[go: up one dir, main page]

JP2024081131A - Composite metal pigment composition and method for producing same - Google Patents

Composite metal pigment composition and method for producing same Download PDF

Info

Publication number
JP2024081131A
JP2024081131A JP2023198274A JP2023198274A JP2024081131A JP 2024081131 A JP2024081131 A JP 2024081131A JP 2023198274 A JP2023198274 A JP 2023198274A JP 2023198274 A JP2023198274 A JP 2023198274A JP 2024081131 A JP2024081131 A JP 2024081131A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
composite
pigment composition
particles
metal
metal pigment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023198274A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
克宏 藤本
Katsuhiro Fujimoto
修平 吉川
Shuhei Yoshikawa
信太郎 福原
Shintaro Fukuhara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Corp filed Critical Asahi Kasei Corp
Publication of JP2024081131A publication Critical patent/JP2024081131A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D17/00Pigment pastes, e.g. for mixing in paints
    • C09D17/004Pigment pastes, e.g. for mixing in paints containing an inorganic pigment
    • C09D17/006Metal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • C09D7/60Additives non-macromolecular
    • C09D7/61Additives non-macromolecular inorganic
    • C09D7/62Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • C08K2003/0812Aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/005Additives being defined by their particle size in general
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/10Encapsulated ingredients

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

【課題】凝集性や貯槽安定性を向上させた揮発性有機溶剤含有量が低い複合金属顔料組成物を提供する。
【解決手段】金属粒子及びその表面上に形成された酸化金属被覆を有する複合粒子を含んでなる複合金属顔料組成物であって、
(1)前記複合粒子の形状が鱗片状であり、
(2)レーザー回折式粒度分布計にて前記複合粒子の粒度分布を測定した場合の体積基準の平均粒子径D50が1~30μmであり、
(3)前記複合粒子の平均粒子厚みが20~400nmであり、
(4)前記複合金属顔料組成物の揮発分が20~90質量%であり、且つ、揮発分の50~100質量%が水分であり、
(5)前記複合金属顔料組成物の揮発性有機溶剤分が固形分100質量部に対して0~20質量部であり、
(6)前記複合金属顔料組成物を水に分散させて200メッシュのフィルターでろ過した際の残渣が固形分の0.1質量%以下である、上記複合金属顔料組成物。
【選択図】なし
The present invention provides a composite metal pigment composition having improved coagulation properties and storage tank stability and a low content of volatile organic solvents.
A composite metal pigment composition comprising a metal particle and a composite particle having a metal oxide coating formed on the surface thereof,
(1) The composite particles have a scale-like shape,
(2) The composite particles have a volume-based average particle diameter D50 of 1 to 30 μm when the particle size distribution of the composite particles is measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer;
(3) The composite particles have an average particle thickness of 20 to 400 nm;
(4) The composite metal pigment composition has a volatile content of 20 to 90% by mass, and 50 to 100% by mass of the volatile content is water;
(5) The composite metal pigment composition has a volatile organic solvent content of 0 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of solids,
(6) The above composite metal pigment composition, in which when the composite metal pigment composition is dispersed in water and filtered through a 200 mesh filter, the residue is 0.1 mass% or less of the solid content.
[Selection diagram] None

Description

本発明は、金属粒子及びその表面上に形成された酸化金属被覆を有する複合粒子を含んでなる複合金属顔料組成物及びその製造方法に関し、より具体的には、揮発性有機化合物(VOC)量を低減しながら、複合粒子の凝集、変形等を効果的に抑制し、低VOC、水性塗料等に用いた場合の貯蔵安定性、ブツの抑制、意匠性、隠蔽性等の塗膜の優れた特性等が高いレベルでバランスした複合金属顔料組成物及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a composite metal pigment composition comprising metal particles and composite particles having a metal oxide coating formed on the surface thereof, and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a composite metal pigment composition that effectively suppresses aggregation and deformation of the composite particles while reducing the amount of volatile organic compounds (VOCs), and that has a high level of balance between low VOCs, excellent storage stability when used in water-based paints, suppression of bumps, design properties, hiding properties, and other excellent coating properties, and a method for producing the same.

従来から、メタリック塗料用、印刷インキ用、プラスチック練り込み用等に、メタリック感を重視する美粧効果を得る目的で金属顔料が使用されている。
近年、塗料分野においては、省資源、作業環境改善、無公害化対策として、有機溶剤使用量の少ない水性塗料への転換の必要性が高まっている。水性塗料における金属顔料の安定性を改善するため、例えば非晶質シリカ等の酸化金属で金属粒子を被覆した複合粒子を用いた顔料が提案されている。このような水性塗料においても、更なるVOC削減が求められている。VOC削減のためには、製造工程における不揮発分(固形分)含量を向上することが有効であるが、そのためにろ過工程で強い遠心分離や強い圧力でのプレスやろ過を行うと、金属顔料の粒子が変形したり、凝集したり、更にはシリカ等の酸化金属被覆に欠陥が生じて耐水性が悪化し貯蔵安定性が低下することもある。また、有機溶剤を加熱や減圧で揮発させることで不揮発分含量を向上することも可能であるが、この場合表面が早期に乾燥して粒子同士が固着・凝集し、溶剤や水に凝集なく分散することが困難となる。この様に、従来の方法で不揮発分含量を向上したりしてVOCを削減した複合金属顔料組成物は、塗料作製時の分散性が悪い、希望の色調を発現することができない、貯蔵御安定性に劣る、等の問題を伴い、その解決が強く求められていた。
2. Description of the Related Art Metallic pigments have been used for metallic paints, printing inks, plastic blends, and the like, for the purpose of achieving cosmetic effects that emphasize a metallic appearance.
In recent years, in the field of paints, the need to switch to water-based paints that use less organic solvents has been increasing as a measure to conserve resources, improve the working environment, and eliminate pollution. In order to improve the stability of metal pigments in water-based paints, pigments using composite particles in which metal particles are coated with metal oxides such as amorphous silica have been proposed. Even in such water-based paints, further reduction in VOCs is required. In order to reduce VOCs, it is effective to improve the non-volatile content (solid content) in the manufacturing process, but if strong centrifugation or pressing or filtration under strong pressure is performed in the filtration process, the particles of the metal pigment may deform or aggregate, or even defects may occur in the metal oxide coating such as silica, resulting in poor water resistance and reduced storage stability. It is also possible to improve the non-volatile content by volatilizing the organic solvent by heating or reducing pressure, but in this case, the surface dries early, causing the particles to stick to each other and aggregate, making it difficult to disperse in solvents or water without aggregation. As described above, composite metal pigment compositions in which the non-volatile content has been increased or other VOCs have been reduced using conventional methods have problems such as poor dispersibility during paint preparation, inability to express the desired color tone, and poor storage stability, and there has been a strong demand for solutions to these problems.

例えば特許文献1には、粉末の形態あるいは高濃縮形態で存在するPVD金属効果顔料を提供することが記載され、当該PVD顔料パウダーが実質的に凝集フリーであるべき旨、良好な再分散性能を有すべき旨等が記載されている。しかしながら、再分散後の凝集等は直接的には評価されておらず、また水系溶剤中での分散性についても報告されていない。
特許文献2には、コーティングされたアルミニウム効果顔料の作製において、ブフナーロートを通して吸引ろ過することが記載され、また当該アルミニウム効果顔料を用いて水性塗料系を形成することが記載されているが、分散性の良否については報告されていない。
また、特許文献2には、VOCの割合が低く、環境的な理由から好ましいペーストとして、水の割合が、ペースト中の溶媒の重量を基準にして、好ましくは20%~100重量%、より好ましくは30%~90重量%、極めて好ましくは40%~80重量%であるペーストが記載されている。しかしながら、具体的な製法や塗料中の分散性や塗膜としての性能の記載は無く、水系塗料とした際に実用的に十分な性能を発揮できるとは考えにくい。
特許文献3には、金属粒子と被覆層とを有する複合粒子を含む金属顔料組成物であって、複合粒子の粒度分布D50が3μm以上30μm以下であり、複合粒子の平均厚みが20nm以上300nm以下であり、特定の粒径を有する前記複合粒子の個数割合が少ない金属顔料組成物が記載されている。しかしながら、VOC削減について、更なる改善が期待される。
For example, Patent Document 1 describes the provision of PVD metallic effect pigments that exist in the form of a powder or in a highly concentrated form, and describes that the PVD pigment powder should be substantially free of agglomeration, should have good redispersibility, etc. However, agglomeration after redispersion is not directly evaluated, and dispersibility in aqueous solvents is not reported.
Patent Document 2 describes the preparation of coated aluminum effect pigments by suction filtration through a Büchner funnel, and also describes the use of the aluminum effect pigments to form an aqueous paint system, but does not report on the quality of dispersibility.
Patent Document 2 describes a paste that has a low VOC ratio and is preferable for environmental reasons, in which the water ratio is preferably 20% to 100% by weight, more preferably 30% to 90% by weight, and extremely preferably 40% to 80% by weight, based on the weight of the solvent in the paste. However, there is no description of a specific manufacturing method, dispersibility in paint, or performance as a coating film, and it is difficult to imagine that the paste will be able to exhibit sufficient practical performance when used as a water-based paint.
Patent Document 3 describes a metal pigment composition containing composite particles having metal particles and a coating layer, in which the particle size distribution D50 of the composite particles is 3 μm or more and 30 μm or less, the average thickness of the composite particles is 20 nm or more and 300 nm or less, and the proportion of the composite particles having a specific particle size is small. However, further improvement in VOC reduction is expected.

特表2017-533982号公報JP 2017-533982 A 特許第5512830号公報Patent No. 5512830 特開2022-150635号公報JP 2022-150635 A

上記の従来技術の限界に鑑み、本発明の目的は、揮発性有機溶剤含有量が低い複合金属顔料組成物であって、水性塗料における分散性に優れ、色調、輝度、隠蔽性等に優れた塗膜を形成可能であり、貯蔵御安定性にも優れた水性塗料を得ることができ、これらの特性が高いレベルでバランスした複合金属顔料組成物及びその製造方法を提供することにある。 In view of the limitations of the above-mentioned conventional techniques, the object of the present invention is to provide a composite metal pigment composition with a low content of volatile organic solvents, which has excellent dispersibility in water-based paints, can form coating films with excellent color tone, brightness, hiding power, etc., and can produce water-based paints with excellent storage stability, and which has a high level of balance between these properties, and a method for producing the same.

本発明者らは、鋭意研究した結果、製造する際に用いる有機溶剤を特定の条件下にて水に置換して凝集性や貯槽安定性を向上させた揮発性有機溶剤含有量が低い複合金属顔料組成物が、上記課題を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research, the inventors discovered that the above-mentioned objectives can be achieved by a composite metal pigment composition with a low content of volatile organic solvents, in which the organic solvent used during production is replaced with water under specific conditions to improve coagulation properties and storage tank stability, and thus completed the present invention.

即ち、本願第1発明及びその諸態様は、以下の通りである。
[1]
金属粒子及びその表面上に形成された酸化金属被覆を有する複合粒子を含んでなる複合金属顔料組成物であって、
(1)前記複合粒子の形状が鱗片状であり、
(2)レーザー回折式粒度分布計にて前記複合粒子の粒度分布を測定した場合の体積基準の平均粒子径D50が1~30μmであり、
(3)前記複合粒子の平均粒子厚みが20~400nmであり、
(4)前記複合金属顔料組成物の揮発分が20~90質量%であり、且つ、揮発分の50~100質量%が水分であり、
(5)前記複合金属顔料組成物の揮発性有機溶剤分が固形分100質量部に対して0~20質量部であり、
(6)前記複合金属顔料組成物を水に分散させて200メッシュのフィルターでろ過した際の残渣が固形分の0.1質量%以下である、上記複合金属顔料組成物。
[2]
(7)該金属顔料組成物を不揮発分として12.5g、イソプロピルアルコール9.2g、精製水9.2gを十分に混合してミルベースを作製し、次いでこのミルベースに水溶性樹脂170g、イソプロピルアルコール20.0g、及び精製水50gを加えて十分に混合して得た水性メタリック塗料200gをフラスコに採取し、60℃の恒温水槽で24時間まで水素ガス累積発生量を測定した際のガス発生が20ml以下である、[1]に記載の複合金属顔料組成物。
[3]
前記複合粒子に占める凝集の無い一次粒子の割合が個数基準で35%以上である、[1]又は[2]に記載の複合金属顔料組成物。
[4]
前記複合粒子に占める凝集の無い一次粒子の割合が個数基準で40%以上である、[1]~[3]のいずれか1項に記載の複合金属顔料組成物。
[5]
前記複合粒子に占める折れ曲がった複合粒子の割合が個数基準で10%以下である、[1]に記載の複合金属顔料組成物。
[6]
前記複合粒子に占める折れ曲がった複合粒子の割合が個数基準で10%以下である、[2]に記載の複合金属顔料組成物。
[7]
前記複合粒子に占める折れ曲がった複合粒子の割合が個数基準で10%以下である、[3]又は[4]に記載の複合金属顔料組成物。
[8]
前記酸化金属被覆中の少なくとも1層がケイ素化合物含有層である、[1]~[7]のいずれか1項に記載の複合金属顔料組成物。
[9]
前記酸化金属被覆の平均層厚みが5~150nmである、[1]~[8]のいずれか1項に記載の複合金属顔料組成物。
[10]
前記金属粒子がアルミニウム又はアルミニウム合金を含有する、[1]~[8]のいずれか1項に記載の複合金属顔料組成物。
[11]
前記金属粒子がアルミニウム又はアルミニウム合金を含有する、[9]に記載の複合金属顔料組成物。
[12]
前記複合粒子が、前記酸化金属被覆以外の、金属、金属酸化物、金属水和物及び樹脂から選ばれる少なくとも1種を含んでなる被覆層をさらに有する、[1]~[10]のいずれか1項に記載の複合金属顔料組成物。
[13]
前記複合粒子が、前記酸化金属被覆以外の、金属、金属酸化物、金属水和物及び樹脂から選ばれる少なくとも1種を含んでなる被覆層をさらに有する、[11]に記載の複合金属顔料組成物。
[14]
[12]又は[13]に記載のさらなる被覆層が、複合粒子の最外層にあることを特徴とする[12]又は[13]に記載の複合金属顔料組成物。
[15]
さらなる被覆層が有機リン化合物であることを特徴とする[12]~[14]のいずれか1項に記載の複合金属顔料組成物。
That is, the first invention of the present application and its aspects are as follows.
[1]
A composite metal pigment composition comprising metal particles and composite particles having a metal oxide coating formed on a surface thereof,
(1) The composite particles have a scale-like shape,
(2) The composite particles have a volume-based average particle diameter D50 of 1 to 30 μm when the particle size distribution of the composite particles is measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer;
(3) The composite particles have an average particle thickness of 20 to 400 nm;
(4) The composite metal pigment composition has a volatile content of 20 to 90% by mass, and 50 to 100% by mass of the volatile content is water;
(5) The composite metal pigment composition has a volatile organic solvent content of 0 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of solids,
(6) The above composite metal pigment composition, in which when the composite metal pigment composition is dispersed in water and filtered through a 200 mesh filter, the residue is 0.1 mass% or less of the solid content.
[2]
(7) The composite metal pigment composition according to [1], in which 12.5 g of the metal pigment composition as a nonvolatile matter, 9.2 g of isopropyl alcohol, and 9.2 g of purified water are thoroughly mixed to prepare a mill base, and then 170 g of a water-soluble resin, 20.0 g of isopropyl alcohol, and 50 g of purified water are added to this mill base and thoroughly mixed to obtain 200 g of water-based metallic paint, which is then placed in a flask and the cumulative amount of hydrogen gas generated is measured for up to 24 hours in a constant temperature water tank at 60°C. The gas generated is 20 ml or less.
[3]
The composite metal pigment composition according to [1] or [2], wherein the proportion of non-aggregated primary particles in the composite particles is 35% or more on a number basis.
[4]
The composite metal pigment composition according to any one of [1] to [3], wherein the proportion of non-aggregated primary particles in the composite particles is 40% or more on a number basis.
[5]
The composite metal pigment composition according to [1], wherein the proportion of bent composite particles in the composite particles is 10% or less on a number basis.
[6]
The composite metal pigment composition according to [2], wherein the proportion of bent composite particles in the composite particles is 10% or less on a number basis.
[7]
The composite metal pigment composition according to [3] or [4], wherein the proportion of bent composite particles in the composite particles is 10% or less on a number basis.
[8]
The composite metal pigment composition according to any one of [1] to [7], wherein at least one layer in the metal oxide coating is a silicon compound-containing layer.
[9]
The composite metal pigment composition according to any one of [1] to [8], wherein the average layer thickness of the metal oxide coating is 5 to 150 nm.
[10]
The composite metal pigment composition according to any one of [1] to [8], wherein the metal particles contain aluminum or an aluminum alloy.
[11]
The composite metal pigment composition according to [9], wherein the metal particles contain aluminum or an aluminum alloy.
[12]
The composite metal pigment composition according to any one of [1] to [10], wherein the composite particle further has a coating layer containing at least one selected from a metal, a metal oxide, a metal hydrate, and a resin other than the metal oxide coating.
[13]
The composite metal pigment composition according to [11], wherein the composite particle further has a coating layer containing at least one selected from a metal, a metal oxide, a metal hydrate, and a resin other than the metal oxide coating.
[14]
The composite metal pigment composition according to [12] or [13], characterized in that the further coating layer according to [12] or [13] is an outermost layer of the composite particle.
[15]
The composite metal pigment composition according to any one of [12] to [14], wherein the further coating layer is an organic phosphorus compound.

また、本願第2発明及び第3発明並びにその諸態様は、以下の通りである。
[16]
下記1)~3)の工程を有する複合金属顔料組成物の製造方法であって、
1)金属粒子を溶剤に分散させる工程
2)前記金属粒子を酸化金属で被覆する工程
3)工程2)で得られた金属粒子及びその表面上に形成された酸化金属被覆を有する複合粒子を、洗浄、ろ過、及び有機溶剤を水に置換する工程
工程3)を5~80℃、且つ、固形分が80質量%以下の状態で行う、上記製造方法。
[17]
複合金属顔料組成物が、[1]~[15]のいずれか1項に記載の複合金属顔料組成物である、[16]の製造方法。
[18]
下記1)~3)の工程を有する複合金属顔料組成物の製造方法であって、
1)金属粒子を溶剤に分散させる工程
2)前記金属粒子を酸化金属で被覆する工程
3)工程2)で得られた金属粒子及びその表面上に形成された酸化金属被覆を有する複合粒子を、洗浄、ろ過、及び溶剤を水で置換する工程
工程3)は、工程2)で得られた処理液をろ過によって揮発分を70重量%以下にした後、洗浄、ろ過、及び有機溶剤を水に置換することを特徴とする、上記製造方法。
[19]
複合金属顔料組成物が、[1]~[15]のいずれか1項に記載の複合金属顔料組成物である、[18]の製造方法。
[20]
工程3)の後に、得られた複合金属顔料組成物に有機リン酸化合物を混合して更なる被覆層を形成させることを特徴とする[16]~[19]のいずれか1項に記載の製造方法。
[21]
[1]~[10]のいずれか1項に記載の複合金属顔料組成物を用いることを特徴とした水系塗料。
[22]
[11]~[14]のいずれか1項に記載の複合金属顔料組成物を用いることを特徴とした水系塗料。
[23]
[15]に記載の複合金属顔料組成物を用いることを特徴とした水系塗料。
[24]
[1]~[15]のいずれか1項に記載の複合金属顔料組成物を用いることを特徴とした水系塗料の製造方法。
The second and third inventions of the present application and their various aspects are as follows.
[16]
A method for producing a composite metal pigment composition comprising the following steps 1) to 3):
The above production method comprises the steps of: 1) dispersing metal particles in a solvent; 2) coating the metal particles with a metal oxide; and 3) washing and filtering the composite particles having the metal particles and the metal oxide coating formed on the surfaces thereof obtained in step 2), and replacing the organic solvent with water. Step 3) is carried out at 5 to 80° C. and in a state in which the solid content is 80 mass % or less.
[17]
The method according to [16], wherein the composite metal pigment composition is the composite metal pigment composition according to any one of [1] to [15].
[18]
A method for producing a composite metal pigment composition comprising the following steps 1) to 3):
1) a step of dispersing metal particles in a solvent; 2) a step of coating the metal particles with a metal oxide; and 3) a step of washing and filtering the composite particles having the metal particles obtained in step 2) and the metal oxide coating formed on their surfaces, and replacing the solvent with water. The above-mentioned manufacturing method is characterized in that step 3) comprises filtering the treatment liquid obtained in step 2) to reduce the volatile content to 70% by weight or less, followed by washing, filtering, and replacing the organic solvent with water.
[19]
The method according to [18], wherein the composite metal pigment composition is the composite metal pigment composition according to any one of [1] to [15].
[20]
The method according to any one of [16] to [19], characterized in that after step 3), an organic phosphoric acid compound is mixed with the composite metal pigment composition obtained to form a further coating layer.
[21]
A water-based paint comprising the composite metal pigment composition according to any one of [1] to [10].
[22]
A water-based paint comprising the composite metal pigment composition according to any one of [11] to [14].
[23]
A water-based paint comprising the composite metal pigment composition according to [15].
[24]
A method for producing a water-based paint, comprising using the composite metal pigment composition according to any one of [1] to [15].

本発明によれば、従来技術にない新規な複合金属顔料組成物を得ることができる。
本願第1発明の複合金属顔料組成物は、複合粒子の凝集、変形等を効果的に抑制し、水性塗料に用いた場合に塗料の揮発性有機化合物(VOC)量を低減しながら貯蔵安定性、ブツの抑制、意匠性、隠蔽性等の塗膜の優れた特性等を、従来技術の限界を超えて高いレベルでバランスさせることができる。
本願第2発明の製造方法によれば、複合粒子の凝集、変形等を効果的に抑制し、水性塗料等に用いた場合に塗料の揮発性有機化合物(VOC)量を低減しながら貯蔵安定性、ブツの抑制、意匠性、隠蔽性等の塗膜の優れた特性等が、従来技術の限界を超えて高いレベルでバランスした複合金属顔料組成物を効率的に製造することができる。
According to the present invention, it is possible to obtain a novel composite metal pigment composition that has not been available in the prior art.
The composite metal pigment composition of the first invention of the present application effectively suppresses aggregation, deformation, etc. of composite particles, and when used in water-based paints, it can reduce the amount of volatile organic compounds (VOCs) in the paint, while achieving a high level of balance that exceeds the limits of conventional technology and provides excellent coating film properties such as storage stability, suppression of bumps, design properties, and hiding properties.
According to the manufacturing method of the second invention of the present application, it is possible to efficiently produce a composite metal pigment composition that effectively suppresses aggregation, deformation, etc. of composite particles, and when used in water-based paints, etc., reduces the amount of volatile organic compounds (VOCs) in the paint, while providing excellent coating film properties such as storage stability, suppression of bumps, designability, and hiding power at a high level that exceeds the limits of conventional technology.

以下、典型的または好適な実施形態に沿って本発明を説明するが、本発明はこれらの実施形態によって限定されるわけではない。明確に示されない限り、これらの実施形態は、添付の特許請求の範囲で規定される本発明の範囲内で自由に組み合わせることができる。 The present invention will be described below with reference to typical or preferred embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments. Unless otherwise specified, these embodiments can be freely combined within the scope of the present invention defined in the appended claims.

本願第1発明は、金属粒子及びその表面上に形成された酸化金属被覆を有する複合粒子を含んでなる複合金属顔料組成物であって、
(1)前記複合粒子の形状が鱗片状であり、
(2)レーザー回折式粒度分布計にて前記複合粒子の粒度分布を測定した場合の体積基準の平均粒子径D50が1~30μmであり、
(3)前記複合粒子の平均粒子厚みが20~400nmであり、
(4)前記複合金属顔料組成物の揮発分が70~95質量%であり、且つ、揮発分の50~100質量%が水分であり、
(5)前記複合金属顔料組成物の揮発性有機溶剤分が固形分100質量部に対して0~20質量部であり、
(6)前記複合金属顔料組成物を水に分散させて200メッシュのフィルターでろ過した際の残渣が固形分の0.1質量%以下であり、
好ましくは、(7)該金属顔料組成物を不揮発分として12g、メトキシプロパノール18g、水性アクリル樹脂110g、メラミン樹脂18g、及び水12gを含有する水性メタリック塗料200gをフラスコに採取し、60℃の恒温水槽で24時間まで水素ガス累積発生量を測定した際のガス発生が20ml以下である、上記複合金属顔料組成物、である。
The first invention of the present application is a composite metal pigment composition comprising metal particles and composite particles having a metal oxide coating formed on the surface thereof,
(1) The composite particles have a scale-like shape,
(2) The composite particles have a volume-based average particle diameter D50 of 1 to 30 μm when the particle size distribution of the composite particles is measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer;
(3) The composite particles have an average particle thickness of 20 to 400 nm;
(4) The composite metal pigment composition has a volatile content of 70 to 95% by mass, and 50 to 100% by mass of the volatile content is water;
(5) The composite metal pigment composition has a volatile organic solvent content of 0 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of solids,
(6) When the composite metal pigment composition is dispersed in water and filtered through a 200 mesh filter, the residue is 0.1 mass% or less of the solid content,
Preferably, (7) the above composite metal pigment composition, in which 200 g of an aqueous metallic paint containing 12 g of the metal pigment composition as a nonvolatile matter, 18 g of methoxypropanol, 110 g of an aqueous acrylic resin, 18 g of melamine resin, and 12 g of water is placed in a flask, and the cumulative amount of hydrogen gas generated is measured in a constant temperature water bath at 60°C for up to 24 hours, and the amount of gas generated is 20 ml or less.

複合金属顔料組成物を構成する複合粒子
本願第1発明による複合金属顔料組成物は、金属粒子及びその表面上に形成された酸化金属被覆を有する複合粒子を含んでなる。
すなわち、本明細書において、用語「複合金属顔料組成物」は、金属粒子及びその表面上に形成された酸化金属被覆を有する複合粒子を必須成分として含み、特定の非固形分を更に含むものである。
本願第1発明による複合金属顔料組成物は、それ以外の成分、例えば有機処理剤、水および/もしくは親水性溶剤を含む溶剤、を含有してもよい。
Composite Particles Constituting the Composite Metal Pigment Composition The composite metal pigment composition according to the first invention of this application comprises composite particles having metal particles and a metal oxide coating formed on the surface thereof.
That is, in this specification, the term "composite metal pigment composition" contains, as essential components, composite particles having metal particles and a metal oxide coating formed on the surface thereof, and further contains specific non-solid components.
The composite metal pigment composition according to the first aspect of the present invention may contain other components, such as an organic treating agent, and a solvent including water and/or a hydrophilic solvent.

金属粒子
本願第1発明による複合金属顔料組成物を構成する複合粒子は、金属粒子及びその表面上に形成された酸化金属被覆を含む。すなわち、複合粒子のコアとなる金属粒子の表面に1層以上の酸化金属被覆が形成されている。酸化金属被覆は、通常層状の構造を有する。
Metal Particles The composite particles constituting the composite metal pigment composition according to the first invention of the present application include metal particles and a metal oxide coating formed on the surface thereof. That is, one or more layers of metal oxide coating are formed on the surface of the metal particle that is the core of the composite particle. The metal oxide coating usually has a layered structure.

複合粒子を構成する金属粒子(コア粒子)の材質は、特に限定されず、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、亜鉛、鉄、マグネシウム、ニッケル、銅、銀、錫、クロム、ステンレス鋼等のように、公知又は市販の金属顔料として使用されている金属のいずれであってもよい。本明細書において、複合粒子を構成する金属粒子の金属には、金属単体だけでなく、合金、金属間化合物も包含される。
金属粒子は、1種のみを単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
本願第1発明における金属粒子は、アルミニウム又はアルミニウム合金を含有することが好ましく、95質量%以上がアルミニウム元素で構成されるものがより好ましい。
The material of the metal particles (core particles) constituting the composite particles is not particularly limited, and may be any metal known or commercially available metal pigment, such as aluminum, aluminum alloy, zinc, iron, magnesium, nickel, copper, silver, tin, chromium, stainless steel, etc. In this specification, the metal of the metal particles constituting the composite particles includes not only simple metals but also alloys and intermetallic compounds.
The metal particles may be used alone or in combination of two or more kinds.
The metal particles in the first aspect of the present invention preferably contain aluminum or an aluminum alloy, and more preferably are composed of 95 mass % or more of aluminum element.

金属粒子の平均粒径は、特に制限されないが、後述する複合粒子の粒度分布におけるD50をもたらすことができるような平均粒径であることが好ましい。すなわち、複合粒子においてレーザー回折式粒度分布計にて体積分布を測定した場合のD50が1~30μmとなるように、あるいはそれを容易ならしめるように、金属粒子の体積平均粒径(D50)を設定することが好ましい。
金属粒子の平均粒径は、ボールミル等を用いて原料アトマイズド金属粉(例えばアルミニウム粉)等を磨砕および篩分・ろ過する工程で、原料アトマイズド金属粉等の粒子径、ボールミルを用いる場合の磨砕ボールの1個あたりの質量、磨砕装置の回転数、篩分およびフィルタープレスの程度などを適宜調整することによって、制御することができる。
The average particle size of the metal particles is not particularly limited, but is preferably an average particle size that can provide D 50 in the particle size distribution of the composite particles described below. In other words, it is preferable to set the volume average particle size (D 50 ) of the metal particles so that D 50 is 1 to 30 μm when the volume distribution of the composite particles is measured using a laser diffraction particle size distribution meter, or so as to facilitate this.
The average particle size of the metal particles can be controlled in the process of grinding, sieving and filtering a raw atomized metal powder (e.g., aluminum powder) using a ball mill or the like by appropriately adjusting the particle size of the raw atomized metal powder, the mass per grinding ball when a ball mill is used, the rotation speed of the grinding device, the degree of sieving and filter pressing, etc.

金属粒子の厚みや形状も特に制限されないが、その平均粒子厚みが10-300nmの鱗片状(フレーク状)であることが望ましい。これにより、本願第1発明による複合金属顔料組成物を構成する複合粒子も鱗片状の形状を容易に有することができる結果、高い隠ぺい力等をより確実に得ることができる。
金属粒子の平均厚みは、後述する複合粒子の平均厚みをもたらすことができるような厚みであることが好ましく、具体的には10-300nmであることが好ましい。これにより、複合粒子の凝集や変形が効果的に抑制され、塗膜における優れた意匠性、光沢、ブツの抑制、水性塗料における安定性等を実現することが容易となる。金属粒子の平均厚みは、上記観点から、好ましくは15~250nmであり、より好ましくは20~200nmである。
Although there are no particular limitations on the thickness or shape of the metal particles, they are preferably scaly (flake-like) with an average particle thickness of 10-300 nm, which allows the composite particles constituting the composite metal pigment composition according to the first invention of the present application to easily have a scaly shape, so that high hiding power and the like can be more reliably obtained.
The average thickness of the metal particles is preferably a thickness that can provide the average thickness of the composite particles described below, specifically, 10-300 nm. This effectively suppresses aggregation and deformation of the composite particles, making it easy to achieve excellent design properties, gloss, suppression of bumps in the coating film, stability in water-based paint, etc. From the above viewpoints, the average thickness of the metal particles is preferably 15-250 nm, more preferably 20-200 nm.

ここで、金属粒子の平均粒子厚みは当業界において公知の方法で測定することができ、例えば金属粒子及びその表面上にある酸化金属被覆を有する複合粒子を含んでなる金属顔料組成物を用いて塗膜を形成し、その断面のFE-SEM像(電界放出型走査電子顕微鏡像)を取得して画像解析することにより測定することができる。より具体的には、本願実施例に記載の方法で測定することができる。 Here, the average particle thickness of the metal particles can be measured by a method known in the art, for example, by forming a coating film using a metal pigment composition containing composite particles having metal particles and a metal oxide coating on the surface thereof, obtaining a FE-SEM image (field emission scanning electron microscope image) of the cross section, and analyzing the image. More specifically, it can be measured by the method described in the examples of this application.

鱗片状の金属粒子のアスペクト比(平均粒径を平均厚みで割った形状係数)は、30~1500であることが好ましく、50~1000であることがより好ましく、80~700であることが特に好ましい。金属粒子のアスペクト比が30以上であることによって、より高い光輝感を得ることができる。また、金属粒子のアスペクト比が1500以下であることによって、フレークの機械的強度が維持され、安定した色調を得ることができる。
金属粒子の平均厚みは、体積基準D50と同様に、ボールミル等を用いて原料アトマイズド金属粉(例えばアルミニウム粉)を磨砕および篩分・ろ過する工程で、原料アトマイズド金属粉の粒子径、ボールミルを用いる場合の磨砕ボールの1個あたりの質量、磨砕装置の回転数、篩分およびフィルタープレスの程度などを適宜調整することによって、制御することができる。
The aspect ratio of the scaly metal particles (shape coefficient obtained by dividing the average particle size by the average thickness) is preferably 30 to 1500, more preferably 50 to 1000, and particularly preferably 80 to 700. By making the aspect ratio of the metal particles 30 or more, a higher sense of brilliance can be obtained. Furthermore, by making the aspect ratio of the metal particles 1500 or less, the mechanical strength of the flakes can be maintained and a stable color tone can be obtained.
The average thickness of the metal particles, like the volumetric D50 , can be controlled by appropriately adjusting the particle size of the raw atomized metal powder (e.g., aluminum powder) in the process of grinding, sieving, and filtering the raw atomized metal powder using a ball mill or the like, the mass per grinding ball when a ball mill is used, the rotation speed of the grinding device, the degree of sieving and filter pressing, and the like.

また、金属粒子は必ずしも金属のみで構成される必要はなく、本願第1発明の効果を阻害しない限り、例えば合成樹脂の粒子、マイカ、ガラス等のような無機粒子の表面が金属で被覆された粒子等も使用することができる。本願第1発明では、特に高い耐候性、小さい比重、入手のし易さ等の点で、アルミニウム又はアルミニウム合金を含有する粒子であることが望ましい。 The metal particles do not necessarily have to be composed of metal only, and as long as they do not impair the effects of the first invention of the present application, for example, synthetic resin particles, or inorganic particles such as mica or glass whose surfaces are coated with metal can also be used. In the first invention of the present application, it is preferable that the particles contain aluminum or an aluminum alloy, in particular because of their high weather resistance, low specific gravity, and ease of availability.

複合粒子を構成する金属粒子として特に好適なのは、メタリック用顔料として一般に多用されているアルミニウムフレークである。アルミニウムフレークとしては、表面光沢性、白度、光輝性等、メタリック用顔料に要求される表面性状、粒径、形状を有するものが適している。アルミニウムフレークは、通常ペースト状態で市販されている。ペースト状のアルミニウムフレークは、そのまま用いてもよいし、あるいは予め有機溶剤等で表面の脂肪酸等を除去して用いてもよい。また、体積平均粒径(D50)が3~20μm、平均厚み(t)が10~110nmのいわゆるアルミニウム蒸着箔も使用可能である。 Particularly suitable metal particles constituting the composite particles are aluminum flakes, which are commonly used as metallic pigments. Aluminum flakes having the surface properties, particle size, and shape required for metallic pigments, such as surface gloss, whiteness, and brilliance, are suitable. Aluminum flakes are usually commercially available in a paste state. Paste-like aluminum flakes may be used as they are, or may be used after removing fatty acids and the like from the surface with an organic solvent or the like. Also usable is so-called aluminum vapor-deposited foil having a volume average particle size (D 50 ) of 3 to 20 μm and an average thickness (t) of 10 to 110 nm.

酸化金属被覆
本願第1発明の複合金属顔料組成物を構成する複合粒子は、金属粒子の表面上に形成された酸化金属被覆を有する。
酸化金属被覆は、酸化金属を含む層により構成される皮膜であり、金属粒子表面の全面に形成されていてもよく、表面の一部にのみ形成されていてもよい。耐水性や塗料に用いた場合の保存安定性等の観点からは、全面に形成されていることが好ましい。
酸化金属被覆は、その全てが酸化金属で構成されていてもよく、その一部のみが酸化金属で構成され、酸化金属以外の成分を含有していてもよい。
Metal Oxide Coating The composite particles constituting the composite metal pigment composition of the first invention of this application have a metal oxide coating formed on the surface of the metal particles.
The metal oxide coating is a film composed of a layer containing a metal oxide, and may be formed on the entire surface of the metal particle surface or only on a part of the surface. From the viewpoints of water resistance and storage stability when used in a paint, it is preferable that the metal oxide coating is formed on the entire surface.
The metal oxide coating may be entirely composed of a metal oxide, or only a portion of the metal oxide coating may contain components other than the metal oxide.

酸化金属被覆を構成する酸化金属は、酸素と少なくとも1種の金属元素とをその構成元素に含む化合物である。
したがって、酸化金属は、酸素と少なくとも1種の金属元素のみをその構成元素とする狭義の酸化金属であってもよいが、酸素と少なくとも1種の金属元素とをその構成元素に含む限りにおいて、当該酸素及び金属元素以外の元素をその構成元素に含んでいてもよく、例えば金属の水酸化物、酸化物水和物、酸窒化物等であってもよい。また有機基を含む化合物であってもよい。
また酸化金属は、構成元素としての金属元素が1種類のみであるいわゆる単独酸化物であってもよく、また2種以上の金属元素を構成元素とする複合酸化物であってもよい。
酸化金属の構成元素はである少なくとも1種の金属元素は、典型金属であってもよく、遷移金属であってもよい。さらにはいわゆる半金属元素であってもよい。中でもケイ素を構成元素とする酸化金属は、酸化金属被覆を構成する酸化金属として特に好適である。
The metal oxide constituting the metal oxide coating is a compound containing oxygen and at least one metal element as its constituent elements.
Therefore, the metal oxide may be a metal oxide in the narrow sense having only oxygen and at least one metal element as its constituent elements, but as long as it contains oxygen and at least one metal element as its constituent elements, it may also contain elements other than the oxygen and metal element as its constituent elements, such as a metal hydroxide, oxide hydrate, oxynitride, etc. Also, it may be a compound containing an organic group.
The metal oxide may be a so-called single oxide having only one type of metal element as a constituent element, or may be a composite oxide having two or more types of metal elements as constituent elements.
At least one metal element that constitutes the metal oxide may be a typical metal or a transition metal, or may be a so-called metalloid element. Among them, a metal oxide having silicon as a constituent element is particularly suitable as a metal oxide that constitutes the metal oxide coating.

酸化金属被覆を構成する酸化金属として好適なものの具体例して、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化鉄、酸化チタン、酸化クロム、酸化スズ、酸化モリブデン、酸化バナジウム、それらの酸化物水和物、それらの水 酸化物、およびそれらの混合物等を挙げることができる。中でも、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、およびそれらの混合物、並びにそれらの酸化物水和物および水酸化物が好ましく用いられる。特に好ましくは、酸化ケイ素、水酸化ケイ素、および/または酸化ケイ素水和物などのケイ素酸化物を使用することができる。 Specific examples of suitable metal oxides constituting the metal oxide coating include silicon oxide, aluminum oxide, boron oxide, zirconium oxide, cerium oxide, iron oxide, titanium oxide, chromium oxide, tin oxide, molybdenum oxide, vanadium oxide, their oxide hydrates, their hydroxides, and mixtures thereof. Among these, silicon oxide, aluminum oxide, and mixtures thereof, as well as their oxide hydrates and hydroxides, are preferably used. Particularly preferably, silicon oxides such as silicon oxide, silicon hydroxide, and/or silicon oxide hydrate can be used.

酸化金属被覆にケイ素酸化物を使用することは、水性塗料中での良好な貯蔵安定性を実現し、また塗膜にしたときの耐水性を向上し、ガス発生を抑制するなどの観点から特に有利である。
酸化金属被覆にケイ素酸化物を使用することで、酸化金属被覆は通常、Si-O-結合(シロキサン結合)を含む化合物から構成される層となる。このような層としては、例えばシラン系化合物及びケイ素酸化物の少なくとも1種を含む層を挙げることができる。このような化合物としては、シラン系化合物[HSiO(HSiO)SiH](但し、nは任意の正の整数を示す。)のほか、SiO、SiO・nHO(但し、nは任意の正の整数を示す。)等で示されるケイ素酸化物が例示される。これらのシラン系化合物及びケイ素酸化物は、結晶質又は非晶質のいずれでも良いが、特に非晶質であることが好ましい。従って、ケイ素酸化物(シリカ等)を含む層として、例えば非晶質シリカを含む層も好適に採用することができる。
The use of silicon oxide in the metal oxide coating is particularly advantageous from the standpoint of realizing good storage stability in aqueous paints, improving water resistance when formed into a coating film, and suppressing gas generation.
By using silicon oxide for the metal oxide coating, the metal oxide coating is usually a layer composed of a compound containing Si-O- bonds (siloxane bonds). Examples of such layers include layers containing at least one of silane-based compounds and silicon oxides. Examples of such compounds include silane-based compounds [H 3 SiO(H 2 SiO) n SiH 3 ] (where n is any positive integer), as well as silicon oxides represented by SiO 2 , SiO 2.nH 2 O (where n is any positive integer). These silane-based compounds and silicon oxides may be either crystalline or amorphous, but are particularly preferably amorphous. Therefore, as a layer containing silicon oxide (silica, etc.), a layer containing, for example, amorphous silica can also be suitably adopted.

また、ケイ素酸化物を使用した酸化金属被覆は、有機ケイ素化合物(シランカップリング剤を含む)を出発原料として形成される層であってよい。この場合、酸化金属被覆は、本願第1発明の効果を妨げない範囲内において、未反応の有機ケイ素化合物又はその由来成分を含んでいても良い。この場合の典型例では、酸化金属被覆は、有機ケイ素化合物を加水分解することによって形成され得る。 The metal oxide coating using silicon oxide may be a layer formed using an organosilicon compound (including a silane coupling agent) as a starting material. In this case, the metal oxide coating may contain unreacted organosilicon compounds or components derived therefrom, as long as the effect of the first invention of the present application is not hindered. In a typical example of this case, the metal oxide coating may be formed by hydrolyzing the organosilicon compound.

ケイ素酸化物を使用した場合の酸化金属被覆の質量は、特に限定されないが、金属粒子100質量部に対して1~20質量部であることが好ましく、特に2~15質量部であることがより好ましい。酸化金属被覆のケイ素含有量が金属粒子100質量部に対して1質量部以上であることによって、複合金属顔料組成物の耐食性、水分散性、安定性等が高く維持され得る。酸化金属被覆のケイ素の含有量が金属粒子100質量部に対して20質量部以下であることによって、複合粒子の凝集や、隠蔽性、金属光沢感等の色調の低下が防止され得る。 When silicon oxide is used, the mass of the metal oxide coating is not particularly limited, but is preferably 1 to 20 parts by mass, and more preferably 2 to 15 parts by mass, per 100 parts by mass of the metal particles. By making the silicon content of the metal oxide coating 1 part by mass or more per 100 parts by mass of the metal particles, the corrosion resistance, water dispersibility, stability, etc. of the composite metal pigment composition can be maintained at a high level. By making the silicon content of the metal oxide coating 20 parts by mass or less per 100 parts by mass of the metal particles, aggregation of the composite particles and deterioration of the color tone such as hiding power and metallic luster can be prevented.

本願第1発明による複合金属顔料組成物に含まれる複合粒子の酸化金属被覆は、特に親水性であることが好ましい。複合粒子は、通常、水系溶剤(水又は水及び有機溶剤を含む混合溶剤)中に分散された形態の複合金属顔料組成物を形成しているが、酸化金属被覆が親水性表面を有する場合、複合粒子がこのような水系溶剤中に高度に分散することができる。しかも、ケイ素酸化物(非晶質シリカ等)等の酸化金属は、水系溶剤中で非常に安定であるため、水系溶剤中で高度に安定した複合粒子を含む複合金属顔料を提供することができる。このような観点から、本願第1発明による複合金属顔料組成物に含まれる複合粒子では、少なくとも1層、好ましくは最外層、が酸化金属被覆であることが望ましく、ケイ素化合物含有層(特にSi-O結合を含む化合物から構成される層)であることが特に望ましい。酸化金属は金属粒子との親和性にも優れるので、複合粒子が複数の層から構成される被覆層を有する場合、最外層の酸化金属被覆に加えて、最外層以外の層、特に好ましくは金属粒子と接する層として、酸化金属層、特に好ましくはケイ素化合物含有層(特にSi-O系被覆層)を、別途に形成しても良い。 The metal oxide coating of the composite particles contained in the composite metal pigment composition according to the first invention of the present application is preferably particularly hydrophilic. The composite particles usually form a composite metal pigment composition in the form of being dispersed in an aqueous solvent (water or a mixed solvent containing water and an organic solvent), but if the metal oxide coating has a hydrophilic surface, the composite particles can be highly dispersed in such an aqueous solvent. Moreover, since metal oxides such as silicon oxides (amorphous silica, etc.) are very stable in aqueous solvents, a composite metal pigment containing composite particles that are highly stable in aqueous solvents can be provided. From this perspective, it is desirable that at least one layer, preferably the outermost layer, of the composite particles contained in the composite metal pigment composition according to the first invention of the present application is a metal oxide coating, and it is particularly desirable that the silicon compound-containing layer (particularly a layer composed of a compound containing Si-O bonds) is a metal oxide coating. Metal oxides also have excellent affinity with metal particles, so when a composite particle has a coating layer consisting of multiple layers, in addition to the outermost metal oxide coating, a metal oxide layer, particularly preferably a silicon compound-containing layer (particularly a Si-O-based coating layer), may be separately formed as a layer other than the outermost layer, particularly preferably a layer in contact with the metal particle.

個々の複合粒子の酸化金属被覆の厚みは、後述するように複合粒子の平均粒子厚みが20~400nmの範囲になる限りは特に制限されない。酸化金属被覆の平均厚みは、通常5~150nm程度、特に10~100nm、さらには20~70nmの範囲内とすることが望ましい。酸化金属被覆の平均厚みが5nm以上であることによって、十分な耐水性を有し、水性塗料中での金属粒子の腐食又は変色の発生が抑制された塗膜を得ることができる。一方、酸化金属被覆の平均厚みが約150nm以下であることによって、塗膜の明度、鮮映性、隠ぺい力が高いレベルに維持され得る。 The thickness of the metal oxide coating of each composite particle is not particularly limited, so long as the average particle thickness of the composite particles is in the range of 20 to 400 nm, as described below. The average thickness of the metal oxide coating is usually about 5 to 150 nm, particularly 10 to 100 nm, and preferably 20 to 70 nm. By having an average thickness of the metal oxide coating of 5 nm or more, a coating film having sufficient water resistance and suppressing the occurrence of corrosion or discoloration of the metal particles in the water-based paint can be obtained. On the other hand, by having an average thickness of the metal oxide coating of about 150 nm or less, the brightness, distinctness, and hiding power of the coating film can be maintained at a high level.

個々の複合粒子の酸化金属被覆にケイ素化合物含有層が含まれる場合の、該ケイ素化合物含有層の厚みも、後述するように複合粒子の平均厚みが2~400nmの範囲になる限りは特に制限されない。ケイ素化合物含有層の平均厚みは、当該層の機能発揮の観点から、通常5~150nmの範囲であってよく、特に10~100nmの範囲であることが好ましく、更には20~70nmの範囲であることが好ましい。 When the metal oxide coating of each composite particle contains a silicon compound-containing layer, the thickness of the silicon compound-containing layer is not particularly limited as long as the average thickness of the composite particles is in the range of 2 to 400 nm, as described below. From the viewpoint of exerting the function of the layer, the average thickness of the silicon compound-containing layer may usually be in the range of 5 to 150 nm, and is preferably in the range of 10 to 100 nm, and more preferably in the range of 20 to 70 nm.

本実施形態に用いられ得る有機ケイ素化合物の具体例を以下にて更に説明するが、有機ケイ素化合物はこれらの具体例に限定されるわけではない。
有機ケイ素化合物は、下記一般式(1)で表される有機ケイ素化合物の少なくとも一種と、下記一般式(2)、(3)及び(4)のいずれかで表される、いわゆるシランカップリング剤、並びにそれらの部分縮合物から選ばれる少なくとも一種とを含有してよい。
Specific examples of the organosilicon compound that can be used in the present embodiment are described below, but the organosilicon compound is not limited to these specific examples.
The organosilicon compound may contain at least one organosilicon compound represented by the following general formula (1) and at least one selected from the group consisting of so-called silane coupling agents represented by any of the following general formulae (2), (3) and (4) and partial condensates thereof.

Si(OR ・・・ (1)
(式中、Rは水素原子、又は炭素原子数1から8の炭化水素基であり、Rが2つ以上ある場合は、全てが同一でも、一部が同一でも、全てが異なっていてもよい。)
Si(OR4-m ・・・ (2)
(式中、Rは水素原子、又は炭素原子数1から30の、任意にハロゲン基を含んでもよい炭化水素基であり、Rは水素原子、又は炭素原子数1から8の炭化水素基である。RとRは同一でも異なっていてもよく、R、又はRが2つ以上ある場合は、全てが同一でも、一部が同一でも、全てが異なっていてもよい。1≦m≦3である。)
Si(OR4-p-q ・・・ (3)
(式中、Rは他の官能基と化学結合し得る反応基を含む基であり、Rは水素原子、又は炭素原子数1から30の、任意にハロゲン基を含んでもよい炭化水素基であり、Rは水素原子、又は炭素原子数1から8の炭化水素基である。R、R、又はRが2つ以上ある場合は、全てが同一でも、一部が同一でも、全てが異なっていてもよい。1≦p≦3であり、0≦q≦2であり、1≦p+q≦3である。)
SiCl4-r ・・・ (4)
(式中、Rは水素原子、又は炭素原子数1から30の、任意にハロゲン基を含んでもよい炭化水素基であり、Rが2つ以上ある場合は、全てが同一でも、一部が同一でも、全てが異なっていてもよい。0≦r≦3である。)
Si( OR1 ) 4 ... (1)
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, and when there are two or more R 1s , all of them may be the same, some of them may be the same, or all of them may be different.)
R2mSi ( OR3 ) 4-m ... (2)
(In the formula, R2 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may optionally contain a halogen group, and R3 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms. R2 and R3 may be the same or different, and when there are two or more R2s or R3s , they may all be the same, some may be the same, or all may be different. 1≦m≦3.)
R 4 p R 5 q Si(OR 6 ) 4-p-q ... (3)
(In the formula, R 4 is a group containing a reactive group capable of chemically bonding with another functional group, R 5 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may optionally contain a halogen group, and R 6 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms. When there are two or more R 4 s , R 5 s , or R 6 s , they may all be the same, some may be the same, or all may be different. 1≦p≦3, 0≦q≦2, and 1≦p+q≦3.)
R 7 r SiCl 4-r ... (4)
(In the formula, R7 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms which may optionally contain a halogen group, and when there are two or more R7s , all of them may be the same, some of them may be the same, or all of them may be different. 0≦r≦3.)

式(1)のRにおける炭化水素基の例としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル等が挙げられ、これらは分岐していても直鎖状であってもよい。これらの炭化水素基の中でも、とくにメチル、エチル、プロピル、及びブチルが好ましい。また、4つのRは、全てが同一でも、一部が同一でも、全てが異なっていてもよい。
このような式(1)の有機ケイ素化合物の好ましい例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等が挙げられる。この中でも特に、テトラエトキシシランが好ましい。
Examples of the hydrocarbon group in R 1 of formula (1) include methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl, octyl, etc., which may be branched or linear. Among these hydrocarbon groups, methyl, ethyl, propyl, and butyl are particularly preferred. In addition, the four R 1 may all be the same, some may be the same, or all may be different.
Preferable examples of such organosilicon compounds of formula (1) include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetrabutoxysilane, etc. Among these, tetraethoxysilane is particularly preferable.

式(2)のRにおける炭化水素基の例としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、オレイル、ステアリル、シクロヘキシル、フェニル、ベンジル、ナフチル等が挙げられ、これらは分岐していても直鎖状であっても、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン基を含んでいてもよい。これらの中でも、とくに炭素数が1から18の炭化水素基が好ましい。また、Rが2つ以上ある場合には、それらは全てが同一でも、一部が同一でも、全てが異なっていてもよい。分子中のRの数は、式(2)において、m=1から3、すなわち1から3個であるが、m=1又は2であることがより好ましい。
式(2)のRにおける炭化水素基の例としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル等が挙げられ、これらは分岐していても直鎖状であってもよい。これらの炭化水素基の中でも、特にメチル、エチル、プロピル、及びブチルが好ましい。また、Rが2つ以上ある場合には、それらは全てが同一でも、一部が同一でも、全てが異なっていてもよい。
このような式(2)の有機ケイ素化合物(シランカップリング剤)の好ましい例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジブトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、n-プロピルトリブトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ブチルトリブトキシシラン、ジブチルジメトキシシラン、ジブチルジエトキシシラン、ジブチルジブトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ジヘキシルジメトキシシラン、ジヘキシルジエトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、ジオクチルジメトキシシラン、ジオクチルジエトキシシラン、ジオクチルエトキシブトキシシラン、デシルトリメトキ
シシラン、デシルトリエトキシシラン、ジデシルジメトキシシラン、ジデシルジエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、ジオクタデシルジメトキシシラン、ジオクタデシルジエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリエトキシシラン、3-クロロプロピルトリブトキシシラン等が挙げられる。
Examples of the hydrocarbon group in R2 in formula (2) include methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl, octyl, decyl, dodecyl, oleyl, stearyl, cyclohexyl, phenyl, benzyl, naphthyl, etc., which may be branched or linear, and may contain halogen groups such as fluorine, chlorine, and bromine. Among these, hydrocarbon groups having 1 to 18 carbon atoms are particularly preferred. In addition, when there are two or more R2s , they may all be the same, some may be the same, or all may be different. The number of R2s in the molecule in formula (2) is m=1 to 3, that is, 1 to 3, but it is more preferable that m=1 or 2.
Examples of the hydrocarbon group in R3 in formula (2) include methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl, octyl, etc., which may be branched or linear. Among these hydrocarbon groups, methyl, ethyl, propyl, and butyl are particularly preferred. In addition, when there are two or more R3s , they may all be the same, some may be the same, or all may be different.
Preferred examples of such an organosilicon compound (silane coupling agent) of formula (2) include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltributoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldibutoxysilane, trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-propyltributoxysilane, butyltrimethoxysilane, butyltriethoxysilane, butyltributoxysilane, dibutyldimethoxysilane, dibutyldiethoxysilane, dibutyldibutoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, isobutyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, dihexyldimethoxysilane, dihexyldiethoxysilane, octyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, octyltriethoxy ... ethoxysilane, dioctyldimethoxysilane, dioctyldiethoxysilane, dioctylethoxybutoxysilane, decyltrimethoxysilane, decyltriethoxysilane, didecyldimethoxysilane, didecyldiethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, octadecyltriethoxysilane, dioctadecyldimethoxysilane, dioctadecyldiethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, heptadecafluorodecyltrimethoxysilane, tridecafluorooctyltrimethoxysilane, tridecafluorooctyltriethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3-chloropropyltributoxysilane, and the like.

式(3)のRにおける他の官能基と化学結合し得る反応基の例としては、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、ポリスルフィド基、イソシアネート基等が挙げられる。
また、Rが2つ以上ある場合には、それらは全てが同一でも、一部が同一でも、全てが異なっていてもよい。分子中のRの数は、式(3)において、p=1から3、すなわち1から3個であるが、p=1であることがより好ましい。
式(3)のRの炭化水素基の例としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、オレイル、ステアリル、シクロヘキシル、フェニル、ベンジル、ナフチル等が挙げられ、これらは分岐していても直鎖状であっても、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン基を含んでいてもよい。これらの中でも、とくに炭素数が1から18の炭化水素基が好ましい。また、Rが2つ以上ある場合には、それらは全てが同一でも、一部が同一でも、全てが異なっていてもよい。
式(3)のRにおける炭化水素基の例としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル等が挙げられ、これらは分岐していても直鎖状であってもよい。これらの炭化水素基の中でも、とくにメチル、エチル、プロピル、及びブチルが好ましい。また、Rが2つ以上ある場合には、それらは全てが同一でも、一部が同一でも、全てが異なっていてもよい。
Examples of the reactive group capable of chemically bonding with another functional group in R4 of formula (3) include a vinyl group, an epoxy group, a styryl group, a methacryloxy group, an acryloxy group, an amino group, a ureido group, a mercapto group, a polysulfide group, and an isocyanate group.
In addition, when there are two or more R4s , they may all be the same, some may be the same, or all may be different. The number of R4s in the molecule is p=1 to 3 in formula (3), that is, 1 to 3, and more preferably p=1.
Examples of the hydrocarbon group of R5 in formula (3) include methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl, octyl, decyl, dodecyl, oleyl, stearyl, cyclohexyl, phenyl, benzyl, naphthyl, etc., which may be branched or straight-chain and may contain a halogen group such as fluorine, chlorine, or bromine. Among these, a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms is particularly preferred. When there are two or more R5s , they may all be the same, some may be the same, or all may be different.
Examples of the hydrocarbon group in R 6 of formula (3) include methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl, octyl, etc., which may be branched or linear. Among these hydrocarbon groups, methyl, ethyl, propyl, and butyl are particularly preferred. In addition, when there are two or more R 6s , they may all be the same, some may be the same, or all may be different.

このような式(3)の有機ケイ素化合物(シランカップリング剤)の好ましい例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル-トリス(2-メトキシエトキシ)シラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p-スチリルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N-メチル-3-アミノプロピル-トリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(ビニルベンジル)-2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピル-トリエトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。 Preferred examples of such organosilicon compounds (silane coupling agents) of formula (3) include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyl-tris(2-methoxyethoxy)silane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-methyl-3-aminopropyl-trimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-amino Propylmethyldimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldiethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-(vinylbenzyl)-2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethyl-butylidene)propylamine, 3-ureidopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfide, 3-isocyanatepropyltriethoxysilane, etc.

式(4)のRにおける炭化水素基の例としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、オレイル、ステアリル、シクロヘキシル、フェニル、ベンジル、ナフチル等が挙げられ、これらは分岐していても直鎖状であっても、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン基を含んでいてもよい。これらの中でも、とくに炭素数が1から12の炭化水素基が好ましい。また、Rが2つ以上ある場合には、それらは全てが同一でも、一部が同一でも、全てが異なっていてもよい。分子中のRの数は、式(4)において、r=0から3、すなわち0から3個であるが、r=1から3であることがより好ましい。
このような式(4)の有機ケイ素化合物(シランカップリング剤)の好ましい例としては、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、オクチルジメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、テトラクロロシラン等が挙げられる。
Examples of the hydrocarbon group in R 7 in formula (4) include methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl, octyl, decyl, dodecyl, oleyl, stearyl, cyclohexyl, phenyl, benzyl, naphthyl, etc., which may be branched or linear, and may contain halogen groups such as fluorine, chlorine, and bromine. Among these, hydrocarbon groups having 1 to 12 carbon atoms are particularly preferred. In addition, when there are two or more R 7s , they may all be the same, some may be the same, or all may be different. The number of R 7s in the molecule in formula (4) is r=0 to 3, that is, 0 to 3, but it is more preferable that r=1 to 3.
Preferred examples of such organosilicon compounds (silane coupling agents) of formula (4) include methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, octyldimethylchlorosilane, phenyltrichlorosilane, vinyltrichlorosilane, and tetrachlorosilane.

上記一般式(1)で表される有機ケイ素化合物は、1種のみを単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。また、一般式(2)、(3)及び(4)のいずれかで表されるシランカップリング剤も、1種のみを単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。2種以上を組み合わせて使用する場合には、(2)、(3)及び(4)のいずれかで表されるシランカップリング剤のみを、2種以上を組み合わせて使用してもよいし、異なる2以上の一般式で表されるシランカップリング剤を組み合わせて用いてもよい。 The organosilicon compound represented by the above general formula (1) may be used alone or in combination of two or more. The silane coupling agent represented by any of the general formulas (2), (3), and (4) may be used alone or in combination of two or more. When using two or more in combination, only the silane coupling agent represented by any of the general formulas (2), (3), and (4) may be used in combination of two or more, or silane coupling agents represented by two or more different general formulas may be used in combination.

有機ケイ素化合物の加水分解物及び/又はその縮合反応物は、有機ケイ素化合物と、加水分解反応を行うのに必要な量の水と、加水分解触媒とともに攪拌混合することにより得られる。その際、必要に応じて親水性溶剤を使用することもできる。加水分解反応(すなわちケイ素化合物含有層形成のための反応)の諸条件については後述する。 The hydrolysis product of the organosilicon compound and/or its condensation reaction product can be obtained by stirring and mixing the organosilicon compound with the amount of water required for the hydrolysis reaction and a hydrolysis catalyst. In this case, a hydrophilic solvent can also be used if necessary. The conditions for the hydrolysis reaction (i.e., the reaction for forming the silicon compound-containing layer) will be described later.

有機ケイ素化合物の加水分解物及び/又はその縮合反応物を得るための加水分解反応及び/又はその縮合反応の原料として、予め一部縮合したオリゴマーを用いてもよい。
有機ケイ素化合物の加水分解物の縮合反応は、有機ケイ素化合物の加水分解反応と同時に行ってもよいし、工程を分けて、かつ必要であれば触媒を替えて行ってもよい。その際、必要に応じて加温してもよい。
As a raw material for the hydrolysis and/or condensation reaction to obtain a hydrolysate of an organosilicon compound and/or a condensation product thereof, a partially condensed oligomer may be used.
The condensation reaction of the hydrolyzate of the organosilicon compound may be carried out simultaneously with the hydrolysis reaction of the organosilicon compound, or may be carried out in separate steps, and if necessary, using a different catalyst. In this case, heating may be performed as necessary.

複合粒子及び複合金属顔料組成物の物性
本願第1発明による複合金属顔料組成物は、これを構成する複合粒子が以下の物性要件を満たすものである。
(1)複合粒子の形状が鱗片状であること。
(2)レーザー回折式粒度分布計にて複合粒子の粒度分布を測定した場合の体積基準の平均粒子径D50が1~30μmであること。
(3)複合粒子の平均粒子厚みが20~400nmであること。
本願第1発明による複合金属顔料組成物は、更に、組成物として以下の要件を満たすものである。
(4)複合金属顔料組成物の揮発分が20~90質量%であり、且つ、揮発分の50~100質量%が水分であること。
(5)複合金属顔料組成物の揮発性有機溶剤分が固形分100質量部に対して0~20質量部であること。
(6)複合金属顔料組成物を水に分散させて200メッシュのフィルターでろ過した際の残渣が固形分の0.1質量%以下であること。
好ましくは、(7)該金属顔料組成物を不揮発分として12g、メトキシプロパノール18g、水性アクリル樹脂110g、メラミン樹脂18g、及び水12gを含有する水性メタリック塗料200gをフラスコに採取し、60℃の恒温水槽で24時間まで水素ガス累積発生量を測定した際のガス発生が20ml以下であること。

以下、これらの物性要件の各々について説明する。
Physical Properties of Composite Particles and Composite Metal Pigment Composition In the composite metal pigment composition according to the first aspect of the present invention, the composite particles constituting the composition satisfy the following physical property requirements.
(1) The composite particles have a scale-like shape.
(2) The volume-based average particle diameter D50 of the composite particles is 1 to 30 μm when the particle size distribution of the composite particles is measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer.
(3) The composite particles have an average particle thickness of 20 to 400 nm.
The composite metal pigment composition according to the first aspect of the present invention further satisfies the following requirements as a composition.
(4) The composite metal pigment composition has a volatile content of 20 to 90 mass %, and 50 to 100 mass % of the volatile content is water.
(5) The composite metal pigment composition has a volatile organic solvent content of 0 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of the solid content.
(6) When the composite metal pigment composition is dispersed in water and filtered through a 200 mesh filter, the residue is 0.1 mass% or less of the solid content.
Preferably, (7) 200 g of an aqueous metallic paint containing 12 g of the metal pigment composition as a nonvolatile matter, 18 g of methoxypropanol, 110 g of an aqueous acrylic resin, 18 g of melamine resin, and 12 g of water is placed in a flask, and the cumulative amount of hydrogen gas generated is measured for up to 24 hours in a constant temperature water bath at 60°C; the amount of gas generated is 20 ml or less.

Each of these physical property requirements will now be described.

(1)複合粒子の形状が鱗片状であること。
本願第1発明による複合金属顔料組成物に含まれる複合粒子は、その形状が鱗片状である。鱗片状の複合粒子を含有することで、本願第1発明の複合金属顔料組成物は、高い隠ぺい力等の優れた特性を有する塗膜を効果的に形成することができる。
鱗片状の複合粒子は、製造の際の攪拌、分離、ろ過等の工程で変形し易く、特に不揮発分(固形分)含量を高めるための強い遠心分離や、強い圧力でのろ過等より変形し易い傾向があるが、本発明においては、高不揮発分(固形分)含量を実現しながら、鱗片状の複合粒子の変形を効果的に抑制することができる。
(1) The composite particles have a scale-like shape.
The composite particles contained in the composite metal pigment composition according to the first invention of the present application are scaly in shape. By containing the scaly composite particles, the composite metal pigment composition according to the first invention of the present application can effectively form a coating film having excellent properties such as high hiding power.
Scaly composite particles tend to be easily deformed during processes such as stirring, separation, and filtration during production, and are particularly prone to deformation due to strong centrifugation or filtration under strong pressure to increase the non-volatile (solid) content. However, in the present invention, deformation of the scaly composite particles can be effectively suppressed while achieving a high non-volatile (solid) content.

ここで複合粒子が鱗片状であるとは、当該粒子が好ましくは後述する数値範囲内である高アスペクト比を有する形状であることを意味する。
鱗片状の複合粒子は、複合粒子の製造にあたって鱗片状の金属粒子を原料として使用すること等により、製造することができる。その様な金属粒子として、例えば、公知又は市販のペースト状アルミニウムフレークを使用することができる。
Here, the composite particle being scaly means that the particle has a shape having a high aspect ratio, preferably within the numerical range described below.
The scaly composite particles can be produced by using scaly metal particles as a raw material in the production of the composite particles. As such metal particles, for example, known or commercially available paste-like aluminum flakes can be used.

本願第1発明による複合金属顔料組成物に含まれる鱗片状の複合粒子は、そのアスペクト比(平均粒径を平均厚みで割った形状係数)が30~700であることが好ましい。複合粒子のアスペクト比が30以上であることによって、より高い光輝感を得やすくなる。また、複合粒子のアスペクト比が700以下であることによって、複合粒子の機械的強度が維持され、安定した色調を得ることが容易になる。アスペクト比は50~600であることがより好ましく、80~500であることが更に好ましい。 The scaly composite particles contained in the composite metal pigment composition according to the first invention of the present application preferably have an aspect ratio (shape coefficient obtained by dividing the average particle size by the average thickness) of 30 to 700. By having an aspect ratio of the composite particles of 30 or more, it becomes easier to obtain a higher sense of brilliance. Furthermore, by having an aspect ratio of the composite particles of 700 or less, the mechanical strength of the composite particles is maintained, making it easier to obtain a stable color tone. The aspect ratio is more preferably 50 to 600, and even more preferably 80 to 500.

(2)レーザー回折式粒度分布計にて複合粒子の粒度分布を測定した場合の体積基準の平均粒子径D50が1~30μmであること
レーザー回折式粒度分布計にて複合粒子の粒度分布を測定した場合の体積基準の平均粒子径D50は、1~30μmである。これにより、粒子の凝集や変形が効果的に抑制されるとともに、複合金属顔料組成物又はそれを含有する水性塗料等を用いて形成された塗膜が、優れた意匠性、光沢、ブツの抑制、水性塗料における安定性等を実現し得る。この体積基準のD50は、一般にメディアン径とも称される。
優れた意匠性、光沢、ブツの抑制、水性塗料における安定性等を得る観点から、レーザー回折式粒度分布計にて複合粒子の粒度分布を測定した場合の体積基準のD50は、好ましくは2~25μm、特に好ましくは3~20μmである。
この物性要件における「複合粒子」は、複数の複合粒子が凝集・固着している場合にはその凝集物(集合体)を指す。
ここで、レーザー回折式粒度分布計にて複合粒子の粒度分布を測定した場合の体積基準のD50は、体積累積粒度分布における累積度50%の粒子径を指す。レーザー回折式粒度分布計としては、特に限定されないが、「LA-300」(株式会社堀場製作所製)などを使用することができる。測定溶剤としては水、イソプロパノール、メトキシプロパノール等の親水性溶剤が使用され得る。例えば、試料の複合粒子を含む複合金属顔料組成物に対し、前処理として2分間程度の超音波分散を行った後、分散槽の中に投入し適当に分散されたことを確認後、D50を測定することができる。
複合金属顔料組成物を構成する複合粒子の体積基準のD50は、例えば、ボールミル等を用いて原料アトマイズド金属粉(例えばアルミニウム粉)を磨砕および篩分・ろ過する工程で、原料アトマイズド金属粉の粒子径および仕込み量、ミネラルスピリット等の摩砕溶剤量、摩砕助剤の種類及び量、ボールミルを用いる場合の磨砕ボールの1個あたりの質量および投入量、磨砕装置の回転数、篩分およびフィルタープレスの程度などを適宜調整すること等によって、ならびに、酸化金属被覆(および必要に応じてその他の被覆層)を被覆する工程で、有機ケイ素化合物等の原料の加水分解時のpH、濃度、攪拌温度、攪拌時間、攪拌装置の種類、攪拌の動力/程度(攪拌翼の種類および直径、回転数、外部攪拌の有無等)などを適宜調整すること等によって、制御することができる。
(2) The volume-based average particle diameter D50 is 1 to 30 μm when the particle size distribution of the composite particles is measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer. The volume-based average particle diameter D50 is 1 to 30 μm when the particle size distribution of the composite particles is measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer. This effectively suppresses particle aggregation and deformation, and the coating film formed using the composite metal pigment composition or an aqueous paint containing the same can achieve excellent design, gloss, suppression of bumps, stability in the aqueous paint, etc. This volume-based D50 is also generally referred to as the median diameter.
From the viewpoint of obtaining excellent design, gloss, suppression of bumps, stability in water-based paints, and the like, the volume-based D50 when the particle size distribution of the composite particles is measured by a laser diffraction particle size distribution meter is preferably 2 to 25 μm, and particularly preferably 3 to 20 μm.
In the physical property requirements, the "composite particle" refers to an aggregate (aggregate) of multiple composite particles that are aggregated or adhered to each other.
Here, when the particle size distribution of the composite particles is measured by a laser diffraction particle size distribution analyzer, the volume-based D50 refers to the particle size at a cumulative degree of 50% in the volume cumulative particle size distribution. The laser diffraction particle size distribution analyzer is not particularly limited, but an "LA-300" (manufactured by Horiba, Ltd.) or the like can be used. As the measurement solvent, a hydrophilic solvent such as water, isopropanol, or methoxypropanol can be used. For example, a composite metal pigment composition containing a sample composite particle can be subjected to ultrasonic dispersion for about 2 minutes as a pretreatment, and then the composite metal pigment composition can be placed in a dispersion tank to confirm that it has been properly dispersed, and then D50 can be measured.
The volumetric D50 of the composite particles constituting the composite metal pigment composition can be controlled, for example, by appropriately adjusting the particle size and charge amount of the raw atomized metal powder, the amount of the grinding solvent such as mineral spirits, the type and amount of the grinding aid, the mass and input amount per grinding ball when a ball mill is used, the rotation speed of the grinding device, the degree of sieving and filter pressing, etc. in the process of grinding, sieving and filtering the raw atomized metal powder (e.g., aluminum powder) using a ball mill or the like, and by appropriately adjusting the pH, concentration, stirring temperature, stirring time, type of stirring device, stirring power/degree (type and diameter of stirring blade, rotation speed, presence or absence of external stirring, etc.) during hydrolysis of the raw material such as an organosilicon compound in the process of coating with a metal oxide coating (and other coating layers as necessary).

(3)複合粒子の平均粒子厚みが20~400nmであること
本願第1発明による複合金属顔料組成物に含まれる複合粒子の平均厚みは、20~400nmである。これにより、上記要件(1)及び(2)の充足と相俟って、複合粒子の凝集や変形が効果的に抑制され、塗膜における優れた意匠性、光沢、ブツの抑制、水性塗料における安定性等を実現することができる。
複合粒子の平均厚みは、上記観点から、好ましくは20~300nmであり、より好ましくは20~250nmである。
この物性要件における「複合粒子」は、複数の複合粒子が凝集・固着している場合にはその凝集物(集合体)を指す。
ここでの複合粒子の平均厚みは、金属粒子の平均粒子厚み及び酸化金属被覆の厚みをそれぞれ測定し、これらから下式に従い計算することができる。
複合粒子の平均粒子厚み = 金属粒子の平均粒子厚み+酸化金属被覆の厚み×2
金属粒子の平均粒子厚みは、上記(2)にて説明した方法で測定することができる。
酸化金属被覆の厚みは、当業界において公知の方法で測定することができ、例えばSTEM(走査型透過電子顕微鏡)により測定することができる。より具体的には本願実施例に記載の方法で測定することができる。
複合金属顔料組成物に含まれる複合粒子の平均厚みは、体積基準D50と同様に、原料金属粉を処理する工程、ケイ素化合物含有層等の酸化金属被覆(および必要に応じてその他の被覆層)を被覆する工程等で、原料アルミペーストの前処理、および有機ケイ素化合物等の原料の加水分解時のpH、濃度、攪拌温度、攪拌時間、攪拌装置の種類、攪拌の動力/程度(攪拌翼の種類および直径、回転数、外部攪拌の有無等)などを適宜調整することによって、制御することができる。また酸化金属被覆処理時の凝集によって粒子径が肥大する傾向があるが、粒子肥大は色調低下、隠蔽性低下、塗膜外観の低下を招くため、特に処理に用いる原料アルミペーストの前処理により粒子肥大を防ぐことが効果的である。
(3) Average particle thickness of the composite particles is 20 to 400 nm The average thickness of the composite particles contained in the composite metal pigment composition according to the first invention of the present application is 20 to 400 nm. This, together with the satisfaction of the above requirements (1) and (2), effectively suppresses aggregation and deformation of the composite particles, and realizes excellent design properties, gloss, suppression of bumps, stability in water-based paints, etc. in the coating film.
From the above viewpoint, the average thickness of the composite particles is preferably 20 to 300 nm, and more preferably 20 to 250 nm.
In this physical property requirement, the "composite particle" refers to an aggregate (aggregate) when a plurality of composite particles are aggregated or adhered to each other.
The average thickness of the composite particles can be calculated by measuring the average particle thickness of the metal particles and the thickness of the metal oxide coating, and then using these values in accordance with the following formula:
Average particle thickness of composite particles = Average particle thickness of metal particles + Thickness of metal oxide coating x 2
The average particle thickness of the metal particles can be measured by the method described in (2) above.
The thickness of the metal oxide coating can be measured by a method known in the art, for example, by STEM (scanning transmission electron microscope). More specifically, it can be measured by the method described in the examples of the present application.
The average thickness of the composite particles contained in the composite metal pigment composition can be controlled, similarly to the volumetric standard D 50 , by appropriately adjusting the pH, concentration, stirring temperature, stirring time, type of stirring device, stirring power/degree (type and diameter of stirring blade, rotation speed, presence or absence of external stirring, etc.) during the pretreatment of the raw material aluminum paste and the hydrolysis of the raw material such as the organosilicon compound in the process of processing the raw material metal powder, the process of coating with metal oxide coating such as a silicon compound-containing layer (and other coating layers as necessary), etc. In addition, the particle size tends to increase due to aggregation during the metal oxide coating treatment, but particle expansion leads to a decrease in color tone, a decrease in hiding power, and a decrease in the appearance of the coating film, so it is particularly effective to prevent particle expansion by pretreatment of the raw material aluminum paste used in the treatment.

(4)複合金属顔料組成物の揮発分が20~90質量%であり、且つ、揮発分の50~100質量%が水分であること。
本願第1発明による複合金属顔料組成物の揮発分は、20~90質量%であり、且つ、揮発分の50~100質量%が水分である。
本願第1発明による複合金属顔料組成物は、その揮発分が20~90質量%であり、且つ、揮発分の50~100質量%が水分であることにより、塗料を作成する際の取扱い性や塗料中での分散性を高めつつ、塗料の低VOC(揮発性有機化合物)化を実現し、良好な外観の塗膜を形成できる塗料を実現することができる。より具体的には、揮発分が90質量%以下、且つ揮発分中の水分が50質量%以上であることで、溶剤等のVOCの含有量を十分に低減することができるので、これを用いて塗料を形成した場合にも、VOCの含有量が十分に低減された塗料を実現することが容易になる。一方で、揮発分が20質量%以上であることで、塗料を形成する際の均一分散が容易となり、塗膜におけるブツの発生等を有効に抑制することができる。
揮発分は、25~80質量%であることが好ましく、30~70質量%であることがより好ましく、40~65質量%であることが特に好ましい。揮発分中の水分は70~100質量%であることが好ましく、80~100質量%であることがより好ましく、90~100質量%であることが特に好ましい。
(4) The composite metal pigment composition has a volatile content of 20 to 90 mass %, and 50 to 100 mass % of the volatile content is water.
The volatile content of the composite metal pigment composition according to the first aspect of the present invention is 20 to 90 mass %, and 50 to 100 mass % of the volatile content is water.
The composite metal pigment composition according to the first invention of the present application has a volatile content of 20 to 90% by mass, and 50 to 100% by mass of the volatile content is water, so that the paint can be made low in VOC (volatile organic compounds) while improving the handleability when preparing the paint and the dispersibility in the paint, and a paint that can form a coating film with a good appearance can be realized. More specifically, by having a volatile content of 90% by mass or less and a water content in the volatile content of 50% by mass or more, the content of VOCs such as solvents can be sufficiently reduced, so that even when a paint is formed using this, it is easy to realize a paint with a sufficiently reduced VOC content. On the other hand, by having a volatile content of 20% by mass or more, uniform dispersion when forming the paint can be easily achieved, and the occurrence of bumps in the coating film can be effectively suppressed.
The volatile content is preferably 25 to 80% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, and particularly preferably 40 to 65% by mass. The water content in the volatile content is preferably 70 to 100% by mass, more preferably 80 to 100% by mass, and particularly preferably 90 to 100% by mass.

複合金属顔料組成物の揮発分は、複合金属顔料組成物に含まれる揮発分の質量割合である。揮発分は、所定量の複合金属顔料組成物を加熱して揮発分を揮発させたのちの質量を測定して揮発によって減少した質量を計算し、当該質量の加熱前の質量に対する割合として決定することができる。より具体的には、例えば本願実施例記載の方法により測定することができる。
揮発分中の水分は、複合金属顔料組成物の揮発分に含まれる揮発性有機溶剤量をGC(ガスクロマトグラフィー)やLC(液体クロマトグラフィー)によって求め、揮発分と該揮発性有機溶剤分との差として求めることができる。
The volatile content of the composite metal pigment composition is the mass ratio of the volatile content contained in the composite metal pigment composition. The volatile content can be determined by heating a predetermined amount of the composite metal pigment composition to volatilize the volatile content, measuring the mass after the volatilization, calculating the mass reduced by the volatilization, and determining the ratio of the mass to the mass before heating. More specifically, it can be measured by, for example, the method described in the examples of this application.
The moisture content in the volatile matter can be determined by measuring the amount of volatile organic solvent contained in the volatile matter of the composite metal pigment composition by GC (gas chromatography) or LC (liquid chromatography), and calculating the difference between the volatile matter and the volatile organic solvent content.

複合金属顔料組成物の揮発分は、複合金属顔料組成物の製造にあたり、金属粒子の分散や酸化金属被覆の形成の際に用いた溶剤等の揮発分をろ過、洗浄、揮発等により除去することにより、適宜調整することができる。揮発分中の水分は、複合金属顔料組成物の製造にあたり、金属粒子の分散や酸化金属被覆の形成する際に水を添加したり、ろ過、洗浄の際に水を用いたり加えたりすることにより、適宜調整することができる。 The volatile content of the composite metal pigment composition can be appropriately adjusted by removing the volatile content of the solvent and the like used in dispersing the metal particles and forming the metal oxide coating during the production of the composite metal pigment composition by filtration, washing, volatilization, etc. The moisture content in the volatile content can be appropriately adjusted by adding water during dispersing the metal particles and forming the metal oxide coating during the production of the composite metal pigment composition, or by using or adding water during filtration and washing.

(5)複合金属顔料組成物の揮発性有機溶剤分が固形分100質量部に対して0~20質量部であること
本願第1発明による複合金属顔料組成物の揮発性有機溶剤分は、固形分100質量部に対して0~20質量部である。
塗料を製造にあたっては顔料としての性能を発揮させるために複合金属顔料組成物の固形分が所定の量となるように配合する。このため、塗料の低VOC(揮発性有機化合物)化のためには、配合する複合金属顔料組成物の固形分当たりの揮発性有機溶剤分を減らす必要があり、固形分100質量部に対して20質量部以下とする必要がある。揮発性有機溶剤分は10質量部以下が好ましく、5質量部以下がより好ましく、3質量部以下が特に好ましい。
また、本願で用いる揮発性有機溶剤は親水性の特定溶剤を80質量%以上用いることが好ましい。特定溶剤は親水性なので、特定溶剤が揮発性有機溶剤の80質量%以上を占めることで、本願第1発明による複合金属顔料組成物を水中に分散することが容易となり、均一な水性塗料を形成することが一層容易となる。
親水性の溶剤の概念は、当業者間で共通の理解が存在するが、例えば水での溶解度が常温で20g/g以上である溶剤を親水性溶剤として好ましく用いることができる。また、sp値(溶解度パラメータ)が10.5以上である溶剤を、親水性溶剤として好ましく用いることができる。
(5) The volatile organic solvent content of the composite metal pigment composition is 0 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of the solid content. The volatile organic solvent content of the composite metal pigment composition according to the first invention of the present application is 0 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of the solid content.
In the manufacture of a paint, the composite metal pigment composition is blended so that the solid content of the composite metal pigment composition is a predetermined amount in order to exhibit the performance as a pigment. Therefore, in order to reduce the VOC (volatile organic compounds) of the paint, it is necessary to reduce the volatile organic solvent content per solid content of the composite metal pigment composition to be blended, and it is necessary to make it 20 parts by mass or less per 100 parts by mass of the solid content. The volatile organic solvent content is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, and particularly preferably 3 parts by mass or less.
In addition, the volatile organic solvent used in the present application is preferably a hydrophilic specific solvent in an amount of 80 mass% or more. Since the specific solvent is hydrophilic, by making the specific solvent account for 80 mass% or more of the volatile organic solvent, it becomes easy to disperse the composite metal pigment composition according to the first invention of the present application in water, and it becomes easier to form a uniform water-based paint.
The concept of a hydrophilic solvent is commonly understood among those skilled in the art, and for example, a solvent having a solubility in water of 20 g/g or more at room temperature can be preferably used as a hydrophilic solvent. Also, a solvent having an sp value (solubility parameter) of 10.5 or more can be preferably used as a hydrophilic solvent.

特定溶剤は、複合金属顔料組成物の揮発性有機溶剤の80~100質量%を占めることが好ましく、85~100質量%を占めることがより好ましく、90~100質量%を占めることが特に好ましい。
特定溶剤の量(割合)は、複合金属顔料組成物の製造に使用する溶剤の組成を調整することにより、適宜調整することが可能である。特定溶剤の量(割合は)、複合金属顔料組成物の製造において使用した各種溶剤の量、及び除去した各種溶剤の量から計算することが通常可能であるが、製造の際のろ過、揮発等の工程が複雑で計算が困難な場合には、得られた複合金属顔料組成物から、THF(テトラヒドロフラン)などの溶媒で溶剤を抽出し、LC-MS(液体クロマトグラフィー質量分析計)等によって測定することができる。
The specific solvent preferably accounts for 80 to 100% by mass, more preferably 85 to 100% by mass, and particularly preferably 90 to 100% by mass of the volatile organic solvent in the composite metal pigment composition.
The amount (ratio) of the specific solvent can be appropriately adjusted by adjusting the composition of the solvent used in the production of the composite metal pigment composition. The amount (ratio) of the specific solvent can usually be calculated from the amounts of various solvents used in the production of the composite metal pigment composition and the amounts of various solvents removed, but when the steps of filtration, volatilization, etc. during production are complicated and calculation is difficult, the solvent can be extracted from the obtained composite metal pigment composition with a solvent such as THF (tetrahydrofuran) and measured by LC-MS (liquid chromatography mass spectrometry) or the like.

特定溶剤の好適な例として、メトキシプロパノール、イソブタノール、ノルマルブタノール、イソプロパノール、ノルマルプロパノール等を挙げることができる。
これら特定溶剤は、1種類のみを使用してもよく、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
本願第1発明において特定される様な揮発分・固形分、水分、ろ過残渣と水素ガス発生量を兼ね備えた金属顔料組成物は、例えば、本願第2発明の製造方法を採用すること、等によって実現することができる。後述するように、複合金属顔料の腐食や凝集を抑えられるように被覆処理する工程の手順や条件を最適化するとともに、複合粒子を洗浄、ろ過及び溶剤を水で置換する工程の手順や条件を最適化することが肝要である。
Suitable examples of the specific solvent include methoxypropanol, isobutanol, normal butanol, isopropanol, and normal propanol.
These specific solvents may be used alone or in combination of two or more.
A metal pigment composition having the volatile content, solid content, moisture, filtration residue, and hydrogen gas generation amount specified in the first invention of the present application can be realized, for example, by adopting the manufacturing method of the second invention of the present application. As described below, it is essential to optimize the procedure and conditions of the coating treatment step so as to suppress corrosion and aggregation of the composite metal pigment, as well as the procedure and conditions of the steps of washing the composite particles, filtering, and replacing the solvent with water.

(6)複合金属顔料組成物を水に分散させて200メッシュのフィルターでろ過した際の残渣が固形分の0.1質量%以下であること。
本願第1発明による複合金属顔料組成物を水に分散させて200メッシュのフィルターでろ過した際の残渣は、固形分の0.1質量%以下である。
200メッシュのフィルターの目開きは約74μmなので、体積基準の平均粒子径D50が1~30μmであり、平均粒子厚みが20~400nmである複合粒子は、粒子同士の固着や凝集が無ければ、その大半が200メッシュのフィルターを通過する。したがって、複合金属顔料組成物を200メッシュのフィルターでろ過した際の残渣は、粒子同士が固着、凝集した複合粒子であり、固形分に占めるその割合は低いことが好ましい。
本願第1発明による複合金属顔料組成物は、水に分散させて200メッシュのフィルターでろ過した際の残渣が固形分の0.1質量%以下であるので、粒子同士が固着、凝集が効果的に抑制され、溶剤や水に分散して凝集が抑制された塗料を形成することが可能であり、またブツが効果的に抑制されるなど外観に優れた塗膜を形成することができる。
残渣の量は、固形分の0.05質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以下であることがより好ましく、0.005質量%以下であることが特に好ましい。
(6) When the composite metal pigment composition is dispersed in water and filtered through a 200 mesh filter, the residue is 0.1 mass% or less of the solid content.
When the composite metal pigment composition according to the first aspect of the present invention is dispersed in water and filtered through a 200 mesh filter, the residue is 0.1 mass % or less of the solid content.
Since the mesh size of a 200-mesh filter is approximately 74 μm, most composite particles having a volume-based average particle size D50 of 1 to 30 μm and an average particle thickness of 20 to 400 nm will pass through a 200-mesh filter if there is no adhesion or aggregation between the particles. Therefore, the residue when a composite metal pigment composition is filtered through a 200-mesh filter is composite particles in which the particles are adhered to each other and aggregated, and it is preferable that the proportion of these particles in the solid content is low.
The composite metal pigment composition according to the first invention of the present application, when dispersed in water and filtered through a 200 mesh filter, leaves a residue of 0.1 mass% or less of the solid content, so that adhesion and aggregation of particles is effectively suppressed, and the composition can be dispersed in a solvent or water to form a paint in which aggregation is suppressed, and a coating film with excellent appearance can be formed in which bumps are effectively suppressed.
The amount of residue is preferably 0.05% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or less, and particularly preferably 0.005% by mass or less, of the solid content.

残渣の量は、複合金属顔料組成物を水に良く分散させた後、200メッシュのフィルターでろ過し、残渣の乾燥質量を測定し、これと当初の複合金属顔料組成物中の固形分の質量とから、固形分に占める残渣の割合を決定することができる。より具体的には、例えば本願実施例に記載の方法により測定することができる。
200メッシュのフィルターでろ過した際の残渣の量は、本願明細書に記載の各種手法により複合粒子同士の固着、凝集を抑制することで、低減することができる。特に、本願第2発明の製造方法を採用し、複合粒子の凝集、変形を有効に防止しながら揮発性有機溶剤分を低減することも、残渣量の低減に効果的である。
(7)該金属顔料組成物を不揮発分として12g、メトキシプロパノール18g、水性アクリル樹脂110g、メラミン樹脂18g、及び水12gを含有する水性メタリック塗料200gをフラスコに採取し、60℃の恒温水槽で24時間まで水素ガス累積発生量を測定した際のガス発生が20ml以下であること。
好ましくは、本願第1発明による複合金属顔料組成物を不揮発分として12g、メトキシプロパノール18g、水性アクリル樹脂110g、メラミン樹脂18g、及び水12gを含有する水性メタリック塗料200gをフラスコに採取し、60℃の恒温水槽で24時間まで水素ガス累積発生量を測定した際のガス発生が20ml以下である。
ガス発生が20mlであることは、金属顔料が酸化金属被覆でしっかり覆われていることを意味しており、この結果、塗料の貯蔵安定性が良好となるとともに、機械的安定性が向上する。ガス発生量は15ml以下がより好ましく、10ml以下がより更に好ましく、5ml以下が特に好ましい。下限はなく、少ないほど良い。なお、水性メタリック塗料の作成方法や、ガス発生量の測定方法は実施例にて詳述する。
The amount of the residue can be determined by thoroughly dispersing the composite metal pigment composition in water, filtering the composition through a 200 mesh filter, measuring the dry mass of the residue, and comparing this with the mass of the solid content in the initial composite metal pigment composition to determine the proportion of the residue in the solid content. More specifically, the amount can be determined by, for example, the method described in the examples of the present application.
The amount of residue remaining after filtration through a 200 mesh filter can be reduced by suppressing adhesion and aggregation of the composite particles by various methods described in the present specification. In particular, the use of the production method according to the second aspect of the present invention to effectively prevent aggregation and deformation of the composite particles while reducing the amount of volatile organic solvents is also effective in reducing the amount of residue.
(7) 200 g of an aqueous metallic paint containing 12 g of the metal pigment composition as nonvolatile matter, 18 g of methoxypropanol, 110 g of aqueous acrylic resin, 18 g of melamine resin, and 12 g of water was placed in a flask, and the cumulative amount of hydrogen gas generated was measured for 24 hours in a constant temperature water bath at 60°C; the amount of gas generated was 20 ml or less.
Preferably, 200 g of an aqueous metallic paint containing 12 g of the composite metal pigment composition according to the first invention of the present application as a non-volatile matter, 18 g of methoxypropanol, 110 g of an aqueous acrylic resin, 18 g of melamine resin, and 12 g of water is placed in a flask, and the cumulative amount of hydrogen gas generated is measured in a constant temperature water bath at 60°C for up to 24 hours; the amount of gas generated is 20 ml or less.
A gas generation of 20 ml means that the metal pigment is firmly covered with a metal oxide coating, which results in good storage stability of the paint and improved mechanical stability. The amount of gas generation is more preferably 15 ml or less, even more preferably 10 ml or less, and particularly preferably 5 ml or less. There is no lower limit, and the less the better. The method for preparing the water-based metallic paint and the method for measuring the amount of gas generation will be described in detail in the examples.

複合粒子の好ましい物性等
本願第1発明による複合金属顔料組成物は、これを構成する複合粒子が、上記(1)から(7)の物性要件に加えて、以下の物性、特徴等の一部または全部を具備することが好ましい。
Preferred physical properties of composite particles, etc. In the composite metal pigment composition according to the first invention of the present application, the composite particles constituting the composition preferably have some or all of the following physical properties, characteristics, etc. in addition to the physical property requirements (1) to (7) above.

複合粒子に占める凝集の無い一次粒子の割合が個数基準で35%以上であること
本実施形態による複合金属顔料組成物においては、複合金属顔料組成物が含有する複合粒子全体に占める凝集の無い一次粒子の割合は、個数基準で35%以上であることが好ましい。一次粒子の割合が35%以上であることは、個々の粒子の凝集性が抑制されたことを意味し、一次粒子のみならず、凝集した粒子においてもその凝集の度合いがより小さなものとなる。これにより、複合金属顔料組成物を用いて形成された塗膜が優れた意匠性、光沢、ブツの抑制を示すとともに、水性塗料における安定性等を向上することが一層容易となる。
また、この様に個々の粒子の凝集性が抑制されることで、分散のための攪拌はマイルドなもので足るので、攪拌による粒子の変形を大幅に低減することができる。
The proportion of non-aggregated primary particles in the composite particles is preferably 35% or more by number in the composite metal pigment composition according to the present embodiment. The proportion of non-aggregated primary particles in the entire composite particles contained in the composite metal pigment composition is preferably 35% or more by number. The proportion of primary particles being 35% or more means that the aggregation of individual particles is suppressed, and the degree of aggregation is smaller not only for primary particles but also for aggregated particles. This makes it easier for the coating film formed using the composite metal pigment composition to exhibit excellent design, gloss, and suppression of bumps, and to improve stability in water-based paints.
Furthermore, by suppressing the aggregation of the individual particles in this manner, only mild stirring is required for dispersion, and deformation of the particles due to stirring can be significantly reduced.

上記効果を促進する観点から、複合粒子の集合体に占める凝集の無い一次粒子の割合は個数基準で40%以上であることがより好ましく、60%以上であることがさらに好ましく、80%以上であることが特に好ましい。
複合粒子に占める凝集の無い一次粒子の割合は通常高いほど好ましく、特に上限は存在せず、100%となることが理想的である。
複合粒子に占める凝集の無い一次粒子の割合は、当業界において公知の方法で測定することができ、例えば金属粒子及びその表面上にある酸化金属被覆を有する複合粒子の集合体からなる金属顔料組成物を用いて塗膜を形成し、その断面のFE-SEM像(電界放出型走査電子顕微鏡像)を取得して画像解析することにより、あるいは評価者が当該FE-SEM像中の一次粒子と凝集粒子の個数を数えることにより、測定することができる。より具体的には、例えば本願実施例に記載の方法で測定することができる。
From the viewpoint of promoting the above-mentioned effect, the proportion of non-aggregated primary particles in the aggregate of composite particles is more preferably 40% or more, even more preferably 60% or more, and particularly preferably 80% or more, on a number basis.
Generally, the higher the ratio of the non-aggregated primary particles in the composite particles, the more preferable it is. There is no particular upper limit, and ideally, the ratio is 100%.
The proportion of non-aggregated primary particles in the composite particles can be measured by a method known in the art, for example, by forming a coating film using a metal pigment composition consisting of an aggregate of metal particles and composite particles having a metal oxide coating on the surface thereof, obtaining an FE-SEM image (field emission scanning electron microscope image) of the cross section, and analyzing the image, or by an evaluator counting the number of primary particles and aggregated particles in the FE-SEM image. More specifically, it can be measured, for example, by the method described in the examples of the present application.

複合粒子に占める凝集の無い一次粒子の割合は、例えば、本願第2発明の製造方法を採用すること、等によって向上することができる。
また、複合粒子を構成する金属粒子の選択や処理、金属粒子上に形成される酸化金属被覆の種類や製造条件を適宜設定することで、制御することができる。既存の技術としては被覆処理時の攪拌回転数を上げ、レイノルズ数を一定値以上にすることにより機械的な分散を強化するという試みがなされているが、この方法では本願で取り扱っているような微細な粒子の分散には限界があるのと、撹拌時の強い応力により、鱗片状の薄い粒子が破断したり変形したりするという課題がある。
一方で、金属粒子上に酸化金属による被覆処理を行う前に、金属粒子に分散性向上のための前処理を行うことで、被覆処理時の粒子の凝集を抑制することが可能であり、これにより凝集の無い一次粒子の割合を大幅に増加させることができる。
例えば、原料となる金属粒子が溶剤に分散されて供給される場合には、当該溶剤を被覆処理に用いられる溶剤と同じ物に置換することにより、更に所望により一定時間の加温処理を行って溶剤を金属粒子表面に十分に馴染ませることにより、被覆処理時に発生する凝集を大幅に抑制することができる。更に、この際に少量の界面活性剤を添加することも、凝集の抑制に有効である。
The proportion of non-aggregated primary particles in the composite particles can be improved, for example, by employing the production method of the second aspect of the present invention.
In addition, it can be controlled by appropriately selecting and treating the metal particles constituting the composite particles, and by appropriately setting the type of metal oxide coating formed on the metal particles and the manufacturing conditions. As an existing technique, attempts have been made to strengthen mechanical dispersion by increasing the stirring rotation speed during the coating treatment and setting the Reynolds number to a certain value or more, but this method has limitations in dispersing fine particles such as those handled in this application, and there is a problem that thin, flaky particles are broken or deformed due to strong stress during stirring.
On the other hand, by subjecting the metal particles to a pretreatment to improve dispersibility before coating the metal particles with metal oxide, it is possible to suppress particle aggregation during the coating treatment, thereby significantly increasing the proportion of primary particles without aggregation.
For example, when the raw metal particles are supplied dispersed in a solvent, the aggregation that occurs during the coating process can be significantly suppressed by replacing the solvent with the same solvent as that used in the coating process, and then, if desired, by carrying out a heating process for a certain period of time to allow the solvent to fully blend with the metal particle surfaces. Furthermore, adding a small amount of a surfactant at this time is also effective in suppressing aggregation.

これらの処理により金属粒子自体の分散性が向上するため、被覆処理時に無理な撹拌を行う必要がなく、マイルドな撹拌でも凝集のない一次粒子の製造することができる。このため、被覆処理時の粒子の変形を大幅に低減することが可能になり、塗膜における優れた意匠性、光沢、ブツの抑制、水性塗料における安定性等を実現することが容易となる。 These treatments improve the dispersibility of the metal particles themselves, so there is no need for excessive stirring during the coating process, and primary particles without aggregation can be produced even with mild stirring. This makes it possible to significantly reduce deformation of particles during the coating process, making it easier to achieve excellent design properties, gloss, reduced bumps, and stability in water-based paints in the coating film.

上記の他に凝集の無い一次粒子の割合に影響を与える要素として、ボールミル等を用いて原料アトマイズド金属粉(例えばアルミニウム粉)等を磨砕および篩分・ろ過する工程での、原料アトマイズド金属粉等の粒子径、ボールミルを用いる場合の磨砕ボールの1個あたりの質量、磨砕装置の回転数、篩分およびフィルタープレスの程度、ならびに、ケイ素化合物含有層等の酸化金属被覆(および必要に応じてその他の被覆層)を被覆する工程での、有機ケイ素化合物等の原料の加水分解時のpH、濃度、攪拌温度、攪拌時間、攪拌装置の種類、攪拌の動力/程度(攪拌翼の種類および直径、回転数、外部攪拌の有無等)などを挙げることができ、これらを適宜調整することによっても、凝集の無い一次粒子の割合を制御することができる。 In addition to the above, factors that affect the proportion of primary particles without agglomeration include the particle size of the raw atomized metal powder (e.g., aluminum powder) in the process of grinding, sieving, and filtering the raw atomized metal powder using a ball mill or the like, the mass per grinding ball when using a ball mill, the rotation speed of the grinding device, the degree of sieving and filter pressing, and the pH, concentration, stirring temperature, stirring time, type of stirring device, and stirring power/degree (type and diameter of stirring blades, rotation speed, presence or absence of external stirring, etc.) during hydrolysis of the raw material such as an organosilicon compound in the process of coating with an oxide metal coating (and other coating layers as necessary) such as a silicon compound-containing layer. By adjusting these appropriately, the proportion of primary particles without agglomeration can also be controlled.

複合粒子に占める折れ曲がった複合粒子の割合が個数基準で10%以下であること。
本実施形態による複合金属顔料組成物においては、複合金属顔料組成物が含有する複合粒子全体に占める折れ曲がった複合粒子の割合が10%以下であることが好ましい。これにより、複合金属顔料組成物を用いて形成された塗膜が優れた意匠性、光沢、ブツの抑制を示すとともに、水性塗料における安定性等を向上することが一層容易となる。
The proportion of bent composite particles in the total composite particles is 10% or less on a number basis.
In the composite metal pigment composition according to the present embodiment, the proportion of bent composite particles in the total composite particles contained in the composite metal pigment composition is preferably 10% or less, which makes it easier for the coating film formed using the composite metal pigment composition to exhibit excellent design, gloss, and suppression of bumps, as well as to improve the stability in water-based paints.

折れ曲がった複合粒子の割合は、複合粒子の変形あるいは破損の程度に関連する指標であると理解される。折れ曲がった複合粒子の割合が10%以下であれば、複合粒子の変形あるいは破損の程度が小さく、それによって、各複合粒子の未処理表面(酸化金属被覆が形成されていない表面)の割合が小さくなることで水性塗料における安定性が向上し、またさらには個々の粒子に均一かつ十分な被覆を形成するのが容易になることで個々の粒子の凝集性がより一層小さくなるので、複合金属顔料組成物を用いて形成された塗膜表面での優れた意匠性、光沢、ブツの抑制を示す塗膜を得ることができる。
複合粒子の集合体に占める折れ曲がった複合粒子の割合は、少なければ少ないほど良い。この割合は、好ましくは6%以下であり、より好ましくは3%以下であり、特に好ましくは1%以下である。折れ曲がった複合粒子の割合は低いほど好ましいので、特にその下限は存在しないが、理想的には0%である。
The proportion of bent composite particles is understood to be an index related to the degree of deformation or damage of the composite particles. If the proportion of bent composite particles is 10% or less, the degree of deformation or damage of the composite particles is small, and the proportion of untreated surfaces (surfaces on which metal oxide coating is not formed) of each composite particle is small, thereby improving stability in water-based paints, and furthermore, it becomes easy to form a uniform and sufficient coating on each particle, which further reduces the cohesion of each particle, so that a coating film formed using the composite metal pigment composition can be obtained that shows excellent design, gloss, and suppression of bumps on the coating film surface.
The proportion of bent composite particles in the aggregate of composite particles is preferably as small as possible. This proportion is preferably 6% or less, more preferably 3% or less, and particularly preferably 1% or less. The proportion of bent composite particles is preferably as low as possible, and there is no particular lower limit, but it is ideally 0%.

複合金属顔料組成物における折れ曲がった複合粒子の割合は、当業界において公知の方法で測定することができ、例えば金属粒子及びその表面上にある酸化金属被覆を有する複合粒子の集合体からなる金属顔料組成物を用いて塗膜を形成し、その断面のFE-SEM像(電界放出型走査電子顕微鏡像)を取得して画像解析することにより測定することができる。より具体的には、当該FE-SEM像中の金属粒子の断面の両先端間の直線距離の、金属粒子断面に沿った両先端間の経路長さに対する比率が0.8倍以下となる粒子を折れ曲がった粒子と判定し、その個数割合を求めることにより測定することができる。更に具体的には、例えば本願実施例に記載の方法で測定することができる。
複合粒子に占める折れ曲がった複合粒子の割合は、例えば、本願第2発明の製造方法を採用すること、等によって低減することができる。
また、酸化金属被覆(および必要に応じてその他の被覆層)を被覆する工程で、原料アルミペーストの分散性向上のための前処理、攪拌時間、攪拌装置の種類、攪拌の動力/程度(攪拌翼の種類および直径、回転数、外部攪拌の有無等)などを適宜調整することによっても、制御することができる。
さらには原料アルミペーストの前処理により、反応時の粒子自体の分散性を向上させることにより、分散のための攪拌はマイルドなもので足るので、攪拌による粒子の変形を大幅に低減することができる。
The proportion of bent composite particles in a composite metal pigment composition can be measured by a method known in the art, for example, by forming a coating film using a metal pigment composition consisting of an aggregate of composite particles having metal particles and a metal oxide coating on the surface thereof, obtaining an FE-SEM image (field emission scanning electron microscope image) of the cross section, and analyzing the image. More specifically, particles in which the ratio of the straight-line distance between both ends of the cross section of the metal particle in the FE-SEM image to the path length between both ends along the cross section of the metal particle is 0.8 times or less are determined as bent particles, and the proportion of the number of such particles can be measured. More specifically, the proportion can be measured, for example, by the method described in the examples of the present application.
The proportion of bent composite particles in the total composite particles can be reduced, for example, by employing the production method of the second aspect of the present invention.
In addition, in the process of applying the metal oxide coating (and other coating layers as necessary), the amount of the raw aluminum paste can also be controlled by appropriately adjusting pretreatment for improving the dispersibility of the raw aluminum paste, the stirring time, the type of stirring device, the power/degree of stirring (type and diameter of stirring blades, number of revolutions, presence or absence of external stirring, etc.), etc.
Furthermore, by pretreating the raw aluminum paste, the dispersibility of the particles themselves during the reaction can be improved, so that only mild stirring is required for dispersion, significantly reducing deformation of the particles due to stirring.

第2被覆層
本願第1発明による複合金属顔料組成物に含まれる複合粒子の被覆層については、少なくとも1層の酸化金属被覆を有すること以外は特に限定されないが、当該酸化金属被覆以外の被覆層(以下「第2被覆層」という)を必要に応じて形成することもできる。
第2被覆層は、例えば、金属(アルカリ金属;アルカリ土類金属;マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀などの金属等)、金属酸化物(酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化鉄等)、金属水和物、及び樹脂(アクリル樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ニトロセルロース樹脂、フッ素樹脂などの合成樹脂等)の少なくとも1種を含んでなるものであることが好ましい。第2被覆層として、例えば、モリブデン含有被膜、リン酸化合物被膜等を形成することができる。第2被覆層を設けることによって、金属粒子の耐食性を向上させると共に、ケイ素化合物含有層等の酸化金属被覆の形成を促進することができる。
Second Coating Layer: The coating layer of the composite particles contained in the composite metal pigment composition according to the first invention of the present application is not particularly limited other than that it has at least one metal oxide coating, but a coating layer other than the metal oxide coating (hereinafter referred to as the "second coating layer") can also be formed as necessary.
The second coating layer preferably contains at least one of metals (alkali metals; alkaline earth metals; manganese, iron, cobalt, nickel, copper, silver, etc.), metal oxides (titanium oxide, zirconium oxide, iron oxide, etc.), metal hydrates, and resins (acrylic resins, alkyd resins, polyester resins, polyurethane resins, polyvinyl acetate resins, nitrocellulose resins, fluororesins, and other synthetic resins). As the second coating layer, for example, a molybdenum-containing coating, a phosphate compound coating, etc. can be formed. By providing the second coating layer, the corrosion resistance of the metal particles can be improved and the formation of a metal oxide coating such as a silicon compound-containing layer can be promoted.

第2被覆層は、(形成される場合には)特に金属粒子とケイ素化合物含有層等の酸化金属被覆との間に形成されることが好ましい。従って、例えば「金属粒子/第2被覆層/酸化金属被覆」という層構成を好適に採用することができる。特に限定されないが、モリブデン含有被膜の例としては、特開2003-147226号公報、国際公開第2004/096921号パンフレット、特許第5979788号、特開2019-151678号公報に開示されたものを挙げることができる。リン酸化合物被膜の例としては、特許第4633239号に開示されたものを挙げることができる。モリブデン含有被膜を構成するモリブデン含有物の好ましい例としては、特開2019-151678号公報に開示された混合配位型ヘテロポリアニオン化合物が挙げられる。
別の変形形態では、第2被覆層は、金属粒子およびケイ素化合物含有層等の酸化金属被覆の外側に形成され得る。また更なる別の変形形態では、第2被覆層の構成成分(モリブデン含有化合物やリン酸化合物など)は、ケイ素化合物含有層等の酸化金属被覆中にケイ素化合物等と共に包含され得る。
The second coating layer is preferably formed (if formed) between the metal particles and the metal oxide coating such as the silicon compound-containing layer. Therefore, for example, a layer structure of "metal particles/second coating layer/metal oxide coating" can be preferably adopted. Although not particularly limited, examples of molybdenum-containing coatings include those disclosed in JP 2003-147226 A, WO 2004/096921 A, Japanese Patent No. 5979788, and Japanese Patent No. 2019-151678 A. Examples of phosphate compound coatings include those disclosed in Japanese Patent No. 4633239. A preferred example of a molybdenum-containing material constituting a molybdenum-containing coating is a mixed coordination type heteropolyanion compound disclosed in JP 2019-151678 A.
In another variation, the second coating layer can be formed on the outside of the metal particles and the metal oxide coating, such as the silicon compound-containing layer. In yet another variation, the components of the second coating layer (such as the molybdenum-containing compound and the phosphate compound) can be included in the metal oxide coating, such as the silicon compound-containing layer, along with the silicon compound.

本願第1発明による複合金属顔料組成物に含まれる複合粒子の酸化金属被覆以外の第2被覆層(典型例としてはモリブデン含有被膜)を形成する態様に好ましく使用される混合配位型ヘテロポリアニオン化合物は、特に限定されないが、具体的に以下の例が挙げられる。 The mixed coordination heteropolyanion compound preferably used in the embodiment for forming a second coating layer (typically a molybdenum-containing coating) other than the metal oxide coating of the composite particles contained in the composite metal pigment composition according to the first invention of the present application is not particularly limited, but specific examples include the following.

使用され得る混合配位型ヘテロポリアニオン化合物の混合配位型ヘテロポリアニオンは、一種類の元素から成るヘテロポリアニオンのポリ原子のうちのいくつかを、別の元素で置換した構造を持つものであり、それぞれのヘテロポリアニオンの混合物とは異なる物性を示すものである。 The mixed coordination heteropolyanion of the mixed coordination heteropolyanion compound that can be used has a structure in which some of the polyatoms of a heteropolyanion made of one type of element are replaced with another element, and exhibits physical properties different from those of a mixture of the individual heteropolyanions.

化学式で表記する場合、混合配位型ヘテロポリアニオンを[Xと表すと、ヘテロポリアニオンは[Xとなり、更にイソポリアニオン[Mとも区別される。但し、ヘテロ原子であるXはB、Si、Ge、P、As等のIIIB、IVB、VB族の元素を表し、それらの中でもB、Si、Pが好ましい。ポリ原子であるM、NはTi、Zr、V、Nb、Ta、Mo、W等の遷移金属を表し、Ti、Zr、V、Nb、Mo、Wが好ましい。
また、p、q、r、sは原子の数を表し、tは酸化数を表す。
ヘテロポリアニオン化合物は数多くの構造を持つため、混合配位型ヘテロポリアニオン化合物は更に数多くの構造を持ち得るが、代表的かつ好ましい混合配位型ヘテロポリアニオン化合物としては、以下の混合配位型へテロポリ酸:HPWMo12-x40・nHO(リンタングストモリブデン酸・n水和物)、H3+xPVMo12-x40・nHO(リンバナドモリブデン酸・n水和物)、HSiWMo12-x40・nHO(ケイタングストモリブデン酸・n水和物)、H4+xSiVMo12-x40・nHO(ケイバナドモリブデン酸・n水和物)等が例示される。(但し、1≦x≦11、n≧0)
When expressed by a chemical formula, if the mixed coordination heteropolyanion is expressed as [XpMqNrOs ] t , the heteropolyanion becomes [ XpMqOs ] t , and is further distinguished from the isopolyanion [ MqOs ] t . However, the heteroatom X represents an element of the IIIB, IVB , or VB group such as B, Si, or Ge, P, or As, among which B, Si, or P is preferred. The polyatoms M and N represent transition metals such as Ti, Zr, V, Nb, Ta, Mo, or W, and Ti, Zr, V, Nb, Mo, or W is preferred.
Furthermore, p, q, r, and s represent the number of atoms, and t represents the oxidation number.
Since heteropolyanion compounds have many structures, mixed coordination type heteropolyanion compounds can have even more structures, but typical and preferred mixed coordination type heteropolyanion compounds include the following mixed coordination type heteropolyacids: H 3 PW x Mo 12-x O 40.nH 2 O (phosphotungstomolybdic acid, n-hydrate), H 3+x PV x Mo 12-x O 40.nH 2 O (phosphovanadomolybdic acid, n-hydrate), H 4 SiW x Mo 12-x O 40.nH 2 O (silicotungstomolybdic acid, n-hydrate), H 4+x SiV x Mo 12-x O 40.nH 2 O (silicovanadomolybdic acid, n-hydrate), etc. (where 1≦x≦11, n≧0).

これらのヘテロポリアニオン化合物の中で好ましい具体例として、HPWMo40・nHO、HPWMo40・nHO、HPWMo40・nHO、HPVMo1140・nHO、HPVMo40・nHO、HSiWMo40・nHO、HSiWMo40・nHO、HSiWMo40・nHO、HSiVMo1140・nHO、HSiVMo40・nHO等の混合配位型へテロポリ酸が例示される。(但し、n≧0)
混合配位型ヘテロポリアニオン化合物は、酸(いわゆる、混合配位型へテロポリ酸)の形で用いてもよいし、特定のカチオンを対イオンとする(部分若しくは完全な)塩の形で用いてもよい。
Specific preferred examples of these heteropolyanion compounds include H 3 PW 3 Mo 9 O 40.nH 2 O, H 3 PW 6 Mo 6 O 40.nH 2 O, H 3 PW 9 Mo 3 O 40.nH 2 O, H 4 PV 1 Mo 11 O 40.nH 2 O, H 6 PV 3 Mo 9 O 40.nH 2 O, H 4 SiW 3 Mo 9 O 40.nH 2 O, H 4 SiW 6 Mo 6 O 40.nH 2 O, H 4 SiW 9 Mo 3 O 40.nH 2 O, H 5 SiV 1 Mo 11 O 40.nH 2 O, and H 7 Examples of the heteropolyacid include mixed coordination type heteropolyacids such as SiV 3 Mo 9 O 40.nH 2 O (where n≧0).
The mixed coordination heteropolyanion compound may be used in the form of an acid (so-called mixed coordination heteropolyacid) or in the form of a (partial or complete) salt having a specific cation as a counter ion.

混合配位型ヘテロポリアニオン化合物を特定のカチオンを対イオンとする塩の形で用いる場合の対カチオン源としては、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムなどのアルカリ金属;マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどのアルカリ土類金属;マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、銀、カドミウム、鉛、アルミニウムなどの金属;アンモニア等の無機成分;及び有機成分であるアミン化合物などから選ばれる少なくとも一種が挙げられる。無機成分の中では、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニアの塩が好ましい。
更にこれらアルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニアから選ばれる少なくとも一種を対カチオン源とする場合、HPWMo12-x40・nHO(リンタングストモリブデン酸・n水和物)、H3+xPVMo12-x40・nHO(リンバナドモリブデン酸・n水和物)、HSiWMo12-x40・nHO(ケイタングストモリブデン酸・n水和物)、H4+xSiVMo12-x40・nHO(ケイバナドモリブデン酸・n水和物)から選ばれる少なくとも一種との塩の形で用いるのがより好ましい。
When the mixed coordination heteropolyanion compound is used in the form of a salt having a specific cation as a counter ion, the counter cation source may be at least one selected from alkali metals such as lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, etc.; alkaline earth metals such as magnesium, calcium, strontium, barium, etc.; metals such as manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, silver, cadmium, lead, aluminum, etc.; inorganic components such as ammonia; and amine compounds which are organic components. Among the inorganic components, salts of alkali metals, alkaline earth metals, and ammonia are preferred.
Furthermore, when at least one selected from these alkali metals, alkaline earth metals, and ammonia is used as the counter cation source, it is more preferable to use it in the form of a salt with at least one selected from H 3 PW x Mo 12-x O 40.nH 2 O (phosphotungstomolybdic acid, n- hydrate ), H 3+x PV x Mo 12-x O 40.nH 2 O (phosphovanadomolybdic acid, n-hydrate), H 4 SiW x Mo 12-x O 40.nH 2 O (silicotungstomolybdic acid, n-hydrate), and H 4+x SiV x Mo 12-x O 40.nH 2 O (silicovanadomolybdic acid, n-hydrate).

また、混合配位型ヘテロポリアニオン化合物の対カチオン源として、有機成分であるアミン化合物も好ましく用いられ、具体例としては、下記一般式(5)で表されるものが好ましい。 In addition, amine compounds, which are organic components, are also preferably used as a counter cation source for mixed coordination heteropolyanion compounds, and specific examples thereof include those represented by the following general formula (5).

(R-N(-R10)-)-R ・・・ (5)
(式中、R、R及びR10は同じでも異なってもよく、水素原子、又は炭素原子数1から30の、任意にエーテル結合、エステル結合、水酸基、カルボニル基、チオール基を含んでもよい1価若しくは2価の炭化水素基であり、任意にRとRは一緒になって5員若しくは6員のシクロアルキル基を形成するか、又は架橋員として付加的に窒素若しくは酸素原子を含むことができる5員若しくは6員環を形成してもよく、又は任意にR、R及びR10は一緒になって、1個以上の付加的な窒素原子及び/又は酸素原子を架橋員として含むことができる多員の多重環を形成してもよい。R、R及びR10は同時に水素原子にはならない。nは1から2の整数を表す。)
(R 8 -N(-R 10 )-) n -R 9 ... (5)
(wherein R 8 , R 9 and R 10 may be the same or different and are a hydrogen atom or a monovalent or divalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms and optionally containing an ether bond, an ester bond, a hydroxyl group, a carbonyl group or a thiol group; optionally R 8 and R 9 may join together to form a 5- or 6-membered cycloalkyl group or a 5- or 6-membered ring which may additionally contain a nitrogen or oxygen atom as a bridging member; or optionally R 8 , R 9 and R 10 may join together to form a multi-membered multiple ring which may contain one or more additional nitrogen and/or oxygen atoms as bridging members. R 8 , R 9 and R 10 are not hydrogen atoms at the same time; and n represents an integer of 1 to 2.)

混合配位型ヘテロポリアニオン化合物の対カチオン源である上記アミン化合物としては、直鎖又は分岐アルキルの一級、二級、又は三級アミン類、混合炭化水素基を有する三級アミン類、脂環一級アミン類、芳香環置換基を持つ一級アミン類、脂環二級アミン類、芳香環置換基を持つ二級アミン類、非対称二級アミン類、脂環三級アミン類、芳香環置換基を持つ三級アミン類、エーテル結合を有するアミン類、アルカノールアミン類、ジアミン類、環状アミン類、芳香族アミン類等、若しくはこれらの任意の混合物が例示される。 Examples of the amine compound that is a counter cation source for the mixed coordination heteropolyanion compound include linear or branched alkyl primary, secondary, or tertiary amines, tertiary amines having mixed hydrocarbon groups, alicyclic primary amines, primary amines having aromatic ring substituents, alicyclic secondary amines, secondary amines having aromatic ring substituents, asymmetric secondary amines, alicyclic tertiary amines, tertiary amines having aromatic ring substituents, amines having ether bonds, alkanolamines, diamines, cyclic amines, aromatic amines, etc., or any mixture thereof.

これらのアミン化合物の中で好ましい具体例としては、炭素数4から20の直鎖又は分岐アルキルの一級、二級、又は三級のアミン類、又はアルカノールアミン類から選ばれる少なくとも一種が挙げられ、例えばブチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、オクチルアミン、トリデシルアミン、ステアリルアミン、ジヘキシルアミン、ジ-2-エチルヘキシルアミン、直鎖又は分岐ジトリデシルアミン、ジステアリルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、直鎖又は分岐トリトリデシルアミン、トリステアリルアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モルホリン等が挙げられる。
これら一般式(5)で示されるアミン化合物から選ばれる少なくとも一種と、HPWMo12-x40・nHO(リンタングストモリブデン酸・n水和物)、H3+xPVMo12-x40・nHO(リンバナドモリブデン酸・n水和物)、HSiWMo12-x40・nHO(ケイタングストモリブデン酸・n水和物)、H4+xSiVMo12-x40・nHO(ケイバナドモリブデン酸・n水和物)から選ばれる少なくとも一種との塩の形で用いるのがより好ましい。
上記の混合配位型ヘテロポリアニオン化合物の中でも、HPWMo12-x40・nHO(リンタングストモリブデン酸・n水和物)、H3+xPVMo12-x40・nHO(リンバナドモリブデン酸・n水和物)、HSiWMo12-x40・nHO(ケイタングストモリブデン酸・n水和物)の混合配位型へテロポリ酸、若しくはこれら混合配位型へテロポリ酸の有機アミン塩が最も好ましい。
Among these amine compounds, a preferred specific example is at least one selected from primary, secondary, or tertiary amines or alkanolamines having 4 to 20 carbon atoms, such as butylamine, hexylamine, cyclohexylamine, octylamine, tridecylamine, stearylamine, dihexylamine, di-2-ethylhexylamine, linear or branched ditridecylamine, distearylamine, tributylamine, trioctylamine, linear or branched tritridecylamine, tristearylamine, N,N-dimethylethanolamine, N-methyldiethanolamine, triethanolamine, and morpholine.
It is more preferable to use at least one selected from the amine compounds represented by the general formula (5) in the form of a salt of at least one selected from H 3 PW x Mo 12 -x O 40.nH 2 O (phosphotungstomolybdic acid, n-hydrate), H 3+x PV x Mo 12-x O 40.nH 2 O (phosphovanadomolybdic acid, n-hydrate), H 4 SiW x Mo 12-x O 40.nH 2 O (silicotungstomolybdic acid, n-hydrate), and H 4+x SiV x Mo 12-x O 40.nH 2 O (silicadomolybdic acid, n-hydrate).
Among the above mixed coordination type heteropolyanion compounds, the mixed coordination type heteropolyacids such as H 3 PW x Mo 12-x O 40.nH 2 O (phosphotungstomolybdic acid, n-hydrate), H 3+x PV x Mo 12-x O 40.nH 2 O (phosphovanadomolybdic acid, n-hydrate) and H 4 SiW x Mo 12-x O 40.nH 2 O (silicotungstomolybdic acid, n-hydrate) or organic amine salts of these mixed coordination type heteropolyacids are most preferred.

本実施形態による複合金属顔料組成物に含まれる複合粒子の酸化金属被覆以外の第2被覆層は、コアとなる金属粒子(好ましくはアルミニウム粒子又はアルミニウム合金粒子)の耐食性をさらに改善するため、他の腐食抑制剤を含む層であってよい。添加する腐食抑制剤としては、特に限定されず、公知のいずれの腐食抑制剤も用いることができる。その使用量は、本願第1発明の所望の効果を阻害しない範囲であればよい。このような腐食抑制剤としては、例えば、酸性燐酸エステル、ダイマー酸、有機リン化合物、モリブデン酸の金属塩等を挙げることができる。この場合、複合金属顔料の最外層に第2被覆層を形成させることも好ましい実施形態の一つである。このようにすることで酸化金属被覆の耐食性といった効果が少ない部分、すなわち、被覆層に覆われていない部分や、被覆層が薄かったり緻密でなかったりする部分の耐食性を補うことができる。 The second coating layer other than the metal oxide coating of the composite particle contained in the composite metal pigment composition according to this embodiment may be a layer containing another corrosion inhibitor in order to further improve the corrosion resistance of the core metal particle (preferably an aluminum particle or an aluminum alloy particle). The corrosion inhibitor to be added is not particularly limited, and any known corrosion inhibitor can be used. The amount used may be within a range that does not inhibit the desired effect of the first invention of this application. Examples of such corrosion inhibitors include acidic phosphate esters, dimer acids, organic phosphorus compounds, and metal salts of molybdic acid. In this case, it is also a preferred embodiment to form a second coating layer on the outermost layer of the composite metal pigment. In this way, it is possible to compensate for the corrosion resistance of parts where the effect of the metal oxide coating, such as the corrosion resistance, is low, that is, parts not covered by the coating layer or parts where the coating layer is thin or not dense.

複合金属顔料組成物に含まれる複合粒子の酸化金属被覆および/または第2被覆層中に、あるいは別途の層として、塗膜を形成した際の密着性および耐薬品性の観点から、更に有機オリゴマーまたはポリマーを含有することができる。
また、複合粒子の酸化金属被覆および/または第2被覆層中に、あるいは別途の層として、貯蔵安定性の観点から、無機リン酸類及びその塩類、並びに酸性有機(亜)リン酸エステル類及びその塩類よりなる群から選ばれる少なくとも1種を含有してもよい。
これらの化合物は、特に限定されないが、例えば特開2019-151678号公報に開示されているものを用いることができる。
The metal oxide coating and/or second coating layer of the composite particles contained in the composite metal pigment composition, or as a separate layer, may further contain an organic oligomer or polymer from the viewpoint of adhesion and chemical resistance when a coating film is formed.
In addition, from the viewpoint of storage stability, the metal oxide coating and/or the second coating layer of the composite particle, or as a separate layer, may contain at least one selected from the group consisting of inorganic phosphoric acids and their salts, and acidic organic (or acidic) phosphorous esters and their salts.
These compounds are not particularly limited, but for example, those disclosed in JP-A-2019-151678 can be used.

複合金属顔料組成物
本願第1発明の複合金属顔料組成物は、金属粒子及びその表面上にある1層以上の酸化金属被覆を含む複合粒子を含み、複合粒子が上記(1)から(3)の要件を充足し、複合金属顔料組成物が上記(4)から(7)の要件を充足するものであり、それ以外の要件を課されるものではないが、複合粒子以外に固形分(不揮発分)の残分として、未反応の有機ケイ素化合物、第2被覆層を形成する化合物、これら由来のオリゴマーまたはポリマー等を含む場合があり、また、製造過程で用いられた溶剤などを含む場合がある。
複合金属顔料組成物には、有機ケイ素化合物(例えば、上記一般式(1)で表される有機ケイ素化合物の少なくとも一種と、上記一般式(2)、(3)及び(4)のいずれかで表されるシランカップリング剤、並びにそれらの部分縮合物から選ばれる少なくとも一種)の加水分解物及び/又はその縮合物であるケイ素化合物が存在し得る。
複合金属顔料組成物には、任意選択の第2被覆層を形成する化合物(第2被覆層としてモリブデン含有被膜を形成する任意選択の態様にあってはモリブデン含有化合物、例えば混合配位型ヘテロポリアニオン化合物)が存在し得る。
複合金属顔料組成物には、任意選択の有機オリゴマーまたはポリマーが存在し得る。
複合金属顔料組成物には、任意選択の無機リン酸類及びその塩類、並びに酸性有機(亜)リン酸エステル類及びその塩類よりなる群から選ばれる少なくとも1種が存在し得る。
複合金属顔料組成物には、製造過程で用いられた水/親水性溶剤を含む溶剤が存在し得る。
Composite metal pigment composition The composite metal pigment composition of the first invention of the present application comprises composite particles comprising metal particles and one or more layers of metal oxide coatings on the surfaces thereof, the composite particles satisfying the above requirements (1) to (3), and the composite metal pigment composition satisfying the above requirements (4) to (7). No other requirements are imposed on the composition. However, in addition to the composite particles, the composition may contain, as the residual solid content (non-volatile content), unreacted organosilicon compounds, compounds that form a second coating layer, oligomers or polymers derived from these, etc., and may also contain solvents used in the manufacturing process.
The composite metal pigment composition may contain a silicon compound which is a hydrolysate and/or a condensate of an organosilicon compound (for example, at least one organosilicon compound represented by the above general formula (1), at least one silane coupling agent represented by any one of the above general formulas (2), (3) and (4), and partial condensates thereof).
The composite metal pigment composition may contain a compound that forms an optional second coating layer (in the optional embodiment in which a molybdenum-containing coating is formed as the second coating layer, a molybdenum-containing compound, such as a mixed coordination heteropolyanion compound).
An optional organic oligomer or polymer may be present in the composite metal pigment composition.
In the composite metal pigment composition, at least one member selected from the group consisting of optional inorganic phosphoric acids and their salts, and acidic organic (phosphite) esters and their salts may be present.
Solvents, including water/hydrophilic solvents, used during the manufacturing process may be present in the composite metal pigment composition.

複合金属顔料組成物は、任意選択で、上記以外の任意成分を含み得る。任意成分の例としては、酸化防止剤、光安定剤、界面活性剤の少なくとも1種が挙げられる。 The composite metal pigment composition may optionally contain optional components other than those described above. Examples of optional components include at least one of an antioxidant, a light stabilizer, and a surfactant.

酸化防止剤としては、フェノール系化合物、リン系化合物、イオウ系化合物に代表されるものを使用することができる。 Antioxidants that can be used include phenolic compounds, phosphorus compounds, and sulfur compounds.

光安定剤としては、先述した酸化防止剤として使用されるものも使用可能であるが、ベンゾトリアゾール系化合物、ベンゾフェノン系化合物、サリチレート系化合物、シアノアクリレート系、蓚酸誘導体、ヒンダードアミン系化合物(HALS)、ヒンダードフェノール系化合物に代表されるものを使用することができる。 As light stabilizers, those used as antioxidants as mentioned above can be used, but representative examples that can be used include benzotriazole compounds, benzophenone compounds, salicylate compounds, cyanoacrylates, oxalic acid derivatives, hindered amine compounds (HALS), and hindered phenol compounds.

界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルアミノエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリアルキレングリコール脂肪酸エステ、グリセリン脂肪酸エステルに代表される非イオン性界面活性剤が挙げられ、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩類に代表される陰イオン性界面活性剤が挙げられ、四級アンモニウム塩に代表される陽イオン性界面活性剤などが挙げられ、これらから選ばれた1種若しくは2種以上が使用できる。これらの中で特に好ましい例としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル又はそれらの混合物が例示される。 Examples of surfactants include nonionic surfactants such as polyoxyalkylene alkyl ethers, polyoxyalkylene alkylphenyl ethers, polyoxyalkylene alkylamino ethers, sorbitan fatty acid esters, polyoxyalkylene sorbitan fatty acid esters, polyalkylene glycol fatty acid esters, and glycerin fatty acid esters; anionic surfactants such as sulfate ester salts, sulfonate salts, and phosphate ester salts; and cationic surfactants such as quaternary ammonium salts. One or more of these surfactants may be used. Particularly preferred examples of these surfactants include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, or mixtures thereof.

複合金属顔料組成物の製造方法
本願第1発明による複合金属顔料組成物の製造方法に特に制限は無いが、本願第2発明の製造方法で製造することが特に好ましい。本願第2発明の製造方法は、複合粒子の凝集や変形を効果的に抑制しながら、適切な揮発分濃度、低い揮発性有機溶剤含量を有する複合金属顔料組成物を製造することができるので、本願第1発明による複合金属顔料組成物の製造に特に適している。
なお、本願第2発明の製造方法の適用対象は、本願第1発明による複合金属顔料組成物の製造には限定されず、各種複合金属顔料組成物の製造に好適に用いられる。
Manufacturing method of composite metal pigment composition There is no particular limitation on the manufacturing method of the composite metal pigment composition according to the first invention of the present application, but it is particularly preferable to manufacture it by the manufacturing method of the second invention of the present application. The manufacturing method of the second invention of the present application is particularly suitable for manufacturing the composite metal pigment composition according to the first invention of the present application, since it can manufacture a composite metal pigment composition having an appropriate volatile matter concentration and a low volatile organic solvent content while effectively suppressing the aggregation and deformation of the composite particles.
The application of the production method of the second invention of the present application is not limited to the production of the composite metal pigment composition of the first invention of the present application, but can be suitably used for the production of various composite metal pigment compositions.

本願第2発明の製造方法は、
下記1)~3)の工程を有する複合金属顔料組成物の製造方法であって、
1)金属粒子を溶剤に分散させる工程
2)前記金属粒子を酸化金属で被覆する工程
3)工程2)で得られた金属粒子及びその表面上に形成された酸化金属被覆を有する複合粒子を、洗浄、ろ過、及び溶剤を水に置換する工程
工程3)を5~80℃、且つ、固形分が80質量%以下の状態で行う、上記製造方法、である。
あるいは、本願第2発明の製造方法は、
下記1)~3)の工程を有する複合金属顔料組成物の製造方法であって、
1)金属粒子を溶剤に分散させる工程
2)前記金属粒子を酸化金属で被覆する工程
3)工程2)で得られた金属粒子及びその表面上に形成された酸化金属被覆を有する複合粒子を、洗浄、ろ過、及び溶剤を水で置換する工程
工程3)は、工程2)で得られた処理液をろ過によって揮発分を70重量%以下にした後、洗浄、ろ過、及び有機溶剤を水に置換することを特徴とする、上記製造方法、
でもある。
The manufacturing method of the second aspect of the present invention is as follows:
A method for producing a composite metal pigment composition comprising the following steps 1) to 3):
1) a step of dispersing metal particles in a solvent; 2) a step of coating the metal particles with a metal oxide; and 3) a step of washing and filtering the composite particles having the metal particles and the metal oxide coating formed on the surfaces thereof obtained in step 2), and replacing the solvent with water. Step 3) is carried out at 5 to 80° C. and in a state in which the solid content is 80 mass % or less.
Alternatively, the production method of the second aspect of the present invention includes the steps of:
A method for producing a composite metal pigment composition comprising the following steps 1) to 3):
1) a step of dispersing metal particles in a solvent; 2) a step of coating the metal particles with a metal oxide; and 3) a step of washing and filtering the composite particles having the metal particles and the metal oxide coating formed on the surfaces thereof obtained in step 2), and replacing the solvent with water. The above-mentioned production method is characterized in that step 3) comprises filtering the treatment liquid obtained in step 2) to reduce the volatile content to 70% by weight or less, followed by washing, filtering, and replacing the organic solvent with water.
It is also.

1)金属粒子を溶剤に分散させる工程
工程1)において、金属粒子を溶剤中に分散させる。金属粒子が溶剤中に分散することで、続く2)金属粒子を酸化金属で被覆する工程において、粒子の凝集を抑制することが容易となり、その結果得られる複合粒子の分散性も良好なものとなり、凝集の無い一次粒子の割合を大幅に増加させることができる。
金属粒子を溶剤中に分散させる方法は特に限定されないが、金属粒子を溶剤に添加してから攪拌を加えること、超音波を照射することなどの手法が好ましく採用される。
また、金属粒子の分散性を向上されるために前処理を行うことも好ましい。
In step 1), metal particles are dispersed in a solvent . By dispersing the metal particles in the solvent, it becomes easier to suppress particle aggregation in the subsequent step 2), in which the metal particles are coated with a metal oxide. As a result, the dispersibility of the resulting composite particles is also good, and the proportion of primary particles without aggregation can be significantly increased.
The method for dispersing the metal particles in the solvent is not particularly limited, but a method such as adding the metal particles to the solvent and then stirring or irradiating with ultrasonic waves is preferably employed.
It is also preferable to carry out a pretreatment in order to improve the dispersibility of the metal particles.

攪拌は、公知又は市販の攪拌装置により実施することが可能である。例えば、ニーダー、混練機、回転容器撹拌機、撹拌式反応槽、V型撹拌機、二重円錐型撹拌機、スクリューミキサー、シグマミキサー、フラッシュミキサー、気流撹拌機、ボールミル、エッジランナー等の少なくとも1つを用いることができる。 Stirring can be performed using a known or commercially available stirring device. For example, at least one of a kneader, a kneading machine, a rotary vessel stirrer, a stirred reaction tank, a V-shaped stirrer, a double cone stirrer, a screw mixer, a sigma mixer, a flash mixer, an airflow stirrer, a ball mill, an edge runner, etc. can be used.

これらの攪拌機の中でも、攪拌翼(インペラ)によって攪拌する装置を用いることが好ましい。攪拌翼によって、金属粒子及び溶剤を含む系全体を流動させる循環作用と共に、圧力剪断作用を発揮する結果、金属粒子の凝集を抑制してより効果的に分散させることができる。 Among these agitators, it is preferable to use a device that uses an agitating blade (impeller). The agitating blade exerts a circulation effect that causes the entire system containing the metal particles and solvent to flow, as well as a pressure shear effect, which results in more effective dispersion by suppressing aggregation of the metal particles.

攪拌翼の形状は、特に限定されず、例えば、アンカー型、プロペラ形、タービン形、ファンタービン形、パドル形、傾斜パドル形、ゲート形を用いることができる。また、これら形状の攪拌翼を多段で組み合わせることもできる。 The shape of the impeller is not particularly limited, and for example, anchor type, propeller type, turbine type, fan turbine type, paddle type, inclined paddle type, and gate type can be used. In addition, impellers of these shapes can be combined in multiple stages.

攪拌速度は、攪拌によって生じる渦(ボルテックス)により攪拌翼が露出しない程度で攪拌されることが好ましい。また、攪拌により生じる渦を抑えるために、円筒型槽、角型槽又は邪魔板を設置した槽等を好適に用いることができる。 The stirring speed is preferably set at a level that does not expose the stirring blades due to vortexes generated by stirring. In addition, a cylindrical tank, a square tank, or a tank equipped with baffles can be suitably used to suppress vortexes generated by stirring.

攪拌の線速(攪拌翼の先端速度)は、0.5~30m/sであることが好ましく、1~20m/sであることがより好ましい。攪拌の線速が0.5~30m/sの範囲内であることによって、金属粒子の分散性を高めることができ、ひいては、個々の粒子の凝集性が小さく、優れた意匠性、光沢、塗膜外観を有し、ガスの発生が少ない複合金属顔料組成物を得ることがより容易になる。また、攪拌の線速が上記範囲内であることによって、金属粒子(例えば鱗片状のアルミニウム粉)の破損が防止されると共に、粒子の凝集が効果的に抑制され得る。 The linear stirring speed (tip speed of the stirring blade) is preferably 0.5 to 30 m/s, and more preferably 1 to 20 m/s. By having the linear stirring speed in the range of 0.5 to 30 m/s, the dispersibility of the metal particles can be increased, and it becomes easier to obtain a composite metal pigment composition with less aggregation of individual particles, excellent design, gloss, and coating appearance, and little gas generation. In addition, by having the linear stirring speed in the above range, damage to the metal particles (e.g., scaly aluminum powder) can be prevented, and particle aggregation can be effectively suppressed.

超音波処理は、特に限定されないが、通常10~1000W,好ましくは50~800Wで、通常20秒~10分、好ましくは30秒~5分程度行うことができる。 The ultrasonic treatment is not particularly limited, but can be performed usually at 10 to 1000 W, preferably 50 to 800 W, for usually 20 seconds to 10 minutes, preferably 30 seconds to 5 minutes.

前処理としては、例えば、原料となる金属粒子が不活性溶剤に分散されて供給される場合には、当該溶剤を被覆処理に用いられる溶剤と同じ物に置換することができる。更に所望により一定時間の加温処理を行って溶剤を金属粒子表面に十分に馴染ませることにより、2)金属粒子を酸化金属で被覆する工程において発生する凝集を大幅に抑制することができる。加熱処理温度は30~60℃程度が好ましく、処理時間は3時間~7日間の間で最適化するのが好ましい。被覆処理を行う工程ではエタノール、イソプロパノール、メトキシプロパノール等の親水性溶剤が好ましく用いられるので、前処理においても反応に用いられるのと同じ親水性溶剤が好ましく用いられる。
更に、この際に少量の界面活性剤を添加することも、前処理による凝集の抑制に有効である。界面活性剤としては、特に制限されるものではないが、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤が好ましく、ノニオン系界面活性剤を用いることが特に好ましい。
In the pretreatment, for example, when the raw metal particles are supplied dispersed in an inert solvent, the solvent can be replaced with the same solvent used in the coating treatment. If desired, a heating treatment can be performed for a certain period of time to allow the solvent to fully blend with the metal particle surface, thereby greatly suppressing the aggregation that occurs in the step 2) of coating the metal particles with a metal oxide. The heat treatment temperature is preferably about 30 to 60°C, and the treatment time is preferably optimized between 3 hours and 7 days. Since hydrophilic solvents such as ethanol, isopropanol, and methoxypropanol are preferably used in the coating treatment step, the same hydrophilic solvent as that used in the reaction is preferably used in the pretreatment.
Furthermore, adding a small amount of a surfactant at this time is also effective in suppressing aggregation due to the pretreatment. The surfactant is not particularly limited, but nonionic surfactants and anionic surfactants are preferred, and the use of nonionic surfactants is particularly preferred.

1)金属粒子を溶剤に分散させる工程は、通常は10~80℃、好ましくは15~70℃、最も好ましくは室温前後(20~60℃程度)にて行うことができる。また、1)金属粒子を溶剤に分散させる工程は、(超音波処理を行う場合はそれも含めて)5分~20時間の間、好ましくは10分~5時間の間行うことができる。 1) The process of dispersing metal particles in a solvent can be carried out usually at 10 to 80°C, preferably 15 to 70°C, and most preferably at around room temperature (about 20 to 60°C). In addition, 1) the process of dispersing metal particles in a solvent can be carried out for 5 minutes to 20 hours, preferably 10 minutes to 5 hours (including ultrasonic treatment if performed).

2)金属粒子を酸化金属で被覆する工程
上記1)金属粒子を溶剤に分散させる工程に続いて2)金属粒子を酸化金属で被覆する工程を実施することで、金属粒子上に酸化金属被覆を形成することができる。
前述の様に酸化金属被覆にはケイ素酸化物を使用することが好ましいので、以下、前記酸化金属被覆中の少なくとも1層がケイ素化合物含有層である実施形態を例にとり、工程2)の具体例として、ケイ素化合物含有層を形成する工程を説明する。
2) Step of Coating Metal Particles with Metal Oxide By carrying out the step 2) of coating metal particles with metal oxide following the step 1) of dispersing metal particles in a solvent, a metal oxide coating can be formed on the metal particles.
As described above, it is preferable to use silicon oxide for the metal oxide coating. Therefore, hereinafter, the step of forming a silicon compound-containing layer will be described as a specific example of step 2) taking as an example an embodiment in which at least one layer in the metal oxide coating is a silicon compound-containing layer.

ケイ素化合物含有層の形成工程
ケイ素化合物含有層は形成工程においては、例えば、金属粒子、有機ケイ素化合物の少なくとも1種を含むケイ素含有原料、および溶剤、並びに必要に応じて他の任意成分、を含む混合液を反応させることにより、ケイ素化合物含有層が形成される。
工程1)において金属粒子を溶剤に分散されているので、通常は工程2)においてここにケイ素含有原料が添加される。
Formation process of silicon compound-containing layer In the formation process of the silicon compound-containing layer, for example, a mixed liquid containing metal particles, a silicon-containing raw material containing at least one type of organosilicon compound, a solvent, and other optional components as necessary is reacted to form the silicon compound-containing layer.
Since the metal particles are dispersed in a solvent in step 1), a silicon-containing raw material is usually added to this in step 2).

金属粒子としては、上述した金属粒子を用いることができるが、特に、アルミニウム又はアルミニウム合金の粒子を好適に用いることができる。また、その粒子形状も、上述したとおり、鱗片状の金属粒子を用いることが好ましい。金属粒子として、公知又は市販のもの(典型的にはペースト状アルミニウムフレーク)を使用することができる。 As the metal particles, the above-mentioned metal particles can be used, but aluminum or aluminum alloy particles are particularly suitable. As for the particle shape, as described above, it is preferable to use flake-like metal particles. As the metal particles, publicly known or commercially available ones (typically paste-like aluminum flakes) can be used.

上記混合液中における金属粒子の含有量(固形分量)は、特に制限されず、用いる金属粒子の種類、粒度等に応じて適宜設定することができる。 The content (solid content) of metal particles in the above mixed liquid is not particularly limited and can be set appropriately depending on the type, particle size, etc. of the metal particles used.

ケイ素含有原料としては有機ケイ素化合物を用いることができる。有機ケイ素化合物としては、限定的ではないが、好ましくは上述したものを用いることができる。
上記式(1)で表される有機ケイ素化合物(典型例としてはテトラアルコキシシラン)および/またはその縮合物、ならびに上記式(2)~(4)のいずれかで表されるシランカップリング剤の少なくとも1種を好適に用いることができる。
以降では、上記式(1)で表される有機ケイ素化合物としてテトラアルコキシシランを用いる場合を例に挙げて説明する。なお、以下では、テトラアルコキシシランおよび/またはその縮合物を単に「テトラアルコシシラン」とまとめて称する場合がある。
As the silicon-containing raw material, an organosilicon compound can be used. The organosilicon compound is not limited, but preferably, the above-mentioned compounds can be used.
At least one of the organosilicon compounds represented by the above formula (1) (a typical example is tetraalkoxysilane) and/or condensates thereof, and the silane coupling agents represented by any of the above formulas (2) to (4) can be suitably used.
Hereinafter, an example will be described in which tetraalkoxysilane is used as the organosilicon compound represented by the above formula (1). In the following, tetraalkoxysilane and/or its condensate may be collectively referred to simply as "tetraalkoxysilane."

上記式(1)で表されるテトラアルコシシランと上記式(2)~(4)のいずれかで表されるシランカップリング剤とを併用する場合、両者を混合して用いる方法(「第1方法」と称する)を採用することができる。あるいは、金属粒子に対して一方による処理を施して第1ケイ素化合物含有層を形成し、他方による処理を施して第2ケイ素化合物含有層を形成する工程を含む方法(「第2方法」と称する)を採用することもできる。 When using a tetraalkoxysilane represented by the above formula (1) in combination with a silane coupling agent represented by any one of the above formulas (2) to (4), a method of using a mixture of the two (referred to as the "first method") can be adopted. Alternatively, a method including a step of treating metal particles with one agent to form a first silicon compound-containing layer, and treating the metal particles with the other agent to form a second silicon compound-containing layer (referred to as the "second method") can also be adopted.

第1方法としては、例えば、金属粒子、上記式(1)で表されるテトラアルコキシシラン及び上記式(2)~(4)のいずれかで表されるシランカップリング剤を含む混合液のpHを適宜調整することにより、テトラアルコキシシラン及びシランカップリング剤を加水分解/縮合反応させて、ケイ素化合物含有層を形成する工程を含む方法が挙げられる。 The first method includes, for example, a method including a step of forming a silicon compound-containing layer by appropriately adjusting the pH of a mixture containing metal particles, a tetraalkoxysilane represented by the above formula (1), and a silane coupling agent represented by any one of the above formulas (2) to (4), thereby causing a hydrolysis/condensation reaction of the tetraalkoxysilane and the silane coupling agent.

第2方法として、例えば、金属粒子及び上記式(1)で表されるテトラアルコキシシランを含む混合液のpHを適宜調整することによりテトラアルコキシシランを加水分解/縮合反応させて、金属粒子の表面に第1ケイ素化合物含有層(例えば非晶質シリカからなるシリカ被膜)を形成する工程、ならびに、金属粒子及び上記式(2)~(4)のいずれかで表されるシランカップリング剤を含む混合液のpHを調整することによりシランカップリング剤を加水分解/縮合反応させて第1ケイ素化合物含有層の表面に第2ケイ素化合物含有層を形成する工程を含む方法が挙げられる。 The second method includes, for example, a step of forming a first silicon compound-containing layer (e.g., a silica coating made of amorphous silica) on the surface of the metal particles by appropriately adjusting the pH of a mixed solution containing metal particles and a tetraalkoxysilane represented by the above formula (1) to cause a hydrolysis/condensation reaction of the tetraalkoxysilane, and a step of forming a second silicon compound-containing layer on the surface of the first silicon compound-containing layer by adjusting the pH of a mixed solution containing metal particles and a silane coupling agent represented by any one of the above formulas (2) to (4) to cause a hydrolysis/condensation reaction of the silane coupling agent.

上記式(1)で表されるテトラアルコキシシラン又はその縮合物の使用量は、用いるテトラアルコキシシランの種類等に応じて適宜設定することができる。その使用量は、例えば、被覆処理効果の観点から、ならびに金属粒子の凝集又は光輝感の低下を抑制する観点から、金属粒子(固形分)100質量部に対して2~200質量部であってよく、5~100質量部であることがより好ましい。 The amount of the tetraalkoxysilane or condensate thereof represented by the above formula (1) used can be appropriately set depending on the type of tetraalkoxysilane used. For example, from the viewpoint of the coating treatment effect and from the viewpoint of suppressing aggregation of metal particles or reduction in brilliance, the amount used may be 2 to 200 parts by mass, and more preferably 5 to 100 parts by mass, per 100 parts by mass of metal particles (solid content).

上記式(2)~(4)のいずれかで表されるシランカップリング剤の使用量は、特に限定されないが、通常は金属粒子(固形分)100質量部に対して0.1~20質量部程度であってよく、特に1~5質量部であることが好ましい。この使用量が0.1~20質量部程度であることによって、所望の被覆処理効果、望ましい塗膜物性を得ることができる。 The amount of the silane coupling agent represented by any of the above formulas (2) to (4) used is not particularly limited, but may usually be about 0.1 to 20 parts by mass, and preferably 1 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of metal particles (solid content). By using an amount of about 0.1 to 20 parts by mass, it is possible to obtain the desired coating treatment effect and desirable coating film properties.

混合液における溶剤、すなわち、有機ケイ素化合物の加水分解反応及び/又は縮合反応のための溶剤としては、用いるケイ素含有原料の種類等に応じて適宜選択すれば良いが、通常は、水、親水性有機溶剤、またはこれらの混合溶剤を用いることができる。これらの溶剤を用いることによって、反応の均一性や、得られる加水分解物及び/又は縮合反応物の均一性を高めることができる。ケイ素化合物含有層を金属粒子上に直接形成する態様においては、金属粒子と水との反応が急速に進行するのを避けるという観点から、混合液の溶剤は親水性有機溶剤を含むことが特に好ましい。本実施形態では、水と親水性有機溶剤との混合溶剤を好適に用いることができる。 The solvent in the mixed solution, i.e., the solvent for the hydrolysis reaction and/or condensation reaction of the organosilicon compound, may be appropriately selected depending on the type of silicon-containing raw material used, but typically water, a hydrophilic organic solvent, or a mixed solvent thereof can be used. By using these solvents, the uniformity of the reaction and the uniformity of the resulting hydrolysis product and/or condensation reaction product can be improved. In the embodiment in which the silicon compound-containing layer is formed directly on the metal particles, it is particularly preferable that the solvent of the mixed solution contains a hydrophilic organic solvent from the viewpoint of avoiding the reaction between the metal particles and water from proceeding too rapidly. In this embodiment, a mixed solvent of water and a hydrophilic organic solvent can be preferably used.

親水性有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロパノール、オクタノール等のアルコール類;エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテルアルコール類及びそのエステル類;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、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、エチレンプロピレングリコールのグリコール類;エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、アセトン、メトキシプロパノール、エトキシプロパノール、その他のアルコキシアルコール類などが挙げられる。これらは1種又は2種以上で用いることができる。 Examples of hydrophilic organic solvents include, but are not limited to, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, isopropanol, and octanol; ether alcohols and esters thereof such as ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, and dipropylene glycol monomethyl ether; glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, and ethylene propylene glycol; ethyl cellosolve, butyl cellosolve, acetone, methoxypropanol, ethoxypropanol, and other alkoxy alcohols. These can be used alone or in combination of two or more.

ケイ素化合物含有層の形成工程における溶剤の使用量(金属粒子の事前分散を行う場合はそのための溶剤量を除く)は、限定的ではないが、通常は金属粒子(固形分)100質量部に対して100~10000質量部程度であれば良く、特に200~2000質量部であることが好ましい。溶剤の使用量が100質量部以上であることによって、混合液(スラリー)の粘度の上昇が抑制され、適当な攪拌が可能になる。また、溶剤の使用量が10000質量部以下であることによって、処理液の回収、再生コストが高くなることが防止され得る。なお、ここでの溶剤の使用量は、上記第2方法の場合、第1ケイ素化合物含有層の形成および第2ケイ素化合物含有層の形成のために用いられる溶剤量の合計を指す。 The amount of solvent used in the silicon compound-containing layer formation process (excluding the amount of solvent used when pre-dispersing metal particles) is not limited, but is usually about 100 to 10,000 parts by mass per 100 parts by mass of metal particles (solid content), and is preferably 200 to 2,000 parts by mass. By using an amount of solvent of 100 parts by mass or more, the increase in viscosity of the mixed liquid (slurry) is suppressed, and appropriate stirring is possible. In addition, by using an amount of solvent of 10,000 parts by mass or less, the recovery and regeneration costs of the treatment liquid can be prevented from becoming high. Note that the amount of solvent used here refers to the total amount of solvent used for forming the first silicon compound-containing layer and the second silicon compound-containing layer in the case of the second method described above.

上記混合液においては、本願第1発明の効果を妨げない範囲内において、必要に応じて他の添加剤を配合しても良い。例えば、加水分解触媒、脱水縮合触媒等の触媒のほか、界面活性剤、金属腐食防止剤等が挙げられる。 The above mixture may contain other additives as necessary within the range that does not impair the effects of the first invention of the present application. Examples of such additives include catalysts such as hydrolysis catalysts and dehydration condensation catalysts, as well as surfactants and metal corrosion inhibitors.

これらの中でも、加水分解触媒を好適に用いることができる。加水分解触媒の配合により、混合液のpHを調整するとともに、有機ケイ素化合物を効率的に加水分解及び脱水縮合させることができ、その結果、金属粒子の表面にケイ素化合物含有層を効率的良くかつ確実に形成することが可能となる。 Among these, a hydrolysis catalyst can be preferably used. By adding a hydrolysis catalyst, the pH of the mixed liquid can be adjusted and the organosilicon compound can be efficiently hydrolyzed and dehydrated and condensed, and as a result, a silicon compound-containing layer can be efficiently and reliably formed on the surface of the metal particles.

加水分解触媒は、公知又は市販のものを使用すれば良く、特に限定されない。加水分解触媒としては、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸等の無機酸類;安息香酸、酢酸、クロロ酢酸、サリチル酸、シュウ酸、ピクリン酸、フタル酸、マロン酸等の有機酸類;ビニルホスホン酸、2-カルボキシエタンホスホン酸、2-アミノエタンホスホン酸、オクタンホスホン酸等のホスホン酸類等を用いることができる。これらの加水分解触媒は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、加水分解触媒としては、例えば、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機アルカリ類;炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等の無機アルカリ塩類;モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、エチレンジアミン、ピリジン、アニリン、コリン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、グアニジン等のアミン類;蟻酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、蟻酸モノメチルアミン、酢酸ジメチルアミン、乳酸ピリジン、グアニジノ酢酸、酢酸アニリン等の有機酸の塩類を用いることもできる。これらの加水分解触媒は、1種又は2種以上で用いることができる。
The hydrolysis catalyst is not particularly limited and may be a known or commercially available one. Examples of the hydrolysis catalyst that can be used include inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid; organic acids such as benzoic acid, acetic acid, chloroacetic acid, salicylic acid, oxalic acid, picric acid, phthalic acid, and malonic acid; and phosphonic acids such as vinylphosphonic acid, 2-carboxyethanephosphonic acid, 2-aminoethanephosphonic acid, and octanephosphonic acid. These hydrolysis catalysts may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the hydrolysis catalyst that can be used include inorganic alkalis such as ammonia, sodium hydroxide, and potassium hydroxide; inorganic alkali salts such as ammonium carbonate, ammonium hydrogen carbonate, sodium carbonate, and sodium hydrogen carbonate; amines such as monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, monoethylamine, diethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N,N-dimethylethanolamine, ethylenediamine, pyridine, aniline, choline, tetramethylammonium hydroxide, and guanidine; and salts of organic acids such as ammonium formate, ammonium acetate, monomethylamine formate, dimethylamine acetate, pyridine lactate, guanidinoacetic acid, and aniline acetate. These hydrolysis catalysts can be used alone or in combination of two or more.

加水分解触媒の添加量は、特に限定されないが、通常は金属粒子(固形分)100質量部に対して0.01~20質量部とすれば良く、特に0.02~10質量部とすることが好ましい。前記添加量が0.01質量部以上であることによって、ケイ素化合物含有層の析出量が十分となり得る。また、前記添加量が20質量部以下であることによって、金属粒子の凝集が効果的に抑制され得る。 The amount of hydrolysis catalyst added is not particularly limited, but is usually 0.01 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of metal particles (solid content), and is preferably 0.02 to 10 parts by mass. When the amount added is 0.01 parts by mass or more, the amount of deposition of the silicon compound-containing layer can be sufficient. Also, when the amount added is 20 parts by mass or less, aggregation of the metal particles can be effectively suppressed.

本願第1発明による複合金属顔料組成物の製造は、上記混合液の調製は適度な強度の攪拌下で行うことが好ましい。
混合液の温度は、常温又は加熱下のいずれでも良い。一般的には、混合液の温度は、20~90℃とすれば良く、特に30~80℃の範囲に制御することが好ましい。前記温度が20℃以上であることによって、ケイ素化合物含有層の形成速度が高められ、処理時間を短くすることができる。一方、前記温度が90℃以下であることによって、反応を制御しやすくなり、所望の複合粒子が得られる確率を高めることができる。
In the production of the composite metal pigment composition according to the first aspect of the present invention, the preparation of the mixture is preferably carried out under stirring at an appropriate intensity.
The temperature of the mixed solution may be either room temperature or heated. In general, the temperature of the mixed solution may be 20 to 90°C, and is preferably controlled in the range of 30 to 80°C. When the temperature is 20°C or higher, the formation rate of the silicon compound-containing layer can be increased and the processing time can be shortened. On the other hand, when the temperature is 90°C or lower, the reaction can be easily controlled and the probability of obtaining the desired composite particles can be increased.

混合液を撹拌するための撹拌機としては、特に限定されず、アルミニウム粒子と有機ケイ素化合物とを含む混合液を効率良く均一に撹拌することのできる公知の撹拌機を用いることができる。具体例としては、ニーダー、混練機、回転容器撹拌機、撹拌式反応槽、V型撹拌機、二重円錐型撹拌機、スクリューミキサー、シグマミキサー、フラッシュミキサー、気流撹拌機、ボールミル、エッジランナー等が挙げられる。 The agitator for agitating the mixture is not particularly limited, and any known agitator capable of efficiently and uniformly agitating the mixture containing aluminum particles and an organosilicon compound can be used. Specific examples include kneaders, mixers, rotary vessel agitators, stirred reaction tanks, V-type agitators, double cone agitators, screw mixers, sigma mixers, flash mixers, airflow agitators, ball mills, edge runners, etc.

金属粒子と有機ケイ素化合物とを含む混合液を撹拌する際の混合液の温度は、通常10~90℃程度とすれば良く、特に30~80℃とすることが好ましい。この温度が10℃以上であることによって、十分な処理効果を得るための反応時間を短くすることができる。また、この温度が90℃以下であることによって、所望の複合金属顔料組成物を得るための反応の制御がより容易になる。 The temperature of the mixed liquid containing the metal particles and the organosilicon compound when stirring is usually about 10 to 90°C, and preferably 30 to 80°C. By keeping this temperature at 10°C or higher, the reaction time required to obtain a sufficient treatment effect can be shortened. Also, by keeping this temperature at 90°C or lower, it becomes easier to control the reaction to obtain the desired composite metal pigment composition.

混合液の撹拌時間は、所望のケイ素化合物含有層が形成されるのに十分な時間である限り特に限定されない。この攪拌時間は、例えば0.5~10時間とすることが好ましく、1~5時間とすることがより好ましい。撹拌時間が0.5時間であることによって、十分な処理効果を得ることができる。また、撹拌時間が10時間以下によって、処理コストの増大を抑制することができる。 The stirring time of the mixed solution is not particularly limited as long as it is sufficient to form the desired silicon compound-containing layer. For example, this stirring time is preferably 0.5 to 10 hours, and more preferably 1 to 5 hours. By setting the stirring time to 0.5 hours, a sufficient treatment effect can be obtained. Furthermore, by setting the stirring time to 10 hours or less, an increase in treatment costs can be suppressed.

上記混合液において、ケイ素含有原料を加水分解/縮合反応させることにより金属粒子の表面に(あるいは第2の被覆層を介して)ケイ素化合物含有層が形成される。この加水分解/縮合反応は、特に混合液のpH調整等により行うことができる。 In the above-mentioned mixed solution, the silicon-containing raw material is subjected to a hydrolysis/condensation reaction to form a silicon compound-containing layer on the surface of the metal particles (or via the second coating layer). This hydrolysis/condensation reaction can be carried out by, in particular, adjusting the pH of the mixed solution.

pH調整に際しては、特にケイ素化合物含有層が金属粒子表面に(あるいは第2の被覆層を介して)形成される段階において、混合液のpH値が変化するので、pH値が一定の範囲内を維持できるように適宜調整することが望ましい。その際、加水分解触媒を添加することによりpH値を調整することが望ましいが、本願第1発明による複合金属顔料組成物の特性を損なわない限り、他の酸性又はアルカリ性の化合物を用いてpH値を調整しても良い。 When adjusting the pH, the pH value of the mixed solution changes, particularly at the stage where the silicon compound-containing layer is formed on the metal particle surface (or via the second coating layer), so it is desirable to adjust the pH value appropriately so that it remains within a certain range. In this case, it is desirable to adjust the pH value by adding a hydrolysis catalyst, but the pH value may also be adjusted using other acidic or alkaline compounds as long as this does not impair the properties of the composite metal pigment composition according to the first invention of this application.

加水分解触媒として塩基性の加水分解触媒を用いる場合は、pH値を7~13とすることが好ましい。pH値が7以上であることによって、ケイ素化合物含有層が迅速に形成され得る。一方、pH値が13以下であることによって、金属粒子の凝集や光輝性の低下が抑制され得、また、腐食による水素ガスの発生が防止され得る。 When a basic hydrolysis catalyst is used as the hydrolysis catalyst, the pH value is preferably 7 to 13. A pH value of 7 or more allows the silicon compound-containing layer to be formed quickly. On the other hand, a pH value of 13 or less can suppress the aggregation of metal particles and the decrease in brilliance, and can prevent the generation of hydrogen gas due to corrosion.

加水分解触媒として酸性の加水分解触媒を用いる場合は、pH値を1.5~7とすることが好ましく、特に2~6とすることがより好ましい。pH値が1.5以上であることによって、反応が適当に制御され、所望の複合粒子を含む複合金属顔料組成物を得ることが容易になる。他方、pH値が7以下であることによって、ケイ素化合物含有層の析出速度を高く保持することができる。 When an acidic hydrolysis catalyst is used as the hydrolysis catalyst, the pH value is preferably 1.5 to 7, and more preferably 2 to 6. A pH value of 1.5 or more allows the reaction to be appropriately controlled, making it easier to obtain a composite metal pigment composition containing the desired composite particles. On the other hand, a pH value of 7 or less allows the deposition rate of the silicon compound-containing layer to be maintained high.

上記第1の方法および第2の方法のいずれを採用する場合であっても、上記の一般式(1)で表される有機ケイ素化合物の加水分解物及び/又はその縮合物は、金属粒子(固形分)100質量部に対し、加水分解及び縮合反応が完了した状態換算で0.01から50質量部添加することが好ましく、1から30質量部添加することが更に好ましい。また、上記の一般式(2)から(4)のいずれかで表されるシランカップリング剤、及び/又はそれらの部分縮合物由来の加水分解物及び/又はその縮合物は、金属粒子(固形分)100質量部に対し、加水分解及び縮合反応が完了した状態換算で、合計で0.01から10質量部添加され、0.05から2質量部添加することが更に好ましい。 Regardless of whether the first or second method is used, the hydrolyzate and/or condensate of the organosilicon compound represented by the general formula (1) is preferably added in an amount of 0.01 to 50 parts by mass, more preferably 1 to 30 parts by mass, based on the state after the hydrolysis and condensation reaction is completed, based on 100 parts by mass of the metal particles (solid content). In addition, the hydrolyzate and/or condensate derived from the silane coupling agent represented by any of the general formulas (2) to (4) and/or their partial condensates is/are added in an amount of 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.05 to 2 parts by mass, based on the state after the hydrolysis and condensation reaction is completed, based on 100 parts by mass of the metal particles (solid content).

一般式(1)で表される有機ケイ素化合物の加水分解物及び/又はその縮合物の添加量は、複合金属顔料組成物の製造にあたって使用した一般式(1)で表される有機ケイ素化合物の質量に、当該有機ケイ素化合物が全て加水分解し、縮合反応した場合の反応前後の質量比を乗ずることにより、算出することができる。
例えば、一般式(1)で表される有機ケイ素化合物としてテトラエトキシシラン(TEOS)を使用した場合には、以下の加水分解及び縮合反応前後の質量比を用いて、有機ケイ素化合物の加水分解物及び/又はその縮合物の添加量を算出することができる。
(加水分解)
Si(OC (分子量:208) + 4H
→ Si(OH) (分子量:96) + (COH)
(縮合)
Si(OH) (分子量:96)+ Si(OH) (分子量:96)
→ (SiO (分子量:60×2) + 4H
以上の加水分解及び縮合反応前後で、質量は60/208=0.288倍となるので、例えば金属粒子(固形分)100質量部に対して、TEOSを10質量部使用した場合には、その加水分解物及び/又はその縮合物の添加量は、その0.288倍、すなわち2.88質量部になる。
The amount of the hydrolysate and/or condensate of the organosilicon compound represented by general formula (1) to be added can be calculated by multiplying the mass of the organosilicon compound represented by general formula (1) used in the production of the composite metal pigment composition by the mass ratio before and after the reaction when the organosilicon compound is completely hydrolyzed and subjected to a condensation reaction.
For example, when tetraethoxysilane (TEOS) is used as the organosilicon compound represented by general formula (1), the amount of hydrolyzate of the organosilicon compound and/or its condensate to be added can be calculated using the mass ratio before and after the hydrolysis and condensation reactions described below.
(Hydrolysis)
Si( OC2H5 ) 4 (molecular weight: 208 ) + 4H2O
→ Si(OH) 4 (molecular weight: 96 ) + ( C2H5OH ) 4
(Condensation)
Si(OH) 4 (molecular weight: 96) + Si(OH) 4 (molecular weight: 96)
→ ( SiO2 ) 2 (molecular weight: 60 x 2) + 4H2O
The mass before and after the above hydrolysis and condensation reactions is 60/208 = 0.288 times, so for example, when 10 parts by mass of TEOS is used per 100 parts by mass of metal particles (solid content), the amount of the hydrolysate and/or condensate added will be 0.288 times that amount, or 2.88 parts by mass.

同様に、一般式(2)から(4)のいずれかで表されるシランカップリング剤等の加水分解物及び/又はその縮合物の添加量も、複合金属顔料組成物の製造にあたって使用した一般式(2)から(4)のいずれかで表されるシランカップリング剤、及び/又はその部分縮合物の質量に、当該シランカップリング剤及び/又はその部分縮合物が全て加水分解し、縮合反応した場合の反応前後の質量比を乗ずることにより、算出することができる。
例えば、一般式(2)で表されるシランカップリング剤としてメチルトリメトキシシシランを使用した場合には、以下の加水分解及び縮合反応前後の質量比を用いて、シランカップリング剤の加水分解物及び/又はその縮合物の添加量を算出することができる。
(加水分解)
CHSi(OCH(分子量:136) + 3H
→ CHSi(OH)(分子量:94) + (CHOH)
(縮合)
CHSi(OH)(分子量:94) + CHSi(OH)(分子量:94)
→ (SiCH1.5(分子量:67×2) + 3H
以上の加水分解/縮合反応の前後で、質量は67/136=0.49倍となるので、例えば金属粒子(固形分)100質量部に対して、メチルトリメトキシシシランを1.23質量部使用した場合には、その加水分解物及び/又はその縮合物の添加量は、その0.49倍、すなわち0.60質量部になる。
Similarly, the amount of hydrolysate and/or condensate thereof of a silane coupling agent represented by any one of general formulas (2) to (4) added can be calculated by multiplying the mass of the silane coupling agent represented by any one of general formulas (2) to (4) and/or its partial condensate used in the production of the composite metal pigment composition by the mass ratio before and after the reaction when the silane coupling agent and/or its partial condensate are all hydrolyzed and subjected to a condensation reaction.
For example, when methyltrimethoxysilane is used as the silane coupling agent represented by the general formula (2), the amount of the hydrolyzate and/or condensate of the silane coupling agent to be added can be calculated using the mass ratio before and after the hydrolysis and condensation reactions described below.
(Hydrolysis)
CH3Si ( OCH3 ) 3 (molecular weight: 136) + 3H2O
CH3Si (OH) 3 (molecular weight: 94) + ( CH3OH ) 3
(Condensation)
CH3Si (OH) 3 (molecular weight: 94) + CH3Si (OH) 3 (molecular weight: 94)
→ ( SiCH3O1.5 ) 2 (molecular weight: 67 x 2) + 3H2O
The mass before and after the above hydrolysis/condensation reaction is 67/136 = 0.49 times. Therefore, for example, if 1.23 parts by mass of methyltrimethoxysilane is used per 100 parts by mass of metal particles (solid content), the amount of the hydrolyzate and/or condensate added will be 0.49 times that amount, or 0.60 parts by mass.

3)複合粒子を、洗浄、ろ過、及び有機溶剤を水に置換する工程
2)金属粒子を酸化金属で被覆する工程が終了した後に、得られた複合粒子を回収して所望の複合金属顔料組成物を得るために、3)複合粒子を、洗浄、ろ過、及び有機溶剤を水に置換する工程を実施することができる。
本願第1発明の複合金属顔料組成物を製造するにあたっては、工程3)を実施することは必須ではないが、実施することが好ましい。
2)の工程で得られた混合液には被覆された複合粒子、溶媒(揮発分)、及び反応残渣や触媒等の不純物が存在する。本願第2発明の複合金属顔料組成物の製造方法においては、前記不純物を除去するとともに所定の揮発分及び水分の割合に調整するために、工程3)にて、2)の工程で得られた混合液を洗浄、ろ過、及び有機溶剤を水に置換する。
上記3)の工程では複合粒子の凝集や変形を抑制することが肝要である。このためには3)の工程を処理液の温度が5~80℃、且つ、処理液の固形分が80質量%以下の状態で行う必要がある。5℃以上とすることで不純物の溶媒への溶解度が上がるとともに粘度が下がり洗浄が容易となる。80℃以下、固形分が80質量%以下とすることで、金属粒子の凝集と変形を抑制できる。処理液の温度は、好ましくは10~75℃、更に好ましくは15~70℃で行うのが良い。固形分は75質量%以下とすることが好ましく、70質量%以下とすることが更に好ましい。
また、上記3)の工程を行う際の処理液はpH値が1.5~13とすることが好ましく、3~13がより好ましく、5~12が更に好ましい。このようなpHの範囲とすることで金属粒子の腐食や凝集を抑制することが容易となる。
3)の工程は、ここで行う洗浄、ろ過、及び有機溶剤を水で置換するための操作を、それぞれ独立に行う場合も、複数の操作を同時に行う場合も含む。それぞれの操作を行う順番も適宜選ぶことができ、それぞれの操作を複数回行う場合も含む。
3) Step of washing the composite particles, filtering, and replacing the organic solvent with water After the step 2) of coating the metal particles with a metal oxide is completed, the composite particles obtained can be recovered to obtain the desired composite metal pigment composition, and the step 3) of washing the composite particles, filtering, and replacing the organic solvent with water can be carried out.
In producing the composite metal pigment composition of the first invention of the present application, it is not essential to carry out step 3), but it is preferable to carry it out.
The mixed liquid obtained in step 2) contains the coated composite particles, the solvent (volatile matter), and impurities such as reaction residues and catalysts. In the method for producing a composite metal pigment composition of the second invention of the present application, in order to remove the impurities and adjust the volatile matter and water ratios to predetermined values, the mixed liquid obtained in step 2) is washed and filtered, and the organic solvent is replaced with water in step 3).
In the above step 3), it is essential to suppress the aggregation and deformation of the composite particles. To this end, step 3) needs to be carried out with the temperature of the treatment liquid at 5 to 80°C and the solid content of the treatment liquid at 80% by mass or less. By setting the temperature at 5°C or more, the solubility of impurities in the solvent increases and the viscosity decreases, making cleaning easier. By setting the temperature at 80°C or less and the solid content at 80% by mass or less, the aggregation and deformation of the metal particles can be suppressed. The temperature of the treatment liquid is preferably 10 to 75°C, more preferably 15 to 70°C. The solid content is preferably 75% by mass or less, more preferably 70% by mass or less.
The pH value of the treatment solution used in carrying out the above step 3) is preferably 1.5 to 13, more preferably 3 to 13, and even more preferably 5 to 12. By setting the pH within this range, corrosion and aggregation of metal particles can be easily suppressed.
The step 3) includes the case where the washing, filtration, and the operation for replacing the organic solvent with water are carried out independently, or the case where a plurality of operations are carried out simultaneously. The order of carrying out each operation can be appropriately selected, and includes the case where each operation is carried out multiple times.

工程3)における洗浄は、本技術分野において慣用された方法で行うことができ、例えば、工程2)で得られた複合粒子を含むスラリー又はケーキを有機溶剤や水を用いて洗浄することができる。洗浄により、複合粒子を含有するスラリー、ケーキ等から未反応物、最終的な複合金属顔料組成物において望ましくない溶剤等を除去することができる。
洗浄にあたっては、洗浄液と複合金属顔料との接触頻度を増やすために容器内にて攪拌を行うことやろ過機器に洗浄液を流してろ過と同時に洗浄を行うことが好ましい。攪拌を行う場合の条件には特に制限は無いが、例えば工程1)に関連して上記にて説明したものと同様の条件を採用することができる。また、ろ過と同時に洗浄を行う場合はヌッチェタイプのろ過器等を用いて、連続的、あるいは、間欠的に洗浄液を流して洗浄するのも好ましい例の一つである。
工程3)における洗浄の際の温度は5~80℃、好ましくは10~75℃、更に好ましくは15~70℃で行うのが良い。時間は特に制限がないが、通常、5~180分、好ましくは10~120分で実施することができる。
The washing in step 3) can be carried out by a method commonly used in the art, for example, the slurry or cake containing the composite particles obtained in step 2) can be washed with an organic solvent or water. By washing, unreacted substances, solvents that are undesirable in the final composite metal pigment composition, etc. can be removed from the slurry, cake, etc. containing the composite particles.
In washing, it is preferable to stir the composite metal pigment in a container in order to increase the frequency of contact between the washing liquid and the composite metal pigment, or to run the washing liquid through a filtering device to perform washing simultaneously with filtration. There are no particular limitations on the conditions for stirring, but for example, the same conditions as those described above in relation to step 1) can be adopted. In addition, when performing washing simultaneously with filtration, one preferable example is to use a Nutsche type filter or the like and run the washing liquid continuously or intermittently to perform washing.
The temperature during washing in step 3) is 5 to 80° C., preferably 10 to 75° C., and more preferably 15 to 70° C. The washing time is not particularly limited, but it can usually be carried out for 5 to 180 minutes, and preferably 10 to 120 minutes.

洗浄においては、不純物や前工程までに用いた溶剤の除去や後に複合金属顔料組成物を水性塗料に使用する際の便宜等から、親水性の有機溶剤と水とを使用することが好ましい。親水性の有機溶剤はその沸点が80~150℃であるものが特に好ましく、その様な有機溶剤で洗浄することで、本願第1発明における(4)複合金属顔料組成物の揮発分が20~90質量%であり、且つ、揮発分の50~100質量%が水分である、との要件を充足することが一層容易となるとともに、優れた色調の塗料を得ることが容易となる。親水性で沸点が80~150℃の溶剤の好ましい例としてメトキシプロパノール、イソプロパノール、イソブタノール、ノルマルブタノール、ノルマルプロパノール等を挙げることができる。
洗浄する際の洗浄液量には特に制限は無く、通常、複合粒子の0.5~10倍用いるのが好ましい。洗浄の回数には特に制限は無く、1回のみ洗浄を行ってもよいが、複数回、例えば2~5回洗浄を行うことが好ましい。複数回洗浄を行う場合には、洗浄とろ過とを交互に行うのも好ましい例の一つである。
In the washing, it is preferable to use a hydrophilic organic solvent and water for the purpose of removing impurities and the solvent used in the previous steps, and for convenience when using the composite metal pigment composition in a water-based paint later. A hydrophilic organic solvent having a boiling point of 80 to 150°C is particularly preferable, and washing with such an organic solvent makes it easier to satisfy the requirement (4) in the first invention of the present application that the volatile content of the composite metal pigment composition is 20 to 90 mass% and that 50 to 100 mass% of the volatile content is water, and makes it easier to obtain a paint with excellent color tone. Preferred examples of hydrophilic solvents having a boiling point of 80 to 150°C include methoxypropanol, isopropanol, isobutanol, normal butanol, normal propanol, etc.
There is no particular limit to the amount of washing liquid used for washing, and it is usually preferable to use 0.5 to 10 times the amount of the composite particles. There is no particular limit to the number of washings, and washing may be performed only once, but it is preferable to wash multiple times, for example, 2 to 5 times. When washing multiple times, it is also preferable to alternate between washing and filtration.

工程3)におけるろ過は、本技術分野において慣用された方法で行うことができる。例えば、通常通気度が10~100ミリリットル/cm/分、好ましくは通気度が20~80ミリリットル/cm/分のポリプロピレン製のろ布や、同等の目開きの金属フィルター、ガラスフィルター、セラミックフィルター等を用い、ヌッチェタイプのろ過器を用いて吸引ろ過、加圧ろ過でろ過をすることや、フィルタープレス、ベルトプレス、遠心ろ過器等の手法を適宜採用することができる。ろ過を行うことで、工程2)で得られた複合粒子から未反応物、最終的な複合金属顔料組成物において望ましくない溶剤等を除去することができる。
工程3)におけるろ過の温度、圧力には特に制限は無いが、ヌッチェタイプのろ過器を用いる場合は、温度5~80℃、好ましくは10~90℃、更に好ましくは15~80℃で行う。圧力は通常、0.11~0.9MPa、好ましくは0.15~0.5MPaで実施することができる。
ろ過後の複合粒子を含むスラリー、ケーキ等の固形分量は、80質量%以下にする必要があり、75質量%以下とすることが好ましく、70質量%以下とすることが更に好ましい。
洗浄効率を高める観点から、ろ過後の複合粒子を含むスラリー、ケーキ等の固形分量は高いことが好ましく、そのためにはろ過の際の圧力を高く設定することができるが、ろ過の際の高い圧力は複合粒子の凝集や変形を招く場合があるので、この点も考慮のうえ圧力を設定することが好ましい。
The filtration in step 3) can be carried out by a method commonly used in this technical field. For example, a polypropylene filter cloth having an air permeability of usually 10 to 100 ml/cm 2 /min, preferably 20 to 80 ml/cm 2 /min, a metal filter, a glass filter, a ceramic filter, or the like having an equivalent mesh size can be used to carry out filtration by suction filtration or pressure filtration using a Nutsche type filter, or a method such as a filter press, a belt press, or a centrifugal filter can be appropriately adopted. By carrying out the filtration, unreacted substances and solvents that are undesirable in the final composite metal pigment composition can be removed from the composite particles obtained in step 2).
The temperature and pressure of the filtration in step 3) are not particularly limited, but when a Nutsche type filter is used, the temperature is 5 to 80° C., preferably 10 to 90° C., and more preferably 15 to 80° C. The pressure is usually 0.11 to 0.9 MPa, and preferably 0.15 to 0.5 MPa.
The solid content of the filtered slurry, cake, etc. containing the composite particles must be 80% by mass or less, preferably 75% by mass or less, and more preferably 70% by mass or less.
From the viewpoint of improving the washing efficiency, it is preferable that the solid content of the slurry, cake, etc. containing the composite particles after filtration is high. To achieve this, the pressure during filtration can be set high. However, since high pressure during filtration may cause aggregation or deformation of the composite particles, it is preferable to set the pressure taking this point into consideration.

また、ろ過と、遠心分離、デカンテーション等の、ろ過以外の固体-液体分離手法とを、適宜組み合わせてもよい。
ろ過の回数には特に制限は無く、1回のみろ過を行ってもよいが、洗浄とろ過とを交互に複数回行うことが好ましい。複数回、洗浄とろ過とを交互に行うことで、未反応物、最終的な複合金属顔料組成物において望ましくない溶剤等を一層効果的に除去し、本願第1発明における(4)複合金属顔料組成物の揮発分が20~90質量%であり、且つ、揮発分の50~100質量%が水分である、との要件を充足することが一層容易となる。
ろ過の際には、併せて、スラリーやケーキの表面、及び、空隙部に気体を通過させて、溶剤を揮発させても良い。
Furthermore, filtration may be appropriately combined with a solid-liquid separation method other than filtration, such as centrifugation or decantation.
There is no particular limit to the number of times filtration is performed, and filtration may be performed only once, but it is preferable to alternate between washing and filtration multiple times. By alternately performing washing and filtration multiple times, unreacted materials and solvents that are undesirable in the final composite metal pigment composition can be more effectively removed, making it easier to satisfy the requirement in the first invention of this application (4) that the volatile content of the composite metal pigment composition is 20 to 90 mass % and that 50 to 100 mass % of the volatile content is water.
During the filtration, a gas may be passed through the surface and voids of the slurry or cake to volatilize the solvent.

工程3)における有機溶剤を水に置換する工程は、本技術分野において慣用された方法で行うことができる。例えば、処理液に水、又は水と有機溶剤の混合液を加えた後にろ過することや、処理液をろ過して固形分を高め、且つ、有機溶剤含有量を減らした後に所定量の水、又は水と有機溶剤の混合液を添加することや、これらを組み合わせることなどが挙げられる。
工程3)の具体例としては、工程2)で得られた処理液をヌッチェ式ろ過機でろ過した後、ろ過堆積物に反応溶剤と同じ種類の有機溶剤をろ過堆積物の0.5~5倍程度流して洗浄し、次いでろ過堆積物にろ過堆積物の0.5~5倍の水を流して洗浄(及び有機溶剤を水に置換)し、最後に所定の水分となるような洗浄液として洗浄・溶媒置換・ろ過して所定の固形分とする方法が挙げられる。
上記例の際、最初に工程2)で得られた反応液をろ過して不純物と反応溶剤を取り除き、次に有機溶剤が多い溶剤を流して有機溶剤に親和性の高い不純物を除去し、更に水又は水と有機溶剤の混合液を加えて水に親和性の高い不純物を除去するのも好ましい方法のひとつである。この際反応液のろ過で揮発分を70重量%以下にすることが好ましく、65重量%以下にすることが更に好ましく、60重量%以下にすることが特に好ましい。
The step of replacing the organic solvent with water in step 3) can be carried out by a method commonly used in the art, such as adding water or a mixture of water and an organic solvent to the treatment liquid and then filtering the liquid, filtering the treatment liquid to increase the solid content and reduce the organic solvent content, and then adding a predetermined amount of water or a mixture of water and an organic solvent, or a combination of these methods.
A specific example of step 3) is a method in which the treated liquid obtained in step 2) is filtered with a Nutsche type filter, the filtered sediment is washed by flowing an organic solvent of the same type as the reaction solvent in an amount of about 0.5 to 5 times the amount of the filtered sediment, then the filtered sediment is washed by flowing water in an amount of 0.5 to 5 times the amount of the filtered sediment (and the organic solvent is replaced with water), and finally, washing, solvent replacement, and filtration are performed using a washing liquid having a predetermined moisture content to obtain a predetermined solid content.
In the above example, one preferred method is to first filter the reaction solution obtained in step 2) to remove impurities and the reaction solvent, then pass a solvent containing a large amount of organic solvent through the reaction solution to remove impurities with a high affinity for the organic solvent, and then add water or a mixture of water and organic solvent to remove impurities with a high affinity for water. In this case, the volatile content of the reaction solution is preferably reduced to 70% by weight or less, more preferably to 65% by weight or less, and particularly preferably to 60% by weight or less by filtering the reaction solution.

それ以外の工程
好ましくは本願第2発明の複合金属顔料組成物の製造方法による、本願第1発明の複合金属顔料組成物の製造にあたっては、上記工程1)から3)に加えて、金属粒子を粉砕等する工程や、酸化金属被覆以外の被覆層を形成する工程等を有していてもよい。
Other steps: When producing the composite metal pigment composition of the first invention of the present application, preferably by the method for producing the composite metal pigment composition of the second invention of the present application, in addition to the above steps 1) to 3), the method may include a step of crushing metal particles, a step of forming a coating layer other than a metal oxide coating, etc.

金属粒子の粉砕、篩分、ろ過等
上記1)金属粒子を溶剤に分散させる工程に先立って、金属粒子を粉砕、篩分、及び/又はろ過してもよい。金属粒子を粉砕、篩分、及び/又はろ過することで、金属粒子の粒径はより均一かつ微細なものとなるので、均一かつ微細な複合粒子を含む複合金属顔料組成物の製造する観点から好ましい。
ここでは、金属粒子としてアルミニウム粉末を用いる場合を例に挙げて説明する。
アルミニウム粉末は、一般的には、アトマイズドアルミニウム粉および/またはアルミニウム箔を乾式ボールミル法、湿式ボールミル法、アトライター法、スタンプミル法等の顔料業界で常用されている方法を用い、粉砕助剤や不活性溶剤の存在下で粉砕して、いわゆる鱗片状にし、さらにこの工程後、篩分(分級)、ろ過、洗浄、混合等の必要とする工程を経て得られる。
ここでの粉砕助剤の例としては、脂肪酸、脂肪族アミン、脂肪族アミド、脂肪族アルコール等が挙げられる。一般には、オレイン酸、ステアリン酸、ステアリルアミン等が好ましい。また、不活性溶剤の例としては、ミネラルスピリット、ソルベントナフサ、トルエン、キシレン等の疎水性を示すものが挙げられ、これらを単独または混合して使用することができる。粉砕助剤および不活性溶剤は、これらに限定されるものではない。
粉砕工程としては、粉塵爆発を防止し安全性を確保する観点から、湿式ボールミル法による粉砕が好ましい。
Pulverization, sieving, filtration, etc. of metal particles Prior to the above-mentioned step 1) of dispersing metal particles in a solvent, the metal particles may be pulverized, sieved, and/or filtered. By pulverizing, sieving, and/or filtering the metal particles, the particle size of the metal particles becomes more uniform and fine, which is preferable from the viewpoint of producing a composite metal pigment composition containing uniform and fine composite particles.
Here, an example will be described in which aluminum powder is used as the metal particles.
The aluminum powder is generally obtained by pulverizing atomized aluminum powder and/or aluminum foil in the presence of a grinding aid or an inert solvent into a so-called flake-like form using a method commonly used in the pigment industry, such as a dry ball mill method, a wet ball mill method, an attritor method, or a stamp mill method, and then passing through any necessary steps, such as sieving (classification), filtration, washing, and mixing.
Examples of the grinding aid include fatty acids, fatty amines, fatty amides, and fatty alcohols. In general, oleic acid, stearic acid, and stearylamine are preferred. Examples of the inert solvent include hydrophobic substances such as mineral spirits, solvent naphtha, toluene, and xylene, which can be used alone or in combination. The grinding aid and the inert solvent are not limited to these.
As the pulverization step, pulverization by a wet ball mill method is preferred from the viewpoint of preventing dust explosions and ensuring safety.

金属粒子としてアルミニウム粒子を採用する場合、このような粉砕および篩分・ろ過を経て得られた市販のペースト状アルミニウムフレークを用いることができる。ペースト状アルミニウムフレークは、そのまま用いてもよいし、あるいは予め有機溶剤等で表面の脂肪酸等を除去して用いてもよい。 When aluminum particles are used as the metal particles, commercially available paste-like aluminum flakes obtained through such grinding, sieving, and filtration can be used. The paste-like aluminum flakes may be used as is, or may be used after removing fatty acids and the like from the surface with an organic solvent or the like.

第2被覆層の形成工程
本願第1発明の複合金属顔料組成物を構成する複合粒子は、酸化金属被覆に加えて、それ以外の被覆層(第2被覆層)、好ましくは金属、金属酸化物、金属水和物及び樹脂から選ばれる少なくとも1種を含んでなる被覆層、をさらに有することが好ましい。第2被覆層は、(形成される場合には)特に金属粒子とケイ素化合物含有層等の酸化金属被覆との間に形成されることが好ましい。従って、「金属粒子/第2被覆層/酸化金属被覆」という層構成を好適に採用することができる。
第2被覆層は、特に限定されないが、モリブデン含有被膜、リン酸化合物被膜等であってよい。モリブデン含有被膜を構成するモリブデン含有物の好ましい例としては、特開2019-151678号公報に開示された混合配位型ヘテロポリアニオン化合物が挙げられる。混合配位型ヘテロポリアニオン化合物を含め、第2被覆層の構成成分の例については上述したとおりである。
以降では、金属粒子とケイ素化合物含有層等の酸化金属被覆との間に第2被覆層としてモリブデン含有被膜を形成する態様を例に挙げて説明する。
Formation process of the second coating layer The composite particles constituting the composite metal pigment composition of the first invention of the present application preferably have, in addition to the metal oxide coating, another coating layer (second coating layer), preferably a coating layer containing at least one selected from metals, metal oxides, metal hydrates and resins. The second coating layer (if formed) is preferably formed between the metal particles and the metal oxide coating such as a silicon compound-containing layer. Therefore, a layer structure of "metal particles/second coating layer/metal oxide coating" can be preferably adopted.
The second coating layer is not particularly limited, but may be a molybdenum-containing coating, a phosphate compound coating, etc. A preferred example of a molybdenum-containing material constituting the molybdenum-containing coating is the mixed coordination heteropolyanion compound disclosed in JP 2019-151678 A. Examples of the components of the second coating layer, including the mixed coordination heteropolyanion compound, are as described above.
In the following, an embodiment in which a molybdenum-containing coating is formed as a second coating layer between metal particles and a metal oxide coating such as a silicon compound-containing layer will be described as an example.

金属粒子とケイ素化合物含有層等の酸化金属被覆との間に第2被覆層としてモリブデン含有被膜を形成する場合、ケイ素化合物含有層等の酸化金属被覆の形成に先立って、金属粒子とモリブデン化合物(典型的には混合配位型ヘテロポリアニオン化合物)とを含む混合液を撹拌することにより、金属粒子表面にモリブデン含有被膜を形成することができる。 When a molybdenum-containing coating is formed as a second coating layer between metal particles and a metal oxide coating such as a silicon compound-containing layer, a mixed liquid containing metal particles and a molybdenum compound (typically a mixed coordination type heteropolyanion compound) can be stirred prior to the formation of a metal oxide coating such as a silicon compound-containing layer to form a molybdenum-containing coating on the surface of the metal particles.

金属粒子表面にモリブデン含有被膜を形成する方法としては、特に限定されず、水系溶剤中に金属粒子とモリブデン化合物とを含む混合液を均一に撹拌することのできる方法であれば良い。例えば、金属粒子とモリブデン化合物を含む混合液をスラリー状態又はペースト状態で撹拌又は混練することにより、金属粒子表面にモリブデン含有被膜を形成することができる。混合液中においては、モリブデン化合物は溶解していても、あるいは分散していても良い。 The method for forming a molybdenum-containing coating on the surface of metal particles is not particularly limited, and any method capable of uniformly stirring a mixed liquid containing metal particles and a molybdenum compound in an aqueous solvent may be used. For example, a molybdenum-containing coating can be formed on the surface of metal particles by stirring or kneading a mixed liquid containing metal particles and a molybdenum compound in a slurry or paste state. In the mixed liquid, the molybdenum compound may be dissolved or dispersed.

また、金属粒子とモリブデン化合物とを含む混合液を撹拌するための撹拌機としては、特に限定されず、金属粒子とモリブデン化合物とを含む混合液を効率良く均一に撹拌することのできる公知の撹拌機を用いることができる。具体例としては、ニーダー、混練機、回転容器撹拌機、撹拌式反応槽、V型撹拌機、二重円錐型撹拌機、スクリューミキサー、シグマミキサー、フラッシュミキサー、気流撹拌機、ボールミル、エッジランナー等が挙げられる。撹拌機の攪拌翼の例は、特に限定されないが、アンカー翼、パドル翼、プロペラ翼、タービン翼などを挙げることができる。 The agitator for agitating the mixture containing metal particles and a molybdenum compound is not particularly limited, and any known agitator capable of efficiently and uniformly agitating the mixture containing metal particles and a molybdenum compound can be used. Specific examples include kneaders, mixers, rotary vessel agitators, agitation reaction tanks, V-type agitators, double cone agitators, screw mixers, sigma mixers, flash mixers, airflow agitators, ball mills, edge runners, etc. Examples of the agitator blades include, but are not limited to, anchor blades, paddle blades, propeller blades, turbine blades, etc.

モリブデン化合物の使用量は、用いるモリブデン化合物の種類等に応じて適宜設定できる。この使用量は、一般的には金属粒子(固形分)100質量部に対して0.02~20質量部とすれば良く、特に0.1~10質量部とすることが好ましい。前記含有量が0.02質量部以上であることによって、十分な処理効果を得ることができる。また、前記含有量が20質量部以下であることによって、得られる複合金属顔料組成物の光輝性を高く保持することができる。 The amount of the molybdenum compound used can be set appropriately depending on the type of molybdenum compound used. This amount is generally 0.02 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of metal particles (solid content), and is preferably 0.1 to 10 parts by mass. By setting the content to 0.02 parts by mass or more, a sufficient treatment effect can be obtained. Furthermore, by setting the content to 20 parts by mass or less, the brilliance of the resulting composite metal pigment composition can be maintained at a high level.

金属粒子とモリブデン化合物との混合に用いる溶剤としては、通常は、水、親水性有機溶剤、またはこれらの混合溶剤を用いることができる。 The solvent used to mix the metal particles and the molybdenum compound is usually water, a hydrophilic organic solvent, or a mixture of these.

親水性有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソプロパノール、オクタノール等のアルコール類;エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテルアルコール類及びそのエステル類;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、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、エチレンプロピレングリコールのグリコール類;エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、アセトン、メトキシプロパノール、エトキシプロパノール、その他のアルコキシアルコール類などが挙げられる。これらは1種又は2種以上を用いることができる。 Examples of hydrophilic organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, isopropanol, and octanol; ether alcohols and esters thereof such as ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, and dipropylene glycol monomethyl ether; glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, and ethylene propylene glycol; ethyl cellosolve, butyl cellosolve, acetone, methoxypropanol, ethoxypropanol, and other alkoxy alcohols. These can be used alone or in combination of two or more.

第2被覆層の形成工程における溶剤の使用量(金属粒子の事前分散を行う場合はそのための溶剤量を除く)は、特に制限されないが、通常は金属粒子(固形分)100質量部に対して50~5000質量部であることが好ましく、100~2000質量部であることがより好ましい。溶剤の使用量が50質量部以上であることによって、モリブデン化合物の偏在および金属粒子の凝集を抑制することができる。また、溶剤の使用量が5000質量部以下であることによって、金属粒子に対してモリブデン化合物による十分な処理効果を得ることができる。 The amount of solvent used in the process of forming the second coating layer (excluding the amount of solvent used in the case where the metal particles are pre-dispersed) is not particularly limited, but is usually preferably 50 to 5,000 parts by mass, and more preferably 100 to 2,000 parts by mass, per 100 parts by mass of the metal particles (solid content). By using an amount of solvent of 50 parts by mass or more, uneven distribution of the molybdenum compound and aggregation of the metal particles can be suppressed. Also, by using an amount of solvent of 5,000 parts by mass or less, a sufficient treatment effect of the molybdenum compound on the metal particles can be obtained.

金属粒子とモリブデン化合物とを含む混合液を撹拌する際の混合液の温度は、通常10~100℃程度とすれば良く、特に30~80℃とすることが好ましい。この温度が10℃以上であることによって、十分な処理効果を得るための反応時間を短くすることができる。また、この温度が100℃以下であることによって、所望の複合金属顔料組成物を得るための反応の制御がより容易になる。 The temperature of the mixed liquid containing the metal particles and the molybdenum compound when stirring is usually about 10 to 100°C, and preferably 30 to 80°C. By keeping this temperature at 10°C or higher, the reaction time required to obtain a sufficient treatment effect can be shortened. Also, by keeping this temperature at 100°C or lower, it becomes easier to control the reaction to obtain the desired composite metal pigment composition.

混合液の撹拌時間は、所望のモリブデン含有被膜が形成されるのに十分な時間である限り特に限定されない。この攪拌時間は、例えば0.5~10時間とすることが好ましく、1~5時間とすることがより好ましい。撹拌時間が0.5時間であることによって、十分な処理効果を得ることができる。また、撹拌時間が10時間以下によって、処理コストの増大を抑制することができる。 The stirring time of the mixed solution is not particularly limited as long as it is sufficient to form the desired molybdenum-containing coating. For example, this stirring time is preferably 0.5 to 10 hours, and more preferably 1 to 5 hours. By setting the stirring time to 0.5 hours, a sufficient treatment effect can be obtained. Furthermore, by setting the stirring time to 10 hours or less, an increase in treatment costs can be suppressed.

金属粒子とモリブデン化合物とを含む混合液の撹拌が終了した後、第2被覆層が形成された粒子を回収することができる。この場合、必要に応じて公知の洗浄、固液分離等を適宜実施することができる。例えば、親水性有機溶剤を用いて混合液を洗浄した後、フィルター等を用いてろ過して、モリブデン含有被膜を有する金属粒子を含有するケーキから水と未反応物を除去することが好ましい。このようにして第2被覆層であるモリブデン含有被膜を形成することができる。他の第2被覆層を形成する場合も、上記の方法に準じて実施することができる。 After the stirring of the mixture containing the metal particles and the molybdenum compound is completed, the particles on which the second coating layer is formed can be collected. In this case, known washing, solid-liquid separation, etc. can be appropriately performed as necessary. For example, it is preferable to wash the mixture using a hydrophilic organic solvent, and then filter it using a filter or the like to remove water and unreacted substances from the cake containing the metal particles having a molybdenum-containing coating. In this way, the molybdenum-containing coating, which is the second coating layer, can be formed. When forming other second coating layers, the above method can also be used.

金属粒子上に第2被覆層(以下、モリブデン含有被膜を例に説明する。)に次いで酸化金属被覆(以下、ケイ素化合物含有層を例に説明する。)を形成する態様においては、金属粒子とモリブデン化合物とを含む混合液の撹拌が終了した後、第2被覆層が形成された粒子を回収することなく、その系中に、ケイ素化合物源(典型的には、上記式(1)で表される有機ケイ素化合物、例えばテトラアルコキシシランおよび/またはその縮合物、ならびに上記式(2)~(4)のいずれかで表されるシランカップリング剤の少なくとも1種)の水および/または親水性有機溶剤の分散液を直接添加・攪拌してよい。このとき、第2被覆層が形成された粒子を含む系中に、上記式(1)で表される有機ケイ素化合物、例えばテトラアルコキシシランおよび/またはその縮合物の分散液を添加し、次いで上記式(2)~(4)のいずれかで表されるシランカップリング剤の少なくとも1種の分散液を添加・攪拌してもよい。

第2被覆層を複合金属顔料の最外層に形成させるためには、得られた複合金属顔料組成物に、室温付近にて、組成物100重量部に対して1~20重量の酸性燐酸エステル、ダイマー酸、有機リン化合物、モリブデン酸の金属塩等の腐食抑制剤を加えて均一に混合することで得ることができる。これらの腐食抑制剤は酸化金属被覆層を形成させるときに用いた親水性有機溶剤に20~80重量%溶解/分散させて加えることが、均一に層を形成させるために好ましい。腐食抑制剤の量は、組成物100重量部に対して2~10重量%がより好ましく、3~7重量%であることが更に好ましい。
In an embodiment in which a metal oxide coating (hereinafter, a silicon compound-containing layer will be described as an example) is formed on metal particles after a second coating layer (hereinafter, a molybdenum-containing coating will be described as an example), after stirring of the mixed liquid containing the metal particles and the molybdenum compound is completed, a dispersion of a silicon compound source (typically an organosilicon compound represented by the above formula (1), such as tetraalkoxysilane and/or a condensate thereof, and at least one silane coupling agent represented by any one of the above formulas (2) to (4)) in water and/or a hydrophilic organic solvent may be directly added to the system and stirred without recovering the particles on which the second coating layer has been formed. In this case, a dispersion of an organosilicon compound represented by the above formula (1), such as tetraalkoxysilane and/or a condensate thereof, may be added to the system containing the particles on which the second coating layer has been formed, and then a dispersion of at least one silane coupling agent represented by any one of the above formulas (2) to (4) may be added and stirred.

To form the second coating layer on the outermost layer of the composite metal pigment, a corrosion inhibitor such as an acidic phosphoric acid ester, a dimer acid, an organic phosphorus compound, or a metal salt of molybdic acid is added to the obtained composite metal pigment composition at about room temperature in an amount of 1 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the composition and mixed uniformly. In order to form a uniform layer, it is preferable to add these corrosion inhibitors by dissolving/dispersing them in the hydrophilic organic solvent used when forming the oxidized metal coating layer at 20 to 80% by weight. The amount of the corrosion inhibitor is more preferably 2 to 10% by weight, more preferably 3 to 7% by weight, per 100 parts by weight of the composition.

複合金属顔料組成物の用途
本願第1発明の複合金属顔料組成物、並びに本願第2発明の製造方法で製造された複合金属顔料組成物は、水を主とする媒体中に塗膜形成成分(バインダー)である樹脂類が溶解又は分散している水性塗料若しくは水性インキに加えることにより、VOCを低減し、且つ、塗料やインキの貯蔵安定性に優れ、ブツの抑制、意匠性、隠蔽性等に優れた塗膜を得ることができるメタリック水性塗料若しくはメタリック水性インキとすることができる。酸化防止剤、光安定剤、界面活性剤は、複合金属顔料組成物を水性塗料若しくは水性インキ、又は樹脂等に配合する際に添加してもよい。
Uses of the composite metal pigment composition The composite metal pigment composition of the first invention of the present application and the composite metal pigment composition produced by the production method of the second invention of the present application can be added to an aqueous paint or ink in which resins, which are coating film-forming components (binders), are dissolved or dispersed in a medium mainly composed of water, to produce a metallic aqueous paint or ink that reduces VOCs and has excellent storage stability for the paint or ink, and can provide a coating film that is excellent in suppressing bumps, designability, hiding properties, etc. The antioxidant, light stabilizer, and surfactant may be added when the composite metal pigment composition is blended with the aqueous paint or ink, or resin, etc.

複合金属顔料組成物は、塗料やインキに用いる場合は、そのまま水性塗料若しくは水性インキに加えてもよいが、予め水または水を主成分とする溶媒に分散させてから加えることもできる。使用する水以外の溶媒としては、テキサノール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどが挙げられるが、VOC低減の観点からこれらの溶媒はできる限り少なくしした方が良い。
また、樹脂類としては例えば、アクリル樹脂類、ポリエステル樹脂類、ポリエーテル樹脂類、エポキシ樹脂類、フッ素樹脂類、ロジン樹脂類などが挙げられる。また、塗料若しくはインキのバインダーの例として、樹脂以外に、ゴムも挙げられる。これらの樹脂類は水に乳化、分散あるいは溶解することが好ましい。そのために、樹脂類に含まれるカルボキシル基、スルホン基などを中和することができる。好ましい樹脂類として、アクリル樹脂類、ポリエステル樹脂類が挙げられる。
必要に応じて、メラミン系硬化剤、イソシアネート系硬化剤、ウレタンディスパージョンなどの樹脂を併用することができる。更には一般的に塗料に加えられる無機顔料、有機顔料、体質顔料等の着色顔料、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、分散剤、沈降防止剤、レベリング剤、増粘剤、消泡剤と組み合わせてもよい。塗料への分散性を良くするために、更に界面活性剤を添加してもよいし、塗料の保存安定性を良くするために、更に酸化防止剤、光安定剤、及び重合禁止剤を添加してもよい。
When the composite metal pigment composition is used in paints or inks, it may be added directly to the water-based paint or ink, or may be dispersed in water or a solvent mainly composed of water beforehand and then added. Examples of solvents other than water that can be used include Texanol, diethylene glycol monobutyl ether, and propylene glycol monomethyl ether, but from the viewpoint of reducing VOCs, it is better to use as little of these solvents as possible.
Examples of resins include acrylic resins, polyester resins, polyether resins, epoxy resins, fluororesins, and rosin resins. Examples of binders for paints or inks include rubbers in addition to resins. These resins are preferably emulsified, dispersed, or dissolved in water. To achieve this, carboxyl groups, sulfone groups, and the like contained in the resins can be neutralized. Preferred resins include acrylic resins and polyester resins.
If necessary, resins such as melamine-based curing agents, isocyanate-based curing agents, and urethane dispersions can be used in combination. Furthermore, it may be combined with coloring pigments such as inorganic pigments, organic pigments, and extender pigments, silane coupling agents, titanium coupling agents, dispersants, anti-settling agents, leveling agents, thickeners, and defoamers that are generally added to paints. In order to improve dispersibility in paints, a surfactant may be further added, and in order to improve the storage stability of the paint, an antioxidant, a light stabilizer, and a polymerization inhibitor may be further added.

着色顔料の例として、フタロシアニン、キナクリドン、イソインドリノン、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、パールマイカ等が挙げられる。 Examples of color pigments include phthalocyanine, quinacridone, isoindolinone, perylene, azo lake, iron oxide, yellow lead, carbon black, titanium oxide, pearl mica, etc.

上記水性塗料または水性インキ(樹脂組成物)中における本願第1発明に係る複合金属顔料組成物、又は本願第2発明の製造方法で製造された複合金属顔料組成物、の含有量は、限定的ではないが、通常は固形分の量が0.1~30質量%とすれば良く、特に1~20質量%とすることが好ましい。この含有量が0.1質量%以上であることによって、高い装飾(メタリック)効果を得ることができる。また、この含有量が30質量%以下であることによって、水性塗料または水性インキの特性、例えば、耐候性、耐食性、機械強度等が損なわれることが防止され得る。 The content of the composite metal pigment composition according to the first invention of the present application or the composite metal pigment composition produced by the production method of the second invention of the present application in the above-mentioned water-based paint or water-based ink (resin composition) is not limited, but usually the amount of solids is 0.1 to 30 mass%, and it is particularly preferable that the amount is 1 to 20 mass%. By making this content 0.1 mass% or more, a high decorative (metallic) effect can be obtained. In addition, by making this content 30 mass% or less, it is possible to prevent the properties of the water-based paint or water-based ink, such as weather resistance, corrosion resistance, mechanical strength, etc., from being impaired.

水を含めた溶剤の含有量は、特に限定されないが、バインダー含有量に対して20~200質量%であってよい。溶剤の含有量がこの範囲内であることによって、塗料、インキの粘度が適当な範囲に調節され、取扱いおよび成膜が容易になり得る。このうち水の割合は50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上が更に好ましく、90質量%以上が特に好ましい。 The content of the solvent, including water, is not particularly limited, but may be 20 to 200% by mass relative to the binder content. By keeping the solvent content within this range, the viscosity of the paint or ink can be adjusted to an appropriate range, making handling and film formation easier. Of these, the proportion of water is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more.

水性塗料等の塗装方法又は印刷方法は特に限定されない。例えば、水性塗料等の形態、被塗装材の表面形状等を考慮して種々の塗装方法あるいは印刷方法を適宜採用することができる。塗装方法としては、例えばスプレー法、ロールコーター法、刷毛塗り法、ドクターブレード法等が挙げられる。また、印刷方法としては、例えばグラビア印刷、スクリーン印刷等が挙げられる。 The coating method or printing method for the water-based paint is not particularly limited. For example, various coating methods or printing methods can be appropriately adopted taking into consideration the form of the water-based paint, the surface shape of the material to be coated, etc. Coating methods include, for example, spraying, roll coating, brush coating, doctor blade coating, etc. Printing methods include, for example, gravure printing, screen printing, etc.

水性塗料等により形成される塗膜は、電着塗装等による下塗り層又は中塗り層の上に形成されていても良い。また、必要に応じて、水性塗料等により形成される塗膜の上にトップコート層等が形成されていても良い。 A coating film formed from a water-based paint or the like may be formed on a primer layer or an intermediate coat layer formed by electrocoating or the like. In addition, if necessary, a top coat layer or the like may be formed on a coating film formed from a water-based paint or the like.

これらの層構成の場合、各塗膜層を塗装し、硬化あるいは乾燥後に次の塗膜層を塗装しても良いし、いわゆるウェットオンウェット塗装により各塗膜層を塗装した後、硬化あるいは乾燥させずに次の塗膜層を塗装しても良い。本願第1発明に係る複合金属顔料組成物、又は本願第2発明若しくは本願第3発明の製造方法で製造された複合金属顔料組成物、を含む水性塗料等は、良好な鏡面様の光輝性をもつ塗膜が得られるという点において、下地塗膜層を塗装し硬化あるいは乾燥した後、水性塗料等による塗膜層を形成する工程を含む方法を採用することが好ましい。
各塗膜層における塗料組成物の硬化方法は、熱硬化であってもよいし、常温硬化であっても良い。また、各塗膜層の塗料組成物の乾燥方法は、例えば熱風を用いてもよいし、常温における自然乾燥であってもよい。
In the case of these layer configurations, each coating layer may be applied and cured or dried before the next coating layer is applied, or each coating layer may be applied by so-called wet-on-wet coating and then the next coating layer may be applied without curing or drying. For water-based paints and the like containing the composite metal pigment composition according to the first invention of the present application or the composite metal pigment composition produced by the production method of the second invention or the third invention of the present application, it is preferable to adopt a method including a step of applying a base coating layer, curing or drying it, and then forming a coating layer from the water-based paint or the like, in that a coating film having good mirror-like luster can be obtained.
The coating composition of each coating layer may be cured by heat or by room temperature, and the coating composition of each coating layer may be dried by, for example, hot air or by natural drying at room temperature.

水性塗料等による塗膜層の厚みは、特に限定されないが、通常0.5~100μm程度が好ましく、1~50μm程度であればより好ましい。塗膜層の厚みが0.5μm以上であることによって、インキ又は塗料による下地の隠蔽効果が十分に得られる。また、塗膜層の厚みが100μm以下であることによって、乾燥が容易になり、ワキ、タレ等の欠陥の発生が抑制され得る。 The thickness of the coating layer made of water-based paint, etc. is not particularly limited, but is usually preferably about 0.5 to 100 μm, and more preferably about 1 to 50 μm. When the coating layer is 0.5 μm or thicker, the ink or paint can be sufficiently hidden from the base. Furthermore, when the coating layer is 100 μm or thinner, drying becomes easier, and the occurrence of defects such as popping and dripping can be suppressed.

本願第1発明の複合金属顔料組成物、本願第2発明の製造方法により得られる複合金属顔料組成物、並びにそれを用いて得られる塗膜等は、優れた意匠性、光沢、ブツの抑制、水性塗料における安定性等を高いレベルで兼ね備えるので、塗料、インキ、樹脂練り込み剤等、従来から金属顔料が用いられる各種用途、より具体的には自動車ボディー、自動車補修材料、自動車部品、家電等、プラスチック部品、PCM用塗料、高耐候性塗料、耐熱塗料、防食塗料、船底用塗料、オフセット印刷インキ、グラビア印刷インキ、スクリーン印刷インキ等において好適に使用することができる。 The composite metal pigment composition of the first invention of this application, the composite metal pigment composition obtained by the manufacturing method of the second invention of this application, and the coating film obtained using the same have excellent design, gloss, suppression of bumps, stability in water-based paints, etc. at high levels, so they can be suitably used in various applications where metal pigments have traditionally been used, such as paints, inks, and resin kneading agents, more specifically, in automobile bodies, automobile repair materials, automobile parts, home appliances, plastic parts, paints for PCM, highly weather-resistant paints, heat-resistant paints, anti-corrosion paints, paints for ship bottoms, offset printing inks, gravure printing inks, screen printing inks, etc.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は単なる例証であって、本発明はこれらの実施例の説明によって何ら限定されるものではないことに留意されたい。 The present invention will be explained in more detail below with reference to the following examples. However, please note that these examples are merely illustrative and that the present invention is in no way limited by the explanations of these examples.

実施例1
翼径1mのアンカー型攪拌翼を有す、直径2mの1mの反応槽に、市販のアルミニウムペースト(旭化成株式会社製、商品名「GX-3100(平均粒径11μm、不揮発分74%)」)135kgに465kgのメトキシプロパノール(以下、「PM」と略す。)を加え、混合物を100rpmの攪拌翼にて攪拌し、且つ、底部から抜き出した10L/分の分散液を反応槽上部から反応槽にもどす外部循環をしながら、アルミペーストをPM中に均一に分散させた。
次いで、リンタングストモリブデン酸(HPWMo40)水和物1kgをPM5kgに溶解した液を徐々に加え、スラリー温度を40℃に保ちながら1 時間攪拌した。反応中、外部循環は継続した。
その後、有機珪素化合物として15kgのテトラエトキシシランを添加した後、15kgの25%アンモニア水と200kgの精製水を3時間かけて添加した。その後更に、シランカップリング剤として1.3kgのメチルトリメトキシシランを添加し、3時間攪拌した。反応中、外部循環は継続した。
反応終了後、30℃に冷却してからスラリーを直径600mmφのヌッチェ型ろ過機を用いて加圧ろ過して揮発分55質量%のろ過物を得た。次に該ろ過物の入ったヌッチェ型ろ過機に100kgのPMを投入後、加圧ろ過することで洗浄・ろ過して揮発分55質量%のろ過物を得た。得られたろ過物を300kgの水が入った攪拌槽に投入して再度分散させた後、ヌッチェ型ろ過機を用いて揮発分を55重量%となるまで加圧ろ過した。次いで該ろ過物の入ったヌッチェ型ろ過機に200kgの水を投入した後に加圧ろ過して洗浄、ろ過、及び有機溶剤の水への置換を行い、揮発分45質量%、揮発分の98質量%が水分であり、揮発性有機溶剤分が固形分100部に対して1.3部である複合アルミニウム顔料組成物を得た。
反応後、冷却してスラリーをろ過するところから、最後に複合アルミニウム顔料組成物を得るところまでを室温雰囲気にて行い、組成物が80℃を超えることはなかった。また、ろ過物のpH値は5~12の範囲内であった。
Example 1
In a 1 m2 reaction tank with a diameter of 2 m and an anchor-type stirring blade with a blade diameter of 1 m, 135 kg of commercially available aluminum paste (manufactured by Asahi Kasei Corporation, product name "GX-3100 (average particle size 11 μm, non-volatile content 74%)") was added 465 kg of methoxypropanol (hereinafter abbreviated as "PM"), and the mixture was stirred with the stirring blade at 100 rpm, and the aluminum paste was uniformly dispersed in the PM while externally circulating 10 L/min of the dispersion liquid withdrawn from the bottom back to the reaction tank from the top of the reaction tank.
Next, a solution of 1 kg of phosphotungstomolybdic acid (H 3 PW 6 Mo 6 O 40 ) hydrate dissolved in 5 kg of PM was gradually added, and the mixture was stirred for 1 hour while maintaining the slurry temperature at 40° C. External circulation was continued during the reaction.
After that, 15 kg of tetraethoxysilane was added as an organic silicon compound, and then 15 kg of 25% ammonia water and 200 kg of purified water were added over 3 hours. Then, 1.3 kg of methyltrimethoxysilane was added as a silane coupling agent, and the mixture was stirred for 3 hours. External circulation was continued during the reaction.
After the reaction was completed, the slurry was cooled to 30°C, and then pressure-filtered using a Nutsche filter with a diameter of 600 mm to obtain a filtrate with a volatile content of 55% by mass. Next, 100 kg of PM was added to the Nutsche filter containing the filtrate, and then pressure-filtered to wash and filter the filtrate with a volatile content of 55% by mass. The obtained filtrate was added to a stirring tank containing 300 kg of water and dispersed again, and then pressure-filtered using a Nutsche filter until the volatile content was 55% by weight. Next, 200 kg of water was added to the Nutsche filter containing the filtrate, and pressure-filtered to wash, filter, and replace the organic solvent with water to obtain a composite aluminum pigment composition with a volatile content of 45% by mass, 98% by mass of the volatile content being water, and the volatile organic solvent content was 1.3 parts per 100 parts of solid content.
After the reaction, the steps from cooling and filtering the slurry to finally obtaining the composite aluminum pigment composition were carried out in a room temperature atmosphere, and the temperature of the composition did not exceed 80° C. In addition, the pH value of the filtrate was within the range of 5 to 12.

実施例2
アルミニウムペーストを(旭化成株式会社製、商品名「GX-4100(平均粒径10μm、不揮発分74%)」)に変更した以外は実施例1と同様にして、揮発分45%の複合アルミニウム顔料組成物を得た。
Example 2
A composite aluminum pigment composition with a volatile content of 45% was obtained in the same manner as in Example 1, except that the aluminum paste was changed to (manufactured by Asahi Kasei Corporation, product name "GX-4100 (average particle size 10 μm, non-volatile content 74%)").

実施例3
アルミニウムペーストを(旭化成株式会社製、商品名「FD-5090(平均粒径9μm、不揮発分75%)」)に変更した以外は実施例1と同様にして、揮発分45%の複合アルミニウム顔料組成物を得た。
Example 3
A composite aluminum pigment composition with a volatile content of 45% was obtained in the same manner as in Example 1, except that the aluminum paste was changed to (manufactured by Asahi Kasei Corporation, product name "FD-5090 (average particle size 9 μm, non-volatile content 75%)").

実施例4
100kgのPMを投入後、加圧ろ過することで洗浄・ろ過して揮発分55質量%のろ過物を得たろ過物を、(300kgの水が入った攪拌槽に投入して再度分散させずに)ヌッチェ型ろ過機に入れたまま400kgの水を投入し、加圧ろ過して、洗浄、ろ過、及び有機溶剤の水への置換を行った以外は実施例1と同様に行い、揮発分45質量%、揮発分の97質量%が水分であり、揮発性有機溶剤分が固形分100部に対して1.6部である複合アルミニウム顔料組成物を得た。
反応後、冷却してスラリーをろ過するところから、最後に複合アルミニウム顔料組成物を得るところまでを室温雰囲気にて行い、組成物が80℃を超えることはなかった。また、ろ過物のpH値は5~12の範囲内であった。

実施例5
100kgのPMの代わりに100kgの水/PM:3/2の混合液を投入して洗浄・ろ過した以外は実施例4と同様にして、揮発分45質量%、揮発分の98質量%が水分であり、揮発性有機溶剤分が固形分100部に対して1.6部である複合アルミニウム顔料組成物を得た。
反応後、冷却してスラリーをろ過するところから、最後に複合アルミニウム顔料組成物を得るところまでを室温雰囲気にて行い、組成物が80℃を超えることはなかった。また、ろ過物のpH値は5~12の範囲内であった。

実施例6
反応後のスラリーをろ過して得たろ過物が入ったヌッチェ型ろ過機に200kgの水を投入した後に加圧ろ過して洗浄、ろ過、及び有機溶剤の水への置換を行い、揮発分45質量%、揮発分の95質量%が水分であり、揮発性有機溶剤分が固形分100部に対して4.1部である複合アルミニウム顔料組成物を得た。
反応後、冷却してスラリーをろ過するところから、最後に複合アルミニウム顔料組成物を得るところまでを室温雰囲気にて行い、組成物が80℃を超えることはなかった。また、ろ過物のpH値は5~12の範囲内であった。

実施例7
反応後のスラリーに300kgのPMを投入した後にろ過した以外は実施例6と同様にして、揮発分45質量%、揮発分の80質量%が水分であり、揮発性有機溶剤分が固形分100部に対して16.4部である複合アルミニウム顔料組成物を得た。
反応後、冷却してスラリーをろ過するところから、最後に複合アルミニウム顔料組成物を得るところまでを室温雰囲気にて行い、組成物が80℃を超えることはなかった。また、ろ過物のpH値は5~12の範囲内であった。

実施例8
反応後のスラリーに300kgの水を投入した後にろ過した以外は実施例6と同様にして、揮発分45質量%、揮発分の80質量%が水分であり、揮発性有機溶剤分が固形分100部に対して16.4部である複合アルミニウム顔料組成物を得た。
反応後、冷却してスラリーをろ過するところから、最後に複合アルミニウム顔料組成物を得るところまでを室温雰囲気にて行い、組成物が80℃を超えることはなかった。また、ろ過物のpH値は5~12の範囲内であった。

実施例9
最後のろ過を揮発分が60質量%となったところで止めること以外は実施例4と同様にして、揮発分60質量%、揮発分の98質量%が水分であり、揮発性有機溶剤分が固形分100部に対して3.0部である複合アルミニウム顔料組成物を得た。
反応後、冷却してスラリーをろ過するところから、最後に複合アルミニウム顔料組成物を得るところまでを室温雰囲気にて行い、組成物が80℃を超えることはなかった。また、ろ過物のpH値は5~12の範囲内であった。

実施例10
最後のろ過を揮発分が80重量%となったところで止めること以外は実施例4と同様にして、揮発分80質量%、揮発分の98質量%が水分であり、揮発性有機溶剤分が固形分100部に対して4.0部である複合アルミニウム顔料組成物を得た。
反応後、冷却してスラリーをろ過するところから、最後に複合アルミニウム顔料組成物を得るところまでを室温雰囲気にて行い、組成物が80℃を超えることはなかった。また、ろ過物のpH値は5~12の範囲内であった。

実施例11
実施例1にて得られた揮発分45質量%の複合アルミニウム顔料組成物に、アルキル酸性リン酸エステル(商品名:GF-215DPM、東邦化学工業株式会社製)を該組成物100質量部に対して5質量部加えて、室温にて混合機で均一に混合して、複合アルミニウム顔料組成物を得た。
GF-215DPMの組成
・下記混合物:56質量%
・アルキル酸性リン酸エステル・モルホリン塩
・アルキル酸性リン酸エステル
・モルホリン
・プロピレングリコールモノメチルエーテル:44質量%
反応後、冷却してスラリーをろ過するところから、最後に複合アルミニウム顔料組成物を得るところまでを室温雰囲気にて行い、組成物が80℃を超えることはなかった。また、ろ過物のpH値は5~12の範囲内であった。

実施例12
実施例10にて得られた揮発分45質量%の複合アルミニウム顔料組成物に、実施例11と同様にアルキル酸性リン酸エステルを該組成物100質量部に対して5質量部加えて、室温にて混合機で均一に混合して、複合アルミニウム顔料組成物を得た。
反応後、冷却してスラリーをろ過するところから、最後に複合アルミニウム顔料組成物を得るところまでを室温雰囲気にて行い、組成物が80℃を超えることはなかった。また、ろ過物のpH値は5~12の範囲内であった。
Example 4
The same procedures as in Example 1 were carried out except that 100 kg of PM was added, washed and filtered under pressure to obtain a filtrate with a volatile content of 55% by mass, and the filtrate was kept in the Nutsche filter (without being added to a stirring tank containing 300 kg of water and dispersed again), and 400 kg of water was added and filtered under pressure to wash, filter, and replace the organic solvent with water, thereby obtaining a composite aluminum pigment composition with a volatile content of 45% by mass, 97% by mass of the volatile content being water, and the volatile organic solvent content being 1.6 parts per 100 parts of solids.
After the reaction, the steps from cooling and filtering the slurry to finally obtaining the composite aluminum pigment composition were carried out in a room temperature atmosphere, and the temperature of the composition did not exceed 80° C. In addition, the pH value of the filtrate was within the range of 5 to 12.

Example 5
A composite aluminum pigment composition having a volatile content of 45% by mass, 98% by mass of the volatile content being water, and a volatile organic solvent content of 1.6 parts per 100 parts of solids was obtained in the same manner as in Example 4, except that 100 kg of a mixed liquid of water/PM:3/2 was added instead of 100 kg of PM, and then washed and filtered.
After the reaction, the steps from cooling and filtering the slurry to finally obtaining the composite aluminum pigment composition were carried out in a room temperature atmosphere, and the temperature of the composition did not exceed 80° C. In addition, the pH value of the filtrate was within the range of 5 to 12.

Example 6
The slurry after the reaction was filtered, and the filtrate was placed in a Nutsche filter. 200 kg of water was then added to the filter, which was then subjected to pressure filtration to wash, filter, and replace the organic solvent with water, thereby obtaining a composite aluminum pigment composition having a volatile content of 45% by mass, 95% by mass of the volatile content being water, and a volatile organic solvent content of 4.1 parts per 100 parts of solids.
After the reaction, the steps from cooling and filtering the slurry to finally obtaining the composite aluminum pigment composition were carried out in a room temperature atmosphere, and the temperature of the composition did not exceed 80° C. In addition, the pH value of the filtrate was within the range of 5 to 12.

Example 7
A composite aluminum pigment composition having a volatile content of 45% by mass, 80% by mass of the volatile content being water, and a volatile organic solvent content of 16.4 parts per 100 parts of solid content was obtained in the same manner as in Example 6, except that 300 kg of PM was added to the slurry after the reaction and then filtered.
After the reaction, the steps from cooling and filtering the slurry to finally obtaining the composite aluminum pigment composition were carried out in a room temperature atmosphere, and the temperature of the composition did not exceed 80° C. In addition, the pH value of the filtrate was within the range of 5 to 12.

Example 8
The same procedure as in Example 6 was repeated, except that 300 kg of water was added to the slurry after the reaction and then filtered, to obtain a composite aluminum pigment composition having a volatile content of 45% by mass, 80% by mass of the volatile content being water, and a volatile organic solvent content of 16.4 parts per 100 parts of solid content.
After the reaction, the steps from cooling and filtering the slurry to finally obtaining the composite aluminum pigment composition were carried out in a room temperature atmosphere, and the temperature of the composition did not exceed 80° C. In addition, the pH value of the filtrate was within the range of 5 to 12.

Example 9
The same procedure as in Example 4 was repeated, except that the final filtration was stopped when the volatile content reached 60% by mass, to obtain a composite aluminum pigment composition having a volatile content of 60% by mass, 98% by mass of which was water, and a volatile organic solvent content of 3.0 parts per 100 parts of solids.
After the reaction, the steps from cooling and filtering the slurry to finally obtaining the composite aluminum pigment composition were carried out in a room temperature atmosphere, and the temperature of the composition did not exceed 80° C. In addition, the pH value of the filtrate was within the range of 5 to 12.

Example 10
The same procedure as in Example 4 was repeated, except that the final filtration was stopped when the volatile content reached 80% by weight, to obtain a composite aluminum pigment composition having a volatile content of 80% by weight, 98% by weight of which was water, and a volatile organic solvent content of 4.0 parts per 100 parts of solids.
After the reaction, the steps from cooling and filtering the slurry to finally obtaining the composite aluminum pigment composition were carried out in a room temperature atmosphere, and the temperature of the composition did not exceed 80° C. In addition, the pH value of the filtrate was within the range of 5 to 12.

Example 11
To the composite aluminum pigment composition having a volatile content of 45 mass% obtained in Example 1, 5 parts by mass of an alkyl acidic phosphate ester (product name: GF-215DPM, manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.) was added per 100 parts by mass of the composition, and the mixture was uniformly mixed at room temperature in a mixer to obtain a composite aluminum pigment composition.
Composition of GF-215DPM: Mixture of the following: 56% by mass
・Alkyl acid phosphate ester ・Morpholine salt
・Alkyl acid phosphate ester
Morpholine Propylene glycol monomethyl ether: 44% by mass
After the reaction, the steps from cooling and filtering the slurry to finally obtaining the composite aluminum pigment composition were carried out in a room temperature atmosphere, and the temperature of the composition did not exceed 80° C. In addition, the pH value of the filtrate was within the range of 5 to 12.

Example 12
To the composite aluminum pigment composition having a volatile content of 45% by mass obtained in Example 10, 5 parts by mass of an alkyl acidic phosphate ester was added per 100 parts by mass of the composition in the same manner as in Example 11, and the mixture was mixed uniformly in a mixer at room temperature to obtain a composite aluminum pigment composition.
After the reaction, the steps from cooling and filtering the slurry to finally obtaining the composite aluminum pigment composition were carried out in a room temperature atmosphere, and the temperature of the composition did not exceed 80° C. In addition, the pH value of the filtrate was within the range of 5 to 12.

比較例1
実施例1と同様の装置を用いて、市販のアルミペースト(旭化成株式会社製、商品名「GX-3100」:平均粒径11μm、不揮発分74%)135kgに465kgのPMを加えて分散したスラリーを攪拌しながら、リンタングストモリブデン酸(HPWMo40)水和物1kgをPM5kgに溶解した液を徐々に加え、スラリー温度を40℃に保ちながら1時間攪拌した。その後、冷却してからスラリーを濾過し、揮発分40%のアルミニウム顔料組成物を得た。
比較例1では、本発明の複合金属顔料組成物の製造方法の特徴である、「工程2)前記金属粒子を酸化金属で被覆する工程」及び「工程3)有機溶剤を水に置換する工程」を実施しなかった。
Comparative Example 1
Using the same apparatus as in Example 1, 465 kg of PM was added to 135 kg of commercially available aluminum paste (manufactured by Asahi Kasei Corporation, product name "GX-3100": average particle size 11 μm, non-volatile content 74%) to form a dispersed slurry, and while stirring the slurry, a solution in which 1 kg of tungstomolybdic phosphonate (H 3 PW 6 Mo 6 O 40 ) hydrate was dissolved in 5 kg of PM was gradually added, and the slurry was stirred for 1 hour while maintaining the temperature at 40° C. After cooling, the slurry was filtered to obtain an aluminum pigment composition with a volatile content of 40%.
In Comparative Example 1, the features of the manufacturing method of the composite metal pigment composition of the present invention, "Step 2) the step of coating the metal particles with metal oxide" and "Step 3) the step of replacing the organic solvent with water", were not carried out.

比較例2
実施例1と同様にして、反応終了後、30℃に冷却してからスラリーを直径600mmφのヌッチェ型ろ過機を用いて加圧ろ過して揮発分55質量%のろ過物を得た。次に該ろ過物の入ったヌッチェ型ろ過機に300kgのPMを投入後、長時間加圧ろ過することで洗浄・ろ過して揮発分74質量%のろ過物を得た。この時の揮発分の水分は0質量%であり、揮発性有機溶剤分が固形分100部に対して35.1部である複合アルミニウム顔料組成物を得た。
反応後、冷却してスラリーをろ過するところから、最後に複合アルミニウム顔料組成物を得るところまでを室温雰囲気にて行い、組成物が80℃を超えることはなかった。また、ろ過物のpH値は5~12の範囲内であった。
比較例2では、長時間加圧ろ過することで揮発性有機溶剤含有量を下げ、「工程3)有機溶剤を水に置換する工程」を実施しなかった。
Comparative Example 2
In the same manner as in Example 1, after the reaction was completed, the slurry was cooled to 30°C and then pressure-filtered using a Nutsche filter with a diameter of 600 mm to obtain a filtrate with a volatile content of 55% by mass. Next, 300 kg of PM was added to the Nutsche filter containing the filtrate, and the filtrate was washed and filtered by pressure filtration for a long period of time to obtain a filtrate with a volatile content of 74% by mass. At this time, the water content of the volatile content was 0% by mass, and a composite aluminum pigment composition was obtained in which the volatile organic solvent content was 35.1 parts per 100 parts of solid content.
After the reaction, the steps from cooling and filtering the slurry to finally obtaining the composite aluminum pigment composition were carried out in a room temperature atmosphere, and the temperature of the composition did not exceed 80° C. In addition, the pH value of the filtrate was within the range of 5 to 12.
In Comparative Example 2, the content of the volatile organic solvent was reduced by performing pressure filtration for a long period of time, and "Step 3) Step of replacing the organic solvent with water" was not performed.

比較例3
比較例2で得られた複合アルミニウム顔料組成物に水を加えて揮発分45質量%、揮発分中の水分が42質量%であり、揮発性有機溶剤分が固形分100部に対して47.3部である複合アルミニウム顔料組成物を得た。
比較例3では、工程2で得られたアルミニウム顔料組成物に水を加えるだけで、工程3)有機溶剤を水に置換する工程」を実施しなかった。

比較例4
比較例2で得た複合アルミニウム顔料組成物を90℃にて真空乾燥を行い揮発分5質量%、揮発分中の水分が1質量%未満であり、揮発性有機溶剤分が固形分100部に対して5.3部である複合アルミニウム顔料組成物を得た。
比較例4では、真空乾燥によって揮発性有機溶剤含有量を下げただけで、「工程3)有機溶剤を水に置換する工程」を実施しなかった。

比較例5
比較例4で得た複合アルミニウム顔料組成物に水を加えて揮発分45質量%、揮発分の89質量%が水分であり、揮発性有機溶剤分が固形分100部に対して9.1部である複合アルミニウム顔料組成物を得た。
比較例5では、工程2で得られたアルミニウム顔料組成物に水を加えるだけで、工程3)有機溶剤を水に置換する工程」を実施しなかった。
Comparative Example 3
Water was added to the composite aluminum pigment composition obtained in Comparative Example 2 to obtain a composite aluminum pigment composition having a volatile content of 45 mass%, a water content in the volatile content of 42 mass%, and a volatile organic solvent content of 47.3 parts per 100 parts of solids.
In Comparative Example 3, water was simply added to the aluminum pigment composition obtained in step 2, and step 3) "step of replacing the organic solvent with water" was not carried out.

Comparative Example 4
The composite aluminum pigment composition obtained in Comparative Example 2 was vacuum dried at 90°C to obtain a composite aluminum pigment composition having a volatile content of 5 mass%, a water content in the volatile content of less than 1 mass%, and a volatile organic solvent content of 5.3 parts per 100 parts of solids.
In Comparative Example 4, the content of the volatile organic solvent was reduced by vacuum drying, but "step 3) step of replacing the organic solvent with water" was not carried out.

Comparative Example 5
Water was added to the composite aluminum pigment composition obtained in Comparative Example 4 to obtain a composite aluminum pigment composition having a volatile content of 45% by mass, 89% by mass of the volatile content being water, and a volatile organic solvent content of 9.1 parts per 100 parts of solids.
In Comparative Example 5, water was simply added to the aluminum pigment composition obtained in step 2, and step 3) "step of replacing the organic solvent with water" was not carried out.

(複合金属顔料組成物の評価)
平均粒子径:D 50
上記各実施例/比較例において得られた複合アルミニウム顔料組成物中の複合粒子(酸化ケイ素被覆アルミニウム粒子)の平均粒子径(D50)を、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置(LA-300/株式会社堀場製作所製)を用いて測定した。
測定溶剤としては、イソプロパノールを使用した。
測定は機器取扱説明書に従い実施したが、留意事項として、試料となる複合金属顔料組成物に対して前処理として2分間の超音波分散を行った後、分散槽の中に投入し適正濃度に分散されたのを確認後、測定を開始した。
測定終了後、D50は機器のソフトウェアにより計算され、自動表示された。
(Evaluation of Composite Metal Pigment Composition)
Average particle size: D50
The average particle size (D 50 ) of the composite particles (silicon oxide-coated aluminum particles) in the composite aluminum pigment composition obtained in each of the above Examples and Comparative Examples was measured using a laser diffraction/scattering type particle size distribution measuring device (LA-300/manufactured by Horiba, Ltd.).
Isopropanol was used as the measurement solvent.
The measurements were carried out in accordance with the equipment's instruction manual, but it should be noted that the composite metal pigment composition sample was subjected to ultrasonic dispersion for 2 minutes as a pretreatment, and then placed in a dispersion tank. After confirming that it was dispersed to the appropriate concentration, the measurements were started.
After the measurement was completed, the D50 was calculated by the instrument software and automatically displayed.

固形分、揮発分
上記各実施例/比較例において得られた複合アルミニウム顔料組成物10gを、105℃で3時間加熱して揮発分を揮発させた後に質量を測定し、これを固形分の質量としてその割合を求め、揮発した割合を揮発分として求めた。
Solid content and volatile content 10 g of the composite aluminum pigment composition obtained in each of the above Examples and Comparative Examples was heated at 105° C. for 3 hours to volatilize the volatile content, and then the mass was measured. This was taken as the mass of the solid content, and the proportion of the solid content was calculated, and the proportion of the volatile content was calculated.

残渣
上記各実施例/比較例において得られた複合アルミニウム顔料組成物50gを1000mlの水にスパチュラで分散させた後、200メッシュのナイロン網(NBC社製)にてろ過し、残渣をアセトンで十分洗浄した後、105℃で10分間乾燥した後、質量を測定し、これを残渣の質量としてその割合を求めた。
Residue : 50 g of the composite aluminum pigment composition obtained in each of the above Examples and Comparative Examples was dispersed in 1,000 ml of water using a spatula, and then filtered through a 200-mesh nylon net (manufactured by NBC). The residue was thoroughly washed with acetone and then dried at 105° C. for 10 minutes, after which the mass was measured, and this was regarded as the mass of the residue to determine its proportion.

(塗料、塗膜の評価)
上記各実施例及び比較例で得られた複合アルミニウム顔料組成物を用いて、下記の組成、方法で水性メタリック塗料を調製し、下記の方法で塗料及びそれから得られた塗膜の評価を行った。なお、それらの結果を表1に示した。
以下の成分を有する水性メタリック塗料を調製した。
・複合アルミニウム顔料組成物
・イソプロピルアルコール
・精製水
・水溶性アクリル樹脂(※1)
※1:DIC株式会社製、ウォーターゾール S-744
(樹脂分40質量%、イソプロピルアルコール30質量%、水30質量%)
調整にあたっては、まず複合アルミニウム顔料を不揮発分として12.5g、イソプロピルアルコール9.2g、精製水9.2gを十分に混合してミルベースを作製し、次いでこのミルベースに水溶性樹脂170g、イソプロピルアルコール20.0g、精製水50gを加えて十分に混合する。混合後、精製水を5~10質量%加えて粘度を600から700mPa・s(B型粘度計、No.3ローター、60回転、25℃)に調整した。
なお、比較例1の顔料組成物は酸化金属被膜を有していないため、塗料分散性が劣り、同様の方法では塗膜評価(下記評価2)が困難である。この為、比較例1の塗膜評価では、次の方法で調製した試料を用いた。
・比較例1の顔料組成物
・メトキシプロパノール
・ポリオキシエチレンラウリルエーテル(非イオン性界面活性剤)(※3)
・精製水、
・水溶性アクリル樹脂(※4)
・メラミン樹脂(※5)
※3:松本油脂製薬株式会社製、アクチノールL5
※4:三井化学(株)製、アルマテックスWA911
※5:日本サイテックインダストリーズ(株)製、サイメル350

調整にあたっては、複合アルミニウム顔料を不揮発分として12.0g、メトキシプロパノール18.0g、ポリオキシエチレンラウリルエーテル6.0g、精製水12.0g、水溶性アクリル樹脂110g、メラミン樹脂18.0gを加えて十分に混合する。混合後、ジメチルエタノールアミンでpHを7.7から7.8に調整し、カルボン酸系増粘剤と精製水で粘度を650から750mPa・s(B型粘度計、No.3ローター、60回転、25℃)に調整した。
(Evaluation of paints and coatings)
Using the composite aluminum pigment compositions obtained in the above Examples and Comparative Examples, water-based metallic paints were prepared according to the compositions and methods described below, and the paints and coating films obtained therefrom were evaluated according to the methods described below. The results are shown in Table 1.
A water-based metallic paint was prepared having the following components:
・Composite aluminum pigment composition ・Isopropyl alcohol ・Purified water ・Water-soluble acrylic resin (※1)
*1: Watersol S-744, manufactured by DIC Corporation
(Resin 40% by weight, isopropyl alcohol 30% by weight, water 30% by weight)
In the preparation, 12.5 g of the composite aluminum pigment as a nonvolatile content, 9.2 g of isopropyl alcohol, and 9.2 g of purified water were first thoroughly mixed to prepare a mill base, and then 170 g of the water-soluble resin, 20.0 g of isopropyl alcohol, and 50 g of purified water were added to the mill base and thoroughly mixed. After mixing, 5 to 10% by mass of purified water was added to adjust the viscosity to 600 to 700 mPa·s (B-type viscometer, No. 3 rotor, 60 rpm, 25°C).
In addition, since the pigment composition of Comparative Example 1 does not have a metal oxide coating, the paint dispersibility is poor, and it is difficult to evaluate the coating film (Evaluation 2 below) by the same method. For this reason, in the coating film evaluation of Comparative Example 1, a sample prepared by the following method was used.
Pigment composition of Comparative Example 1 Methoxypropanol Polyoxyethylene lauryl ether (nonionic surfactant) (*3)
·purified water,
- Water-soluble acrylic resin (*4)
・Melamine resin (※5)
*3: Actinol L5, manufactured by Matsumoto Yushi Pharmaceutical Co., Ltd.
*4: Alumatex WA911, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
*5: Cymel 350, manufactured by Japan Cytec Industries Co., Ltd.

In the preparation, 12.0 g of composite aluminum pigment as non-volatile matter, 18.0 g of methoxypropanol, 6.0 g of polyoxyethylene lauryl ether, 12.0 g of purified water, 110 g of water-soluble acrylic resin, and 18.0 g of melamine resin were added and thoroughly mixed. After mixing, the pH was adjusted to 7.7 to 7.8 with dimethylethanolamine, and the viscosity was adjusted to 650 to 750 mPa·s (B-type viscometer, No. 3 rotor, 60 rpm, 25°C) with a carboxylic acid thickener and purified water.

このように調製された水性メタリック塗料を用いて、以下の評価を行った。
・評価1(貯蔵安定性(ガス発生))
上記処方で調製された水性メタリック塗料200gをフラスコに採取し、60℃の恒温水槽で24時間まで水素ガス累積発生量を測定した。得られたガスの発生量に基づいて下記基準でのように評価し、塗料中の貯蔵安定性の指標とした。
○: 5ml以下
△: 5以上10ml以下
×: 10ml以上20ml以下
××: 20ml超
The water-based metallic paint thus prepared was used to carry out the following evaluations.
Evaluation 1 (storage stability (gas generation))
200 g of the water-based metallic paint prepared according to the above recipe was placed in a flask, and the cumulative amount of hydrogen gas generated was measured for 24 hours in a thermostatic water bath at 60° C. The amount of gas generated was evaluated according to the following criteria and used as an index of storage stability in the paint.
○: 5ml or less △: 5ml to 10ml or less ×: 10ml to 20ml or less ××: More than 20ml

・評価2(塗膜評価)
上記処方で調製された水性メタリック塗料を、中塗り塗装がなされた12cm×6cmの鋼板(三木コーティング株式会社製)に乾燥膜厚6μmとなるようにエアスプレー塗装し、90℃で10分間予備乾燥した後、下記組成の有機溶剤型トップコート用塗料を、スパチェラで3分間分散後、フォードカップNo4にて20.0秒になるように塗料粘度を調整し、乾燥膜厚20μmとなるようにエアスプレー塗装し、140℃で30分間乾燥させて塗装板を作製し、以下の評価に供した。
(有機溶剤型トップコート用塗料の組成)
・アクリディック44-179(DIC社製、アクリルクリヤー樹脂)141g
・スーパーベッカミン J-820(DIC社製、メラミン樹脂)35.3g
・トルエン123.5g
・Evaluation 2 (coating film evaluation)
The water-based metallic paint prepared according to the above formula was air spray painted onto a 12 cm x 6 cm steel plate (manufactured by Miki Coating Co., Ltd.) that had been coated with an undercoat paint so that the dry film thickness would be 6 μm, and after pre-drying at 90°C for 10 minutes, an organic solvent-based top coat paint having the following composition was dispersed with a spatula for 3 minutes, and then the paint viscosity was adjusted to 20.0 seconds using a Ford cup No. 4. The paint was air spray painted onto the plate so that the dry film thickness would be 20 μm, and the plate was dried at 140°C for 30 minutes to prepare a painted plate, which was then subjected to the following evaluations.
(Composition of organic solvent-based top coat paint)
Acrydic 44-179 (DIC Corporation, acrylic clear resin) 141g
・Super Beckamin J-820 (DIC, melamine resin) 35.3g
123.5g toluene

2-i(塗膜ブツ)
得られた塗装板のトップコート塗膜の表面全面のブツの数を計測し、下記の指標で評価した。
〇: ブツが視認できない
△: ブツが10個以下
×: ブツが10個より多い
2-i (paint film)
The number of bumps on the entire surface of the topcoat film of the resulting coated plate was counted and evaluated according to the following criteria.
〇: No visible particles △: 10 particles or less ×: More than 10 particles

2-ii(輝度)
得られた塗装板について、関西ペイント株式会社製のレーザー式メタリック感測定装置アルコープLMR-200を用いて評価した。光学的条件は、入射角45度のレーザー光源と受光角0度と-35度に受光器をもつ。測定値としては、レーザーの反射光のうち、塗膜表面で反射する鏡面反射領域の光を除いて最大光強度が得られる受光角-35度でIV値を求めた。IV値は塗膜からの正反射光強度に比例するパラメーターであり、光輝度の大小を表す。
得られたIV値から、以下の基準に基づいて評価した。
〇:基準(比較例1)からの低下幅が20未満であった。
△:基準(比較例1)からの低下幅が20以上40未満であった
×:基準(比較例1)からの低下幅が40以上であった。
2-ii (Brightness)
The resulting coated panels were evaluated using a laser metallic feel measuring device Alcove LMR-200 manufactured by Kansai Paint Co., Ltd. The optical conditions were a laser light source with an incident angle of 45 degrees and light receivers at receiving angles of 0 degrees and -35 degrees. The measured value was the IV value at a receiving angle of -35 degrees where the maximum light intensity was obtained from the reflected light of the laser, excluding the light in the specular reflection region reflected by the coating surface. The IV value is a parameter proportional to the intensity of specularly reflected light from the coating, and represents the magnitude of light brightness.
The obtained IV values were evaluated based on the following criteria.
◯: The decrease from the standard (Comparative Example 1) was less than 20.
Δ: The decrease from the standard (Comparative Example 1) was 20 or more and less than 40. ×: The decrease from the standard (Comparative Example 1) was 40 or more.

2-iii(隠蔽性)
調製された水性メタリック塗料をポリエチレンテレフタレート製シート(PETシート)上に、乾燥膜厚15μmとなるように2ミルのアプリケーターで塗布し、140℃で30分間乾燥させた塗膜を目視で判定した。
○:基準(比較例1)と同等からやや低めであった。
△:基準(比較例1)より低めであった。
×:基準(比較例1)より大幅に低かった。
2-iii (Concealment)
The prepared water-based metallic paint was applied to a polyethylene terephthalate sheet (PET sheet) using a 2 mil applicator so as to give a dry film thickness of 15 μm, and the coating film was dried at 140° C. for 30 minutes and visually evaluated.
◯: Equivalent to slightly lower than the standard (Comparative Example 1).
Δ: Lower than the standard (Comparative Example 1).
×: Much lower than the standard (Comparative Example 1).

(複合粒子の凝集と変形の評価)
粒子の凝集状態等の判定を容易にするため、評価2での塗装板の作製に使用した塗料の配合におけるアルミペーストの量を1/10にした以外は同一の条件で塗料を作製し、評価2の条件で塗装板を作製した。
上記の塗装板を、シャーリング機を用いて1cm四方に切断した。
得られた塗膜断面を、イオンミリング装置(日本電子製/IB-09010CP)を使用して、塗膜断面から20μm離れた部分までイオンビーム照射が可能なよう設定し、イオンミリング処理により、精密研磨断面試料を作製した。
得られた塗膜断面(塗装板)を、FE-SEM(HITACHI製/S-4700)で観察することで粒子どうしの重なり状態と粒子の変形状態を観察し、以下の手順で評価した。
(Evaluation of aggregation and deformation of composite particles)
In order to make it easier to judge the state of particle aggregation, etc., the amount of aluminum paste in the paint formulation used to prepare the coated plate in Evaluation 2 was reduced to 1/10, but the paint was prepared under the same conditions as in Evaluation 2, and a coated plate was prepared under the conditions for Evaluation 2.
The above coated plate was cut into 1 cm square pieces using a shearing machine.
The cross section of the obtained coating film was subjected to ion milling treatment using an ion milling device (IB-09010CP manufactured by JEOL Ltd.) set so as to be able to irradiate the ion beam up to a portion 20 μm away from the cross section of the coating film, and a precision-polished cross section sample was prepared by ion milling treatment.
The cross section of the obtained coating film (coated plate) was observed with an FE-SEM (Hitachi/S-4700) to observe the overlapping state of the particles and the deformation state of the particles, and evaluated according to the following procedure.

1次粒子の割合(凝集状態)
まず、粒子の重なり度合いが簡単に判別できるものは概ね1000から3000倍程度の倍率で観察した。この倍率で重なり度合いが判別できない場合は適宜倍率を変えることで重なり度合いを評価した。この観察方法においては最大で概ね30000倍の倍率で観察した。観察した粒子の個数が500個以上となるように同一サンプル片の断面から複数の視野を観察した。
なお、粒子が近接して凝集の判定が難しい場合、粒子同士の接触部位長さが、より小さい粒子(長径が短い方)の粒子径の1/4以下である場合は凝集なしと判定し、1/4より大きい場合は凝集ありと判定した。
Primary particle ratio (aggregated state)
First, the degree of particle overlap was easily distinguished by observing at a magnification of about 1000 to 3000 times. When the degree of overlap could not be distinguished at this magnification, the degree of overlap was evaluated by changing the magnification appropriately. In this observation method, the observation was performed at a maximum magnification of about 30,000 times. Multiple fields of view were observed from the cross section of the same sample piece so that the number of particles observed was 500 or more.
In addition, when the particles were close to each other and it was difficult to judge whether or not agglutination occurred, if the length of the contact area between the particles was 1/4 or less of the particle diameter of the smaller particle (the particle with the shorter major axis), it was judged that there was no agglutination, and if it was more than 1/4, it was judged that there was agglutination.

折れ曲がり粒子の割合(変形状態)
粒子の変形度合いは、簡単に判別できるものは概ね1000から3000倍程度の倍率で観察した。この倍率で変形が判別できない場合は適宜倍率を変えることで変形度合いを評価した。この観察方法においては最大で概ね30000倍の倍率で観察した。観察した粒子の個数が500個以上となるように同一サンプル片の断面から複数の視野を観察した。変形有無は、粒子両端の最短距離が粒子の長さに対して0.8倍以下の場合を変形ありと判断した。
Percentage of bent particles (deformed state)
The degree of deformation of the particles was easily observed at a magnification of about 1000 to 3000 times. If the deformation could not be determined at this magnification, the degree of deformation was evaluated by changing the magnification appropriately. In this observation method, the observation was performed at a maximum magnification of about 30,000 times. Multiple fields of view were observed from the cross section of the same sample piece so that the number of particles observed was 500 or more. The presence or absence of deformation was determined to be present when the shortest distance between both ends of the particle was 0.8 times or less the length of the particle.

金属粒子の平均粒子厚み
上記の取得手順で得たFE-SEM像(1万倍)、及び画像解析ソフトWin Roof version 5.5(MITANI CORPORATION製)を用いて、アルミニウム粒子断面における粒子の厚みの計測、及び平均厚みの算出を実施した。
アルミニウム粒子の断面における粒子の厚み計測を実施するFE-SEM像を画像表示し、ROIラインを選択して画像の5μmスケールにROIラインを合わせ、登録・変更から長さ・単位を入力して設定した。
次に、アルミニウム粒子の断面の厚み計測を実施すべき画像を表示させ、長方形ROIを選択して、粒子の断面に長方形ROIを合わせて2値処理を実施した。
次に、計測の垂直弦長の測定項目を選択させた後、計測実行をさせ、画像解析ソフトによる自動計測値(垂直弦長値)を画像に表示した。
このように、前記の画像解析ソフトWin Roof version 5.5を用いて、300個の粒子を選択し、アルミニウム粒子の断面における厚みと長径の自動計測を実施した。次に300個の粒子について厚み算術平均値を算出し、粒子の平均厚みtを求めた。なお、アルミニウム粒子の厚み均一性は高く、粒子の切断部位による厚みの差異は小さい。よって粒子の切断部位の違いが、平均粒子厚み測定に与える影響は無視できる。
Average Particle Thickness of Metal Particles Using the FE-SEM image (10,000x) obtained by the above acquisition procedure and image analysis software Win Roof version 5.5 (manufactured by MITANI CORPORATION), the particle thickness in the cross section of the aluminum particle was measured and the average thickness was calculated.
An FE-SEM image for measuring the thickness of an aluminum particle in its cross section was displayed, and an ROI line was selected and aligned with the 5 μm scale of the image, and the length and unit were input and set via registration/change.
Next, an image of the cross section of the aluminum particle on which thickness measurement was to be performed was displayed, a rectangular ROI was selected, and the rectangular ROI was aligned with the cross section of the particle and binary processing was performed.
Next, the subject was asked to select the measurement item of the vertical chord length, and then the measurement was carried out. The value (vertical chord length value) automatically measured by the image analysis software was displayed on the image.
In this way, 300 particles were selected using the image analysis software Win Roof version 5.5, and the thickness and major axis of the cross section of the aluminum particles were automatically measured. Next, the arithmetic mean value of the thickness was calculated for the 300 particles, and the average thickness t of the particles was obtained. Note that the thickness uniformity of the aluminum particles is high, and the thickness difference due to the cut part of the particle is small. Therefore, the influence of the difference in the cut part of the particle on the average particle thickness measurement can be ignored.

複合粒子の平均粒子厚み、酸化金属被覆の厚み
上記のFE-SEM像取得に使用した塗装板について、STEM(走査型透過電子顕微鏡)を用いて、倍率20万倍で粒子被覆層の平均厚みを計測した。被覆層表面に凹凸がある場合は、画像解析ソフトWin Roof version 5.5を用いて、被覆層の面積を計測し、これを被覆されている粒子の周囲長で除することにより、被覆層の平均厚みとした。また粒子が大きい場合には必ずしも被覆層全ての面積を計測する必要はなく、粒子表面に沿って1μm程度の領域の被覆層の面積を計測し、これを粒子表面長で除することにより、十分な精度で被覆層の平均厚みが得られる。また被覆層の平均厚みは粒子に依らずほぼ均一であるので、10個の粒子について平均値を求めた。また、この粒子被覆層の厚みと上記で得られた金属粒子の平均粒子厚みとから、下記の計算式に従い複合粒子の平均厚みを求めた。
複合粒子の平均粒子厚み = 金属粒子の平均粒子厚み+被覆層の厚み×2
Average particle thickness of composite particles, thickness of metal oxide coating For the coated plate used to obtain the above FE-SEM image, the average thickness of the particle coating layer was measured at a magnification of 200,000 times using a STEM (scanning transmission electron microscope). When the surface of the coating layer is uneven, the area of the coating layer was measured using image analysis software Win Roof version 5.5, and the average thickness of the coating layer was obtained by dividing it by the perimeter of the coated particle. In addition, when the particle is large, it is not necessary to measure the area of the entire coating layer, and the average thickness of the coating layer can be obtained with sufficient accuracy by measuring the area of the coating layer in a region of about 1 μm along the particle surface and dividing it by the particle surface length. In addition, since the average thickness of the coating layer is almost uniform regardless of the particle, the average value was calculated for 10 particles. In addition, the average thickness of the composite particle was calculated according to the following calculation formula from the thickness of the particle coating layer and the average particle thickness of the metal particles obtained above.
Average particle thickness of composite particles = Average particle thickness of metal particles + Thickness of coating layer x 2

評価結果を表1に示す。各実施例にて得られた上記項目(1)~(7)の要件の全てを満たす本発明に係る複合金属顔料組成物は、高い固形分含量を有しながら、塗料としての良好な安定性を有し、ガス発生が少なく(良好な貯蔵安定性を有し)、また輝度、及び隠蔽性にも優れ、さらには塗膜のブツも有効に抑制された。 The evaluation results are shown in Table 1. The composite metal pigment compositions according to the present invention obtained in each example, which satisfy all of the requirements in items (1) to (7) above, have a high solid content, good stability as a paint, little gas generation (good storage stability), excellent brightness and hiding power, and further effectively suppressed bumps in the coating film.

本願第1発明の複合金属顔料組成物、本願第2発明の製造方法により得られる複合金属顔料組成物、並びにそれらを用いて得られる塗膜等は、水性塗料等に用いた場合、塗料からのVOCの発生が少なく、貯蔵安定性、ブツの抑制、意匠性、隠蔽性等の塗膜の優れた特性等を、従来技術の限界を超えて高いレベルで兼ね備えるので、塗料、インキ、樹脂練り込み剤等、従来から金属顔料が用いられる各種用途、より具体的には自動車ボディー、自動車補修材料、自動車部品、家電等、プラスチック部品、PCM用塗料、高耐候性塗料、耐熱塗料、防食塗料、船底用塗料、オフセット印刷インキ、グラビア印刷インキ、スクリーン印刷インキ等において好適に使用することができ、自動車等の輸送機械産業、家電等の電気電子産業、塗料産業、印刷業などの産業の各分野において高い利用可能性を有する。 The composite metal pigment composition of the first invention of this application, the composite metal pigment composition obtained by the manufacturing method of the second invention of this application, and the coating film obtained by using them, when used in water-based paints, etc., emit little VOC from the paint, and have excellent coating film properties such as storage stability, suppression of bumps, design, and hiding power at a high level that exceeds the limits of conventional technology. Therefore, they can be suitably used in various applications where metal pigments have traditionally been used, such as paints, inks, resin kneading agents, etc., more specifically, in automobile bodies, automobile repair materials, automobile parts, home appliances, etc., plastic parts, PCM paints, highly weather-resistant paints, heat-resistant paints, anti-corrosion paints, paints for ship bottoms, offset printing inks, gravure printing inks, screen printing inks, etc., and have high applicability in various industrial fields such as the transportation machinery industry such as automobiles, the electrical and electronic industry such as home appliances, the paint industry, and the printing industry.

Claims (24)

金属粒子及びその表面上に形成された酸化金属被覆を有する複合粒子を含んでなる複合金属顔料組成物であって、
(1)前記複合粒子の形状が鱗片状であり、
(2)レーザー回折式粒度分布計にて前記複合粒子の粒度分布を測定した場合の体積基準の平均粒子径D50が1~30μmであり、
(3)前記複合粒子の平均粒子厚みが20~400nmであり、
(4)前記複合金属顔料組成物の揮発分が20~90質量%であり、且つ、揮発分の50~100質量%が水分であり、
(5)前記複合金属顔料組成物の揮発性有機溶剤分が固形分100質量部に対して0~20質量部であり、
(6)前記複合金属顔料組成物を水に分散させて200メッシュのフィルターでろ過した際の残渣が固形分の0.1質量%以下である、上記複合金属顔料組成物。
A composite metal pigment composition comprising metal particles and composite particles having a metal oxide coating formed on a surface thereof,
(1) The composite particles have a scale-like shape,
(2) The composite particles have a volume-based average particle diameter D50 of 1 to 30 μm when the particle size distribution of the composite particles is measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer;
(3) The composite particles have an average particle thickness of 20 to 400 nm;
(4) The composite metal pigment composition has a volatile content of 20 to 90% by mass, and 50 to 100% by mass of the volatile content is water;
(5) The composite metal pigment composition has a volatile organic solvent content of 0 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of solids,
(6) The above composite metal pigment composition, in which when the composite metal pigment composition is dispersed in water and filtered through a 200 mesh filter, the residue is 0.1 mass% or less of the solid content.
(7)該金属顔料組成物を不揮発分として12.5g、イソプロピルアルコール9.2g、精製水9.2gを十分に混合してミルベースを作製し、次いでこのミルベースに水溶性樹脂170g、イソプロピルアルコール20.0g、及び精製水50gを加えて十分に混合して得た水性メタリック塗料200gをフラスコに採取し、60℃の恒温水槽で24時間まで水素ガス累積発生量を測定した際のガス発生が20ml以下である、請求項1に記載の複合金属顔料組成物。 (7) The composite metal pigment composition according to claim 1, in which 12.5 g of the metal pigment composition as a nonvolatile content, 9.2 g of isopropyl alcohol, and 9.2 g of purified water are thoroughly mixed to prepare a mill base, and then 170 g of a water-soluble resin, 20.0 g of isopropyl alcohol, and 50 g of purified water are added to the mill base and thoroughly mixed to obtain 200 g of water-based metallic paint, which is then collected in a flask and the cumulative amount of hydrogen gas generated is measured in a thermostatic water bath at 60°C for up to 24 hours, and the amount of gas generated is 20 ml or less. 前記複合粒子に占める凝集の無い一次粒子の割合が個数基準で35%以上である、請求項1に記載の複合金属顔料組成物。 The composite metal pigment composition according to claim 1, wherein the proportion of non-aggregated primary particles in the composite particles is 35% or more by number. 前記複合粒子に占める凝集の無い一次粒子の割合が個数基準で40%以上である、請求項1に記載の複合金属顔料組成物。 The composite metal pigment composition according to claim 1, wherein the proportion of non-aggregated primary particles in the composite particles is 40% or more by number. 前記複合粒子に占める折れ曲がった複合粒子の割合が個数基準で10%以下である、請求項1に記載の複合金属顔料組成物。 The composite metal pigment composition according to claim 1, wherein the proportion of bent composite particles in the composite particles is 10% or less by number. 前記複合粒子に占める折れ曲がった複合粒子の割合が個数基準で10%以下である、請求項2に記載の複合金属顔料組成物。 The composite metal pigment composition according to claim 2, wherein the proportion of bent composite particles in the composite particles is 10% or less by number. 前記複合粒子に占める折れ曲がった複合粒子の割合が個数基準で10%以下である、請求項3に記載の複合金属顔料組成物。 The composite metal pigment composition according to claim 3, wherein the proportion of bent composite particles in the composite particles is 10% or less by number. 前記酸化金属被覆中の少なくとも1層がケイ素化合物含有層である、請求項1~7のいずれか1項に記載の複合金属顔料組成物。 The composite metal pigment composition according to any one of claims 1 to 7, wherein at least one layer in the metal oxide coating is a silicon compound-containing layer. 前記酸化金属被覆の平均層厚みが5~150nmである、請求項8に記載の複合金属顔料組成物。 The composite metal pigment composition according to claim 8, wherein the average layer thickness of the metal oxide coating is 5 to 150 nm. 前記金属粒子がアルミニウム又はアルミニウム合金を含有する、請求項8に記載の複合金属顔料組成物。 The composite metal pigment composition according to claim 8, wherein the metal particles contain aluminum or an aluminum alloy. 前記金属粒子がアルミニウム又はアルミニウム合金を含有する、請求項9に記載の複合金属顔料組成物。 The composite metal pigment composition according to claim 9, wherein the metal particles contain aluminum or an aluminum alloy. 前記複合粒子が、前記酸化金属被覆以外の、金属、金属酸化物、金属水和物及び樹脂から選ばれる少なくとも1種を含んでなる被覆層をさらに有する、請求項10に記載の複合金属顔料組成物。 The composite metal pigment composition according to claim 10, wherein the composite particles further have a coating layer containing at least one selected from a metal, a metal oxide, a metal hydrate, and a resin other than the metal oxide coating. 前記複合粒子が、前記酸化金属被覆以外の、金属、金属酸化物、金属水和物及び樹脂から選ばれる少なくとも1種を含んでなる被覆層をさらに有する、請求項11に記載の複合金属顔料組成物。 The composite metal pigment composition according to claim 11, wherein the composite particles further have a coating layer containing at least one selected from a metal, a metal oxide, a metal hydrate, and a resin other than the metal oxide coating. 請求項12に記載のさらなる被覆層が、複合粒子の最外層にあることを特徴とする請求項12に記載の複合金属顔料組成物。 The composite metal pigment composition according to claim 12, characterized in that the further coating layer according to claim 12 is in the outermost layer of the composite particle. さらなる被覆層が有機リン化合物であることを特徴とする請求項14に記載の複合金属顔料組成物。 The composite metal pigment composition according to claim 14, characterized in that the further coating layer is an organic phosphorus compound. 下記1)~3)の工程を有する複合金属顔料組成物の製造方法であって、
1)金属粒子を溶剤に分散させる工程
2)前記金属粒子を酸化金属で被覆する工程
3)工程2)で得られた金属粒子及びその表面上に形成された酸化金属被覆を有する複合粒子を、洗浄、ろ過、及び有機溶剤を水に置換する工程
工程3)を5~80℃、且つ、固形分が80質量%以下の状態で行う、上記製造方法。
A method for producing a composite metal pigment composition comprising the following steps 1) to 3):
The above production method comprises the steps of: 1) dispersing metal particles in a solvent; 2) coating the metal particles with a metal oxide; and 3) washing and filtering the composite particles having the metal particles and the metal oxide coating formed on the surfaces thereof obtained in step 2), and replacing the organic solvent with water. Step 3) is carried out at 5 to 80° C. and in a state in which the solid content is 80 mass % or less.
複合金属顔料組成物が、請求項1~7のいずれか1項に記載の複合金属顔料組成物である、請求項16の製造方法。 The manufacturing method according to claim 16, wherein the composite metal pigment composition is the composite metal pigment composition according to any one of claims 1 to 7. 下記1)~3)の工程を有する複合金属顔料組成物の製造方法であって、
1)金属粒子を溶剤に分散させる工程
2)前記金属粒子を酸化金属で被覆する工程
3)工程2)で得られた金属粒子及びその表面上に形成された酸化金属被覆を有する複合粒子を、洗浄、ろ過、及び溶剤を水で置換する工程
工程3)は、工程2)で得られた処理液をろ過によって揮発分を70重量%以下にした後、洗浄、ろ過、及び有機溶剤を水に置換することを特徴とする、上記製造方法。
A method for producing a composite metal pigment composition comprising the following steps 1) to 3):
1) a step of dispersing metal particles in a solvent; 2) a step of coating the metal particles with a metal oxide; and 3) a step of washing and filtering the composite particles having the metal particles obtained in step 2) and the metal oxide coating formed on their surfaces, and replacing the solvent with water. The above-mentioned manufacturing method is characterized in that step 3) comprises filtering the treatment liquid obtained in step 2) to reduce the volatile content to 70% by weight or less, followed by washing, filtering, and replacing the organic solvent with water.
複合金属顔料組成物が、請求項1~7のいずれか1項に記載の複合金属顔料組成物である、請求項18の製造方法。 The manufacturing method according to claim 18, wherein the composite metal pigment composition is the composite metal pigment composition according to any one of claims 1 to 7. 工程3)の後に、得られた複合金属顔料組成物に有機リン酸化合物を混合して更なる被覆層を形成させることを特徴とする請求項16又は18に記載の製造方法。 The method according to claim 16 or 18, characterized in that after step 3), an organic phosphoric acid compound is mixed with the composite metal pigment composition obtained to form a further coating layer. 請求項1~7のいずれか1項に記載の複合金属顔料組成物を用いることを特徴とした水系塗料。 A water-based paint characterized by using the composite metal pigment composition according to any one of claims 1 to 7. 請求項11に記載の複合金属顔料組成物を用いることを特徴とした水系塗料。 A water-based paint characterized by using the composite metal pigment composition according to claim 11. 請求項15に記載の複合金属顔料組成物を用いることを特徴とした水系塗料。 A water-based paint characterized by using the composite metal pigment composition according to claim 15. 請求項1~7のいずれか1項に記載の複合金属顔料組成物を用いることを特徴とした水系塗料の製造方法。
A method for producing a water-based paint, comprising using the composite metal pigment composition according to any one of claims 1 to 7.
JP2023198274A 2022-12-05 2023-11-22 Composite metal pigment composition and method for producing same Pending JP2024081131A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022194526 2022-12-05
JP2022194526 2022-12-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024081131A true JP2024081131A (en) 2024-06-17

Family

ID=91284080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023198274A Pending JP2024081131A (en) 2022-12-05 2023-11-22 Composite metal pigment composition and method for producing same

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2024081131A (en)
CN (1) CN118146675A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CN118146675A (en) 2024-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7653597B2 (en) Coated Pigments
US5123964A (en) Finely divided, precipitated silica with high structure, method of its preparation and use
JP4027938B2 (en) Aluminum pigment, method for producing the same, and resin composition
MX2007012264A (en) Epoxy silane oligomer and coating composition containing same.
JP2003147226A (en) Aluminum pigment, method for producing the same and resin composition
JP2009242457A (en) Aluminum pigment composition for water-base coating material and water-base coating material
JP2025084916A (en) Metallic pigments, their uses, and methods for producing metallic pigments
KR20200052644A (en) Manufacturing method of hydrophilic zinc flake using silane coupling reaction
JP7698456B2 (en) Composite metal pigment composition and method for producing same
JP2024081131A (en) Composite metal pigment composition and method for producing same
JP7680286B2 (en) Metal pigment composition packaging
JP7642416B2 (en) Metallic pigment composition
EP3412630A1 (en) Method for producing color characteristic-controlled oxide particles, oxide particles, and coating or film composition containing said oxide particles
JP2014133697A (en) Surface treatment method for silica particles
CN116669959A (en) Metallic pigment, use thereof, and method for producing metallic pigment
KR102702522B1 (en) Packaging body of metallic pigment composition
WO2023127687A1 (en) Metallic pigment composition
JP2023004752A (en) Package for metal pigment composition
JP2024001729A (en) Method for producing metallic pigment composition
KR20230164107A (en) Organic solvent dispersion containing colloidal silica particles and zinc cyanurate particles and method for producing the same