(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー回折式粒度分布測定における５０％重量径が１５μｍ以下であり、その１０％水懸濁液のｐＨが６．５〜７．５で、且つ電気伝導度が４０μＳ／ｃｍ以下である雲母粉であり、
レーザー回折式粒度分布測定における重量径分布の標準偏差が１．７０以下となるように雲母粉を分級する工程、及び、
雲母粉を、６００〜１１００℃で熱処理した後、洗液が中性になる迄水洗浄する工程により得られることを特徴とする雲母粉。
【請求項２】
レーザー回折式粒度分布測定における５０％重量径が１５μｍ以下であり、その１０％水懸濁液のｐＨが６．５〜７．５で、且つ電気伝導度が４０μＳ／ｃｍ以下である雲母粉であり、
レーザー回折式粒度分布測定における重量径分布の標準偏差が１．７０以下となるように雲母粉を分級する工程、及び、
雲母粉とイオン交換樹脂とを水中で撹拌処理する工程により得られることを特徴とする雲母粉。
【請求項３】
前記雲母粉が、合成金雲母である請求項１または２に記載の雲母粉。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の雲母粉を含有することを特徴とする塗料。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の雲母粉を含有することを特徴とするプラスチック。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の雲母粉を含有することを特徴とするコーティング剤。
【請求項７】
請求項６に記載のコーティング剤で表面コートしたプラスチック、紙、不織布、コンクリート、木製品、金属又はセラミック。
【請求項８】
レーザー回折式粒度分布測定における５０％重量径が１５μｍ以下であり、その１０％水懸濁液のｐＨが６．５〜７．５で、且つ電気伝導度が４０μＳ／ｃｍ以下である雲母粉の製法において、
レーザー回折式粒度分布測定における重量径分布の標準偏差が１．７０以下となるように雲母粉を分級する工程、及び、
雲母粉を、６００〜１１００℃で熱処理した後、洗液が中性になる迄水洗浄する工程を含むことを特徴とする雲母粉の製法。
【請求項９】
レーザー回折式粒度分布測定における５０％重量径が１５μｍ以下であり、その１０％水懸濁液のｐＨが６．５〜７．５で、且つ電気伝導度が４０μＳ／ｃｍ以下である雲母粉の製法において、
レーザー回折式粒度分布測定における重量径分布の標準偏差が１．７０以下となるように雲母粉を分級する工程、及び、
雲母粉とイオン交換樹脂とを水中で撹拌処理する工程を含むことを特徴とする雲母粉の製法。
【請求項１０】
前記雲母粉が合成金雲母である請求項８または９に記載の雲母粉の製法。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか１項に記載の雲母粉の製法において、前記雲母粉が塗料添加用であることを特徴とする雲母粉の製法。
【請求項１２】
請求項８〜１０のいずれか１項に記載の雲母粉の製法において、前記雲母粉がプラスチック添加用であることを特徴とする雲母粉の製法。
【請求項１３】
請求項８〜１０のいずれか１項に記載の雲母粉の製法において、前記雲母粉がコーティング剤添加用であることを特徴とする雲母粉の製法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の雲母粉の製法において、前記コーティング剤がプラスチック、紙、不織布、コンクリート、木製品、金属又はセラミックの表面コート用であることを特徴とする雲母粉の製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、雲母粉、その製法および該雲母粉を含有する塗料、インキ、プラスチック、コーテイング剤並びに該コーティング剤で表面コートしたプラスチック、紙、不織布、コンクリート、木製品、金属及びセラミックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
天然マイカ、合成マイカ等の雲母粉は、塗料添加剤、化粧料基材、プラスチック添加剤、コーテイング剤用添加剤等の多くの様々な製品に利用されている。これら雲母粉の添加によって、意匠性付与、絶縁性向上、樹脂等の機械的強度の向上、バリヤー性付与、紙の耐湿性向上等の性能が付与されるからである。そのため、このような目的に適した種々の雲母粉が開発され、提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の雲母粉、特に、レーザー回折式粒度分布測定における平均粒子径が１５μｍ以下の雲母粉は、その分散が極めて困難なため、不均一分散が起きる問題があった。
【０００４】
そのため、ビーズミル等の分散機や混練機を用いて分散させたり、カップリング剤、界面活性剤等によって雲母粉を表面処理して分散性を改良することが行われてきた。
【０００５】
しかしながら、前者の方法は、鱗片状の雲母形状を破壊するため雲母本来の機能が減じられる問題があり、後者の方法は、表面処理剤の添加等により同様に雲母本来の機能が減じられる問題があった。
【０００６】
この発明は、このような問題点を解決し、雲母本来の機能である意匠性付与、絶縁性向上、樹脂等の機械的強度の向上、バリヤー性付与、紙の耐湿性向上等の優れた機能を維持しつつ分散性を著しく改善した雲母粉を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意研究の結果、レーザー回折式粒度分布測定における５０％重量径が１５μｍ以下の従来極めて分散が困難な雲母粉を、１０％懸濁液のｐＨが中性で、且つ電気伝導度が４０μＳ／cm以下とすることによって、多くの様々な系で均一分散できることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
即ち、本発明は、レーザー回折式粒度分布測定における５０％重量径が１５μｍ以下の雲母粉であり、該雲母粉１０％懸濁液のｐＨが中性で、且つ電気伝導度が４０μＳ／cm以下であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
本発明雲母粉の１０％懸濁液ｐＨは、中性、好ましくは、ｐＨ６．５〜７．５である。ｐＨが７．５よりアルカリ性であると分散性が悪くなり、ｐＨが６．５より酸性であっても分散性が悪くなる。
【００１１】
本発明の雲母粉１０％懸濁液の電気伝導度は、４０μＳ／cm以下である必要がある。電気伝導度がこれより大きくなると分散性が悪くなる。下限は、特に限定されないが、製造上の理由で１μＳ／cm以上とするのが好ましい。
【００１２】
本発明雲母粉のレーザー回折式粒度分布測定における５０％重量径は、１５μｍ以下、１５〜０．５μｍ好ましくは１０〜３μｍである。従来の１５μｍ以下の雲母粉が特に分散性が悪いためであるが、小さすぎると製造が容易でなくなるので好ましくない。
【００１３】
上記５０％重量径の標準偏差は、好ましくは１．７０以下、特に好ましくは１．６０以下である。標準偏差がこれ以上だと分散性が悪くなる。標準偏差は、１に近ければ近いほど分散性は良くなる。
【００１４】
本発明雲母粉粒子の厚みは、好ましくは０．３μｍ以下、０．３〜０．０１μｍで、特に好ましくは０．２〜０．０５μｍである。粒子の厚みが０．３μｍより厚くなると、雲母本来のバリヤー機能、機械的強度向上等の性能が出しにくくなる。また薄すぎる雲母は、その製造が困難となる。
【００１５】
雲母粉としては、天然白雲母、金雲母、セリサイト、黒雲母などあらゆる雲母が使用できるが、天然白雲母であると製品に黄味がでるため、合成雲母が好ましい。合成雲母は、不純物が少なく且つ白色度が高いので、美麗な製品を作ることができる。
【００１６】
合成雲母であっても、合成フッ素四ケイ素雲母であると、雲母本来のバリヤー機能、機械的強度の向上等の性能がだしにくい。合成雲母の中で、特に合成金雲母が、結晶性に優れることから好ましい。
【００１７】
本発明に使用する合成雲母は、溶融合成法により得ることができる。溶融合成法によって、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミ、酸化マグネシウム及びケイフッ化物との混合物を、約１５００゜Cに加熱溶融後、冷却し結晶化させることにより本発明に使用する合成雲母が得られる。その後、粉砕し、所望の粒度に分級し、合成雲母粉を得ることができる。
【００１８】
分散性を高めるため、標準偏差を１．７０以下にするためには、５０％重量径に対して小さい粒子と大きい粒子との両方をカットする必要がある。
【００１９】
カットの方法は、湿式分級方法が好ましい。湿式分級方法としては、自然沈降分級、ハイドロセパレータ、スパイラル分級、ドラム分級、ジェットサイザー、クラッシファイングサイザー、液体サイクロン分級、ふるい分級、弧状スクリーン等が使用可能であり、これらを組み合わせるとさらに好ましい。
【００２０】
本発明の雲母粉は、１０％懸濁液のｐＨが中性で且つ１０％懸濁液の電気伝導度が４０μＳ／以下である必要がある。この両方の条件を満たさないと、分散性が悪化し、本発明の効果を発揮しない。
【００２１】
製造した合成雲母を単に中和したのでは、塩が生成するので電気伝導度が４０μＳ／ｃｍより大きくなり、本発明の目的を達成し得ない。尚、この中和した雲母は、水洗しても電気伝導度を４０μＳ／ｃｍより小さくすることは出来ない。
【００２２】
ｐＨと電気伝導度の両方の条件を満たすためには、６００〜１１００゜Cで熱処理したのち洗液が中性になる迄水洗浄する方法とイオン交換樹脂により処理して中性にする方法を行えば良い。
【００２３】
特に分散性に優れた雲母粉が得られる理由から、６００〜１１００゜Cで熱処理したのち洗液が中性になる迄水洗浄する方法が特に好ましい。これより温度が低いと、１０％懸濁液がアルカリ性となり且つ電気伝導度も大きくなるため、分散性が悪化する。また、これより温度が高いと、粒子が凝集するため、同様に分散性が悪化する。
【００２４】
本発明の雲母粉は、従来この種雲母粉が使用されていたあらゆるものに適用することが出来る。好ましくは、塗料、プラスチック、コーテイング剤に添加して、雲母本来の機能を発現させることができる。
【００２５】
さらに、本発明雲母粉を含有するコーティング剤を使用して表面コートしたプラスチック、紙、不織布、コンクリート、木製品、金属、セラミック製品は、表面性状にすぐれ、意匠性付与、絶縁性向上、樹脂等の機械的強度の向上、バリヤー性付与、紙の耐湿性向上などに卓越した機能を発揮することができる。
【００２６】
つぎに実施例、比較例をあげて本発明をさらに説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
【００２７】
【実施例】
実施例中、ｐＨ、電気伝導度及びレーザー回折法５０％重量径の測定は、下記に示す測定装置を使用して行った。また、分散性の評価は、下記のようにして行った。
【００２８】
（１）ｐＨ
東亜電波工業（株）製、ｐＨメーター    ＨＭ−５０Ｇ
（２）電気伝導度
ＤＫＫ製、デジィタルコンダクティビィティメーター  、ＡＯ−６
（３）レーザー回折法５０％重量径
堀場製作所製、ＬＡ−５００  、５０％重量径
【００２９】
（分散性の評価方法）
プラスチック製容器に雲母粉１gとニトロンクリヤー  ６３４１（武蔵塗料製）１５ｇを加え、ガラス棒でよくかき混ぜる。この塗液を、隠ぺい率測定紙上（太佑機械株式会社製  ＪＩＳ  Ｋ  ５４００）にアプリケーターにより厚み１００μｍにドロウダウンした後自然乾燥する。隠ぺい率測定紙の黒地部分の観察により分散性を評価する。
【００３０】
分散性評価：
◎  ：均一塗膜で白い凝集物状の点が全くない
◯  ：均一塗膜で白い凝集物状の点が僅かにある
×  ：スジがあり、白い凝集物状の点が多数ある
【００３１】
実施例１
酸化ケイ素、酸化アルミ、酸化マグネシウム及びケイフッ化カリウムを混合して、これを約１５００゜Cに加熱溶融後、冷却して合成金雲母１０ｋｇを製造した。これを湿式ミルで粉砕後、７．２μｍに分級して、１０００℃で熱処理した。熱処理粉を洗液が中性になる迄水洗浄したのち、脱水、乾燥、解砕し、本発明品２ｋｇを得た。
【００３２】
本発明品は、１０％懸濁液のｐＨが７．１の中性、１０％懸濁液の電気伝導度が３０μＳ／cm、レーザー回折式粒度分布測定における５０％重量径が７．２μｍ、その標準偏差が１．６４であり、粒子の厚みが０．１５μｍであった。得られた雲母粉について分散性を評価した。結果を後記表１に示す。
【００３３】
実施例２
実施例１と同様の方法で合成した合成金雲母１０ｋｇを湿式ミルで粉砕後、１０．３μｍに分級して、１０００℃で熱処理した。熱処理粉を洗液が中性になる迄水洗浄したのち、脱水、乾燥、解砕し、本発明品２ｋｇを得た。本発明品は、１０％懸濁液のｐＨが７．０の中性、１０％懸濁液の電気伝導度が２６μＳ／cm、レーザー回折式粒度分布測定における５０％重量径が１０．３μｍ、その標準偏差が１．５０であり、粒子の厚みが０．１５μｍであった。得られた雲母粉について分散性を評価した。結果を後記表１に示す。
【００３４】
実施例３
実施例１と同様の方法で合成した合成金雲母１０ｋｇを湿式ミルで粉砕後、６．５μｍに分級した雲母粉２ｋｇを得た。この雲母粉１００ｇを２リットルのガラス製ビーカーに入れ、陽イオン交換樹脂（ＩＲ  １２０Ｂ オルガノ製）１０ｇと陰イオン交換樹脂（ＩＲＡ  ４００  オルガノ製）１０ｇとを加え、蒸留水で２リッターとし、撹拌機で２時間処理した。８０メッシュのフルイを使用し雲母粉とイオン交換樹脂を分離した後、脱水、乾燥、解砕し本発明品９０ｇを得た。
【００３５】
本発明品は、１０％懸濁液のｐＨが７．０の中性、１０％懸濁液の電気伝導度が２０μＳ／cm、レーザー回折式粒度分布測定における５０％重量径が６．４μｍ、その標準偏差が１．４８であり、粒子の厚みが０．１５μｍであった。得られた雲母粉について分散性を評価した。結果を後記表１に示す。
【００３６】
実施例４
天然白雲母１０ｋｇを湿式ミルで粉砕後、６．５μｍに分級して、１０００℃で熱処理した。熱処理粉を洗液が中性になる迄水洗浄したのち、脱水、乾燥、解砕し、本発明雲母粉１．８ｋｇを得た。
【００３７】
本発明品は、１０％懸濁液のｐＨが７．４の中性、１０％懸濁液の電気伝導度が３５μＳ／cm、レーザー回折式粒度分布測定における５０％重量径が６．５μｍ、その標準偏差が１．４８であり、粒子の厚みが０．１５μｍであった。得られた黄味を帯びた雲母粉について分散性を評価した。結果を後記表１に示す。
【００３８】
比較例１
実施例１と同様の方法で合成した合成金雲母１０ｋｇを湿式ミルで粉砕後、７．２μｍに分級した雲母粉２ｋｇを得た。本品は、１０％懸濁液のｐＨが８．０の弱アルカリ性、１０％懸濁液の電気伝導度が７５μＳ／cm、レーザー回折式粒度分布測定における５０％重量径が７．２μｍ、その標準偏差が１．４８であり、粒子の厚みが０．１５μｍであった。得られた雲母粉について分散性を評価した。結果を後記表１に示す。
【００３９】
比較例２
天然白雲母１０ｋｇを湿式ミルで粉砕後、６．５μｍに分級した雲母粉１．８ｋｇを得た。本品は、１０％懸濁液のｐＨが８．5の弱アルカリ性、１０％懸濁液の電気伝導度が８５μＳ／cm、レーザー回折式粒度分布測定における５０％重量径が６．５μｍ、その標準偏差が１．４８であり、粒子の厚みが０．１５μｍであった。得られた雲母粉について分散性を評価した。結果を後記表１に示す。
【００４０】
比較例３
実施例１と同様の方法で合成した合成金雲母１０ｋｇを湿式ミルで粉砕後、６．５μｍに分級した後、５００℃で熱処理した。熱処理粉を水洗浄した後、脱水、乾燥、解砕し、本発明品２ｋｇを得た。
【００４１】
本品は、１０％懸濁液のｐＨが ８．０の弱アルカリ性、１０％懸濁液の電気伝導度が３５μＳ／cm、レーザー回折式粒度分布測定における５０％重量径が ６．５μｍ、その標準偏差が１．４８であり、粒子の厚みが０．１５μｍであった。得られた雲母粉について分散性を評価した。結果を後記表１に示す。
【００４２】
比較例４
酸化ケイ素、酸化アルミ、酸化マグネシウム及びケイフッ化カリウムを混合して、これを約１５００゜Cに加熱溶融後、冷却して合成金雲母１０ｋｇを製造した。これを湿式ミルで粉砕後、１０．０μｍに分級して、１０％懸濁液のｐＨが６．０になるまで１％塩酸水溶液を滴下した。その後、水洗浄を繰り返したのち、乾燥、解砕し、本発明品２ｋｇを得た。
【００４３】
本品は、１０％懸濁液のｐＨが６．０の弱酸性、１０％懸濁液の電気伝導度が３５μＳ／cm、レーザー回折式粒度分布測定における５０％重量径が ７．２μｍ、標準偏差は１．６４であり、粒子の厚みが０．１５μｍであった。得られた雲母粉について分散性を評価した。結果を後記表１に示す。
【００４４】
比較例５
熱処理粉を水洗浄しない以外は、実施例１と同様の方法で本品２ｋｇを得た。本品は、１０％懸濁液のｐＨが ７．２の中性、１０％懸濁液の電気伝導度が５５μＳ／cm、レーザー回折式粒度分布測定における５０％重量径が ７．２μｍ、その標準偏差が１．６４であり、粒子の厚みが０．１５μｍであった。得られた雲母粉について分散性を評価した。結果を後記表１に示す。
【００４５】
比較例６
実施例１と同様の方法で合成した合成金雲母１０ｋｇを湿式ミルで粉砕後、６．５μｍに分級した雲母粉２ｋｇを得た。本雲母粉１００ｇを２リットルのガラス製ビーカーに入れ、蒸留水で２リットルとし、クエン酸を０．０１ｇ添加し、攪拌機で２時間処理した。脱水、乾燥、解砕し、本品約１００ｇを得た。本品は、１０％懸濁液のｐＨが５．５の酸性、１０％懸濁液の電気伝導度が１１１μＳ／cm、レーザー回折式粒度分布測定における５０％重量径が６．５μｍ、その標準偏差が１．４８であり、粒子の厚みが０．１５μｍであった。得られた雲母粉について分散性を評価した。結果を後記表１に示す。
【００４６】
表１
0004520578.tif 000002
実施例４：塗料
実施例１で得た本発明の雲母粉を、熱硬化性アクリルメラミン樹脂（大日本インキ製、アクリディック４７−７１２とスーパーベッカミンＧ８２１−６０の重量比７：３の混合物）に約１０重量％混合し、黒エナメル（日本ペイント社製、スーパーラックＦ−４７）を下塗した鋼板にスプレーした後、ウエットオンウエットで熱硬化性アクリルメラミン樹脂（大日本インキ製、アクリディック４４−１７９とスーパーベッカミンＬ１１７−６０の重量比７：３の混合物）トップクリヤーをスプレーして、１４０℃で１８分間焼付けた。
【００４７】
得られた塗膜は、均一塗膜で白い凝集物状の点が全くなかった。
【００４８】
実施例５：プラスチック
実施例１で得た本発明の雲母粉５部を、ポリプロピレン樹脂９５部と混練りし、押出機でペレット化した後、射出成形機により２３０℃で平板に成形した。この成形板は、均一な半透明で高級感があり白い凝集物状の点が全くなかった。
【００４９】
実施例６：コーティング剤
ポリビニルアルコール（鹸化度９８．５モル％、重合度  １７０）を水で5重量％となるように調整した液１リットルに、実施例１の雲母粉５０ｇを加え、撹拌機で分散させた。さらにイソプロピルアルコール２００ｇを加え、さらに撹拌しコーティング剤を作成した。
【００５０】
実施例１と同様の方法で評価したところ、均一塗膜で白い凝集物状の点が全くなく、プラスチック、紙、不織布、コンクリート、木製品、金属、セラミック等のコーティング液として十分な分散液であった。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の雲母粉は、従来分散が困難であった微粉体であっても、分散機や混練り機を必要とせず、またカップリング剤や界面活性剤を使用すること無く、塗料、プラスチック、コーティング剤等の製品に配合する際、極めて容易に均一分散できる。そのため、雲母本来の機能である意匠性付与、絶縁性向上、樹脂等の機械的強度の向上、バリヤー性付与、紙の耐湿性向上等を十分に発現できる。