JP2024169313A - Resin-bonded aluminum pigments, paints, and inks - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂付着アルミニウム顔料、並びに当該樹脂付着アルミニウム顔料を含有する塗料及びインキに関する。 The present invention relates to a resin-attached aluminum pigment, and to paints and inks containing the resin-attached aluminum pigment.
従来より、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アルミニウム顔料が使用されている。これらのアルミニウム顔料に樹脂を被覆することで、耐アルカリ性試験を改善できる。特に、平均粒子径が20μm以下、かつ粒子厚みが0.2μm以下の薄膜アルミニウムは意匠性に優れる。 Traditionally, aluminum pigments have been used in metallic paints, printing inks, plastic blends, etc., to achieve a cosmetic effect that emphasizes a metallic look. By coating these aluminum pigments with resin, it is possible to improve alkali resistance tests. In particular, thin-film aluminum with an average particle size of 20 μm or less and a particle thickness of 0.2 μm or less has excellent design properties.
上述したような、アルミニウム顔料の耐アルカリ性を図る方法として、アルミニウム顔料に所定の表面処理を施す方法が提案されている。
例えば、特許文献1には、樹脂付着アルミニウム顔料の単位質量あたりの樹脂質量と、樹脂付着アルミニウム顔料の粒子の総表面積との比などを所定の範囲内とすることにより、意匠性に優れ、耐アルカリ性にも優れる傾向にあることが記載されている。しかし、樹脂層の厚みが意匠性に寄与し得ることについては記載されていない。
As a method for improving the alkali resistance of aluminum pigments as described above, a method of subjecting the aluminum pigments to a specific surface treatment has been proposed.
For example, Patent Document 1 describes that by setting the ratio of the resin mass per unit mass of the resin-adhered aluminum pigment to the total surface area of the particles of the resin-adhered aluminum pigment within a predetermined range, the design tends to be excellent and the alkali resistance also tends to be excellent. However, there is no description of the contribution of the thickness of the resin layer to the design.
特許文献2には、金属顔料100重量部に対して0.1~50重量部の樹脂が金属顔料の表面に付着している樹脂被覆金属顔料の製造方法であって、樹脂被覆処理中に超音波照射といった外的作用を付加することにより、物理的分散を促進して、所望の樹脂被覆金属顔料が得られることが記載されている。しかし、樹脂層の厚みが意匠性に寄与し得ることについては記載されていない。 Patent Document 2 describes a method for producing a resin-coated metal pigment in which 0.1 to 50 parts by weight of resin per 100 parts by weight of the metal pigment is attached to the surface of the metal pigment, and describes how the desired resin-coated metal pigment can be obtained by promoting physical dispersion by applying an external action such as ultrasonic irradiation during the resin coating process. However, there is no mention of the contribution that the thickness of the resin layer can make to the design.
特許文献3には、アルミニウム粒子表面を被覆する被覆樹脂の表面の、面積円相当径が25nm以上の樹脂粒の総面積の割合を特定の範囲とすることにより、アルカリ等の薬品に対する耐薬品性に優れた顔料を提供できることが記載されている。しかし、樹脂層の厚みが意匠性に寄与し得ることについては記載されていない。 Patent Document 3 describes that by setting the ratio of the total area of resin particles with an equivalent circle diameter of 25 nm or more on the surface of the coating resin that coats the aluminum particle surface to a specific range, it is possible to provide a pigment with excellent chemical resistance to chemicals such as alkali. However, there is no description of the contribution that the thickness of the resin layer can make to the design.
特許文献4には、意匠性に優れ、かつ密着性においても優れたメタリック塗膜を与えることができるアルミニウム顔料及びその製造方法が記載されている。しかし、樹脂層の厚みが意匠性に寄与し得ることについては記載されておらず、耐アルカリ性についても記載されていない。 Patent Document 4 describes an aluminum pigment that can give a metallic coating film that has excellent design and adhesion, and a method for producing the same. However, there is no mention of the contribution that the thickness of the resin layer can make to the design, nor is there any mention of alkali resistance.
本発明は、上記のような従来技術では必ずしも十分に実現されていなかった樹脂付着アルミニウム顔料を提供することを目的とし、優れた意匠性を有し、優れた密着性及び耐薬品性を有する樹脂付着アルミニウム顔料を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a resin-adhered aluminum pigment that has not necessarily been fully realized in the conventional techniques described above, and aims to provide a resin-adhered aluminum pigment that has excellent design properties, adhesion, and chemical resistance.
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、樹脂付着アルミニウム顔料の樹脂層表面の平均表面粗さ、及び/又は、樹脂付着層の厚み等を所定の範囲とすることにより、意匠性に優れ、密着性及びアルカリなどの薬品に対する耐薬品性にも優れる樹脂付着アルミニウム顔料が得られることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明の要旨は、以下の通りである。
[1]アルミニウム粒子の表面が、ラジカル重合性二重結合を1個以上有する単量体及び/又はオリゴマーの重合体を含有する樹脂で被覆された樹脂付着アルミニウム顔料であって、当該樹脂付着アルミニウム顔料の樹脂層表面の平均表面粗さRaが0.1~5.0nmである、樹脂付着アルミニウム顔料。
[2]断面観察によって計測された樹脂付着層の厚みτが10nm~20nmである、上記[1]に記載の樹脂付着アルミニウム顔料。
[3]アルミニウム粒子の表面が、ラジカル重合性二重結合を1個以上有する単量体及び/又はオリゴマーの重合体を含有する樹脂で被覆された樹脂付着アルミニウム顔料であって、断面観察によって計測された樹脂付着層の厚みτが10nm~20nmである、樹脂付着アルミニウム顔料。
[4]前記樹脂付着アルミニウム顔料の単位質量あたりの樹脂質量(A(g/g))と前記アルミニウム粒子の単位質量あたりの総表面積(SSA(m2/g))との比((A)/(SSA))が、0.0077g/m2~0.025g/m2である、上記[1]に記載の樹脂付着アルミニウム顔料。
[5]前記アルミニウム粒子の平均断面厚みτ’が0.03μm~0.2μmである、上記[1]に記載の樹脂付着アルミニウム顔料。
[6]前記アルミニウム粒子の平均粒子径d50が5μm~15μmである、上記[5]に記載の樹脂付着アルミニウム顔料。
[7]上記[1]~[6]のいずれか一項に記載の樹脂付着アルミニウム顔料を含有する、塗料。
[8]上記[1]~[6]のいずれか一項に記載の樹脂付着アルミニウム顔料を含有する、インキ。
As a result of intensive research to solve the above-mentioned problems, the inventors have discovered that by setting the average surface roughness of the resin layer surface of a resin-adhered aluminum pigment and/or the thickness of the resin-adhered layer within a predetermined range, a resin-adhered aluminum pigment can be obtained that has excellent design properties, adhesion, and chemical resistance to chemicals such as alkalis, and have completed the present invention.
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] A resin-adhered aluminum pigment in which the surfaces of aluminum particles are coated with a resin containing a polymer of a monomer and/or oligomer having one or more radically polymerizable double bonds, and the average surface roughness Ra of the resin layer surface of the resin-adhered aluminum pigment is 0.1 to 5.0 nm.
[2] The resin-adhered aluminum pigment according to the above [1], wherein the thickness τ of the resin-adhered layer measured by cross-sectional observation is 10 nm to 20 nm.
[3] A resin-adhered aluminum pigment in which the surfaces of aluminum particles are coated with a resin containing a polymer of a monomer and/or oligomer having one or more radically polymerizable double bonds, and the thickness τ of the resin-adhered layer measured by cross-sectional observation is 10 nm to 20 nm.
[4] The resin-adhered aluminum pigment according to the above [1], wherein the ratio ((A)/(SSA)) of the resin mass per unit mass of the resin-adhered aluminum pigment (A(g/g)) to the total surface area per unit mass of the aluminum particles (SSA( m2 /g)) is 0.0077 g/ m2 to 0.025 g/ m2 .
[5] The resin-adhered aluminum pigment according to the above [1], wherein the average cross-sectional thickness τ' of the aluminum particles is 0.03 μm to 0.2 μm.
[6] The resin-adhered aluminum pigment according to the above [5], wherein the average particle diameter d50 of the aluminum particles is 5 μm to 15 μm.
[7] A paint containing the resin-adhered aluminum pigment according to any one of [1] to [6] above.
[8] An ink containing the resin-adhered aluminum pigment according to any one of [1] to [6] above.
本発明によれば、従来技術では必ずしも十分に実現されていなかった樹脂付着アルミニウム顔料を提供することができ、優れた意匠性を有し、優れた密着性及び耐薬品性を有する樹脂付着アルミニウム顔料を提供することが可能となる。 The present invention makes it possible to provide resin-attached aluminum pigments that have not necessarily been fully realized with conventional technology, and makes it possible to provide resin-attached aluminum pigments that have excellent design properties, adhesion, and chemical resistance.
以下、本発明を実施する好ましい形態の一例について説明する。ただし、下記の実施形態は本発明を説明するための例示であり、本発明は下記の実施形態に何ら限定されるものではない。 The following describes an example of a preferred embodiment of the present invention. However, the following embodiment is merely an example for explaining the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment.
本発明による樹脂付着アルミニウム顔料は、優れた意匠性を維持しながら、優れた密着性及び耐薬品性を有するものである。 The resin-adhered aluminum pigment of the present invention has excellent adhesion and chemical resistance while maintaining excellent design properties.
本発明の樹脂付着アルミニウム顔料は、アルミニウム粒子の表面が、ラジカル重合性二重結合を1個以上有する単量体及び/又はオリゴマーの重合体を含有する樹脂で被覆された構造を有する。
以下に本発明の樹脂付着アルミニウム顔料の原料となるアルミニウム粒子について、具体的な形状について述べる。
The resin-adhered aluminum pigment of the present invention has a structure in which the surfaces of aluminum particles are coated with a resin containing a polymer of a monomer and/or oligomer having one or more radically polymerizable double bonds.
The specific shapes of the aluminum particles that are the raw material for the resin-adhered aluminum pigment of the present invention will be described below.
本発明に使用するアルミニウム粒子は、その種類を限定されるものではなく、一般的にアルミニウム顔料として使用されているもので良く、その形状は、鱗片状、角状、丸み状等の扁平状である。意匠性(例えば、輝度、光輝性、フリップフロップ感、及び隠蔽性等の特性)の高さを維持するのであれば、高意匠グレード(蒸着調メタリック塗料ないしはインキ用グレード)のアルミニウム粒子(以下、フレーク状アルミニウム粉末と記載する場合がある)を使用した方が、本発明の効果がより発揮される。 The aluminum particles used in the present invention are not limited to a particular type, and may be any type commonly used as an aluminum pigment, and may have a flat shape such as a scaly, angular, or rounded shape. If high designability (e.g., characteristics such as brightness, brilliance, flip-flop feel, and hiding power) is to be maintained, the effect of the present invention will be more pronounced if high design grade (vapor deposition metallic paint or ink grade) aluminum particles (hereinafter sometimes referred to as flake aluminum powder) are used.
アルミニウム粒子の製造方法については、特に限定されるものではないが、金属アルミニウムの粒状粉、又は、細片を機械的方法、例えばスタンプミル法、乾式ボールミル法、湿式ボールミル法、アトライター法、振動ボールミル法等により数%の粉砕助剤と共に粉砕することにより得られる。
高意匠性のアルミニウム粒子の製造方法としては、例えば、国際公開第99/54074号に記載された方法が挙げられ、その製造方法で得られる、表面が平滑で厚みも均一なフレーク状アルミニウム粉末が本発明のアルミニウム顔料の原料として特に好ましく使用できる。
The method for producing aluminum particles is not particularly limited, but the aluminum particles can be obtained by grinding granular powder or small pieces of metallic aluminum together with a few percent of a grinding aid using a mechanical method such as a stamp mill method, a dry ball mill method, a wet ball mill method, an attritor method, or a vibrating ball mill method.
Examples of methods for producing highly decorative aluminum particles include the method described in WO 99/54074, and the flake-shaped aluminum powder obtained by this method, which has a smooth surface and uniform thickness, can be particularly preferably used as the raw material for the aluminum pigment of the present invention.
本発明の樹脂付着アルミニウム顔料の原料となるアルミニウム粒子の粒径は用途により異なる。本発明の樹脂付着アルミニウム顔料の用途が塗料用及び印刷インキ用の場合、平均粒子径d50(μm)が1~100μm程度のアルミニウム粒子が好適に使用できる。また、最近特に金属顔料の高意匠性が求められる用途として、自動車用、一般家電用、及び携帯電話に代表される情報家電用が挙げられ、これらの用途において金属顔料は鉄やマグネシウム合金などの金属又はプラスチック等の塗装に使用される。高意匠性を確保するために、これらの用途に使用される本発明の樹脂付着アルミニウム顔料のアルミニウム粒子の好ましい平均粒子径(d50)は、5~35μmであり、さらに好ましくは、5~15μmである。 The particle size of the aluminum particles used as the raw material for the resin-adhered aluminum pigment of the present invention varies depending on the application. When the resin-adhered aluminum pigment of the present invention is used for paints and printing inks, aluminum particles with an average particle size d50 (μm) of about 1 to 100 μm can be suitably used. Recently, applications in which high designability of metal pigments is particularly required include automobiles, general home appliances, and information appliances such as mobile phones, and in these applications, metal pigments are used to paint metals such as iron and magnesium alloys or plastics. In order to ensure high designability, the preferred average particle size (d50) of the aluminum particles of the resin-adhered aluminum pigment of the present invention used for these applications is 5 to 35 μm, and more preferably 5 to 15 μm.
本発明のアルミニウム粒子の平均粒子径d50(μm)は、一般的なレーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置を用いて測定することができるが、例えば次のように測定することができる。
フレーク状アルミニウム粉末の粒子の平均粒子径(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)により測定する。測定溶剤としては、ミネラルスピリットを使用することができる。
試料となる樹脂付着アルミニウム顔料は、例えば前処理として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なったのを確認後、測定を開始することが好ましい。
The average particle diameter d50 (μm) of the aluminum particles of the present invention can be measured using a general laser diffraction/scattering type particle size distribution measuring device, and can be measured, for example, as follows.
The average particle size (d50) of the particles of the flaky aluminum powder is measured using a laser diffraction/scattering type particle size distribution measuring device (LA-300/Horiba, Ltd.) Mineral spirits can be used as the measurement solvent.
It is preferable that the resin-adhered aluminum pigment sample is subjected to ultrasonic dispersion for 2 minutes as a pretreatment, and then charged into a dispersion tank and the measurement is started after confirming that the appropriate concentration has been reached.
アルミニウム粒子の平均断面厚みτ’(μm)は、塗膜断面のFE-SEM像を用い、かつ画像解析ソフトを用いて計測することにより求めることができる。
具体的には、塗膜断面のFE-SEM像においてランダムに粒子を100個選択し、粒子の断面厚さの自動計測を実施し、100個の算術平均値を算出することにより求めることができる。
本実施形態のアルミニウム粒子の平均断面厚みτ’(μm)は、0.03μm~0.2μmであることが好ましい。
The average cross-sectional thickness τ' (μm) of the aluminum particles can be determined by measuring an FE-SEM image of the cross section of the coating film using image analysis software.
Specifically, 100 particles are randomly selected from an FE-SEM image of the cross section of the coating film, the cross-sectional thickness of the particles is automatically measured, and the arithmetic average value of the 100 particles is calculated.
The average cross-sectional thickness τ' (μm) of the aluminum particles of this embodiment is preferably 0.03 μm to 0.2 μm.
以下に本発明の樹脂付着アルミニウム顔料の表面に付着している樹脂について、具体的な組成や形状について述べる。 The specific composition and shape of the resin attached to the surface of the resin-attached aluminum pigment of the present invention will be described below.
本実施形態の樹脂付着アルミニウム顔料に付着している樹脂は特に限定されないが、好ましくはラジカル重合性二重結合を1個以上有する単量体及び/又はオリゴマーの重合体からなるものが挙げられる。 The resin attached to the resin-attached aluminum pigment of this embodiment is not particularly limited, but is preferably a polymer of a monomer and/or oligomer having one or more radically polymerizable double bonds.
前記ラジカル重合性二重結合を1個以上有する単量体としては、特に限定されず、従来公知のものを使用することができる。前記ラジカル重合性二重結合を1個以上有する単量体の具体例としては、以下に限定されないが、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、シトラコン酸、クロトン酸、マレイン酸又は無水マレイン酸)、リン又はホスホン酸のモノ、又はジエステル(例えば2-メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジ-2-メタクリロイロキシエチルホスフェート、トリ-2-メタクリロイロキシエチルホスフェート、2-アクリロイロキシエチルホスフェート、ジ-2-アクリロイロキシエチルホスフェート、トリ-2-アクリロイロキシエチルホスフェート、ジフェニル-2-アクリロイロキシエチルホスフェート、ジブチル-2-メタクリロイロキシエチルホスフェート、ジオクチル-2-アクリロイロキシエチルホスフェート、2-メタクリロイロキシプロピルホスフェート、ビス(2-クロロエチル)ビニルホスホネート、ジアリルジブチルホスホノサクシネート、2-メタクリロイロキシエチルホスフェート、2-アクロイロキシエチルホスフェート)、カップリング剤(例えば、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニル・トリス(β-メトキシエトキシ)シラン、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、ジルコアルミネート)、不飽和カルボン酸のニトリル(例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル)、又は不飽和カルボン酸のエステル(例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸ブトキシエチル、アクリル酸グリシジル、アクリル酸シクロヘキシル、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、1,4-ブタジオールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールプロパンテトラアクリレート、テトラメチロールプロパンメタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタントリメタクリレート、ジ-トリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジ-ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジ-ペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジ-ペンタエリスリトールペンタアクリレートモノプロピオネート、トリアクリルホルマール、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸2-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸ブトキシエチル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸シクロヘキシル)等を好適に使用できる。
さらには、環式不飽和化合物(例えば、シクロヘキセン)や、芳香族系不飽和化合物(例えば、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、シクロヘキセンビニルモノオキシド、ジビニルベンゼンモノオキシド、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、アリルベンゼン又はジアリルベンゼン)も好適に使用できる。前記ラジカル重合性二重結合を1個以上有するオリゴマーは、これらの単量体の重合体とすることができる。
The monomer having one or more radically polymerizable double bonds is not particularly limited, and conventionally known monomers can be used. Specific examples of the monomer having one or more radically polymerizable double bonds include, but are not limited to, unsaturated carboxylic acids (e.g., acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, citraconic acid, crotonic acid, maleic acid, or maleic anhydride), mono- or diesters of phosphorus or phosphonic acid (e.g., 2-methacryloyloxyethyl phosphate, di-2-methacryloyloxyethyl phosphate, tri-2-methacryloyloxyethyl phosphate, 2-acryloyloxyethyl phosphate, di-2-acryloyloxyethyl phosphate, tri-2-acryloyloxyethyl phosphate, diphenyl-2-acryloyloxyethyl phosphate, dibutyl-2-methacryloyloxyethyl phosphate, dioctyl ...octyl-2-acryloyloxyethyl phosphate, dioctyl-2-acryloyloxyethyl phosphate, dioctyl-2-acryloyloxyethyl phosphate, dioctyl-2-acryloyloxyethyl phosphate, dioctyl-2-acryloyloxyethyl phosphate, di phosphate, 2-methacryloyloxypropyl phosphate, bis(2-chloroethyl)vinyl phosphonate, diallyl dibutyl phosphonosuccinate, 2-methacryloyloxyethyl phosphate, 2-acryloyloxyethyl phosphate), coupling agents (e.g., γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyl tris(β-methoxyethoxy)silane, isopropyl isostearoyl diacryl titanate, acetoalkoxyaluminum diisopropylate, zircoaluminate), nitriles of unsaturated carboxylic acids (e.g., acrylonitrile, methacrylonitrile), or nitriles of unsaturated carboxylic acids Esters (e.g., methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate, hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, methoxyethyl acrylate, butoxyethyl acrylate, glycidyl acrylate, cyclohexyl acrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,4-butadiol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolpropane tetraacrylate, tetramethylolpropane methane triacrylate, trimethylolpropane ... Methylolpropane trimethacrylate, tetramethylolmethane trimethacrylate, di-trimethylolpropane tetraacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, di-pentaerythritol hexaacrylate, di-pentaerythritol pentaacrylate, di-pentaerythritol pentaacrylate monopropionate, triacrylformal, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, methoxyethyl methacrylate, butoxyethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, and the like can be suitably used.
Furthermore, cyclic unsaturated compounds (e.g., cyclohexene) and aromatic unsaturated compounds (e.g., styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, divinylbenzene, cyclohexene vinyl monoxide, divinylbenzene monoxide, vinyl acetate, vinyl propionate, allylbenzene, or diallylbenzene) can also be suitably used. The oligomer having one or more radically polymerizable double bonds can be a polymer of these monomers.
後述する本実施形態の樹脂付着アルミニウム顔料の製造方法においては、重合開始剤を用いることが好ましい。
重合開始剤としては、一般に、ラジカル発生剤として知られるものであり、その種類は特に制限されない。
重合開始剤としては、以下に限定されるものではないが、例えば、ベンゾイルペルオキシド、ラウオイルパーオキサイド、ビス-(4-t-ブチルシクロヘキシル)ペルオキシジカーボネート等のパーオキサイド類、2,2’-アゾビス-イソブチロニトリル、2,2’-アゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリル、2,2’-アゾビス-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル等のアゾ化合物が挙げられる。
重合開始剤の使用量は、ラジカル重合性単量体の反応速度によってそれぞれ調整されるため特に限定されないが、アルミニウム顔料100質量部に対して、0.1質量部~25質量部が好ましい。
In the method for producing a resin-deposited aluminum pigment of the present embodiment described below, it is preferable to use a polymerization initiator.
The polymerization initiator is generally known as a radical generator, and the type thereof is not particularly limited.
Examples of the polymerization initiator include, but are not limited to, peroxides such as benzoyl peroxide, lauoyl peroxide, and bis-(4-t-butylcyclohexyl)peroxydicarbonate, and azo compounds such as 2,2'-azobis-isobutyronitrile, 2,2'-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, and 2,2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile.
The amount of the polymerization initiator used is not particularly limited since it is adjusted depending on the reaction rate of each radically polymerizable monomer, but is preferably 0.1 to 25 parts by mass per 100 parts by mass of the aluminum pigment.
後述する本実施形態の樹脂付着アルミニウム顔料の樹脂重合時に、反応生成物の分子量制御のために重合開始剤と共に可逆的付加開裂型連鎖移動剤(以下、RAFT剤と呼ぶ。)を添加することで、リビングラジカル重合とすることが好ましい。この重合は、(1)多様な単量体に対して適用可能、(2)広範囲の反応条件に適用可能、という点で、他のリビングラジカル重合と比較して、生産性に優れている。本発明の樹脂付着アルミニウム顔料の樹脂層を得るために使用するRAFT剤としては、以下の例に限定されないが、O-エチル-S-(1-フェニルエチル)ジチオカーボネート、O-エチル-S-(2-プロポキシエチル)ジチオカーボネート、O-エチル-S-(1-シアノ-1-メチルエチル)ジチオカーボネート等のジチオカーボネート類、ジチオプロピオン酸シアノエチル、ジチオプロピオン酸ベンジル、ジチオ安息香酸ベンジル、ジチオ安息香酸アセトキシエチル等のジチオエステル類、S-ベンジル-N,N-ジメチルジチオカルバメート、ベンジル-1-ピロールカルボジチオエート等のジチオカルバメート類、ジベンジルトリチオカーボネート、S-シアノメチル-S-ドデシルトリチオカーボネート等のトリチオカーボネート類などが挙げられる。使用するRAFT剤は、モノマーの反応性に応じて最適なものを選択することが好ましく、特に、アクリル酸エステルの重合にはジチオカルバメート類、ジチオカーボネート類が好適であり、メタクリル酸エステルの重合にはジチオエステル類が好適である。RAFT剤は、樹脂の総量100重量部に対して0.1~30重量部使用するのが好ましく、1.0~10重量部がより好ましい。0.1重量部以上とすることにより、反応生成物の平均分子量が高くなってしまう傾向を抑制することができ、30重量部以下にする、ことにより、反応生成物の平均分子量が低くなってしまう傾向を抑制することができる。 During the resin polymerization of the resin-attached aluminum pigment of this embodiment described below, it is preferable to add a reversible addition-fragmentation chain transfer agent (hereinafter referred to as a RAFT agent) together with the polymerization initiator to control the molecular weight of the reaction product, thereby performing living radical polymerization. This polymerization is superior in productivity compared to other living radical polymerizations in that (1) it can be applied to a variety of monomers, and (2) it can be applied to a wide range of reaction conditions. Examples of the RAFT agent used to obtain the resin layer of the resin-adhered aluminum pigment of the present invention include, but are not limited to, dithiocarbonates such as O-ethyl-S-(1-phenylethyl)dithiocarbonate, O-ethyl-S-(2-propoxyethyl)dithiocarbonate, and O-ethyl-S-(1-cyano-1-methylethyl)dithiocarbonate; dithioesters such as cyanoethyl dithiopropionate, benzyl dithiopropionate, benzyl dithiobenzoate, and acetoxyethyl dithiobenzoate; dithiocarbamates such as S-benzyl-N,N-dimethyldithiocarbamate and benzyl-1-pyrrolecarbodithioate; and trithiocarbonates such as dibenzyl trithiocarbonate and S-cyanomethyl-S-dodecyl trithiocarbonate. It is preferable to select the most suitable RAFT agent depending on the reactivity of the monomer, and in particular, dithiocarbamates and dithiocarbonates are suitable for the polymerization of acrylic esters, and dithioesters are suitable for the polymerization of methacrylic esters. The RAFT agent is preferably used in an amount of 0.1 to 30 parts by weight, more preferably 1.0 to 10 parts by weight, per 100 parts by weight of the total amount of resin. By using an amount of 0.1 part by weight or more, it is possible to suppress the tendency for the average molecular weight of the reaction product to become high, and by using an amount of 30 parts by weight or less, it is possible to suppress the tendency for the average molecular weight of the reaction product to become low.
溶媒としては、以下の例には限定されないが、金属顔料を有機溶剤中に分散させるのに使用する有機溶剤は、金属顔料に対して不活性であればよく、例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン、ミネラルスピリット等の脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、ソルベントナフサ等の芳香族炭化水素、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル類、エタノール、2-プロパノール、ブタノール等のアルコール類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、プロピレングリコール、エチレングリコール等のグリコール類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、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等のグリコールエーテル類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエステル類が挙げられる。これらの有機溶剤は、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。
その使用量は、金属顔料の固形分濃度が、1~40重量%となる量が好ましい。なお、本発明において上記有機溶剤は、上記の分子内に1個以上の二重結合を有する単量体及び/又はオリゴマーを重合反応させて樹脂を形成する際の反応溶媒としても用いられる。
The solvent is not limited to the following examples, but any organic solvent that is inactive to the metal pigment may be used to disperse the metal pigment in the organic solvent, and examples of the organic solvent include aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, octane, and mineral spirits, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and solvent naphtha, ethers such as tetrahydrofuran and diethyl ether, alcohols such as ethanol, 2-propanol, and butanol, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, glycols such as propylene glycol and ethylene glycol, glycol ethers such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, and ethylene glycol monobutyl ether, and glycol esters such as propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, and ethylene glycol monomethyl ether acetate. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
The amount of the organic solvent used is preferably an amount that results in a solids concentration of the metal pigment of 1 to 40% by weight. In the present invention, the organic solvent is also used as a reaction solvent when forming a resin by polymerizing the monomer and/or oligomer having one or more double bonds in the molecule.
樹脂付着アルミニウム顔料を製造する際には、外的作用としてせん断的外的作用と振動的外的作用との併用をしてもよい。せん断的外的作用とは、金属顔料を有機溶剤中に分散させる際に、及びその分散液に単量体を添加する際に、高いせん断力を付加して物理的分散を促進する作用をいい、そのための方法としては、例えば撹拌機、ディスパー、振動発生装置や超音波発生装置を用いて、金属顔料や単量体を分散させる方法がある。振動発生装置や超音波発生装置を用いた場合、上記分散液や重合反応中のスラリー液を、機械的に強力に振動させ、物理的分散を促進する作用が生じる。特に攪拌機による高速分散では、蒸着調アルミニウム顔料表面が破壊されないためより好ましい。 When producing resin-attached aluminum pigments, a combination of shear external action and vibration external action may be used as an external action. A shear external action refers to an action of promoting physical dispersion by applying high shear force when dispersing a metal pigment in an organic solvent and when adding a monomer to the dispersion. Methods for this include, for example, a method of dispersing a metal pigment or a monomer using an agitator, disperser, vibration generator, or ultrasonic generator. When a vibration generator or ultrasonic generator is used, the dispersion or the slurry liquid during the polymerization reaction is mechanically vibrated strongly, promoting physical dispersion. In particular, high-speed dispersion using an agitator is more preferable because it does not destroy the surface of the vapor-deposition-like aluminum pigment.
本発明の樹脂付着アルミニウム顔料は、従来の薄膜アルミニウム顔料に対して、樹脂付着層の高い平滑性と薄膜形成により、高い意匠性を保持することが特徴である。これは薄膜アルミニウム顔料を高速攪拌下で単分散状態として、RAFT重合によって、分子量を低分子量状態で制御できることから、高い平滑性と薄膜形成が両立できると考えられる。樹脂被覆顔料の樹脂層の厚みτや平均表面粗さRaを測定することにより、この均一さを評価することができる。 The resin-adhered aluminum pigment of the present invention is characterized by its high designability, due to the high smoothness of the resin-adhered layer and the thin film formation, compared to conventional thin film aluminum pigments. This is thought to be because the thin film aluminum pigment can be made into a monodisperse state under high speed stirring, and the molecular weight can be controlled at a low molecular weight state by RAFT polymerization, making it possible to achieve both high smoothness and thin film formation. This uniformity can be evaluated by measuring the thickness τ of the resin layer of the resin-coated pigment and the average surface roughness Ra.
本発明の樹脂付着アルミニウム顔料の樹脂層表面の平均表面粗さRaは、好ましくは0.1~5.0nmであり、より好ましくは0.1~4.5nmであり、さらに好ましくは0.1~2.6nmであり、最も好ましくは0.1~2.5nmである。このうち、平均表面粗さRaの上限値は、上述した上限値が好ましいが、より好ましくは2.5nmであり、さらに好ましくは2.2nmであり、最も好ましくは2.0nmである。また、平均表面粗さRaの下限値は、場合によっては0.3nm、0.5nm、0.7nm、又は0.9nmとしてもよい。平均表面粗さRaが、前記の上限値以下の時、当該樹脂付着アルミニウム顔料を使用した塗膜の表面での光の正反射率が大きいため、極めて優れた光輝度を示すと共にフロップ性も良好となる。
本発明で言う平均表面粗さRaは、一般的な原子間力顕微鏡を用いた表面形態観察法により算出することができる。具体的には、例えば次の方法により算出する。
金属顔料の表面形態観察法として、原子間力顕微鏡(以下AFMと略記する)(例えば、Dimensioin Icon(Bruker製))を使用することができる。前処理としては、例えば試料の樹脂付着アルミニウム顔料を過剰のメタノール及びクロロホルムで超音波洗浄後、真空乾燥し、再度アセトンに分散後、Siウェハー上に滴下し、自然乾燥を行う。AFMによる表面粗さの定量は、樹脂被覆金属顔料が他の樹脂被覆金属顔料と重なりがないものについて、測定視野は2μm、512pixelとして、測定視野を16区画に分割し、各区画に3次の傾き補正(Plane Fit)を行い算出平均した値を「平均表面粗さRa(nm)」として定義する。表面粗さの用語については、JIS-B-0601:2013に基づく。
The average surface roughness Ra of the resin layer surface of the resin-adhered aluminum pigment of the present invention is preferably 0.1 to 5.0 nm, more preferably 0.1 to 4.5 nm, even more preferably 0.1 to 2.6 nm, and most preferably 0.1 to 2.5 nm. Of these, the upper limit of the average surface roughness Ra is preferably the upper limit described above, more preferably 2.5 nm, even more preferably 2.2 nm, and most preferably 2.0 nm. In addition, the lower limit of the average surface roughness Ra may be 0.3 nm, 0.5 nm, 0.7 nm, or 0.9 nm in some cases. When the average surface roughness Ra is equal to or less than the upper limit, the regular reflectance of light on the surface of the coating film using the resin-adhered aluminum pigment is high, and therefore the coating film shows extremely excellent light brightness and has good flop properties.
The average surface roughness Ra referred to in the present invention can be calculated by a surface morphology observation method using a general atomic force microscope. Specifically, it is calculated, for example, by the following method.
As a method for observing the surface morphology of metal pigments, an atomic force microscope (hereinafter abbreviated as AFM) (for example, Dimension Icon (manufactured by Bruker)) can be used. As a pretreatment, for example, a resin-attached aluminum pigment sample is ultrasonically cleaned with excess methanol and chloroform, vacuum dried, dispersed again in acetone, dropped onto a Si wafer, and naturally dried. The quantification of surface roughness by AFM is performed for resin-coated metal pigments that do not overlap with other resin-coated metal pigments, with a measurement field of view of 2 μm and 512 pixels, the measurement field of view is divided into 16 sections, and a third-order tilt correction (Plane Fit) is performed on each section, and the calculated average value is defined as the "average surface roughness Ra (nm)". The terminology of surface roughness is based on JIS-B-0601:2013.
本発明の樹脂付着アルミニウム顔料においては、当該樹脂付着アルミニウム顔料の断面観察によって計測された樹脂付着層の厚みτが、好ましくは5~30nmであり、さらに好ましくは10nm~20nmである。樹脂付着層の厚みτの上限値は、さらにより好ましくは18nmであり、最も好ましくは16nmである。樹脂付着層の厚みτが上記範囲内となるとき、極めて優れた意匠性を示すとともに、密着性及び耐薬品性も良好となる。 In the resin-adhered aluminum pigment of the present invention, the thickness τ of the resin-adhered layer measured by cross-sectional observation of the resin-adhered aluminum pigment is preferably 5 to 30 nm, and more preferably 10 nm to 20 nm. The upper limit of the thickness τ of the resin-adhered layer is even more preferably 18 nm, and most preferably 16 nm. When the thickness τ of the resin-adhered layer is within the above range, it exhibits extremely excellent design properties, and also has good adhesion and chemical resistance.
本発明で言う樹脂層の平均膜厚τは、例えば以下のように算出される。まず前処理として、樹脂付着アルミニウム顔料を過剰のメタノール及びクロロホルムで超音波洗浄をして、その後、真空乾燥し、再度アセトンに分散・洗浄後、自然乾燥を行う。そしてエポキシ樹脂で包埋し、完全硬化させた後、トリミングと切片切り出しを行い、その断面の透過型電子顕微鏡(以下TEMと略記する)で、観察を行い、樹脂被覆層とアルミニウム顔料の界面を観察する。1視野200000倍の観察を4視野行い、被覆層の面積を公知の画像解析ソフト(例えば、Image-ProPLUS ver.7.0(Media Cybernetics社製))を用いて、樹脂層全体の輪郭から面積を計測し、それら4視野の算術平均値を〔算術平均膜厚τ〕として定義する。 The average film thickness τ of the resin layer in the present invention is calculated, for example, as follows. First, as a pretreatment, the resin-adhered aluminum pigment is ultrasonically cleaned with excess methanol and chloroform, then vacuum dried, dispersed and washed again in acetone, and then naturally dried. Then, it is embedded in epoxy resin and completely cured, after which it is trimmed and cut into pieces, and the cross section is observed with a transmission electron microscope (hereinafter abbreviated as TEM) to observe the interface between the resin coating layer and the aluminum pigment. Observations are performed in four fields of view at 200,000 times magnification per field, and the area of the coating layer is measured from the outline of the entire resin layer using known image analysis software (for example, Image-ProPLUS ver. 7.0 (manufactured by Media Cybernetics)), and the arithmetic average value of these four fields of view is defined as the [arithmetic average film thickness τ].
(I)樹脂付着アルミニウム顔料の単位質量あたりの樹脂質量(A(g/g))と、樹脂付着アルミニウム顔料の単位質量あたりのアルミニウム粒子の総表面積(SSA(m2/g))との比((A)/(SSA))
(1)樹脂質量(A(g/g))
樹脂付着アルミニウム顔料の単位質量あたりの樹脂質量(A(g/g))とは、1gの樹脂付着アルミニウム顔料に付着している樹脂の質量(g)を算出した値である。
樹脂付着アルミニウム顔料の単位質量あたりの粒子の総表面積(SSA(m2/g))とは、1gのアルミニウム粒子の面積の総和(m2)である。
本発明の樹脂付着アルミニウム顔料における比(A)/(SSA)は、好ましくは0.0077g/m2~0.025g/m2である。比(A)/(SSA)が上記数値範囲内であることにより、アルミニウム粒子に対する樹脂の量が適正となる。比(A)/(SSA)を上記数値範囲の下限値以上にすることにより、耐アルカリ性が低くなることが抑制され、上記数値範囲の上限値以下にすることにより、樹脂層の制御がしやすくなり、色調低下が抑制される。
(I) The ratio ((A)/(SSA)) of the mass of resin per unit mass of the resin-adhered aluminum pigment (A (g/g)) to the total surface area of aluminum particles per unit mass of the resin-adhered aluminum pigment (SSA (m 2 /g))
(1) Resin mass (A (g/g))
The resin mass per unit mass of the resin-adhered aluminum pigment (A (g/g)) is the calculated mass (g) of resin adhering to 1 g of the resin-adhered aluminum pigment.
The total particle surface area per unit mass (SSA (m 2 /g)) of the resin-adhered aluminum pigment is the total area (m 2 ) of 1 g of aluminum particles.
The ratio (A)/(SSA) in the resin-adhered aluminum pigment of the present invention is preferably 0.0077 g/ m2 to 0.025 g/ m2 . When the ratio (A)/(SSA) is within the above range, the amount of resin relative to the aluminum particles is appropriate. By making the ratio (A)/(SSA) equal to or greater than the lower limit of the above range, a decrease in alkali resistance is suppressed, and by making it equal to or less than the upper limit of the above range, the resin layer is easily controlled and a decrease in color tone is suppressed.
本発明におけるA(g/g)及びSSA(m2/g)は、例えば以下の方法で測定することができる。
本発明の樹脂付着アルミニウム顔料1gを100mlビーカーに秤量し、石油ベンゼン50mlを加えて十分に分散した後、40℃恒温水槽の上で1時間加温する。加温後の分散液を濾過し、回収する前に十分にアセトンで洗浄した。濾過後に得られた固形状の試料をデシケーター中で90分以上乾燥させる。乾燥した試料の一部を熱重量・示差熱TG-DTAにて分析し、樹脂付着アルミニウム顔料の単位質量あたりの樹脂質量(A(g/g))を求める。
In the present invention, A (g/g) and SSA (m 2 /g) can be measured, for example, by the following method.
1 g of the resin-adhered aluminum pigment of the present invention is weighed into a 100 ml beaker, 50 ml of petroleum benzene is added and thoroughly dispersed, and then the pigment is heated in a thermostatic water bath at 40°C for 1 hour. The heated dispersion is filtered and thoroughly washed with acetone before being collected. The solid sample obtained after filtration is dried in a desiccator for 90 minutes or more. A portion of the dried sample is analyzed by thermogravimetry and differential thermal TG-DTA to determine the resin mass per unit mass of the resin-adhered aluminum pigment (A (g/g)).
アルミニウム粒子のSSA(m2/g)は、アルミニウム粒子1g当たりの総表面積のことであり、下式により算出した値である。
SSA(m2/g)=2×(0.4/τ’(μm))
The SSA (m 2 /g) of the aluminum particles means the total surface area per 1 g of the aluminum particles, and is a value calculated by the following formula.
SSA (m 2 /g) = 2 x (0.4/τ' (μm))
上記したSSA(m2/g)の算出方法は、例えば、Aluminium Paint and Powder,J.D.Ed-wards&R.I.Wray著、第3版、Reinhold Publishing Corp.New York(1955)の第16~22頁に記載されている。 The method for calculating the above-mentioned SSA (m 2 /g) is described, for example, in Aluminum Paint and Powder, J. D. Edwards & R. I. Wray, 3rd Edition, Reinhold Publishing Corp., New York (1955), pp. 16-22.
また、本発明の樹脂付着アルミニウム顔料は、アルミニウム粒子の表面に、従来のアルミニウム顔料よりも樹脂が一層緻密で均一に被覆されているため、塗膜中での耐薬品性が改善されている。耐薬品性の評価として、JIS-Z-8781(2017)の6.3.19に従い、色差ΔEを求めた場合、ΔEが1.0未満であることが好ましい。 In addition, the resin-attached aluminum pigment of the present invention has a more dense and uniform coating of resin on the surface of the aluminum particles than conventional aluminum pigments, improving the chemical resistance in the coating film. When the color difference ΔE is calculated according to 6.3.19 of JIS-Z-8781 (2017) to evaluate chemical resistance, it is preferable that ΔE is less than 1.0.
本発明の樹脂付着アルミニウム顔料は、塗料及びインキに使用することができる。
本発明の樹脂付着アルミニウム顔料を含有する塗料は、自動車用、一般家電用、携帯電話に代表される情報家電用、印刷用、鉄やマグネシウム合金などの金属、あるいは、プラスチック等の基材の塗装用に好適に使用でき、高い意匠性を発揮できる。本発明の樹脂付着アルミニウム顔料を含有するインキは、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塗料用等に好適に使用でき、高い意匠性を発揮できる。
The resin-adhered aluminum pigments of the present invention can be used in paints and inks.
Paints containing the resin-adhered aluminum pigment of the present invention can be suitably used for automobiles, general home appliances, information appliances such as mobile phones, printing, and for coating substrates such as metals such as iron and magnesium alloys, and plastics, and can exhibit high design properties. Inks containing the resin-adhered aluminum pigment of the present invention can be suitably used for metallic paints, printing inks, paints for kneading into plastics, and can exhibit high design properties.
また、塗料業界で一般に使用されている顔料、染料、湿潤剤、分散剤、色分れ防止剤、レベリング剤、スリップ剤、レオロジーコントロール剤、粘度調整剤、皮張り防止剤、ゲル化防止剤、消泡剤、増粘剤、タレ防止剤、防カビ剤、紫外線吸収剤、成膜助剤、界面活性剤等の添加剤を、適宜、本発明の新規な樹脂付着アルミニウム顔料を含有する塗料又はインキに加えてもよい。 Additives commonly used in the paint industry, such as pigments, dyes, wetting agents, dispersants, color separation inhibitors, leveling agents, slip agents, rheology control agents, viscosity modifiers, anti-skinning agents, anti-gelling agents, defoamers, thickeners, anti-sagging agents, mildew inhibitors, UV absorbers, film-forming aids, and surfactants, may also be added as appropriate to paints or inks containing the novel resin-attached aluminum pigment of the present invention.
次に、本発明の実施例を挙げて詳細な説明をする。なお、以下の記載における「%」は重量%を示す。 Next, the present invention will be described in detail with reference to examples. In the following description, "%" indicates % by weight.
〔実施例1〕
容積1リットルの四つ口フラスコに市販のアルミペースト100g(旭化成株式会社製、SB-10「平均粒子径10μm、不揮発分74質量%」;本発明のアルミニウム粒子)を入れ、ミネラルスピリット500gを加え、窒素ガスをバブリングしながら3時間撹拌し、系内の温度を70℃に昇温した。次いで、アクリル酸1.11gを添加し70℃で30分撹拌を続けた。次にトリメチロールプロパントリメタクリレート7.83gとジ-トリメチロールプロパンテトラアクリレート0.87gと2,2’-アゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリル(重合開始剤)2.0gとビス(ドデシルスルフォニルチオカルボニル)ジスルフィド0.5g(RAFT剤)とミネラルスピリット50gを1時間で滴下し(すなわち、添加方法として滴下を採用し、滴下時間を1時間とした)、系内の温度を70℃に保ちながら合計8時間重合した。この時点でサンプリングしたろ液中のトリメチロールプロパントリメタクリレートとジ-トリメチロールプロパンテトラアクリレートの未反応量をガスクロマトグラフィで分析したところ、添加量の99%以上が反応していた。重合終了後、処理後のスラリーを濾過し、樹脂付着アルミニウム顔料を得た。アルミニウム顔料の加熱残分(JIS-K-5910による)は、56.1重量%であった。
Example 1
100 g of commercially available aluminum paste (manufactured by Asahi Kasei Corporation, SB-10 "average particle size 10 μm, non-volatile content 74 mass%"; aluminum particles of the present invention) was placed in a 1-liter four-neck flask, 500 g of mineral spirits was added, and the mixture was stirred for 3 hours while bubbling nitrogen gas, and the temperature in the system was raised to 70° C. Next, 1.11 g of acrylic acid was added, and stirring was continued at 70° C. for 30 minutes. Next, 7.83 g of trimethylolpropane trimethacrylate, 0.87 g of di-trimethylolpropane tetraacrylate, 2.0 g of 2,2'-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile (polymerization initiator), 0.5 g of bis(dodecylsulfonylthiocarbonyl) disulfide (RAFT agent), and 50 g of mineral spirits were added dropwise over 1 hour (i.e., the addition method was dropwise, and the drop time was 1 hour), and polymerization was carried out for a total of 8 hours while maintaining the temperature in the system at 70°C. When the unreacted amounts of trimethylolpropane trimethacrylate and di-trimethylolpropane tetraacrylate in the filtrate sampled at this point were analyzed by gas chromatography, it was found that 99% or more of the added amounts had reacted. After the polymerization was completed, the treated slurry was filtered to obtain a resin-adhered aluminum pigment. The heating residue of the aluminum pigment (according to JIS-K-5910) was 56.1% by weight.
〔実施例2〕
実施例1で、トリメチロールプロパントリメタクリレート12.6gとジ-トリメチロールプロパンテトラアクリレート0.14gに変更した以外は実施例1と同様にして樹脂付着アルミニウム顔料を得た。
Example 2
A resin-adhered aluminum pigment was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amounts of trimethylolpropane trimethacrylate and di-trimethylolpropane tetraacrylate were changed to 12.6 g and 0.14 g, respectively.
〔実施例3〕
実施例1で、ミネラルスピリット150gに変更した以外は実施例1と同様にして樹脂付着アルミニウム顔料を得た。
Example 3
A resin-adhered aluminum pigment was obtained in the same manner as in Example 1, except that the mineral spirit was changed to 150 g.
〔実施例4〕
実施例1で使用する容積1リットルの四つ口フラスコの外側に直接超音波分散機を貼付し、内部のスラリー液に超音波を付加するように変更した。この超音波分散機を用い、重合中において周波数40kHz、出力12Wの超音波を照射したこと以外は実施例1と同様にして樹脂被覆アルミペーストを得た。JIS-K-5910によるこのペーストの不揮発分は50.1重量%であった。
Example 4
An ultrasonic disperser was attached directly to the outside of the 1-liter four-neck flask used in Example 1, and ultrasonic waves were applied to the slurry liquid inside. A resin-coated aluminum paste was obtained in the same manner as in Example 1, except that ultrasonic waves with a frequency of 40 kHz and an output of 12 W were irradiated during polymerization using this ultrasonic disperser. The non-volatile content of this paste according to JIS-K-5910 was 50.1% by weight.
〔実施例5〕
実施例1で、アルミペースト100g(旭化成株式会社製、FD-5060「平均粒子径6μm、不揮発分72質量%」;本発明のアルミニウム粒子)とトリメチロールプロパントリメタクリレート5.31gとジ-トリメチロールプロパンテトラアクリレート0.59gに変更した以外は実施例1と同様にして樹脂付着アルミニウム顔料を得た。
Example 5
A resin-adhered aluminum pigment was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of aluminum paste used in Example 1 was changed to 100 g (manufactured by Asahi Kasei Corporation, FD-5060 "average particle size 6 μm, non-volatile content 72 mass%"; aluminum particles of the present invention), 5.31 g of trimethylolpropane trimethacrylate, and 0.59 g of di-trimethylolpropane tetraacrylate.
〔実施例6〕
実施例3で、トリメチロールプロパントリメタクリレート10.62gとジ-トリメチロールプロパンテトラアクリレート1.18gに変更した以外は実施例1と同様にして樹脂付着アルミニウム顔料を得た。
Example 6
A resin-adhered aluminum pigment was obtained in the same manner as in Example 1, except that in Example 3, 10.62 g of trimethylolpropane trimethacrylate and 1.18 g of di-trimethylolpropane tetraacrylate were used.
〔実施例7〕
実施例1で、アルミペースト100g(旭化成株式会社製、BS-120「平均粒子径13μm、不揮発分65質量%」;本発明のアルミニウム粒子)とトリメチロールプロパントリメタクリレート4.95gとジ-トリメチロールプロパンテトラアクリレート0.55gに変更した以外は実施例1と同様にして樹脂付着アルミニウム顔料を得た。
Example 7
A resin-adhered aluminum pigment was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of aluminum paste used was changed to 100 g (manufactured by Asahi Kasei Corporation, BS-120 "average particle size 13 μm, non-volatile content 65 mass%"; aluminum particles of the present invention), 4.95 g of trimethylolpropane trimethacrylate, and 0.55 g of di-trimethylolpropane tetraacrylate.
〔実施例8〕
実施例5で、トリメチロールプロパントリメタクリレート7.2gとジ-トリメチロールプロパンテトラアクリレート0.8gに変更した以外は実施例5と同様にして樹脂付着アルミニウム顔料を得た。
Example 8
A resin-adhered aluminum pigment was obtained in the same manner as in Example 5, except that the amounts of trimethylolpropane trimethacrylate and di-trimethylolpropane tetraacrylate were changed to 7.2 g and 0.8 g, respectively.
〔実施例9〕
実施例1で、トリメチロールプロパントリメタクリレート6.83gとジ-トリメチロールプロパンテトラアクリレート0.87gとジビニルベンゼン1.0gに変更した以外は実施例1と同様にして樹脂付着アルミニウム顔料を得た。
Example 9
A resin-adhered aluminum pigment was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amounts of trimethylolpropane trimethacrylate, di-trimethylolpropane tetraacrylate, and divinylbenzene were changed to 6.83 g, 0.87 g, and 1.0 g, respectively.
〔実施例10〕
実施例2で、滴下時間を0.5時間に変更した以外は実施例2と同様にして樹脂付着アルミニウム顔料を得た。
Example 10
A resin-adhered aluminum pigment was obtained in the same manner as in Example 2, except that the dropping time was changed to 0.5 hours.
〔実施例11〕
実施例2で、添加方法として滴下を採用せず、一括添加に変更した以外は実施例2と同様にして樹脂付着アルミニウム顔料を得た。
Example 11
A resin-adhered aluminum pigment was obtained in the same manner as in Example 2, except that the addition method was changed from dropwise addition to lump-sum addition.
〔比較例1〕
容積1リットルの四つ口フラスコに市販のアルミペースト100g(旭化成株式会社製、SB-10「平均粒子径10μm、不揮発分74質量%」)を入れ、ミネラルスピリット500gを加え、窒素ガスをバブリングしながら1時間撹拌し、系内の温度を70℃に昇温した。次いで、アクリル酸1.11gを添加し70℃で30分撹拌を続けた。次にトリメチロールプロパントリメタクリレート12.6gとジ-トリメチロールプロパンテトラアクリレート0.14gと2,2’-アゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリル(重合開始剤)2.0gとミネラルスピリット50gを定量ポンプにて1時間で滴下し(すなわち、添加方法として滴下を採用し、滴下時間を1時間とした)、系内の温度を70℃に保ちながら合計8時間重合した。重合反応中は、市販の超音波洗浄機を用いて、周波数42kHz、出力180Wの超音波を、間接的に四つ口フラスコ内の混合物に15分毎に約3分間照射した。この時点でサンプリングしたろ液中のトリメチロールプロパントリメタクリレートとジ-トリメチロールプロパンテトラアクリレートの未反応量をガスクロマトグラフィで分析したところ、添加量の99%以上が反応していた。重合終了後、処理後のスラリーを濾過し、樹脂付着アルミニウム顔料を得た。アルミニウム顔料の加熱残分(JIS-K-5910による)は、55.6重量%であった。
Comparative Example 1
100 g of commercially available aluminum paste (manufactured by Asahi Kasei Corporation, SB-10 "average particle size 10 μm, non-volatile content 74 mass%") was placed in a 1-liter four-neck flask, 500 g of mineral spirits was added, and the mixture was stirred for 1 hour while bubbling nitrogen gas, and the temperature in the system was raised to 70 ° C. Next, 1.11 g of acrylic acid was added and the mixture was stirred for 30 minutes at 70 ° C. Next, 12.6 g of trimethylolpropane trimethacrylate, 0.14 g of di-trimethylolpropane tetraacrylate, 2.0 g of 2,2'-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile (polymerization initiator), and 50 g of mineral spirits were added dropwise with a metering pump over 1 hour (i.e., the addition method was dropwise, and the drop time was 1 hour), and the temperature in the system was kept at 70 ° C. while polymerization was continued for a total of 8 hours. During the polymerization reaction, ultrasonic waves with a frequency of 42 kHz and an output of 180 W were indirectly irradiated to the mixture in the four-neck flask for about 3 minutes every 15 minutes using a commercially available ultrasonic cleaner. The amount of unreacted trimethylolpropane trimethacrylate and di-trimethylolpropane tetraacrylate in the filtrate sampled at this point was analyzed by gas chromatography, and it was found that 99% or more of the added amount had reacted. After the polymerization was completed, the treated slurry was filtered to obtain a resin-adhered aluminum pigment. The heating residue of the aluminum pigment (according to JIS-K-5910) was 55.6% by weight.
〔比較例2〕
比較例1で、トリメチロールプロパントリメタクリレート7.83gとジ-トリメチロールプロパンテトラアクリレート0.87gに変更した以外は比較例1と同様にして樹脂付着アルミニウム顔料を得た。
Comparative Example 2
A resin-adhered aluminum pigment was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that the amounts of trimethylolpropane trimethacrylate and di-trimethylolpropane tetraacrylate were changed to 7.83 g and 0.87 g, respectively.
〔比較例3〕
比較例1で、アルミペースト100g(旭化成株式会社製、FD-5060「平均粒子径6μm、不揮発分72質量%」)とトリメチロールプロパントリメタクリレート7.20gとジ-トリメチロールプロパンテトラアクリレート0.80gに変更した以外は比較例1と同様にして樹脂付着アルミニウム顔料を得た。
Comparative Example 3
In Comparative Example 1, a resin-adhered aluminum pigment was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that the aluminum paste was changed to 100 g (manufactured by Asahi Kasei Corporation, FD-5060 "average particle size 6 μm, non-volatile content 72 mass%"), 7.20 g of trimethylolpropane trimethacrylate, and 0.80 g of di-trimethylolpropane tetraacrylate.
〔比較例4〕
比較例1で、アルミペースト100g(旭化成株式会社製、BS-120「平均粒子径13μm、不揮発分65質量%」)とトリメチロールプロパントリメタクリレート4.95gとジ-トリメチロールプロパンテトラアクリレート0.55gに変更した以外は比較例1と同様にして樹脂付着アルミニウム顔料を得た。
Comparative Example 4
In Comparative Example 1, a resin-adhered aluminum pigment was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that the aluminum paste was changed to 100 g (manufactured by Asahi Kasei Corporation, BS-120 "average particle size 13 μm, non-volatile content 65 mass%"), 4.95 g of trimethylolpropane trimethacrylate, and 0.55 g of di-trimethylolpropane tetraacrylate.
〔比較例5〕
比較例1で、滴下時間を0.5時間に変更した以外は比較例1と同様にして樹脂付着アルミニウム顔料を得た。
Comparative Example 5
A resin-adhered aluminum pigment was obtained in the same manner as in Comparative Example 1, except that the dropping time was changed to 0.5 hours.
〔比較例6〕
比較例1で、添加方法として滴下を採用せず、一括添加に変更した以外は比較例5と同様にして樹脂付着アルミニウム顔料を得た。
Comparative Example 6
A resin-adhered aluminum pigment was obtained in the same manner as in Comparative Example 5, except that the addition method in Comparative Example 1 was changed from dropwise addition to lump-sum addition.
[評価1(樹脂質量(A(g/g))と、総表面積(SSA(m2/g))との比((A)/(SSA)))]
(1)樹脂質量(A(g/g))
実施例及び比較例で得られた樹脂付着アルミニウム顔料1gを100mlビーカーに秤量し、石油ベンゼン50mlを加えて十分に分散した後、40℃恒温水槽の上で1時間加温した。加温後の分散液を濾過し、回収する前に十分にアセトンで洗浄した。濾過後に得られた固形状の試料をデシケーター中で90分以上乾燥させた。乾燥した試料の一部を熱重量・示差熱TG-DTAにて分析し、樹脂付着アルミニウム顔料の単位質量あたりの樹脂質量(A(g/g))を求めた。
(2)アルミニウム粒子の総表面積(SSA(m2/g))
(粒子の総表面積SSA(m2/g)=2×(0.4/τ’(μm))と定義する。
平均厚みτ’(μm)は、後述する塗膜断面のFE-SEM像を用い、かつ画像解析ソフトを用いて計測することにより求めることができる。
[Evaluation 1 (Ratio of Resin Mass (A (g/g)) to Total Surface Area (SSA (m 2 /g)) ((A)/(SSA))]
(1) Resin mass (A (g/g))
1 g of the resin-adhered aluminum pigment obtained in the Examples and Comparative Examples was weighed into a 100 ml beaker, 50 ml of petroleum benzene was added and thoroughly dispersed, and then the pigment was heated for 1 hour in a thermostatic water bath at 40°C. The heated dispersion was filtered and thoroughly washed with acetone before being collected. The solid sample obtained after filtration was dried in a desiccator for 90 minutes or more. A portion of the dried sample was analyzed by thermogravimetry and differential thermal TG-DTA to determine the resin mass per unit mass of the resin-adhered aluminum pigment (A (g/g)).
(2) Total surface area of aluminum particles (SSA (m 2 /g))
(The total surface area of the particles SSA (m 2 /g) is defined as 2×(0.4/τ′ (μm)).
The average thickness τ' (μm) can be determined by measuring an FE-SEM image of the cross section of the coating film, which will be described later, using image analysis software.
[評価2(アルミニウム粒子の平均粒子径d50の測定)]
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)により測定した。
測定溶剤としては、ミネラルスピリットを使用した。
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、試料となるアルミニウム粒子は、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なったのを確認後、測定を開始した。
測定終了後、d50は自動表示された。
[Evaluation 2 (measurement of average particle diameter d50 of aluminum particles)]
The average particle size (d50) of the aluminum particles was measured using a laser diffraction/scattering type particle size distribution measuring device (LA-300/HORIBA, Ltd.).
Mineral spirits 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 aluminum particles used as samples were ultrasonically dispersed for 2 minutes as a pretreatment, and then placed in a dispersion tank. After confirming that the appropriate concentration had been achieved, the measurements were started.
After the measurement was completed, d50 was automatically displayed.
[評価3(アルミニウム粒子の平均断面厚みτ’の測定)]
(1)塗装板の作製
実施例及び比較例で得られたアルミニウム顔料を使用して、下記の組成でメタリックベース塗料を作製した。
・アルミニウム顔料: 2g
・シンナー(武蔵塗料株式会社製、商品名「プラエースシンナー No.2726」): 50g
・アクリル樹脂(武蔵塗料株式会社製、商品名「プラエース No.7160」): 33g
エアスプレー装置を用いて上記塗料をABS樹脂板に乾燥膜厚が20μmになるように塗装し、60℃のオーブンで30分乾燥し、メタリックベース塗装板を得た。
前記のメタリックベース塗装板上に、下記の組成で作製したトップコート塗料を、エアスプレー装置を用いて塗装した。
・ヒタロイドワニス3685S (日立化成製): 25g
・混合シンナー(溶剤混合比率/トルエン:45質量%、酢酸ブチル:30質量%、酢酸エチル:20質量%、2-アセトキシ-1-メトキシプロパン:5質量%): 20g
・デュラネート TPA100 (旭化成ケミカルズ製): 5g
前記の塗装後、60℃のオーブンで30分乾燥し、評価用塗装板を得た。
[Evaluation 3 (Measurement of average cross-sectional thickness τ' of aluminum particles)]
(1) Preparation of Coated Plates Using the aluminum pigments obtained in the Examples and Comparative Examples, metallic base paints were prepared according to the following compositions.
Aluminum pigment: 2g
Thinner (Musashi Paint Co., Ltd., product name "Plaace Thinner No. 2726"): 50g
Acrylic resin (manufactured by Musashi Paint Co., Ltd., product name "Plaace No. 7160"): 33 g
The above paint was applied to an ABS resin plate using an air spray device so that the dry film thickness was 20 μm, and then dried in an oven at 60° C. for 30 minutes to obtain a metallic base-coated plate.
A top coat paint prepared according to the following composition was applied onto the metallic base coated plate using an air spray device.
・Hitaroid Varnish 3685S (Hitachi Chemical): 25g
Mixed thinner (solvent mixing ratio: toluene: 45% by mass, butyl acetate: 30% by mass, ethyl acetate: 20% by mass, 2-acetoxy-1-methoxypropane: 5% by mass): 20 g
・Duranate TPA100 (Asahi Kasei Chemicals): 5g
After the above coating, the plate was dried in an oven at 60° C. for 30 minutes to obtain a coated plate for evaluation.
(2)塗膜の断面作製
上記のようにして製造した評価用塗装板を用いて、下記の手順で塗膜断面を作製した。
ハサミを使い、前記評価用塗装板を2cm四方の大きさに分断した。
分断した2cm四方の評価用塗装板を、大型回転式ミクロトーム(大和光機工業製/RV-240)を使用して、塗膜断面を繰り返し切削し、断面に突起したミクロなアルミ・アクリル樹脂を取り除いた。
前記により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を行い、後述するFE-SEM像取得用の塗膜断面を作製した。
(2) Preparation of Cross Section of Coating Film Using the coated plate for evaluation produced as described above, a cross section of the coating film was prepared according to the following procedure.
Using scissors, the coated plate for evaluation was cut into pieces measuring 2 cm square.
The cut 2 cm square coated evaluation panels were repeatedly cut along the cross section of the coating using a large rotary microtome (RV-240, manufactured by Yamato Koki Kogyo Co., Ltd.) to remove microscopic aluminum and acrylic resin protruding from the cross section.
The cross section of the coating film obtained as described above 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, thereby preparing a cross section of the coating film for obtaining an FE-SEM image as described below.
(3)粒子断面(FE-SEM像)の取得
前記((2)塗膜の断面作製)で得られた塗膜断面(塗装板)を、SEM試料台に平行になるように接着し、電界放出型のFE-SEM(HITACHI製/S-4700)を使用して、前記塗膜断面のFE-SEM像を取得した。
FE-SEM観察・取得の条件は、加速電圧の設定を5.0kVで調整し、像倍率は1万倍で測定を行った。
また、FE-SEM像を取得(キャプチャー)する前に、電子工学軸アライメント処理を行い、FE-SEM像のアルミニウム粒子とアクリル樹脂の境界線に歪みがでないようにした。
(3) Obtaining particle cross section (FE-SEM image) The coating film cross section (coated plate) obtained in the above ((2) Preparation of coating film cross section) was attached parallel to an SEM sample stage, and an FE-SEM image of the coating film cross section was obtained using a field emission type FE-SEM (Hitachi/S-4700).
The conditions for FE-SEM observation and acquisition were such that the acceleration voltage was adjusted to 5.0 kV and the image magnification was 10,000 times.
In addition, before acquiring (capturing) the FE-SEM image, electronic axis alignment processing was performed to prevent distortion of the boundary between the aluminum particles and the acrylic resin in the FE-SEM image.
(4)解析(粒子断面における粒子の平均厚み計測)
前記((1)-(3))の粒子断面(FE-SEM像)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、後述する〔(IV)平均粒子径:d50〕の、平均粒子径:d50の±50%以内のものを100個選択し、アルミニウム粒子の断面における厚みの自動計測を実施し、100個の算術平均値を算出し、粒子の平均断面厚みτ’を求めた。
(4) Analysis (measurement of average thickness of particles on cross section)
Using the FE-SEM images (10,000 magnification) obtained in the procedure for obtaining particle cross sections (FE-SEM images) described above ((1)-(3)) and image analysis software Win Roof version 5.5 (manufactured by MITANI CORPORATION), the particle thicknesses at the cross sections of the aluminum particles were 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 using the register/change function.
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 manner, using the image analysis software Win Roof version 5.5, 100 particles having an average particle diameter within ±50% of d50 ((IV) Average particle diameter: d50) described below were selected, and the thickness of the cross section of the aluminum particles was automatically measured. The arithmetic mean value of the 100 particles was calculated, and the average cross-sectional thickness τ' of the particles was determined.
[評価4(樹脂付着アルミニウム顔料表面の平均膜厚τの測定)]
まず前処理として、樹脂被覆金属顔料を過剰のメタノール及びクロロホルムで超音波洗浄をして、その後、真空乾燥し、再度アセトンに分散・洗浄後、自然乾燥を行った。そしてエポキシ樹脂で包埋し、完全硬化させた後、トリミングと切片切り出しを行い、その断面の透過型電子顕微鏡(以下TEMと略記する)で、観察を行い、樹脂被覆層の表面の凹凸を観察した。1視野1μm幅の観察を4視野行い、被覆層の面積を画像解析ソフトImage-ProPLUS ver.7.0(Media Cybernetics社製)を用いて、樹脂層全体の輪郭を検出し、面積を計測し、それら4視野の算術平均値を求めてτとした。
[Evaluation 4 (Measurement of average film thickness τ of resin-adhered aluminum pigment surface)]
First, as a pretreatment, the resin-coated metal pigment was ultrasonically cleaned with excess methanol and chloroform, then vacuum dried, dispersed and washed again in acetone, and then naturally dried. Then, it was embedded in epoxy resin and completely cured, after which it was trimmed and cut into slices, and the cross section was observed with a transmission electron microscope (hereinafter abbreviated as TEM) to observe the surface irregularities of the resin coating layer. Observation was performed in four fields of view, each of which was 1 μm wide, and the area of the coating layer was detected using image analysis software Image-ProPLUS ver. 7.0 (manufactured by Media Cybernetics), the outline of the entire resin layer was detected, the area was measured, and the arithmetic average value of the four fields of view was calculated and defined as τ.
[評価5(樹脂付着アルミニウム顔料表面の平均表面粗さRaの測定)]
原子間力顕微鏡(AFM)を用いて樹脂被覆金属顔料の1視野4μm四方のラインプロファイル(300スキャン)を求めた。これを16区画に分割し、3次の傾き補正を行い、算術平均表面粗さを求めた。同様の操作を合計4視野以上について行い、それらの算術平均値を求めてRaとした。
[Evaluation 5 (Measurement of average surface roughness Ra of resin-adhered aluminum pigment surface)]
Using an atomic force microscope (AFM), a line profile (300 scans) of one visual field of 4 μm square of the resin-coated metal pigment was obtained. This was divided into 16 sections, and a third-order tilt correction was performed to obtain the arithmetic average surface roughness. The same operation was performed for a total of four or more visual fields, and the arithmetic average value was obtained and designated as Ra.
[評価6(塗膜の密着性、耐薬品性の評価)]
実施例1~9、及び比較例1~6で得られた樹脂付着アルミニウム顔料を使用して、下記の組成でメタリック塗料を作製した。
・樹脂付着アルミニウム顔料: 1.3g(固形分質量)
・シンナー(酢酸ブチル:30部、トルエン:45部、イソプロピルアルコール:20部、エチルセロソルブ:5部を混合したもの): (D)g(ここで、樹脂付着アルミニウム顔料と(D)との合計量が33gなるように調整した。)
・クリヤー(アクリディックA―166(DIC製):29部、硝化綿(工業用硝化綿1/2AS、Companhia Nitro Qumica Brasileira製):3部、上記シンナー:68部を混合したもの)(バインダー樹脂成分): 42g
得られた塗料組成物をABS樹脂板に膜厚が15μmになるように吹き付け塗装した。その後、55℃で30分乾燥し、評価用塗板を作成し、評価用塗板を得た。
上記の評価用塗板を用いて、密着性、耐薬品性、光沢保持率の評価を行った。
[Evaluation 6 (Evaluation of adhesion and chemical resistance of coating film)]
Using the resin-adhered aluminum pigments obtained in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 6, metallic paints were prepared according to the following compositions.
Resin-attached aluminum pigment: 1.3 g (solid mass)
Thinner (a mixture of 30 parts of butyl acetate, 45 parts of toluene, 20 parts of isopropyl alcohol, and 5 parts of ethyl cellosolve): (D) g (the total amount of the resin-adhered aluminum pigment and (D) was adjusted to 33 g).
Clear (a mixture of 29 parts of Acrydic A-166 (manufactured by DIC), 3 parts of nitrocellulose (industrial nitrocellulose 1/2 AS, manufactured by Companhia Nitro Qumica Brasileira), and 68 parts of the above thinner) (binder resin component): 42 g
The resulting coating composition was spray-coated onto an ABS resin plate to a film thickness of 15 μm, and then dried at 55° C. for 30 minutes to prepare a coated plate for evaluation.
Using the above-mentioned coating plates for evaluation, the adhesion, chemical resistance, and gloss retention were evaluated.
(塗膜の密着性)
上記で作製した塗板を用い、セロテープ(登録商標:ニチバン(株)製、CT405AP-18)を塗膜に密着させ、45度の角度で引っ張り、金属顔料粒子の剥離度合いを目視で観察した。観察結果に応じて、下記のように評価した。
○ ( 良) : 剥離なし
△ ( 可) : やや剥離あり
× ( 不可) : 剥離あり
(Adhesion of coating film)
Using the coated plate prepared above, cellophane tape (registered trademark: CT405AP-18, manufactured by Nichiban Co., Ltd.) was attached to the coating film and pulled at a 45 degree angle, and the degree of peeling of the metal pigment particles was visually observed. Depending on the observation results, the following evaluation was made.
○ (Good): No peeling △ (Acceptable): Slight peeling × (Not acceptable): Peeling
(塗膜の耐薬品性)
上記で作製した塗板の下半分を2.5NのNaOH水溶液を入れたビーカーに浸漬し、23℃で24時間放置した。試験後の塗板を水洗、乾燥したのち、浸漬部と未浸漬部を、JIS-Z-8722(1982)の条件d(8-d法)により測色し、JIS-Z-8730(1980)の6.3.2により色差ΔEを求める。色差ΔEの値に応じて、下記のように評価した。(値が小さいほど良好。)
○ (良) : 1.0未満
△ (可) : 1.0以上~2.0未満
× (不可) : 2.0以上
(Chemical resistance of coating film)
The lower half of the coated plate prepared above was immersed in a beaker containing 2.5N NaOH aqueous solution and left at 23°C for 24 hours. After the test, the coated plate was washed with water and dried, and the immersed and unimmersed parts were color-measured according to condition d (8-d method) of JIS-Z-8722 (1982), and the color difference ΔE was calculated according to JIS-Z-8730 (1980) 6.3.2. Evaluation was made according to the value of the color difference ΔE as follows (the smaller the value, the better).
○ (Good): Less than 1.0 △ (Acceptable): 1.0 or more but less than 2.0 × (Unacceptable): 2.0 or more
[評価7 塗膜のFF性(輝度、光輝性)、隠蔽性]
(1)塗装板の作製
実施例1~11、及び比較例1~6で得られた樹脂付着アルミニウム顔料を使用して、下記の組成でメタリック塗料を作製した。
・樹脂付着アルミニウム顔料: 5.0g
・シンナー(関西ペイント株式会社製、商品名「アクリディック2000GL」): 13.0g
・アクリル樹脂(関西ペイント株式会社製、商品名「アクリディック2000」): 97.0g
次に、3milアプリケーターを用いて前記メタリックベース塗料をPETフィルムに塗装し、常温にて30分乾燥し、メタリックベース塗装板を得た。
[Evaluation 7: FF property (brightness, brilliance) and hiding power of coating film]
(1) Preparation of Coated Plates Using the resin-adhered aluminum pigments obtained in Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 6, metallic paints were prepared according to the following compositions.
Resin-attached aluminum pigment: 5.0 g
Thinner (product name "Acrydic 2000GL" manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.): 13.0 g
Acrylic resin (product name "Acrydic 2000" manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.): 97.0 g
Next, the metallic base paint was applied to a PET film using a 3 mil applicator and dried at room temperature for 30 minutes to obtain a metallic base-coated plate.
(2)ΔF/F性(輝度、光輝性)の測定
上記作製塗料をPETシートに塗布した塗膜を、変角測色計(スガ試験機株式会社製)を用いてΔF/F性を評価した。入射角を45度とし、前記評価用の塗装板の塗膜表面で反射する鏡面反射領域の光を除いた、正反射光に近い受光角15度(L15)と底色に近い受光角60度(L60)を測定した。この比(L15/L60)をFF性とした。
(2) Measurement of ΔF/F property (brightness, brilliance) The coating film formed by applying the above-prepared coating material to a PET sheet was evaluated for ΔF/F property using a variable angle colorimeter (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.). The incident angle was set to 45 degrees, and the light receiving angle of 15 degrees (L15) close to the regular reflection light and the light receiving angle of 60 degrees (L60) close to the base color were measured, excluding the light in the specular reflection area reflected by the coating film surface of the coating plate for evaluation. The ratio (L15/L60) was taken as FF property.
(3)隠蔽性の判定
・隠蔽性
上記作製塗料をPETシートに塗布した塗膜を目視で判定した。具体的には、上記作成塗料を基準アルミペースト及び樹脂被覆アルミペーストを用いて作製し、PETシート上に2本引きした塗装版を未塗装面からライトを照射することで、隠蔽性の評価を行った。
(基準アルミペースト顔料は樹脂被覆前のアルミニウム顔料)
◎:基準アルミペースト顔料と同等の隠蔽性を有する。
〇:基準アルミペースト顔料に対して、若干隠蔽性が低下する。
△:基準アルミペースト顔料に対して隠蔽性は低い。
×:基準アルミペースト顔料に対して、著しく隠蔽性が低下する。
(3) Judgment of hiding power: hiding power The coating film formed by applying the above-prepared coating material to a PET sheet was judged visually. Specifically, the above-prepared coating material was prepared using the standard aluminum paste and the resin-coated aluminum paste, and two coated strips were drawn on a PET sheet, and a light was irradiated from the uncoated side to evaluate hiding power.
(The standard aluminum paste pigment is the aluminum pigment before it is resin-coated.)
⊚: Has the same hiding power as the standard aluminum paste pigment.
◯: The hiding power is slightly decreased compared to the standard aluminum paste pigment.
Δ: The hiding power is low compared to the standard aluminum paste pigment.
×: The hiding power is significantly reduced compared to the standard aluminum paste pigment.
評価1~7の結果を表1に示す。
The results of evaluations 1 to 7 are shown in Table 1.
Claims (8)
当該樹脂付着アルミニウム顔料の樹脂層表面の平均表面粗さRaが0.1~5.0nmである、樹脂付着アルミニウム顔料。 A resin-attached aluminum pigment in which the surfaces of aluminum particles are coated with a resin containing a polymer of a monomer and/or an oligomer having one or more radically polymerizable double bonds,
The resin-adhered aluminum pigment has a resin layer surface having an average surface roughness Ra of 0.1 to 5.0 nm.
断面観察によって計測された樹脂付着層の厚みτが10nm~20nmである、樹脂付着アルミニウム顔料。 A resin-attached aluminum pigment in which the surfaces of aluminum particles are coated with a resin containing a polymer of a monomer and/or an oligomer having one or more radically polymerizable double bonds,
A resin-adhered aluminum pigment, the thickness τ of a resin-adhered layer being 10 nm to 20 nm as measured by cross-sectional observation.
An ink comprising the resin-adhered aluminum pigment according to any one of claims 1 to 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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