(57)【要約】【課題】体質顔料である白雲石の粉砕物を媒体の中で均一に分散させるようにすることを目的とする。【解決手段】白色の白雲石を１〜５０μｍまで粉砕させ、その粉砕物１を水で湿潤させる。そして、加熱された攪拌機４に入れて撹拌させながら、分散剤３を上から噴霧させ、ペースト状にしていく。そして、ペースト状の粉砕物１が６０℃になったら撹拌を停止し、その後、分散剤３を表面に付着させた粉砕物１を乾燥させ、塗料の溶媒の中に入れて、他の顔料や分散剤、安定剤などと撹拌させるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
当該分散剤を入れて体質顔料を撹拌する工程と、
当該撹拌されている体質顔料を加熱する工程と、
を用いて生成された体質顔料の生成方法。
【請求項２】
前記体質顔料が白雲石である請求項１に記載の体質顔料の製造方法。
【請求項３】
前記分散剤が界面活性剤である請求項１に記載の体質顔料の製造方法。
【請求項４】
表面に分散剤をあらかじめ付着させてなる体質顔料。
【請求項５】
前記体質顔料が白雲石を粉砕した粉砕物である請求項４に記載の体質顔料。
【請求項６】
前記分散剤が、界面活性剤である請求項４に記載の体質顔料。
【請求項７】
請求項４から６のいずれかに記載の体質顔料を、溶媒に入れて分散させた塗料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸カルシウムマグネシウムなどを主成分とする白雲石（苦灰石、ドロマイトとも称する）を粉砕させた体質顔料に関するものであり、より詳しくは、溶媒中における体質顔料としての性質を損なうことなく、均一に混合させることができるようにした体質顔料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、塗料には、アクリルなどの溶媒（約７０重量部）の他に、顔料（約１０重量部）、分散剤（約１重量部）、充填剤（約１８重量部）、その他、安定剤などが含まれている。これらの成分のうち、顔料が最も価格的に高く、充填剤が最も安いため、顔料の割合を少なくするとともに、充填剤の割合を多くすることでコストを下げることができるようになる。
【０００３】
このような充填剤としては、従来、透明な炭酸カルシウムなどが用いられているが、この炭酸カルシウムは、吸油量が非常に大きいため、この成分割合を大きくすると、溶媒を吸って粘性が高くなってしまい、塗りにくくなるという問題がある。
【０００４】
これに対して、充填剤として炭酸カルシウムマグネシウムなどを主成分とする白雲石の粉砕物を充填剤として使用する方法も提案されている（非特許文献１）。このような白雲石の粉砕物は、コストも安く、また、白色度の高いものも存在するため、体質顔料としても利用することができる。さらに、吸油量も低いことから、粘性を低くすることができるというメリットもある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】CHU SHIN CHEMICAL Co.,Ltd.  ＨＰ（http://www.chu-shin.21tw.net/jp/products04.html）平成２９年９月３０日確認
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような白雲石の粉砕物を使用する場合、次のような問題が生ずる。
【０００７】
すなわち、白雲石の粉砕物をそのまま媒体（アクリル、水、プラスチックゾル、プラスチックコンパウンドなど）に投入して撹拌処理すると、白雲石の粉砕物が凝集してしまい、粘性が高くなってしまうとともに、塗料としての隠蔽力の低下や、難燃効果が不均一になり、部分的な脆さなどを生じてしまう。
【０００８】
これを改善するために、白雲石の粉砕物を混合させる際、媒体に混合させてから、若しくは、媒体へ先に分散剤を入れるようにすることも行われているが、媒体に混合させてから分散剤を入れると、先に粉砕物が凝集してしまい、その凝集した塊に分散剤が吸着してしまうことになる。一方、媒体へ先に分散剤を入れると、別の組成物に分散剤が吸着してしまい、白雲石の粉砕物に分散剤が浸透しない可能性があるといった問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、白雲石の粉砕物を媒体の中で均一に分散させるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
体質顔料に分散剤を入れる工程と、当該分散剤を入れた体質顔料を撹拌する工程と、当該撹拌されている体質顔料を加熱する工程とを用いて体質顔料を生成するようにする。
【００１１】
このようにすれば、先に分散剤を体質顔料の表面に付着させることができ、溶媒に入れた後における凝集を防止することができるようになる。また、分散剤を付着させた体質顔料を加熱することで、その水分を蒸発させ、分散剤を強固に付着させることもできる。また、溶媒中における分散性能を高めることができるようになる。
【００１２】
このような体質顔料として、白雲石を用い、好ましくは、マンセル色素系の等色平面における明度彩度で９．０以上の白色系白雲石を用いる。
【００１３】
このようにすれば、白雲石の隠蔽力を用いて顔料の濃度を下げることができるだけでなく、多くの塗料で使用される白色顔料としても機能させることで、塗料全体におけるコストを低減させることができるようになる。
【００１４】
また、前記分散剤として、界面活性剤を用いるようにする。
【００１５】
このようにすれば、親水性と疎水性を備えた界面活性剤によって、溶媒内での分散性能を高めることができるようになる。
【００１６】
さらに、このように生成された体質顔料を、溶媒に入れて分散させて塗料を生成する。
【００１７】
このように、分散剤と体質顔料の表面に付着させてから溶媒に入れることで、体質顔料を確実に分散させることができ、粘度の低下などを防ぐことができるようになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、白雲石などの粉砕物に対して、先に、界面活性剤などの分散剤を付着させるようにしたため、これを溶媒に入れたとしても粉砕物が凝集することがなくなる。また、分散剤を付着せた後、加熱することで水分を蒸発させることができ、粉砕物の表面に分散剤を強く付着させることができ、溶媒内での分散性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態における体質顔料の製造工程を示す図
【図２】同形態における体質顔料の濡れ性を示す図
【図３】同形態における体質顔料の発色性を示す図
【図４】同形態における体質顔料の着色性を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施の形態における塗料、および、その中に含まれる体質顔料各成分について説明する。
【００２１】
この実施の形態における塗料は、壁材の塗料などとして使用されるものであって、溶媒として６０〜７０重量部、顔料として４〜１５重量部、分散剤として１重量部、充填剤として２０〜３０重量部などを含有させるようにしたものであり、特徴的に、充填剤と顔料の機能を兼ね備えた組成物として、白雲石、苦灰石、ドロマイトの主成分である炭酸カルシウムマグネシウムの粉砕物を多く含有させるようにしたものである。そして、その粉砕物を溶媒中において凝集させることなく均一に分散させるため、先に粉砕物の表面に分散剤を付着させるようにしたものである。以下、本実施の形態における塗料の各成分について詳細に説明する。
【００２２】
まず、溶媒は、樹脂類を希釈させるとともに流動性を与えるものであって、有機溶剤や水などが用いられる。このうち、有機溶剤としては、アクリル、石油系混合溶剤、ミネラルスピリット、トルエン、キシレン、エタノール、ブタノール、イソプロピルアルコール、ブチルセロソルブ、ケトン、シクロヘキサン、酢酸ブチル、酢酸エチルが用いられる。この溶媒としては、６０重量部〜７０重量部、好ましくは、６３〜６７重量部の範囲内で含有させるようにする。
【００２３】
顔料は、製品中最もコストの高いもので、例えば、白色顔料として酸化チタン、黒色顔料としてカーボンブラック、赤色顔料としてパーマネントレッド、黄色顔料として黄色酸化鉄、青色顔料としてシアニンブルー、緑色顔料としてシアニングリーンなどが用いられる。このうち顔料は、黒色を除いてほとんどの色に白色顔料が含まれ、また、これらのコストが高いため、少しでも白色顔料の成分を少なくすることで全体のコストを低減させることができるようになる。このため、この実施の形態においては、白色顔料として、充填剤と兼用できる体質顔料を用いるようにする。具体的には、白雲石や苦灰石、ドロマイトなどの炭酸カルシウムマグネシウムを主成分とする粉砕物を用いるようにし、好ましくは、マンセル色素系の等色平面における明度彩度で９．０以上の白色系白雲石の粉砕物を用いるようにする。この白雲石の粉砕物は、従来の充填剤である炭酸カルシウムやカオリン、タルクなどと比べて吸油量が３０〜４０％程度と少なく、アクリルなどの溶媒を吸着する量が少なくなって、溶媒の量を少なくすることができる。すなわち、炭酸カルシウムなどの従来の充填剤を用いる場合、吸油量を考慮してアクリルなどの溶媒の量を多くしなければならないが、本実施の形態のように白雲石の粉砕物を用いた場合は、吸油量を少なくすることができ、溶媒の量を少なくしてコストを下げることができるようになる。また、従来の炭酸カルシウムなどの充填剤は、隠蔽力が低いため顔料を多くしなければならないが、白雲石の粉砕物は隠蔽力が高いため、顔料を少なくしても下地を隠すことができるようになる。
【００２４】
分散剤は、顔料を溶媒中で均一に分散させるようにしたもので、アニオン系や非イオン系などの界面活性剤が用いられる。このような界面活性剤としては、脂肪酸塩、α−スルホ脂肪酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩、アルキル硫酸ジエタノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウムクロリド、アルキルポリジニウムクロリド、共重合アルキローンアミン、リン酸エステルの化合物などを用いることができる。これらの分散剤は、０．５〜１．５重量部の割合で溶媒に入れられ、白雲石の粉砕物に付着される分散剤を除いては、顔料を溶媒に入れる前、もしくは、顔料を入れた後に入れられる。
【００２５】
充填剤は、製品全体のコストの低減させて増量させることを主たる目的として添加されるものであって、各種炭酸カルシウム、カオリンクレー、タルク、マイカ、セリサイトなどが用いられる。この充填剤は、製品中最もコストが安いもので、最もコストの高い顔料の１〜２％程度のコストの材料が好適に用いられる。
【００２６】
このような各成分は、１ｋｇ当たりの平均的な相対価格として、溶媒１０、顔料７５０、分散剤２５、充填剤１の相対価格となっており、また、従来の平均的な塗料の成分割合である溶媒７０重量部、顔料１０重量部、分散剤１重量部、充填剤１９重量部と相対価格を積算した場合、製品全体のコストが約「８２４４」の相対価格となる。これに対して、本実施の形態のように、例えば、溶媒６５重量部、顔料９重量部、分散剤１重量部、充填剤２５重量部とし、これに相対価格を積算した場合、「７４５０」の相対価格となって、コストを大きく下げることができる。また、仮に、本実施の形態の成分割合をそれぞれ±５重量部増減させた場合であっても、従来品に対する価格よりも大きく下げることができるようになる。そこで、本実施の形態では、充填剤および顔料としての機能を有する白雲石、苦灰石、ドロマイトなどの主成分である炭酸カルシウムマグネシウムを１μｍ〜５０μｍまで粉砕させた粉砕物を用いるようにする。しかしながら、このような炭酸カルシウムマグネシウムである複塩の粉砕物は、細かく粉砕させると凝集力が働いてしまい、溶媒中で均一に分散させることが難しくなって、隠蔽力を保つことができなくなる。そこで、図１に示すような工程で、白雲石を粉砕して分散剤を付着させるようにする。
【００２７】
（第一工程）
【００２８】
まず、白雲石を粉砕させる際、白雲石の表面から異物を取り除くように洗浄した後、これをクラッシャーミルなどを用いて粗粉砕し、その後、この粗粉砕された鉱石をビンミル、気流式粉砕機などを用いて１μｍ〜５０μｍ程度となるまで粉砕する。
【００２９】
（第二工程）
【００３０】
そして、この粉砕物１をヘンシェルミキサーやスーパーミキサーなどのように上下に羽根の付いた攪拌機４に入れ、粉砕物１に対して２５〜４０重量部の水２を加える。このとき、攪拌機４の容器は、６５〜８０℃の状態で加熱させておき、水蒸気なども含めて粉砕物１の表面に水２を付着させるようにしておく。そして、この状態で、４００〜７００ｒｐｍで撹拌を行う。
【００３１】
（第三工程）
【００３２】
次に、水２が粉砕物１の全体にいきわたった後、分散剤３を投入する。この分散剤３を投入する場合、攪拌機４の上からゆっくりと噴霧するように入れていき、撹拌させながら全体に馴染ませていく。そして、分散剤３が均等に馴染んで全体温度が６０℃を越えた状態で撹拌を終了する。この撹拌を終了する温度としては、界面活性剤に流動性が十分与えられる温度を基準とする。
【００３３】
（第四工程）
【００３４】
そして、攪拌機４の容器を開け、水２を飛ばすとともに材料を常温まで冷却・乾燥させてから材料を取り出し、その分散剤を付着させた体質顔料を溶媒に入れて撹拌させるようにする。このとき、溶媒には、他の顔料や分散剤、安定剤などを入れておいてもよい。
【００３５】
このようにすれば、炭酸カルシウムマグネシウムなどのような複塩を粉砕して電荷のアンバランスに基づく吸着性を生じたとしても、その表面に界面活性剤などの分散剤をあらかじめ付着させるようにしたため、溶媒に入れた後においても均一に分散させることができるようになる。
【実施例１】
【００３６】
以下、本実施の形態の一例である体質顔料と、先に分散剤を付着させなかった場合の体質顔料との比較例を説明する。
１． 濡れ性
【００３７】
先に表面に分散剤を付着させていない白雲石の粉砕物（Ａ）と、先に表面に分散剤を付着させた白雲石の粉砕物（Ｂ）を比較する。この粉砕物２０ｇに精製水６ｃｃを加えて撹拌させた場合、Ａは部分的な濡れで凝集体ができてしまうが、Ｂは完全にペースト状になっていることがわかる。
２．発色性
【００３８】
粉砕物が溶媒中に均等に分散することで、可視光の反射効果も高くなり、白色度も高くなることを確認する。
Ｃ：白雲石の粉砕物２０ｇ、精製水８ｃｃ（分散剤を添加せず）
Ｄ：白雲石の粉砕物２０ｇ、精製水５ｃｃと分散剤０．２ｃｃ（先に溶媒に混合）
Ｅ：白雲石の粉砕物２０ｇに分散剤０．２ｃｃを表面処理、その後、精製水５ｃｃ
この比較の際、攪拌機としてスリーワンモーター攪拌機を用い、１３００ｒｐｍで５分撹拌させた。
【００３９】
図３から分かるように、ＣＤＥの順で白色効果が高くなっていることが分かる。また、ＣＤの材料の場合、部分的に分散した箇所と凝集している箇所の混在が確認された。
３．着色
【００４０】
本実施の形態における表面処理した粉砕物に着色剤を混合しておくことが可能であるか検証した。着色する場合、表面処理を行う際に、白雲石の粉砕物と着色剤を先に簡易ブレンドし、その後から分散剤の表面処理と同じ工程を行った。なお、顔料の吸油量、染料の溶け具合から馴染みが悪い場合は、溶媒を微量添加しながら調整を行うようにした。使用される着色剤として、白（酸化チタン）、黒（カーボンブラック）、赤（有機顔料ＤＰＰ）、青（フタロシアニン）、黄（チタンイエロ）などを用いた。
【００４１】
図４においては、水性アクリル塗料１００重量部に対して着色粉末１重量部混合させ、これをヒノキ木材に塗布した例を示す。
【００４２】
結果から、塗料吸収性の高い木材に塗布しても、色むらはなく、凝集体によっては毛塗すると筋をひいてしまうが、このような粒子残痕もなかった。よって、塗料に利用した場合でも、高い分散性があることが分かった。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・白雲石の粉砕物
２・・・水
３・・・分散剤
４・・・攪拌機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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