(57)【要約】  【目的】  高輝度感を維持しながら、水への濡れ性が高い金属顔料を提供することを目的とするものである。  【構成】  アルミニウム微粒子の表面がシリコン樹脂で被覆されており、表面の任意の５μｍ×５μｍの範囲において、粗さ曲線内における高さが１５ｎｍ以上の凸部が１００個以上あると共に、算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下である金属顔料。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム微粒子の表面がシリコン樹脂で被覆されており、表面の任意の５μｍ×５μｍの範囲において、粗さ曲線内における高さが１５ｎｍ以上の凸部が１００個以上あると共に、算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下である金属顔料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗料組成物もしくはインキ組成物等に適する金属顔料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属顔料は、塗料組成物やインキ組成物による塗布跡にメタリック感を持たせる目的で添加することが広く知られている。中でもシリコン樹脂で被覆されたアルミニウム顔料は、高輝度感と耐食性を兼ね備えたものとして知られているが、水への濡れ性が悪く、水性インキなどに使用すると金属顔料の凝集による沈降が起きてしまう問題があった。
【０００３】
これを防止するために、インキ化の際に樹脂被覆された金属顔料とともに比重調整剤を添加し、金属顔料と液媒体の比重差を少なくする例（特許文献１）や、シリカ粒子膜を金属顔料に被覆させる例（特許文献２）が知られている。また、金属顔料の表面形状を指定するものとして、平均表面粗さＲａが２０ｎｍ以下であり、かつ、表面粗さ曲線の凹凸の平均高さＲｃが８０ｎｍ以下なアルミニウム顔料を含むメタリック塗装組成物（特許文献３）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２５３１７１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３２４８３号公報
【特許文献３】特開２００４−１６９０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、液媒体との比重差を少なくしたとしても、金属顔料自体の水への濡れ性は変わらないので、顔料凝集による沈降が発生してしまう。
【０００６】
特許文献２に記載の発明では、粒子との複合化では密着性が弱いため、粒子の脱落が起きやすく、粒子欠落部が発生してしまうため、水への十分な濡れ性を得ることができない。
【０００７】
特許文献３に記載の発明では、金属顔料の表面形状を指定しているが、これは表面の凹凸をできるだけ少なくして均一な厚みにすることで高輝度性を向上させるものであるため、水への濡れ性は上がらない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、アルミニウム微粒子の表面がシリコン樹脂で被覆されており、表面の任意の５μｍ×５μｍの範囲において、粗さ曲線内における高さが１５ｎｍ以上の凸部が１００個以上あると共に、算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下である金属顔料を要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
金属顔料表面の粗さ曲線内における高さが１５ｎｍ以上の凸部が１００個以上あると共に、算術平均粗さＲａを１０ｎｍ以下にすることで、被覆されたシリコン樹脂に、平滑な表面を維持した状態で凸部を形成させることができ、平滑面による高輝度性を維持したまま、水の界面張力に影響を受けずに、水と金属顔料の接触面積を増やすことが可能になり、親水性を高めることができ水への濡れ性を上げることが可能になる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
基材となるシリコン樹脂で被覆されたアルミニウム顔料はエルジーＮＥＯシリーズ（堀金箔粉（株）製）、ＬＧｎｅｏシリーズ（中島金属箔粉工業（株）製）、コスミカラーシリーズ（東洋アルミニウム（株）製）などが使用できる。これらのシリコン樹脂で被覆されたアルミニウム顔料に後述の表面処理を施すことで、本発明の表面状態を作り出すことができる。
【００１１】
粗さ曲線内における高さが１５ｎｍ以上の凸部が１００個以上あると共に、算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下である表面状態は、前記市販のシリコン樹脂で被覆されたアルミニウム顔料を超臨界二酸化炭素処理することで得ることができる。超臨界二酸化炭素処理とは、二酸化炭素を温度３１．１℃以上、圧力７．３８ＭＰａ以上にすることで二酸化炭素を超臨界状態にし、超臨界状態内に試料を存在させることにより処理する方法である。二酸化炭素が超臨界状態になることでシリコン樹脂に浸透し膨潤させることが可能になり、十分に膨潤させた後、大気圧に戻す際に膨潤した二酸化炭素がシリコン樹脂から抜ける際に粗さ曲線内における高さが１５ｎｍ以上の凸部が１００個以上形成することができる。また、超臨界二酸化炭素は高溶解性と高拡散性を併せ持つ特性から、均等にシリコン樹脂を膨潤させることができ、均一な処理が可能となる。さらに、市販のシリコン樹脂で被覆されたアルミニウム顔料に破断によるアルミニウム露出面があったとしても二酸化炭素が不活性であるためにアルミニウムが変質することもない。
【００１２】
本発明で得られた金属顔料は、水を主溶剤とした水性塗料や水性インキに使用することができ、さらにはボールペン、マーキングペン、絵の具、固形描画材などの筆記具に使用することが可能である。
【実施例】
【００１３】
実施例１
エルジーＮＥＯ  ＃１００  Ｒ−Ｇｏｌｄ（堀金箔粉（株）製）２．０ｇを、窓付超臨界二酸化炭素流体実験装置（ＴＳＣ−ＷＣ−００９６型、耐圧硝子工業（株）製）に投入して、二酸化炭素雰囲気中で２０ＭＰａ、６０℃の状態に６０分保持し、超臨界二酸化炭素状態とした後に、温度を４０℃以上に保った状態で大気に解放することにより金属顔料を得た。
実施例２
エルジーＮＥＯ  ＃１００  Ｓｉｌｖｅｒ（堀金箔粉（株）製）２．０ｇを、窓付超臨界二酸化炭素流体実験装置（ＴＳＣ−ＷＣ−００９６型、耐圧硝子工業（株）製）に投入して、二酸化炭素雰囲気中で２０ＭＰａ、５５℃の状態に６０分保持し、超臨界二酸化炭素状態とした後に、温度を４０℃以上に保った状態で大気に解放することにより金属顔料を得た。
実施例３
エルジーＮＥＯ  ＃１００  Ｂ−Ｇｏｌｄ（堀金箔粉（株）製）２．０ｇを、窓付超臨界二酸化炭素流体実験装置（ＴＳＣ−ＷＣ−００９６型、耐圧硝子工業（株）製）に投入して、二酸化炭素雰囲気中で２０ＭＰａ、５０℃の状態に６０分保持し、超臨界二酸化炭素状態とした後に、温度を４０℃以上に保った状態で大気に解放することにより金属顔料を得た。
比較例１
エルジーＮＥＯ  ＃１００  Ｒ−Ｇｏｌｄ（堀金箔粉（株）製）。
比較例２
エルジーＮＥＯ  ＃１００  Ｂ−Ｇｏｌｄ（堀金箔粉（株）製）２．０ｇを、窓付超臨界二酸化炭素流体実験装置（ＴＳＣ−ＷＣ−００９６型、耐圧硝子工業（株）製）に投入して、二酸化炭素雰囲気中で１ＭＰａ、２５℃の状態に６０分保持した後に、大気に解放することにより金属顔料を得た。
比較例３
エルジーＮＥＯ  ＃１００  Ｓｉｌｖｅｒ（堀金箔粉（株）製）２．０ｇを、ガスプラズマ処理ステーション（春日電機（株）製）に投入して、不活性ガス雰囲気下において、装置内を１Ｐａに保持し、出力を１００ｗにして低温プラズマ処理を５分間行い、金属顔料を得た。
比較例４
エルジーＮＥＯ  ＃１００  Ｒ−Ｇｏｌｄ（堀金箔粉（株）製）２．０ｇとアエロジル５０（微粒子シリカ、日本アエロジル（株）製）２．０ｇをアセトン５０ｇに浸漬し、ボールミル（ｐｕｌｖｅｒｉｓｅｔｔｅ５型、ＦＲＩＴＳＣＨ社製、独国）で回転数２５０ｒｐｍで１０分間処理し、８０℃で約３０分の加熱乾燥により金属顔料を得た。
インキ１
実施例１により得られた金属顔料                                ５．０重量部
ケルザンＡＲ（キサンタンガム、三晶（株）製）                  ０．４重量部
Ｊｏｎｃｒｙｌ  ＰＤＸ  ７４３０（アクリル系エマルジョン、ＢＡＳＦ（株）製）
１０．０重量部
ＮＩＫＫＯＬ  Ｄｅｃａｇｌｙｎ  １−Ｌ（ポリグリセリン脂肪酸エステル、日光ケミカルズ（株）製）                                          １．０重量部
グリセリン                                                    ５．０重量部
エチレングリコール                                            ５．０重量部
水                                                          ７３．６重量部
上記成分の内、ケルザンＡＲおよびイオン交換水２０重量部を混合し、１時間攪拌してケルザンＡＲ水溶液を調整した。次いで残りの成分を混合し、２時間攪拌して水性インキ組成物を得た。
インキ２
インキ１において、実施例１により得られた金属顔料を実施例２により得られた金属顔料に変更した以外は同様に為して水性インキ組成物を得た。
インキ３
インキ１において、実施例１により得られた金属顔料を実施例３により得られた金属顔料に変更した以外は同様に為して水性インキ組成物を得た。
インキ４
インキ１において、実施例１により得られた金属顔料を比較例１の金属顔料に変更した以外は同様に為して水性インキ組成物を得た。
インキ５
インキ１において、実施例１により得られた金属顔料を比較例２により得られた金属顔料に変更した以外は同様に為して水性インキ組成物を得た。
インキ６
インキ１において、実施例１により得られた金属顔料を比較例３により得られた金属顔料に変更した以外は同様に為して水性インキ組成物を得た。
インキ７
インキ１において、実施例１により得られた金属顔料を比較例４により得られた金属顔料に変更した以外は同様に為して水性インキ組成物を得た。
インキ８
比較例１の金属顔料                                            ５．０重量部
ケルザンＡＲ（キサンタンガム、三晶（株）製）                  ０．４重量部
Ｊｏｎｃｒｙｌ  ＰＤＸ  ７４３０（アクリル系エマルジョン、ＢＡＳＦ（株）製）
１０．０重量部
ＮＩＫＫＯＬ  Ｄｅｃａｇｌｙｎ  １−Ｌ（ポリグリセリン脂肪酸エステル、日光ケミカルズ（株）製）                                          １．０重量部
モリブデン酸ナトリウム（比重調整剤、関東化学（株）製）      １０．０重量部
グリセリン                                                    ５．０重量部
エチレングリコール                                            ５．０重量部
水                                                          ６３．６重量部
上記成分の内、ケルザンＡＲおよびイオン交換水２０重量部を混合し、１時間攪拌してケルザンＡＲ水溶液を調整した。次いで残りの成分を混合し、２時間攪拌して水性インキ組成物を得た。
【００１４】
表面形状測定
実施例１〜３、比較例１〜４の金属顔料の算術平均粗さＲａと粗さ曲線内における高さが１５ｎｍ以上の凸部個数を測定した。具体的には走査型プローブ顕微鏡ＳＰＡ−４００（（株）日立ハイテクサイエンス製）を用いて、任意の５μｍ×５μｍの表面粗さを測定し、さらに得られた粗さ曲線内における高さ１５ｎｍ以上の凸部の数を計測した。
【００１５】
接触角測定
実施例１〜３、比較例１〜４の金属顔料の水に対する接触角を測定した。具体的には自動接触角計ＤＭ−５００（協和界面科学（株）製）を用いて、液滴長さを１μｍに調整したイオン交換水を金属顔料に滴下し、滴下０．５秒後の接触角を測定した。
【００１６】
強制遠心沈降
インキ１〜８の水性インキ組成物を、試験管に底から５ｃｍの高さまで入れ、２０００ｒｐｍ×１０分の遠心を行った後の、液面からの透明部分の長さを測定した。
【００１７】
【表１】
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実施例１〜３の金属顔料は、粗さ曲線内における高さが１５ｎｍ以上の凸部が１００個以上あると共に、算術平均粗さＲａが１０ｎｍ以下にしたことによって、被覆されたシリコン樹脂に、平滑な表面を維持した状態で凸部を形成させることができ、水と金属顔料の接触面積を増やすことが可能になるので、水への濡れ性を上げることができ、インキ化した際の沈降を抑制することができた。
【００１８】
これに対して比較例１〜２の金属顔料は、粗さ曲線内における高さが１５ｎｍ以上の凸部が形成されていないため、水への濡れ性を上げることができず、インキ化した際に沈降が発生してしまう。
【００１９】
また、インキ８は比較例１の金属顔料に比重調整剤を添加してインキ化したものであるが、比重差を少なくしたとしても、金属顔料自体の水への濡れ性は変わらないので、沈降が発生してしまう。
【００２０】
また、比較例３の金属顔料は、粗さ曲線内における高さが１５ｎｍ以上の凸部を形成するために低温プラズマ処理を実施しているが、プラズマを一方向からしか照射できず、凸部の形成が十分ではないため、水への濡れ性を十分に上げることができ、インキ化した際に沈降が発生してしまう。
【００２１】
また、比較例４の金属顔料は、シリカ粒子膜を金属顔料に被覆させているが、粒子との複合化では密着性が弱いため、粒子の脱落が起きやすく、粒子欠落部が発生してしまうため、水への十分な濡れ性を得ることができないため、インキ化した際に沈降が発生してしまう。