JPH1081837A - 高耐候性メタリック顔料 - Google Patents
高耐候性メタリック顔料Info
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- JPH1081837A JPH1081837A JP25544696A JP25544696A JPH1081837A JP H1081837 A JPH1081837 A JP H1081837A JP 25544696 A JP25544696 A JP 25544696A JP 25544696 A JP25544696 A JP 25544696A JP H1081837 A JPH1081837 A JP H1081837A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 メタリック感，隠蔽性，耐久性に優れたメタ
リック顔料を得る。 【解決手段】 このメタリック顔料は、鱗片状基体の表
面にチタニア層，錫合金層及び酸化錫層が順次積層され
ている。錫合金層は、Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｒ又はＣｕ
とＳｎとの合金からなり、スパッタリング法で５０〜３
００Åの厚みに形成することが好ましい。 【効果】 樹脂塗料，印刷インク，プラスチック成形品
用樹脂組成物等に混合され、メタリック感，隠蔽性，耐
久性に優れた表面を形成する。
リック顔料を得る。 【解決手段】 このメタリック顔料は、鱗片状基体の表
面にチタニア層，錫合金層及び酸化錫層が順次積層され
ている。錫合金層は、Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｒ又はＣｕ
とＳｎとの合金からなり、スパッタリング法で５０〜３
００Åの厚みに形成することが好ましい。 【効果】 樹脂塗料，印刷インク，プラスチック成形品
用樹脂組成物等に混合され、メタリック感，隠蔽性，耐
久性に優れた表面を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、意匠性に優れた表面状
態を付与するため各種塗料やプラスチック成形品用樹脂
組成物，印刷インク等に混合される高耐候性のメタリッ
ク顔料に関する。
態を付与するため各種塗料やプラスチック成形品用樹脂
組成物，印刷インク等に混合される高耐候性のメタリッ
ク顔料に関する。
【０００２】
【従来の技術】外装建材，自動車用車体，屋外配置され
る家電製品等では、周囲との調和や識別性，意匠性を高
めるため、種々な方法で色調の改善が進められている。
たとえば、自動車用の上塗り塗装では、きらきらしたメ
タリック調の表面を得るためパールマイカ顔料が用いら
れている。パールマイカ顔料は、マイカの全表面にチタ
ニアをコーティングしたものであり、チタニアの高屈折
率に起因する干渉色を意匠性の改善に利用している。し
かし、パールマイカ顔料は、隠蔽力やメタリック感に乏
しいため、種々の改良が提案されている。たとえば、め
っきにより金属被覆層をマイカの全表面に形成した顔料
が特開昭５７−１６１０５５号公報で紹介されている。
また、マイカの全表面にＴｉの低次酸化物層を形成した
上で更にチタニア層で被覆した顔料が市販されている。
特開平１−１０８２６７号公報では、パールマイカの表
面に金属光輝部を島状に形成した顔料が紹介されてい
る。
る家電製品等では、周囲との調和や識別性，意匠性を高
めるため、種々な方法で色調の改善が進められている。
たとえば、自動車用の上塗り塗装では、きらきらしたメ
タリック調の表面を得るためパールマイカ顔料が用いら
れている。パールマイカ顔料は、マイカの全表面にチタ
ニアをコーティングしたものであり、チタニアの高屈折
率に起因する干渉色を意匠性の改善に利用している。し
かし、パールマイカ顔料は、隠蔽力やメタリック感に乏
しいため、種々の改良が提案されている。たとえば、め
っきにより金属被覆層をマイカの全表面に形成した顔料
が特開昭５７−１６１０５５号公報で紹介されている。
また、マイカの全表面にＴｉの低次酸化物層を形成した
上で更にチタニア層で被覆した顔料が市販されている。
特開平１−１０８２６７号公報では、パールマイカの表
面に金属光輝部を島状に形成した顔料が紹介されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】特開昭５７−１６１０
５５号公報の顔料は、マイカの全表面がめっき金属で被
覆されているため、隠蔽力，耐候性等がかなり改善され
ている。しかし、めっき金属の表面に微小な凹凸が発生
することが避けられず、メタリック感が不足している。
この点は、特開平１−１０８２６７号公報の顔料も同様
である。他方、Ｔｉの低次酸化物層を介してチタニア層
でマイカを被覆した顔料は、隠蔽力，メタリック感，耐
候性等がやや不足している。パールマイカ顔料の耐候性
は、チタニア被覆マイカを水酸化クロムで処理する方法
（特開昭５４−９６５３４号公報），含水酸化ジルコニ
ウムとＣｏ，Ｍｎ，Ｃｅ等の含水酸化物を付着させる方
法（特開平１−２９２０６７号公報），Ｃｅ，Ｓｂの塩
化物を被覆した後で更にシリカやアルミナで処理する方
法（特開平４−２４９５８４号公報）等で改善される。
しかし、何れの後処理によっても、十分満足できるまで
耐候性が改善されない。しかも、後処理によって黄色み
が増したり、メタリック感が却って低下することもあ
り、実用的には問題が多い。本発明は、このような問題
を解消すべく案出されたものであり、鱗片状基体を被覆
したチタニア層の上に錫合金層及び酸化錫層を形成する
ことにより、耐候性に優れ、隠蔽力及びメタリック感を
兼ね備えたメタリック顔料を提供することを目的とす
る。
５５号公報の顔料は、マイカの全表面がめっき金属で被
覆されているため、隠蔽力，耐候性等がかなり改善され
ている。しかし、めっき金属の表面に微小な凹凸が発生
することが避けられず、メタリック感が不足している。
この点は、特開平１−１０８２６７号公報の顔料も同様
である。他方、Ｔｉの低次酸化物層を介してチタニア層
でマイカを被覆した顔料は、隠蔽力，メタリック感，耐
候性等がやや不足している。パールマイカ顔料の耐候性
は、チタニア被覆マイカを水酸化クロムで処理する方法
（特開昭５４−９６５３４号公報），含水酸化ジルコニ
ウムとＣｏ，Ｍｎ，Ｃｅ等の含水酸化物を付着させる方
法（特開平１−２９２０６７号公報），Ｃｅ，Ｓｂの塩
化物を被覆した後で更にシリカやアルミナで処理する方
法（特開平４−２４９５８４号公報）等で改善される。
しかし、何れの後処理によっても、十分満足できるまで
耐候性が改善されない。しかも、後処理によって黄色み
が増したり、メタリック感が却って低下することもあ
り、実用的には問題が多い。本発明は、このような問題
を解消すべく案出されたものであり、鱗片状基体を被覆
したチタニア層の上に錫合金層及び酸化錫層を形成する
ことにより、耐候性に優れ、隠蔽力及びメタリック感を
兼ね備えたメタリック顔料を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のメタリック顔料
は、その目的を達成するため、鱗片状基体の表面にチタ
ニア層，錫合金層及び酸化錫層が順次積層されているこ
とを特徴とする。錫合金層は、Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｒ
又はＣｕとＳｎとの合金からなり、スパッタリング法で
５０〜３００Åの厚みに形成することが好ましい。この
メタリック顔料は、塗料に配合され、メタリック感に優
れた塗膜の形成に使用される。また、樹脂組成物に混入
され、表面性状に優れたプラスチック成形品の製造に利
用することもできる。更には、印刷インクに配合し、反
射テープ，表示材料，看板，道路標識用に使用される。
は、その目的を達成するため、鱗片状基体の表面にチタ
ニア層，錫合金層及び酸化錫層が順次積層されているこ
とを特徴とする。錫合金層は、Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｒ
又はＣｕとＳｎとの合金からなり、スパッタリング法で
５０〜３００Åの厚みに形成することが好ましい。この
メタリック顔料は、塗料に配合され、メタリック感に優
れた塗膜の形成に使用される。また、樹脂組成物に混入
され、表面性状に優れたプラスチック成形品の製造に利
用することもできる。更には、印刷インクに配合し、反
射テープ，表示材料，看板，道路標識用に使用される。
【０００５】
【実施の形態】本発明で使用する鱗片状基体としては、
マイカ，ガラスフレーク，Ａｌフレーク，グラファイ
ト，二硫化モリブデン，板状酸化鉄等が使用される。な
かでも、天然に鱗片状結晶体として産出される白雲母，
黒雲母，金雲母等の天然マイカや合成マイカが好適であ
る。通常、基体としては、厚み／長さの比がほぼ（１〜
５）／１００，平均厚みがほぼ５００〜１０００Å，一
辺の長さがほぼ３〜５０μｍである。以下の説明では、
鱗片状基体の代表例としてマイカで説明する。鱗片状基
体の全表面には、従来のパールマイカ顔料と同様に、チ
タニア層が被覆される。このチタニア層の厚みに応じ
て、種々の干渉色が発色する。マイカにルチル型のチタ
ニア皮膜を形成するためには、たとえば米国特許第４０
３８０９９号明細書に記載されているように、最終的な
仮焼生成物中にルチル型結晶のチタニアが確実に確保さ
れるように錫化合物を被覆する。錫化合物の被覆は、マ
イカの水性スラリーを塩化第二錫又は硫酸第二錫の溶液
で処理することにより、効果的に施すことができる。ス
ラリー中のマイカ濃度は、１〜２５重量％，好ましくは
５〜１５重量％の範囲に維持される。
マイカ，ガラスフレーク，Ａｌフレーク，グラファイ
ト，二硫化モリブデン，板状酸化鉄等が使用される。な
かでも、天然に鱗片状結晶体として産出される白雲母，
黒雲母，金雲母等の天然マイカや合成マイカが好適であ
る。通常、基体としては、厚み／長さの比がほぼ（１〜
５）／１００，平均厚みがほぼ５００〜１０００Å，一
辺の長さがほぼ３〜５０μｍである。以下の説明では、
鱗片状基体の代表例としてマイカで説明する。鱗片状基
体の全表面には、従来のパールマイカ顔料と同様に、チ
タニア層が被覆される。このチタニア層の厚みに応じ
て、種々の干渉色が発色する。マイカにルチル型のチタ
ニア皮膜を形成するためには、たとえば米国特許第４０
３８０９９号明細書に記載されているように、最終的な
仮焼生成物中にルチル型結晶のチタニアが確実に確保さ
れるように錫化合物を被覆する。錫化合物の被覆は、マ
イカの水性スラリーを塩化第二錫又は硫酸第二錫の溶液
で処理することにより、効果的に施すことができる。ス
ラリー中のマイカ濃度は、１〜２５重量％，好ましくは
５〜１５重量％の範囲に維持される。
【０００６】予め錫化合物で処理したマイカの水性スラ
リー中に酸性の硫酸チタニル溶液を添加することによ
り、チタニア被覆が形成される。硫酸チタニル溶液は、
通常ＴｉＯ2 として２〜１２重量％，好ましくは３〜６
重量％の濃度をもち、１０〜３０重量％の硫酸を含む。
この系は、硫酸チタニルを効果的に加水分解するため７
０〜１１０℃に加熱される。加熱により、マイカ粒子が
含水無定形水酸化チタニウムで被覆される。被覆された
マイカ粒子は、濾過分離され、蒸留水で洗浄された後、
オーブン中で８０〜１３０℃に１〜６時間加熱すること
により乾燥される。チタニアによる被覆は、ＴｉＣｌ4
等の可溶性チタニウム化合物又は錯化合物を用いても行
うことができる。マイカ表面に沈積した水酸化チタニウ
ムを高温長時間で仮焼するとき、ルチル型のチタニア結
晶系に変わると共に優れた耐候性が付与される。この
点、少なくとも９５０℃に３０分加熱する仮焼処理条件
が採用される。
リー中に酸性の硫酸チタニル溶液を添加することによ
り、チタニア被覆が形成される。硫酸チタニル溶液は、
通常ＴｉＯ2 として２〜１２重量％，好ましくは３〜６
重量％の濃度をもち、１０〜３０重量％の硫酸を含む。
この系は、硫酸チタニルを効果的に加水分解するため７
０〜１１０℃に加熱される。加熱により、マイカ粒子が
含水無定形水酸化チタニウムで被覆される。被覆された
マイカ粒子は、濾過分離され、蒸留水で洗浄された後、
オーブン中で８０〜１３０℃に１〜６時間加熱すること
により乾燥される。チタニアによる被覆は、ＴｉＣｌ4
等の可溶性チタニウム化合物又は錯化合物を用いても行
うことができる。マイカ表面に沈積した水酸化チタニウ
ムを高温長時間で仮焼するとき、ルチル型のチタニア結
晶系に変わると共に優れた耐候性が付与される。この
点、少なくとも９５０℃に３０分加熱する仮焼処理条件
が採用される。
【０００７】これらの方法で鱗片状基体をチタニアで被
覆したものとしては、酸化チタン被覆マイカ（特開昭５
８−１６４６５３号公報），酸化チタン被覆アルミフレ
ーク（特開平２−６６９号公報），酸化チタン被覆板状
酸化鉄（特開昭６４−７５５６９号公報），酸化チタン
被覆ガラスフレーク（特開平６−１１６５０７号公
報），酸化チタン被覆グラファイト（特開平４−３４８
１７０号公報）等が市販されている。本発明では、この
ようにチタニア被覆されたマイカ等の鱗片状基体を錫合
金被覆の対象としている。チタニア被覆層は紫外線吸収
部として作用するが、チタニア被覆層の上に形成された
錫合金層は赤外線反射部として作用する。また、錫合金
層の上に形成された酸化錫層は、耐候性を改善する。
覆したものとしては、酸化チタン被覆マイカ（特開昭５
８−１６４６５３号公報），酸化チタン被覆アルミフレ
ーク（特開平２−６６９号公報），酸化チタン被覆板状
酸化鉄（特開昭６４−７５５６９号公報），酸化チタン
被覆ガラスフレーク（特開平６−１１６５０７号公
報），酸化チタン被覆グラファイト（特開平４−３４８
１７０号公報）等が市販されている。本発明では、この
ようにチタニア被覆されたマイカ等の鱗片状基体を錫合
金被覆の対象としている。チタニア被覆層は紫外線吸収
部として作用するが、チタニア被覆層の上に形成された
錫合金層は赤外線反射部として作用する。また、錫合金
層の上に形成された酸化錫層は、耐候性を改善する。
【０００８】錫合金としては、Ｓｎ−Ａｌ，Ｓｎ−Ａ
ｇ，Ｓｎ−Ｎｉ，Ｓｎ−Ｃｒ，Ｓｎ−Ｃｕ等の合金系が
挙げられる。これら合金に含まれるＳｎ量は、１０〜５
０重量％，好ましくは２０〜４０重量％に調整される。
１０重量％に満たないＳｎ含有量では、表面に十分な厚
みをもつ酸化錫層が形成されず、耐候性の改善が不十分
となる。しかし、５０重量％を超える多量のＳｎが含ま
れると、合金の色調が変化し、Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｒ
及びＣｕが本来呈する美麗な色調が発現しない。なお、
Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｕの外に、Ｚｎ，Ｓｂ，Ｃ
ｏ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｗ，Ｎ，
Ｂ，Ｐ等の１種又は２種以上を１０重量％以下の割合で
含むこともできる。錫合金層は、５０〜３００Å，好ま
しくは１００〜２００Åの膜厚でチタニア被覆マイカに
施される。錫合金層は、５０Å以上の膜厚で、基材の全
表面を均一に被覆することができる。しかし、３００Å
を超える厚膜で錫合金層を施しても、厚膜化による効果
が飽和し、却ってコストを上昇させる原因となる。
ｇ，Ｓｎ−Ｎｉ，Ｓｎ−Ｃｒ，Ｓｎ−Ｃｕ等の合金系が
挙げられる。これら合金に含まれるＳｎ量は、１０〜５
０重量％，好ましくは２０〜４０重量％に調整される。
１０重量％に満たないＳｎ含有量では、表面に十分な厚
みをもつ酸化錫層が形成されず、耐候性の改善が不十分
となる。しかし、５０重量％を超える多量のＳｎが含ま
れると、合金の色調が変化し、Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｒ
及びＣｕが本来呈する美麗な色調が発現しない。なお、
Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｕの外に、Ｚｎ，Ｓｂ，Ｃ
ｏ，Ｍｎ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｗ，Ｎ，
Ｂ，Ｐ等の１種又は２種以上を１０重量％以下の割合で
含むこともできる。錫合金層は、５０〜３００Å，好ま
しくは１００〜２００Åの膜厚でチタニア被覆マイカに
施される。錫合金層は、５０Å以上の膜厚で、基材の全
表面を均一に被覆することができる。しかし、３００Å
を超える厚膜で錫合金層を施しても、厚膜化による効果
が飽和し、却ってコストを上昇させる原因となる。
【０００９】錫合金層は、スパッタリング，イオンプレ
ーティング，真空蒸着等によってチタニア被覆マイカの
表面に施すことができる。なかでも、各金属元素が均一
に固溶した錫合金皮膜を形成する上で、本発明者等が開
発した粉末スパッタリング法が最適である。たとえば、
回転ドラムに粉末を投入し、回転ドラムの回転によって
流動化させた粉末粒子をスパッタリングする方法（特開
平２−１５３０６８号公報），繰り返される粉末の落下
流に金属をスパッタリングする方法（特開昭６２−２５
０１７２号公報）等が採用される。粉末スパッタリング
では、たとえば設備構成を図１に示す装置を使用する。
この粉末スパッタリング装置においては、回転ドラム１
を２本のロール２で支持し、一方のロール２をモータ３
で回転させる。回転ドラム１の内部には、２個のスパッ
タリング源４が配置されており、投入した粉末原料５が
スパッタリングされる。
ーティング，真空蒸着等によってチタニア被覆マイカの
表面に施すことができる。なかでも、各金属元素が均一
に固溶した錫合金皮膜を形成する上で、本発明者等が開
発した粉末スパッタリング法が最適である。たとえば、
回転ドラムに粉末を投入し、回転ドラムの回転によって
流動化させた粉末粒子をスパッタリングする方法（特開
平２−１５３０６８号公報），繰り返される粉末の落下
流に金属をスパッタリングする方法（特開昭６２−２５
０１７２号公報）等が採用される。粉末スパッタリング
では、たとえば設備構成を図１に示す装置を使用する。
この粉末スパッタリング装置においては、回転ドラム１
を２本のロール２で支持し、一方のロール２をモータ３
で回転させる。回転ドラム１の内部には、２個のスパッ
タリング源４が配置されており、投入した粉末原料５が
スパッタリングされる。
【００１０】回転ドラム１の上方には、外周に加熱コイ
ル６を備えた減圧処理室７が配置されており、減圧処理
室７の底部がバルブ８を備えた供給管９を介して回転ド
ラム１に接続されている。供給管９は、バルブ８より下
側の部分でＡｒガス導入管１０が内部に挿入された二重
管構造になっており、側面から回転ドラム１の内部に挿
入され、先端が回転ドラム１の底部に延びている。ま
た、バルブ８より下側で供給管９に分岐管１１が取り付
けられており、分岐管１１の先端が流体ジェットミル１
２に接続されている。流体ジェットミル１２の出側は、
循環管１３を経て減圧処理室７の上部に接続されてい
る。分岐管１１，循環管１３にバルブ１４，１５が挿入
されており、循環管１３には固気分離装置１６が接続さ
れている。回転ドラム１内でスパッタリングにより金属
被覆された粉末５は、分岐管１１，循環管１３から減圧
処理室７に送られ、所定厚み皮膜が形成されるまでスパ
ッタリング処理に繰返し供される。所定の厚みをもつ皮
膜が形成された粉末５は、固気分離装置１６で回収され
る。
ル６を備えた減圧処理室７が配置されており、減圧処理
室７の底部がバルブ８を備えた供給管９を介して回転ド
ラム１に接続されている。供給管９は、バルブ８より下
側の部分でＡｒガス導入管１０が内部に挿入された二重
管構造になっており、側面から回転ドラム１の内部に挿
入され、先端が回転ドラム１の底部に延びている。ま
た、バルブ８より下側で供給管９に分岐管１１が取り付
けられており、分岐管１１の先端が流体ジェットミル１
２に接続されている。流体ジェットミル１２の出側は、
循環管１３を経て減圧処理室７の上部に接続されてい
る。分岐管１１，循環管１３にバルブ１４，１５が挿入
されており、循環管１３には固気分離装置１６が接続さ
れている。回転ドラム１内でスパッタリングにより金属
被覆された粉末５は、分岐管１１，循環管１３から減圧
処理室７に送られ、所定厚み皮膜が形成されるまでスパ
ッタリング処理に繰返し供される。所定の厚みをもつ皮
膜が形成された粉末５は、固気分離装置１６で回収され
る。
【００１１】粉末スパッタリング法で錫合金層を形成す
るとき、焼結法，溶融法等で用意されたターゲットが使
用される。複数の結晶相からなるターゲットでは、目標
とする錫合金層の平均組成に等しくなるように調整され
る。また、目標とする錫合金層の主成分からなる金属板
に合金化しようとする金属を埋め込んだターゲット，複
数の単一金属を組み合わせたターゲット等も使用され
る。一般に、基体に施す皮膜が厚くなるほど、皮膜表面
の凹凸が大きくなり、光輝性が低下するといわれてい
る。たとえば、無電解めっきでは皮膜厚みを１，０００
Å以上に厚くしないと粉末の表面全体を均一に被覆でき
ないとされているが、スパッタリング法では３００Å以
下の薄膜でも十分に表面全体を均一に被覆することが可
能である。そのため、より優れた光輝性が鱗片状基体に
付与される。しかも、被覆量を少なくできることから、
製造コストも低減できる。
るとき、焼結法，溶融法等で用意されたターゲットが使
用される。複数の結晶相からなるターゲットでは、目標
とする錫合金層の平均組成に等しくなるように調整され
る。また、目標とする錫合金層の主成分からなる金属板
に合金化しようとする金属を埋め込んだターゲット，複
数の単一金属を組み合わせたターゲット等も使用され
る。一般に、基体に施す皮膜が厚くなるほど、皮膜表面
の凹凸が大きくなり、光輝性が低下するといわれてい
る。たとえば、無電解めっきでは皮膜厚みを１，０００
Å以上に厚くしないと粉末の表面全体を均一に被覆でき
ないとされているが、スパッタリング法では３００Å以
下の薄膜でも十分に表面全体を均一に被覆することが可
能である。そのため、より優れた光輝性が鱗片状基体に
付与される。しかも、被覆量を少なくできることから、
製造コストも低減できる。
【００１２】スパッタリング法によるとき少量の被覆金
属でマイカ表面を均一に被覆できることは、プラズマ状
態まで励起された金属原子がマイカ表面に高速で衝突す
る現象を繰り返し、金属皮膜形成時の核発生密度が極め
て密になることが原因であると考えられる。これに対
し、無電解めっきでは、マイカ表面をパラジウム等で予
め活性する前処理が施されるが、このパラジウム付着部
分が無電解めっき時に金属皮膜形成の発生用核になると
いわれている。しかし、物理吸着であるパラジウムの付
着密度は、スパッタリング法におけるプラズマ状態に励
起された金属原子の衝突密度に比較すると、極端に小さ
いものと推定される。
属でマイカ表面を均一に被覆できることは、プラズマ状
態まで励起された金属原子がマイカ表面に高速で衝突す
る現象を繰り返し、金属皮膜形成時の核発生密度が極め
て密になることが原因であると考えられる。これに対
し、無電解めっきでは、マイカ表面をパラジウム等で予
め活性する前処理が施されるが、このパラジウム付着部
分が無電解めっき時に金属皮膜形成の発生用核になると
いわれている。しかし、物理吸着であるパラジウムの付
着密度は、スパッタリング法におけるプラズマ状態に励
起された金属原子の衝突密度に比較すると、極端に小さ
いものと推定される。
【００１３】また、２成分以上の合金めっきであること
も皮膜を微細化する原因の一つである。すなわち、無電
解めっき法等によるとき、Ａｇ等の単一金属を被覆する
場合には核の発生及び成長時に結晶が粗大化し易いが、
合金めっきの場合には逆に核の発生と成長時に結晶が微
細化し易い傾向にある。全表面にチタニア層が被覆され
た基材を使用する点も、本発明の大きな特徴である。す
なわち、マイカ，ガラスフレーク，アルミフレーク，グ
ラファイト，二硫化モリブデン，板状酸化鉄等の鱗片状
基体は、製造及び取扱いに起因する微細な凹凸が表面に
あるため、そのままでは錫合金を被覆しても高い光沢度
が得られ難い。そこで、これら基材の全表面に径が数十
Åの微細な球状粒子からなるチタニアを被覆しておく
と、錫合金を被覆したときに高光沢になり易い。同様
に、シリカ，ジルコニア，アルミナ等の微細な球状粒子
でゾル−ゲル法等で鱗片状基体を被覆しておくこともで
きる。
も皮膜を微細化する原因の一つである。すなわち、無電
解めっき法等によるとき、Ａｇ等の単一金属を被覆する
場合には核の発生及び成長時に結晶が粗大化し易いが、
合金めっきの場合には逆に核の発生と成長時に結晶が微
細化し易い傾向にある。全表面にチタニア層が被覆され
た基材を使用する点も、本発明の大きな特徴である。す
なわち、マイカ，ガラスフレーク，アルミフレーク，グ
ラファイト，二硫化モリブデン，板状酸化鉄等の鱗片状
基体は、製造及び取扱いに起因する微細な凹凸が表面に
あるため、そのままでは錫合金を被覆しても高い光沢度
が得られ難い。そこで、これら基材の全表面に径が数十
Åの微細な球状粒子からなるチタニアを被覆しておく
と、錫合金を被覆したときに高光沢になり易い。同様
に、シリカ，ジルコニア，アルミナ等の微細な球状粒子
でゾル−ゲル法等で鱗片状基体を被覆しておくこともで
きる。
【００１４】チタニア被覆を介して錫合金層を鱗片状基
体の全表面に形成すると、紫外線がチタニア層で吸収さ
れ、赤外線が錫合金層で反射される。そのため、外装建
材に使用すると、塗膜を構成している樹脂の紫外線劣化
が防止され、建材の温度上昇が赤外線反射により抑制さ
れるので、機能的に極めて優れた外装建材用メタリック
顔料として使用される。通常のチタニアを被覆したパー
ルマイカ顔料は、そのままでは耐候性が劣ることから種
々の後処理が施されている。しかし、後処理によっても
十分満足できるレベルまで耐候性を改善することは困難
であり、却って黄色みが増しメタリック感が低下する問
題が生じる。しかも、後処理工程を余分に必要とするの
で、製造コストを上昇させる原因ともなる。この点、本
発明では、錫合金層を形成することにより耐候性を改善
している。錫合金層は、耐候性のある酸化錫層を自然環
境下で表面に形成する。しかも、酸化錫層は、透明皮膜
であるため光沢度が実質的に低下せず、製造コストを上
げる原因となる後処理工程が不要である。
体の全表面に形成すると、紫外線がチタニア層で吸収さ
れ、赤外線が錫合金層で反射される。そのため、外装建
材に使用すると、塗膜を構成している樹脂の紫外線劣化
が防止され、建材の温度上昇が赤外線反射により抑制さ
れるので、機能的に極めて優れた外装建材用メタリック
顔料として使用される。通常のチタニアを被覆したパー
ルマイカ顔料は、そのままでは耐候性が劣ることから種
々の後処理が施されている。しかし、後処理によっても
十分満足できるレベルまで耐候性を改善することは困難
であり、却って黄色みが増しメタリック感が低下する問
題が生じる。しかも、後処理工程を余分に必要とするの
で、製造コストを上昇させる原因ともなる。この点、本
発明では、錫合金層を形成することにより耐候性を改善
している。錫合金層は、耐候性のある酸化錫層を自然環
境下で表面に形成する。しかも、酸化錫層は、透明皮膜
であるため光沢度が実質的に低下せず、製造コストを上
げる原因となる後処理工程が不要である。
【００１５】スパッタリング法で鱗片状基体の表面を錫
合金層で均一に被覆した後、塗料に対する分散性及び樹
脂との密着性を改善するため、脂肪酸等の有機物を使用
した被覆処理や各種カップリング剤を使用した表面処理
等を施すことができる。カップリング剤としては、γ−
アミノプロピルトリエトキシシラン，Ｎ−β−アミノエ
チル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン，γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン，ビニルトリエ
トキシシラン，γ−メタクリルオキシプロピルトリメト
キシシラン，チタン系カップリング剤，ジルコニア系カ
ップリング剤，アルミ系カップリング剤等が具体的に挙
げられる。錫合金を被覆した鱗片状基体は、樹脂のビヒ
クル成分（固形量）１００重量部当り０．１〜３０重量
部の割合で樹脂と配合される。鱗片状基体の配合割合が
０．１重量部未満では、奥行のある高級なメタリック感
が得られ難い。配合割合の上限は特に制約されるもので
なく、樹脂の種類，要求される成形品の物性等に応じて
適宜定められるが、通常は２０重量部以下、好ましくは
５重量部以下の割合で樹脂に配合される。
合金層で均一に被覆した後、塗料に対する分散性及び樹
脂との密着性を改善するため、脂肪酸等の有機物を使用
した被覆処理や各種カップリング剤を使用した表面処理
等を施すことができる。カップリング剤としては、γ−
アミノプロピルトリエトキシシラン，Ｎ−β−アミノエ
チル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン，γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン，ビニルトリエ
トキシシラン，γ−メタクリルオキシプロピルトリメト
キシシラン，チタン系カップリング剤，ジルコニア系カ
ップリング剤，アルミ系カップリング剤等が具体的に挙
げられる。錫合金を被覆した鱗片状基体は、樹脂のビヒ
クル成分（固形量）１００重量部当り０．１〜３０重量
部の割合で樹脂と配合される。鱗片状基体の配合割合が
０．１重量部未満では、奥行のある高級なメタリック感
が得られ難い。配合割合の上限は特に制約されるもので
なく、樹脂の種類，要求される成形品の物性等に応じて
適宜定められるが、通常は２０重量部以下、好ましくは
５重量部以下の割合で樹脂に配合される。
【００１６】ビヒクル成分としては、基体樹脂と架橋剤
とを主成分とする硬化性樹脂塑性物が好ましい。基体樹
脂には、架橋性官能基をもつアクリル樹脂，ポリエステ
ル樹脂，アルキド樹脂等があるが、透明度の高い樹脂が
好ましい、架橋剤としては、メチロール化又はアルキル
エーテル化メラミン樹脂，尿素樹脂，ポリイソシアネー
ト化合物等が使用される。また、自己硬化性樹脂，熱硬
化性樹脂等も使用可能である。勿論、染料，顔料等で着
色した樹脂も使用可能である。溶剤としては、塗料用有
機溶剤や水等がある。
とを主成分とする硬化性樹脂塑性物が好ましい。基体樹
脂には、架橋性官能基をもつアクリル樹脂，ポリエステ
ル樹脂，アルキド樹脂等があるが、透明度の高い樹脂が
好ましい、架橋剤としては、メチロール化又はアルキル
エーテル化メラミン樹脂，尿素樹脂，ポリイソシアネー
ト化合物等が使用される。また、自己硬化性樹脂，熱硬
化性樹脂等も使用可能である。勿論、染料，顔料等で着
色した樹脂も使用可能である。溶剤としては、塗料用有
機溶剤や水等がある。
【００１７】
実施例１：図１の粉末スパッタリング装置を使用して、
パールマイカ顔料（マール社製，マグナパール１００
０，平均粒径：２５μｍ，平均厚み：１μｍ）の表面
に、膜厚３００Åの錫合金（１０％Ｓｎ−９０％Ａｌ）
をコーティングした。内径２００ｍｍ，軸方向長さ２０
０ｍｍの回転ドラム１に、２個の１０％Ｓｎ−９０％Ａ
ｌ合金スパッタリング源４を配置した。スパッタリング
源４としては、Ｓｎターゲット及びＡｌターゲットを組
み合わせて出力１．５ＫＷのマグネトロン型を使用し
た。パールマイカ顔料５を１００ｇ投入し、減圧処理室
７を３．０×１０-3Ｐａに減圧した後、Ａｒガス導入管
１０からＡｒガスを１５ｃｍ3 ／分の流量で導入し、パ
ールマイカ顔料５を分岐管１１，流体ジェットミル１２
及び循環管１３を経て減圧処理室７に吸引移送した。そ
して、減圧処理室７で加熱コイル６により２００℃に３
０分間加熱して乾燥脱ガスした。
パールマイカ顔料（マール社製，マグナパール１００
０，平均粒径：２５μｍ，平均厚み：１μｍ）の表面
に、膜厚３００Åの錫合金（１０％Ｓｎ−９０％Ａｌ）
をコーティングした。内径２００ｍｍ，軸方向長さ２０
０ｍｍの回転ドラム１に、２個の１０％Ｓｎ−９０％Ａ
ｌ合金スパッタリング源４を配置した。スパッタリング
源４としては、Ｓｎターゲット及びＡｌターゲットを組
み合わせて出力１．５ＫＷのマグネトロン型を使用し
た。パールマイカ顔料５を１００ｇ投入し、減圧処理室
７を３．０×１０-3Ｐａに減圧した後、Ａｒガス導入管
１０からＡｒガスを１５ｃｍ3 ／分の流量で導入し、パ
ールマイカ顔料５を分岐管１１，流体ジェットミル１２
及び循環管１３を経て減圧処理室７に吸引移送した。そ
して、減圧処理室７で加熱コイル６により２００℃に３
０分間加熱して乾燥脱ガスした。
【００１８】次いで、回転ドラム１の雰囲気をＡｒガス
で完全に置換した後、減圧処理室７のパールマイカ顔料
５を供給管９から回転ドラム１に落下させ、回転ドラム
１を５ｒｐｍの速度で回転させながら３．０×１０-3Ｐ
ａの減圧雰囲気下でスパッタリング源４からスパッタリ
ングした。スパッタリングを１０分間継続した後、減圧
処理室７を減圧にすると共にＡｒガス導入管１０からＡ
ｒガスを導入し、パールマイカ顔料５を流体ジェットミ
ル１２経由で減圧処理室７に吸引返送し、スパッタリン
グ中に塊状化されたパールマイカ顔料５をできるだけ個
々の粒子にほぐした。減圧処理室７に返送されたパール
マイカ顔料５には、厚み１０Åの１０％Ｓｎ−９０％Ａ
ｌ合金が被覆されていた。このスパッタリングを５回繰
り返すことにより、合金皮膜を５０Åまで成長させた
後、固気分離装置１６から回収した。
で完全に置換した後、減圧処理室７のパールマイカ顔料
５を供給管９から回転ドラム１に落下させ、回転ドラム
１を５ｒｐｍの速度で回転させながら３．０×１０-3Ｐ
ａの減圧雰囲気下でスパッタリング源４からスパッタリ
ングした。スパッタリングを１０分間継続した後、減圧
処理室７を減圧にすると共にＡｒガス導入管１０からＡ
ｒガスを導入し、パールマイカ顔料５を流体ジェットミ
ル１２経由で減圧処理室７に吸引返送し、スパッタリン
グ中に塊状化されたパールマイカ顔料５をできるだけ個
々の粒子にほぐした。減圧処理室７に返送されたパール
マイカ顔料５には、厚み１０Åの１０％Ｓｎ−９０％Ａ
ｌ合金が被覆されていた。このスパッタリングを５回繰
り返すことにより、合金皮膜を５０Åまで成長させた
後、固気分離装置１６から回収した。
【００１９】実施例２〜８：実施例１と同じ方法で、パ
ールマイカ顔料の表面に２０％Ｓｎ−８０％Ａｇ，３０
％Ｓｎ−７０％Ｎｉ，４０％Ｓｎ−６０％Ｃｒ，５０％
Ｓｎ−５０％Ｃｕ，３０％Ｓｎ−６５％Ａｇ−５％Ａ
ｌ，３０％Ｓｎ−６０％Ｎｉ−１０％Ｃｒ，３０％Ｓｎ
−４２％Ｃｕ−２８％Ｚｎの各合金層をそれぞれ表１に
示す膜厚で形成した。 比較例１〜６：実施例１と同じ方法で、パールマイカ顔
料の表面にＳｎ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｕの単一
金属をそれぞれ表１に示す膜厚で形成した。
ールマイカ顔料の表面に２０％Ｓｎ−８０％Ａｇ，３０
％Ｓｎ−７０％Ｎｉ，４０％Ｓｎ−６０％Ｃｒ，５０％
Ｓｎ−５０％Ｃｕ，３０％Ｓｎ−６５％Ａｇ−５％Ａ
ｌ，３０％Ｓｎ−６０％Ｎｉ−１０％Ｃｒ，３０％Ｓｎ
−４２％Ｃｕ−２８％Ｚｎの各合金層をそれぞれ表１に
示す膜厚で形成した。 比較例１〜６：実施例１と同じ方法で、パールマイカ顔
料の表面にＳｎ，Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｕの単一
金属をそれぞれ表１に示す膜厚で形成した。
【００２０】得られた合計１４種類の顔料を使用して、
塗装板を作製した。塗装に際し、乾燥塗膜中の顔料濃度
が１０％となるように各顔料をアクリル・メラミンクリ
ア塗料に混合し、白黒隠蔽上に２５ｍｉｌのバーコータ
で塗布した。そして、１４０℃×３０分の焼付け乾燥処
理を施すことにより、膜厚３０μｍの塗膜を形成した。
形成された塗膜について、白地，黒地それぞれの表面に
おける色調を測定し、隠蔽力を目視観察で官能判定し、
三段階評価した。メタリック感については、デジタル変
角光沢計（スガ試験機株式会社製 ＵＧＶ−５Ｋ）を使
用し６０度鏡面反射率を測定した。
塗装板を作製した。塗装に際し、乾燥塗膜中の顔料濃度
が１０％となるように各顔料をアクリル・メラミンクリ
ア塗料に混合し、白黒隠蔽上に２５ｍｉｌのバーコータ
で塗布した。そして、１４０℃×３０分の焼付け乾燥処
理を施すことにより、膜厚３０μｍの塗膜を形成した。
形成された塗膜について、白地，黒地それぞれの表面に
おける色調を測定し、隠蔽力を目視観察で官能判定し、
三段階評価した。メタリック感については、デジタル変
角光沢計（スガ試験機株式会社製 ＵＧＶ−５Ｋ）を使
用し６０度鏡面反射率を測定した。
【００２１】耐候性は、１，０００時間のＱＵＶ試験で
調査した。ＱＵＶ試験は、約６０℃で紫外線ランプを４
時間点灯した後、約５０℃で水分又は湿気凝結を伴う４
時間の非点灯を１サイクルとし、このサイクルを２４時
間に３回繰り返した。この試験では、試験パネルが模擬
高温熱帯性昼間条件に続いて暖かい高湿性夜間条件に曝
されることになり、その間に湿気又は水分がパネル面に
凝結する。パネルが凝結した水分で濡れている間は、紫
外線点灯過程の反復に従ってパネルが強烈な紫外光に曝
される。金属パネル表面にある塗膜に含まれるほとんど
の高分子材料に非常に悪影響を与えることが判ったの
は、この組合せの影響、すなわち高温多湿条件下におけ
る塗膜表面への紫外線照射の影響である。
調査した。ＱＵＶ試験は、約６０℃で紫外線ランプを４
時間点灯した後、約５０℃で水分又は湿気凝結を伴う４
時間の非点灯を１サイクルとし、このサイクルを２４時
間に３回繰り返した。この試験では、試験パネルが模擬
高温熱帯性昼間条件に続いて暖かい高湿性夜間条件に曝
されることになり、その間に湿気又は水分がパネル面に
凝結する。パネルが凝結した水分で濡れている間は、紫
外線点灯過程の反復に従ってパネルが強烈な紫外光に曝
される。金属パネル表面にある塗膜に含まれるほとんど
の高分子材料に非常に悪影響を与えることが判ったの
は、この組合せの影響、すなわち高温多湿条件下におけ
る塗膜表面への紫外線照射の影響である。
【００２２】塗装板をＱＵＶ試験機中に曝し、定期的に
試験機から塗装板を取り出し、外観の変化を色差計及び
デジタル変角光沢計で測定した。そして、各試験片につ
いて試験前からの変化量を色差ΔＥ及び光沢保持率％と
して求めた。以上の調査結果を、表１に示す。表１か
ら、本発明に従った顔料を使用した実施例１〜８では、
比較例１〜６と比べて、何れも隠蔽力及びメタリック感
が優れていた。また、比較例１〜６と比べて、色調及び
光沢度の変化も抑制されていた。このことから、本発明
に従って調製された顔料は、隠蔽力，メタリック感，耐
久性の何れにも優れた塗膜を形成することに有効である
ことが判る。また、プラスチック成形品用の樹脂塑性物
に配合した場合も、同様に優れた表面をもつ成形品が得
られた。
試験機から塗装板を取り出し、外観の変化を色差計及び
デジタル変角光沢計で測定した。そして、各試験片につ
いて試験前からの変化量を色差ΔＥ及び光沢保持率％と
して求めた。以上の調査結果を、表１に示す。表１か
ら、本発明に従った顔料を使用した実施例１〜８では、
比較例１〜６と比べて、何れも隠蔽力及びメタリック感
が優れていた。また、比較例１〜６と比べて、色調及び
光沢度の変化も抑制されていた。このことから、本発明
に従って調製された顔料は、隠蔽力，メタリック感，耐
久性の何れにも優れた塗膜を形成することに有効である
ことが判る。また、プラスチック成形品用の樹脂塑性物
に配合した場合も、同様に優れた表面をもつ成形品が得
られた。
【００２３】
【００２４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のメタリ
ック顔料は、チタニア被覆した鱗片状基体に錫合金層及
び酸化錫層を形成しているので、樹脂塗料に混合して鋼
板等の表面に塗布するとき、優れた隠蔽力及びメタリッ
ク感を呈し耐久性の良好な塗膜を形成することができ
る。そのため、外装建材，自動車用車体，屋外用家電製
品等の塗装に高品質顔料として使用される。また、印刷
インクや各種プラスチック成形品に練り込んで、反射テ
ープ，表示材料，看板，道路標識等としても使用され
る。
ック顔料は、チタニア被覆した鱗片状基体に錫合金層及
び酸化錫層を形成しているので、樹脂塗料に混合して鋼
板等の表面に塗布するとき、優れた隠蔽力及びメタリッ
ク感を呈し耐久性の良好な塗膜を形成することができ
る。そのため、外装建材，自動車用車体，屋外用家電製
品等の塗装に高品質顔料として使用される。また、印刷
インクや各種プラスチック成形品に練り込んで、反射テ
ープ，表示材料，看板，道路標識等としても使用され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 マイカ片に錫合金被覆を施すスパッタリング
装置
装置
１：回転ドラム ２：ロール ３：モータ ４：
スパッタリング源 ５：粉末原料（パールマイカ顔料） ６：加熱コイル
７：減圧処理室 ８：バルブ ９：供給管 １０：Ａｒガス導入管
１１：分岐管 １２：流体ジェットミル １３：循環管 １４，１
５：バルブ １６：固気分離装置
スパッタリング源 ５：粉末原料（パールマイカ顔料） ６：加熱コイル
７：減圧処理室 ８：バルブ ９：供給管 １０：Ａｒガス導入管
１１：分岐管 １２：流体ジェットミル １３：循環管 １４，１
５：バルブ １６：固気分離装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０９Ｄ 11/00 ＰＴＦ Ｃ０９Ｄ 11/00 ＰＴＦ
Claims (3)
- 【請求項１】 鱗片状基体の表面にチタニア層，錫合金
層及び酸化錫層が順次積層されている高耐候性メタリッ
ク顔料。 - 【請求項２】 錫合金層が膜厚５０〜３００Åでスパッ
タリング法により形成されている請求項１記載の高耐候
性メタリック顔料。 - 【請求項３】 Ａｌ，Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｒ又はＣｕとＳｎ
との合金から錫合金層が形成されている請求項１記載の
高耐候性メタリック顔料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25544696A JPH1081837A (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 高耐候性メタリック顔料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25544696A JPH1081837A (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 高耐候性メタリック顔料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1081837A true JPH1081837A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=17278890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25544696A Withdrawn JPH1081837A (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | 高耐候性メタリック顔料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1081837A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1996
- 1996-09-05 JP JP25544696A patent/JPH1081837A/ja not_active Withdrawn
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