(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）合成雲母、天然雲母、ガラス、板状酸化鉄、板状アルミナ及び板状シリカのうち一つ以上を含む板状フレーク基質を脱イオン水に混合した後、撹拌及び分散させることによって懸濁液を形成すること、
（ｂ）前記（ａ）段階の懸濁液に第１の可溶性無機金属塩溶液を滴下した後、第１の可溶性無機金属塩溶液を加水分解させることによって前記フレークの表面に第１の金属酸化物層からなる高屈折層を被覆させること、
（ｃ）前記（ｂ）段階の懸濁液にＭｇＯ・ＳｉＯ2を含む可溶性無機塩溶液を滴下した後、可溶性無機塩溶液を加水分解させることによって前記第１の金属酸化物層の表面に酸化物層からなる低屈折層を被覆させること、及び
（ｄ）前記（ｃ）段階の懸濁液に第２の可溶性無機金属塩溶液を滴下した後、第２の可溶性無機金属塩溶液を加水分解させることによって前記酸化物層の表面に第２の金属酸化物層からなる高屈折層を被覆させることを含み、
前記（ａ）段階の懸濁液は、固体含有量が５〜２０重量％であり、
前記（ｂ）〜（ｄ）段階の懸濁液は、６０〜９０℃に維持し、
前記酸化物層が、前記光沢顔料の全体重量％の５〜３５重量％となるようにし、
前記（ｂ）段階及び前記（ｄ）段階の懸濁液は、ｐＨ値を１〜９に調整し、溶液の滴下完了後、１０〜３０分間還流させ、
前記（ｃ）段階の懸濁液は、ｐＨ値を４〜１４に調整し、溶液の滴下完了後、３０〜６０分間還流させ、
前記第１の可溶性無機金属塩溶液及び第２の可溶性無機金属塩溶液は、ＳｎＣｌ4、ＴｉＣｌ4、ＴｉＯＣｌ2、ＴｉＯＳＯ4、ＦｅＣｌ3、ＦｅＳＯ4、ＳｉＣｌ4、ＺｒＯＣｌ2、Ｎａ2Ｏ・ＳｉＯ2・５Ｈ2Ｏ、ＭｎＣｌ2、ＭｇＣｌ2、ＡｌＣｌ3及びＣｏＣｌ2から選択された一つ又は一つ以上の混合物からなり、
前記可溶性無機塩溶液は、水ガラス、ＭｇＣｌ2、珪酸塩、ＡｌＣｌ3、ＫＣｌ3及びホウ酸から選択された一つ又は一つ以上の混合物からなる、
ことを特徴とする真珠光沢顔料の製造方法。
【請求項２】
前記酸化物層は、前記ＭｇＯ・ＳｉＯ2に加えて、ＳｉＯ2、ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3、Ｋ2Ｏ・ＳｉＯ2及びＭｇ2ＳｉＯ4から選択された一つ又は一つ以上の混合物からなるものをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の真珠光沢顔料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層にコーティングされる真珠光沢顔料に関するもので、多層に交差してコーティングされた多数の層のうち低屈折層をＭｇＯ・ＳｉＯ2を使用して形成することによって、高輝度、高光沢及び高彩度特性を得ることができ、多重色相顔料を容易に具現できるようにする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多層にコーティングされる真珠光沢顔料は、透明基質層の上部に形成される低屈折層及び高屈折層を含む。
【０００３】
このとき、既存の真珠光沢顔料の場合は、低屈折層をＳｉＯ2のみを用いて形成していた。
【０００４】
ここで、低屈折層の厚さを過度に薄く形成すると、低輝度及び低光沢特性が表れる。したがって、輝度及び光沢特性を改善するためには低屈折ＳｉＯ2層を厚く形成しなければならないが、低屈折層の厚さが増加すると、クラックの発生確率が高くなり、単一色相のみを具現するなどの限界を示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、多層にコーティングされる真珠光沢顔料にＭｇＯ・ＳｉＯ2を含む低屈折層を形成することによって、高輝度、高光沢及び高彩度特性を得ることができ、多重色相の顔料を具現することを目的とする。
【０００６】
さらに、本発明は、ＭｇＯ・ＳｉＯ2の添加量を増加させることによって、低屈折層の厚さを増加させなくても多重色相の顔料を製作できるようにし、クラックなどの不良発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施例に係る真珠光沢顔料の製造方法は、（ａ）合成雲母、天然雲母、ガラス、板状酸化鉄、板状アルミナ及び板状シリカのうち一つ以上を含むフレーク基質を脱イオン水（ＤＩ  ｗａｔｅｒ）に混合した後、撹拌及び分散させることによって懸濁液を形成すること、（ｂ）前記（ａ）段階の懸濁液に第１の可溶性無機金属塩溶液を滴定した後、第１の可溶性無機金属塩溶液を加水分解させることによって前記フレークの表面に第１の金属酸化物層を被覆させること、（ｃ）前記（ｂ）段階の懸濁液にＭｇＯ・ＳｉＯ2を含む可溶性無機塩溶液を滴定した後、可溶性無機塩溶液を加水分解させることによって前記第１の金属酸化物層の表面に酸化物層を被覆させること、及び（ｄ）前記（ｃ）段階の懸濁液に前記第２の可溶性無機金属塩溶液を滴定した後、第２の可溶性無機金属塩溶液を加水分解させることによって前記酸化物層の表面に第２の金属酸化物層を被覆させることを含むことを特徴とする。
【０００８】
併せて、本発明の一実施例に係る真珠光沢顔料は、フレーク基質と、前記基質の上部に被覆された第１の金属酸化物層と、前記第１の金属酸化物層の上部に被覆されたＭｇＯ・ＳｉＯ2を含む酸化物層と、前記酸化物層の上部に被覆された第２の金属酸化物層とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る真珠光沢顔料の製造方法は、低屈折層をＭｇＯ・ＳｉＯ2を使用して形成することによって、薄い厚さを有しながらも高輝度及び高光沢を具現できるという効果を有する。
【００１０】
さらに、低屈折層の厚さを増加させなくてもよいので、高彩度特性を有し、多重色相を有する真珠光沢顔料を容易に製造できるという効果を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来技術に係る真珠光沢顔料のＳｉＯ2酸化物層にクラックが発生したことを示したＳＥＭ写真である。
【図２】本発明に係る真珠光沢顔料のＭｇＯ・ＳｉＯ2酸化物層を示したＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の利点、特徴及びそれらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に説明する各実施例を参照すれば明確になるだろう。しかし、本発明は、以下で開示する各実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現可能である。本実施例は、本発明の開示が完全にし、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるもので、本発明は、特許請求の範囲の範疇によって定義されるものに過ぎない。明細書全体にわたって同一の参照符号は、同一の構成要素を示す。
【００１３】
以下、本発明に係る真珠光沢顔料及びその製造方法について詳細に説明する。
【００１４】
本発明の一実施例に係る真珠光沢顔料の製造方法は、懸濁液形成段階、第１の金属酸化物層形成段階、ＭｇＯ・ＳｉＯ2層形成段階、及び第２の金属酸化物層形成段階を含む。
【００１５】
懸濁液形成
【００１６】
まず、懸濁液形成段階では、基質として使用される一定の大きさのフレークを脱イオン水に混合した後、撹拌及び分散させて懸濁液を形成する。
【００１７】
このとき、フレークとしては、粒径の大きさが５〜２５０μｍである板状のものを使用することが望ましい。粒径の大きさが５μｍ未満である場合は、基質の表面に物質がコーティングされながら、コーティング厚さが増加するほど板状基質が徐々に球体の形態に変化するようになる。すなわち、角形比が減少するが、角形比が減少する場合、乱反射によって光の散乱をもたらすようになり、一定に同一の屈折率を有する同一の色相を表すことが不可能になる。
【００１８】
一方、板状型のフレークの粒径が２５０μｍを超える場合、コーティングされる表面積が増加するので、色相を具現するためのコーティング層の構成が難しくなる。
【００１９】
このような基質としては、合成雲母（Ｍｉｃａ）、天然雲母、ガラス、板状酸化鉄、板状アルミナ及び板状シリカのうち一つ以上が使用される。
【００２０】
そして、懸濁液内には、前記基質固体が５〜２０重量％の含有量になるように混合されることが望ましい。
【００２１】
固体の含有量が５重量％未満である場合は、後続する酸化層形成反応が生じないか、不充分になるおそれがある。また、固体の含有量が２０重量％を超える場合は、反応効率が低下するおそれがある。
【００２２】
以上のように顔料製造のための懸濁液が形成されたら、まず、懸濁液の温度を６０〜９０℃に昇温させる。このように懸濁液を加熱する理由は、懸濁液の温度が６０℃未満である場合、コーティング状態が均一でなく、コーティングされる物質の大きさ及び形態が非常に不規則になり、また、懸濁液の温度が９０℃を超えると、コーティングのための反応が激しく生じ、粗いコーティング層が形成されるおそれがあるためである。
【００２３】
ここで、前記のように、コーティング層の状態が不安定である場合、顔料が高い彩度を有することが不可能であるので、前記のような温度範囲を維持することが望ましい。併せて、このような温度範囲は、以下の第１及び第２の金属酸化物層及び酸化物層を形成する全ての反応に同一に適用させる。
【００２４】
第１の金属酸化物層形成
【００２５】
以上のように懸濁液製造及び昇温段階を終了させたら、その次に、懸濁液に第１の可溶性無機金属塩溶液を滴定した後、第１の可溶性無機金属塩溶液を加水分解させることによって前記フレークの表面に第１の金属酸化物層を被覆させる段階を行う。
【００２６】
このとき、無機金属塩は、ＳｎＣｌ4、ＴｉＣｌ4、ＴｉＯＣｌ2、ＴｉＯＳＯ4、ＦｅＣｌ3、ＦｅＳＯ4、ＳｉＣｌ4、ＺｒＯＣｌ2、Ｎａ2Ｏ・ＳｉＯ2・５Ｈ2Ｏ、ＭｎＣｌ2、ＭｇＣｌ2、ＡｌＣｌ3及びＣｏＣｌ2から選択された一つ又は一つ以上の混合物からなるものを含む。
【００２７】
そして、前記無機金属塩が溶解されている第１の可溶性無機金属塩溶液は、懸濁液に一滴ずつ落としながら加水分解を行わせる。
【００２８】
このとき、懸濁液のｐＨ値は１〜９にする。ｐＨが１未満になると、第１の金属酸化物層のコーティングが正常に行われず、ｐＨが９を超える場合は、コーティング物質が均一でなく、非常に不規則な大きさと形態を有するようになる。したがって、コーティングが非常に粗い状態になるので、顔料が高い彩度を有することが不可能になる。
【００２９】
併せて、前記ｐＨ値が一定に維持された状態で溶液注入を完了した後、懸濁液を１０分〜３０分間還流させる工程を行う。
【００３０】
このとき、ｐＨ値は、前記基質の表面に形成される第１の金属酸化物層の被覆率が１〜５０％になる程度に一定に維持させ、還流工程は、反応ｐＨによる衝撃を減少させ、コーティングされる物質を充分に表面にコーティングさせる。
【００３１】
したがって、還流時間が１０分未満になる場合、十分な被覆率を得ることができず、基質に衝撃が加えられることによってクラックを誘発させるおそれがある。また、還流時間が３０分を超える場合は、撹拌による基質自体の割れやコーティング層の分離現象が表れるおそれがある。
【００３２】
ＭｇＯ・ＳｉＯ2層形成
【００３３】
前記のような工程によって基質の表面に第１の金属酸化物層が被覆された固体が混合されている懸濁液の温度を再び６０〜９０℃に昇温させる。このとき、前記温度範囲は、上述したように最適なコーティング層を形成するための温度範囲である。
【００３４】
次に、昇温された懸濁液にＭｇＯ・ＳｉＯ2を含む可溶性無機塩溶液を滴定した後、可溶性無機塩溶液を加水分解させることによって前記第１の金属酸化物層の表面にＭｇＯ・ＳｉＯ2を被覆させる。本発明では、ＭｇＯ・ＳｉＯ2が単独で形成されたり、又はＭｇＯ・ＳｉＯ2と異なる酸化物と共に被覆されて形成された層を酸化物層という。
【００３５】
このとき、前記可溶性無機塩溶液としては、水ガラス、ＭｇＣｌ2、珪酸塩、ＡｌＣｌ3、ＫＣｌ3及びホウ酸から選択された一つ又は一つ以上の混合物からなるものを使用する。
【００３６】
そして、懸濁液のｐＨ値は４〜１４にする。ｐＨが４未満になると、酸化物層のコーティングが正常に行われず、コーティング物質は、均一でない非常に不規則な大きさと形態を有するようになり、顔料が高い彩度を有することが不可能になる。
【００３７】
併せて、前記ｐＨ値が一定に維持された状態で溶液注入を完了した後、懸濁液を３０分〜６０分間還流させる工程を行う。
【００３８】
このとき、ｐＨ値は、前記基質の表面に形成される酸化物層の被覆率が、高彩度及び高光沢顔料の場合は１〜３０％になり、多重色相顔料の場合は３０〜９０％になるように調節することが望ましい。
【００３９】
多重色相を使用する場合は、光沢顔料よりも最大３倍まで酸化物層の被覆率が増加するが、これによって、高光沢及び高彩度特性を有する顔料の場合と多重色相を有する顔料の場合に対する酸化物層の全体重量の比率が変化するようになる。
【００４０】
高光沢及び高彩度特性を有する顔料は、全体の完成形態の顔料を基準にして総重量に対して５〜１０重量％の比率である場合に最適な性能を有する。すなわち、酸化物層が形成された比率が全体の顔料の総重量の５重量％未満である場合は高光沢特性が低下し、酸化物層の比率が１０重量％を超える場合は高彩度特性が低下した。
【００４１】
併せて、多重色相を有する顔料は、全体の完成形態の顔料を基準にして総重量に対して５〜３５重量％の比率である場合に最適な性能を有する。すなわち、酸化物層が形成された比率が全体の顔料の総重量の５重量％未満である場合は単一色に表れるという問題があり、酸化物層の比率が３５重量％を超える場合は色変化特性が低下した。
【００４２】
したがって、本発明に係る酸化層の望ましい含量の比率は５〜３５重量％であるが、これに制限されるものではなく、基質の種類、コーティングされる物質及びコーティング厚さなどによって変化し得る。
【００４３】
以上のように形成された本発明の酸化物層は、ＭｇＯ・ＳｉＯ2を主要な構成にし、ＳｉＯ2、ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3、Ｋ2Ｏ・ＳｉＯ2及びＭｇ2ＳｉＯ4から選択された一つ又は一つ以上の混合物からなるものをさらに含むことができる。
【００４４】
このような酸化物層は、顔料で低屈折層の役割をし、既存のＳｉＯ2のみを形成する場合に発生していたクラックなどの問題を解決することができる。
【００４５】
図１は、従来技術に係る真珠光沢顔料のＳｉＯ2酸化物層にクラックが発生したことを示したＳＥＭ写真である。
【００４６】
図１を参照すると、ＳｉＯ2酸化物層の組織が緻密に形成されておらず、中心部にクラックが発生したことが分かる。
【００４７】
一方、本発明に係るＭｇＯ・ＳｉＯ2酸化物層の場合、このような問題が発生しないが、その一例を示すと次の通りである。
【００４８】
図２は、本発明に係る真珠光沢顔料のＭｇＯ・ＳｉＯ2酸化物層を示したＳＥＭ写真である。
【００４９】
図２を参照すると、ＭｇＯ・ＳｉＯ2酸化物層の組織が緻密でありながらも均一に形成されており、クラックなどの問題が全く発生していないことが分かる。
【００５０】
このようにＭｇＯ・ＳｉＯ2酸化物層を使用すると、低屈折層の厚さ調節が容易であり、高光沢、高彩度及び多重色相特性を容易に示すことができる。
【００５１】
以上説明したように、本発明に係る真珠光沢顔料は、薄型の透明フレーク基質と、透明基質の上部に被覆された第１の金属酸化物層と、前記第１の金属酸化物層の上部に被覆されたＭｇＯ・ＳｉＯ2を含む酸化物層とを基本構成としている。
【００５２】
第２の金属酸化物層形成
【００５３】
ここで、本発明では、前記酸化物層の保護及び高光沢など特性向上のために前記酸化物層の上部に第２の金属酸化物層を被覆し、その過程は前記第１の金属酸化物の被覆過程と同一に進行する。
【００５４】
次に、最終的に第２の金属酸化物層の被覆が完了した懸濁液をろ過し、脱イオン水で洗浄及び乾燥した後、残余物をか焼してスクリーン処理し、本発明に係る真珠光沢顔料の製造を完了する。
【００５５】
以上のように、７層構造の多層にコーティングされる本発明の真珠光沢顔料は、透明基質層の上部に形成される低屈折層及び高屈折層を含み、高光沢、高彩度及び優れた多重色相特性を有する。
【００５６】
前記のような特性は、主にＭｇＯ・ＳｉＯ2酸化物層の使用有無によって表れるので、以下では、前記酸化物層の使用による高光沢、高彩度及び多重色相特性について説明する。
【００５７】
彩度（色差計値）
【００５８】
１）高彩度高光沢顔料
【００５９】
【表１】
0005642630.tif 000002
【００６０】
２）多重色相顔料
【００６１】
【表２】
0005642630.tif 000003
【００６２】
前記［表１］及び［表２］を参照すると、前記比較例１〜１１はＳｉＯ2酸化物層を形成した場合を示したもので、前記実施例１〜１１はＭｇＯ・ＳｉＯ2酸化物層を形成した場合を示したものである。
【００６３】
したがって、前記各比較例と各実施例を比較すると、ＭｇＯ・ＳｉＯ2酸化物層を使用した後で色差計値（ａ*、ｂ*）が増加したことが分かる。
【００６４】
ここで、色差計値の絶対値が大きくなるほど彩度が良くなるので、本発明に係る顔料の彩度が向上したことが分かる。
【００６５】
光沢値
【００６６】
１）高彩度高光沢顔料
【００６７】
【表３】
0005642630.tif 000004
【００６８】
２）多重色相顔料
【００６９】
【表４】
0005642630.tif 000005
【００７０】
前記［表３］及び［表４］を参照すると、前記比較例１２〜２２はＳｉＯ2酸化物層を形成した場合を示したもので、前記実施例１２〜２２はＭｇＯ・ＳｉＯ2酸化物層を形成した場合を示したものである。
【００７１】
したがって、前記各比較例と各実施例を比較すると、ＭｇＯ・ＳｉＯ2酸化物層を使用した後で光沢度値が増加したことが分かる。
【００７２】
ＭｇＯ・ＳｉＯ2酸化物層の含量比による彩度及び光沢値の変化
【００７３】
１）高彩度高光沢顔料
【００７４】
【表５】
0005642630.tif 000006
【００７５】
【表６】
0005642630.tif 000007
【００７６】
２）多重色相顔料
【００７７】
【表７】
0005642630.tif 000008
【００７８】
【表８】
0005642630.tif 000009
【００７９】
上述した［表５］〜［表８］を参照すると、比較例２３、２４、２６、２７の場合、ＭｇＯ・ＳｉＯ2酸化物層が５重量％未満であって、コーティング層の厚さが薄くなり、各層別の比率が合わなくなることが分かる。
【００８０】
これは、コーティング層が薄いため下層を十分に覆うことができず、その結果、表面が粗くなることによって乱反射が生じ、高彩度と高光沢を得られなかったと推定することができる。併せて、前記のような原理で、各比較例は多重色相効果も得られなかった。
【００８１】
一方、ＭｇＯ・ＳｉＯ2酸化物層が３５重量％を超えてコーティングされると、コーティング層の厚さが厚くなり、各層別の比率が合わなくなるので、光の屈折率を正常に利用できなくなることが分かる。したがって、意図しない色相が具現され、彩度が低下することが分かる。
【００８２】
一方、本発明に係るＭｇＯ・ＳｉＯ2酸化物層の含量範囲によって形成された実施例２３〜３２の顔料の場合は、いずれも前記［表１］〜［表４］に示した正常な彩度及び光度値を得ることができた。
【００８３】
以上説明したように、本発明に係る真珠光沢顔料の製造方法によると、低屈折層をＭｇＯ・ＳｉＯ2を使用して形成することによって、薄い厚さを有しながらも高輝度及び高光沢を具現することができる。
【００８４】
併せて、低屈折層の厚さを増加させなくてもよいので、容易に高彩度高光沢特性を確保することができ、多重色相を有する真珠光沢顔料を容易に製造することができる。
【００８５】
以上では、本発明の実施例を中心に説明したが、当業者の水準で多様な変更や変形が可能である。このような変更と変形は、本発明の範囲を逸脱しない限り、本発明に属するものといえる。したがって、本発明の権利範囲は、以下で記載する特許請求の範囲によって判断しなければならない。
【図１】
0005642630.tif 000010
【図２】
0005642630.tif 000011