m2/g、1次粒子
径0.07μmの凝集体であった。この、15リットル
の炭酸カルシウムの水懸濁液に25kw/m3の条件で攪拌
を続けながら、液温を30℃に保ちかつPHは5〜6.
5に保って、10%に薄めたオルトリン酸H3 PO4
780gを90分かけて投入した。反応が終了後、脱
水、乾燥して多孔質リン酸カルシウム1.6Kgを得た。
ここで使ったオルトリン酸の添加量は、炭酸カルシウム
の全量をリン酸カルシウムに変えるのに必要なオルトリ
ン酸の量の95%である。得られた多孔質リン酸カルシ
ウムは、図1の電子顕微鏡写真に示すように、1次粒子
径は約2μmであり、また、それぞれの1次粒子は多孔
質である。
【0011】〔比較例として用いた担体、および各担体
の粉体物性〕従来から普通に使われているタイプとして
炭酸カルシウム2種類(軽質、コロイド)、硫酸バリウ
ム、および水酸化アルミニウムを選択した。加えて、粉
体の比表面積が非常に高いものとして、合成シリカ(商
品名アエロジル:デグサ社製)と特殊珪酸カルシウム
(商品名フローライト:徳山曹達株式会社製)を比較例
とした。各担体の粉体物性を表1に掲げる。
【0012】
【表1】
【0013】平均粒子径は、粉体の5%水懸濁液を超音
波分散機ホモジナイザーで300μA、1分かけてか
ら、マイクロトラックFRAで測定した。合成シリカ
は、1次粒子は0.0数μmと小さいが、1次粒子同士
の凝集が強い。特殊珪酸カルシウムは1次粒子が大き
い。
【0014】〔レーキ顔料の作成〕染料として、直接染
料はSCARLET E−Bを、塩基性染料はBLUE
GRLを使った。以下、順を追って記載する。直接染料
はSCARLET E−B 4gを水45gに溶かし、
多孔質リン酸カルシウム7gに加え、クラボウ製攪拌脱
泡機(遊星式攪拌装置 KK−502N)で脱泡9、攪
拌5、時間10分の条件で混合した。次に、塩化バリウ
ム2水塩3.52gを25%水溶液の形で加え、クラボ
ウ製攪拌脱泡機で前記と同じ条件で混合した。レーキ顔
料の分散性を向上させるために、脂肪酸ソーダ石鹸を
1.2gを10%水溶液の形で添加し、クラボウ製攪拌
脱泡機で同一条件で再び混合した。以下、脱水、水洗、
乾燥した後、乳鉢で微粉にして60メッシュを通した。
ここでの塩化バリウム2水塩の使用量は、SCARLE
T E−Bの全量を不溶性にするいわゆる化学当量の
1.05倍である。比較例1〜6は、担体として多孔質
リン酸カルシウムに替えてそれぞれの粉体を使う以外、
全く同一の方法でレーキ顔料を作成した。
【0015】塩基性染料の場合は、BLUE GRL4
gを水45gに溶かし、多孔質リン酸カルシウム7gに
加え、クラボウ製攪拌脱泡機で脱泡9、攪拌5、時間1
0分の条件で混合した。次に、タンニン酸3.88gを
6%水溶液の形で加え、クラボウ製攪拌脱泡機で前記と
同じ条件で混合した。レーキ顔料の分散製を向上させる
ために、脂肪酸ソーダ石鹸を1.2gを10%水溶液の
形で添加し、クラボウ製攪拌脱泡機で同一条件で再び混
合した。以下、脱水、乾燥した後、乳鉢で微粉にして6
0メッシュを通した。得られるレーキ顔料には直接染料
の場合の塩化ナトリウムのように副生物がないので、水
洗は省略した。ここでのタンニン酸の使用量は、BLU
E GRLの全量を不溶性にするいわゆる化学当量の
1.05倍である。比較例1〜6は、担体として多孔質
リン酸カルシウムに替えてそれぞれの粉体を使う以外、
全く同一の方法でレーキ顔料を作成した。ただし、硫酸
バリウムと水酸化アルミニウムを担体としたものは、乾
燥後ねばい樹脂状になりレーキ顔料を得ることができな
かった。理由ははっきりしないが、塩基性染料とタンニ
ン酸との反応がこの2種の担体では完全に行われず、未
反応のタンニン酸が残ったためと推測される。
【0016】〔レーキ顔料の物性の評価〕上記実施例
1、比較例1〜6で得られたレーキ顔料の特性(耐水
性、上澄み液の吸光度、分散性、着色性)を評価した。 (A)耐水性 レーキ顔料は担体上に染料を不溶化したものであるが、
染料はもともと水に容易に溶けるものなので、担体によ
っては染料分の担体への吸着が不十分であり、レーキ顔
料の耐水性が良くない。下記の方法で耐水性をテストし
た。 テスト方法:染料50mgを含むレーキ顔料を140mlの
マヨネーズ瓶に入れ、水20gを加える。密栓して毎分
300回で10分間振とう機にかけた。次に、マヨネー
ズ瓶の外蓋は外し、中蓋に針で1カ所孔を開けてから、
100℃の湯に3分間つけた。取り出して放冷後、遠心
分離機で5000rpm 、10分間の条件で分離し上澄み
を採取した。評価は、目視および分光光度計によった。
目視評価の結果を表2に示す。表2の結果から、実施例
1では上澄み液の着色が非常に薄く、耐水性が優れてい
るのに対し、比較例1〜6では実施例1の場合よりも着
色度が大きく、耐水性が劣っていることが確認された。
【0017】
【表2】
【0018】同時に、上澄み液の吸光度を、分光光度計
によって測定した。測定値は上澄み液が最大の吸光度を
示す波長での吸光度であり、この値が大きいことは、上
澄み液が直接染料SCARLET E−Bの場合は赤色
に、塩基性染料BLUE GRLの場合は青色に着色し
た程度が大きいことを示し、即ち耐水性が悪いことを示
す。尚、直接染料を用いたものは、上澄みを2倍に薄め
て波長500nmで、塩基性染料をもちいたものは、上澄
みを8倍に薄めて波長610nmで測定した。測定結果を
表3に示す。表3の結果から実施例1では測定値が小さ
く、耐水性が良好であるのに対し、比較例1〜6では測
定値が非常に大きく、耐水性が不良であることが確認さ
れた。
【0019】
【表3】
【0020】(B)分散性 レーキ顔料、広義にはあらゆる顔料は、着色する物によ
ってある程度の差はあるが、少なくとも30μm以下ま
で容易に分散することが求められる。分散性を下記の方
法でテストした。 テスト方法:作成したレーキ顔料5g、ミネソル13
g、ガラスビーズ40g、アルキド塗料用樹脂ベッコゾ
ールP470−70 10gを140mlマヨネーズ瓶に
いれ、レッドデビルミルで振とうさせ、一定時間後の分
散状態を100ミクロンのグラインドゲージで読み、3
0μm以下になるまでの時間を測定した。結果を表4に
示す。表4の結果から、実施例1では30分で20μm
と良好な分散性を示したのに対し、比較例1〜6では2
0μmの分散状態になるまでに倍以上の時間を要し、分
散性は劣っていた。
【0021】
【表4】
【0022】(C)着色性 テスト方法:分散性のテストで作成した30μm以下に
分散した各サンプルを、市販のアルキドの白塗料に対し
て染料分として2%加えてスパチュラでよく混ぜ合わ
す。よく混ぜ合わしたものを、塗料試験紙に500ミク
ロンのアプリケーターで塗工し、室温で乾燥塗膜を形成
させる。色差計でa値、b値を測る。結果を表5に示
す。表5の結果から、赤色の直接染料を使った場合、実
施例1では比較例1〜6に比べてa値が高く、赤色が強
いことを示し、彩度も高い。一方、青色の塩基性染料を
使った場合は、実施例1では比較例1〜6に比べてb値
が低く、青色が強いことを示し、彩度も高い。
【0023】
【表5】
【0024】以上、表1〜5から明らかなように、担体
として多孔質リン酸カルシウムを用いることにより、耐
水性、分散性、着色性のバランスのとれた良好なレーキ
顔料を得ることができる。
【0025】
【発明の効果】叙上のとおり、本発明によれば耐水性、
着色性、分散性をバランス良く備えた良品質のレーキ顔
料が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】多孔質リン酸カルシウムの粒子構造を示す電子
顕微鏡写真である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1次粒子径が0.5〜10μmで、か
    つ、BET比表面積が25〜200m2/gの多孔質リン
    酸カルシウムに、染料を不溶化して沈着させたレーキ顔
    料。
  2. 【請求項2】 多孔質リン酸カルシウムの1次粒子径が
    1〜3μmで、かつ、BET比表面積が70〜130m2
    /gである請求項1記載のレーキ顔料。
  3. 【請求項3】 不溶化して沈着させる染料が、直接染
    料、酸性染料及び塩基性染料よりなる群から選択される
    請求項1記載のレーキ顔料。
JP16845896A 1996-06-07 1996-06-07 多孔質リン酸カルシウムを担体とするレーキ顔料 Pending JPH09328623A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6630019B2 (en) * 2001-08-31 2003-10-07 J. M. Huber Corporation Calcium phosphate colorants and method for making same
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KR101327981B1 (ko) * 2013-05-24 2013-11-13 나주시 유아용 천연색소 핑거페인트 물감 및 이의 제조방법
CN104446293A (zh) * 2014-10-31 2015-03-25 浙江工业大学 一种环保有色水性装饰涂料

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