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JP2978583B2 - 黄金色顔料 - Google Patents

黄金色顔料

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主に塗料顔料、プラス
チック練り込み顔料、セラミックス着色顔料等として用
いられる耐食性及び耐候性に優れた黄金色顔料に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】古来、人類が最も多用している色が黄金
色であることは、周知のとおりである。黄金色を呈する
物質としては、黄金、真鍮、窒化チタン等が知られてい
る。黄金色の顔料としては、金箔の他に真鍮の微小フレ
ークが多用されている。しかし、黄金は高価であり、
又、真鍮は腐食されて変色するという欠点を有してい
る。窒化チタンは硬度が大きく脆い性質のため、生成粉
末をフレーク化することが出来ない
【0003】その他の黄金色を呈するものとしては雲母
に二酸化チタン、酸化鉄をコーティングしたもの(特開
昭56−129269号公報参照)、チタンを窒化処理
し、さらにイオンプレーティングにより窒化チタン膜を
形成したもの(特開昭61−69958号公報参照)、
耐熱樹脂表面にTi、Hf、Zr、Ta等の金属の窒化物、炭化
物、酸化物を形成したのち、該樹脂表面より剥離してフ
レーク状の顔料とするもの(特開昭58−219265
号公報参照)等が知られている。しかし樹脂を基材とし
て表面処理したものは耐候性、耐久性のある顔料は得ら
れない。また、チタンを窒化する技術はチタン基材には
適用できても、顔料となるような微小なものに適用した
例は知られていない。本発明の目的は、安価で、耐水
性、耐薬品性、耐摩耗性、耐脱色性等に優れた黄金色顔
料を提供することである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の黄金色
顔料が有する上記欠点を解消し、自動車等の屋外使用に
対しても充分な耐候性を有し、酸性雨にも耐える耐食性
を有する等総合的な耐久性に優れ、かつ隠蔽力にも優れ
た安価な顔料を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明はフレーク状金属
チタンを窒素雰囲気中で高温に加熱することにより、チ
タンフレークの表面のみを窒化チタンとし、内部は金属
チタンである黄金色を呈するフレーク状顔料を提供する
ものである。本発明の黄金色顔料は表面は窒化チタンに
よる黄金色を呈し、内部はすべて金属チタンからなり、
かつ金属チタンと窒化チタンが一体強固に結合している
ため、靭性、耐候性、耐食性に優れ隠蔽力に富んだフレ
ーク状顔料となっている。
【0006】いわゆる“黄金色”を色差計及び光沢度計
で解析した値を文章で表現すると、“光反射率の大きな
黄色を基調とする色彩”である。顔料として用いられる
微細な粉が大きな光反射率を呈するためには滑らかで平
らな面が必要で、更にその平滑面が平行配列することが
必要である。窒化チタンは、黄金色を呈するが、いわゆ
るセラミックスであり硬度も大であるため、これを展伸
しようとしても平滑面を持った、いわゆる窒化チタンフ
レーク粉を安価に製造することはできない。本発明者ら
は、平滑面を持った金属チタンフレーク粉の表面に窒化
チタンの層を形成することにより黄金色の微細なフレー
クを製造できること、この黄金色の微細なフレークを黄
金色顔料として使用できることを発見し、本発明を完成
した。
【0007】本発明の黄金色顔料は窒素含有量が5〜2
2重量%、酸素含有量が2重量%以下、アスペクト比
(フレークの直径を厚さで除した値)10以上の、その
表面が窒化チタンで被覆された微細なフレーク状金属チ
タンで構成されていることを特徴とする。本発明の黄金
色顔料に於いて、窒素含有量は5〜22重量%、酸素含
有量は2重量%以下が好ましい。窒素含有量が低く、酸
素含有量が多い程暗い黄金色を呈し、窒素含有量5重量
%以下、酸素含有量2重量%以上の場合には、明度が低
くて黄金色顔料としては使用に耐えないものになる。ま
た、窒素含有量が多ければ多い程赤味を帯びた、いわゆ
る純金の黄金色に近づく。しかし、純粋の窒化チタンの
窒素含有量は23重量%であるが、金属チタンフレーク
の内部まで全て窒化した場合には、得られる窒化チタン
フレークの表面は平滑でなくなり、光反射率が低くて黄
金色顔料とは言えないものになる。従って、若干の金属
チタンが残る程度の窒化率、即ち、窒素含有量22重量
%を上限とすべきである。アスペクト比は、10以上が
望ましい。アスペクト比が10以下では、平らな光反射
面が少なく、プラスチックに練り込んだ場合、いわゆる
黄金色が得られないし、又、塗料化して塗装した場合、
塗膜中での平行配列性が悪く、塗膜の光反射率が低下し
て黄金色が得られない。
【0008】本発明の黄金色顔料は平均的直径が5〜5
00μm 、水面被覆面積(1gの粉末を水面に浮かべた
ときに水面を被覆する面積:以下WCAと言う)600
〜10000cm2 /gで、金属チタンの表面が耐食性
が大で変色・変質しない、硬度が大で傷つき難く、変形
しにくい黄金色の窒化チタンで被覆されている。
【0009】本発明の黄金色顔料フレーク粉の形状は、
必ずしも円盤状ではないが、円盤と見なした場合のその
平均粒子径は、5〜500μm 程度である。粒子径が小
さくなるにつれて光反射率が小さくなり、平均粒子径が
5μm 以下では、光反射率が小さく、黄金色顔料として
は好ましくない。又、500μm 以上では、これを塗
料、絵の具等彩色剤として使用する場合、或は、プラス
チックの着色剤として混練する場合、滑らかな彩色面の
確保が困難になる。フレークのWCAは、600〜10
000cm2 /g(厚さ約0.2〜3μmに相当する)
が好ましい。
【0010】WCA10000cm2 /g以上のフレー
クには、湾曲したフレークが多く、平行配列が悪く、光
反射率が低下して、いわゆる黄金色が得られない。WC
A600cm2 /g以下では、これを顔料として使用し
た場合、隠蔽力が小さく厚塗りすることが必要となり、
経済的に劣るし、又、製品の仕上がりも凹凸が多く良く
ないので適当でない。次に本発明の黄金色顔料の製造方
法について説明する。本発明の黄金色顔料の製造方法
は、酸素含有量が1重量%以下で、アスペクト比12以
上のフレーク状金属チタンを600〜1000℃の窒素
雰囲気中で加熱することを特徴とする。本発明の黄金色
顔料を製造するに当たって使用すべき原料金属チタンフ
レークは、酸素含有量が1重量%以下で、アスペクト比
12以上のものを使用する。酸素含有量が1重量%以上
の金属チタンフレークを使用した場合、窒化の過程で若
干の酸素を吸収するので、得られる窒化チタンで被覆さ
れた微細なフレーク状金属チタンの酸素含有量は2重量
%を超えてしまい、本発明の黄金色顔料を得ることが出
来ない。又、本発明の方法で得られる窒化チタンで被覆
された金属チタンフレークの直径は、原料金属チタンフ
レークのそれと殆ど変わらないが、フレークの厚さは、
窒化チタンの生成割合に比例して厚くなる。従って、使
用する原料金属チタンフレークのアスペクト比が上記の
範囲外の時には、本発明のアスペクト比の黄金色顔料を
作ることが出来ず、得られる黄金色顔料は、特性的に劣
ったものになる。
【0011】又、原料金属チタンフレークの平均粒子径
は5〜500μm 、WCAは900〜22200cm2
/g(厚さ約0.1〜2.5μm に相当する)のものが
好ましい。本発明の黄金色顔料を製造するために使用す
る窒素ガスの純度は98%以上であればよい。窒素ガス
中での加熱温度は600〜1000℃とする。600℃
以下の場合には窒化反応が進行しないか、或は進行して
も極めて緩慢であるため経済的でない。又、1000℃
を超えた場合にはフレーク同志の焼結が起こり、生成粒
子が変形或は塊状化するので好ましくない。窒化速度は
温度の上昇と共に指数関数的に上昇するので窒化時間は
低温では長く保持しなければならないし、高温では短時
間でよい。しかし、1000℃以上では前述の問題があ
り、又、高温で急速に窒化した場合には得られるフレー
クの表面が滑らかでなくなり、光反射率が低下する。
【0012】
【作用】本発明の黄金色顔料は靭性に富んだチタンを基
体とし、チタン基体の表面部分のみを窒化して黄金色を
具備させたものである。基体と窒化膜が一体となってい
るため耐久性に優れたものとなる。又、フレーク状チタ
ンを使用するので塗料にした場合、隠蔽力に優れかつ耐
久性に優れた黄金色を呈する塗膜となる。
【0013】
【実施例】以下、実施例によって本発明を説明する。 実施例1 酸素含有量0.33重量%、平均粒子径69μm 、水被
覆面積950cm2 /g(これから算出される厚さ2.
34μm )、アスペクト比29.5の金属チタンフレー
ク100gを10cm×20cmの磁器製の皿に平らに約5
mm厚さに広げ、電気炉中でN2含有量98.5重量%の窒
素を1分間に1000mlの流量で流しながら昇温し、
700℃の電気炉中で1時間保持し、冷却後取り出して
黄金色を呈する微細なフレーク状粉末を得た。この粉末
の重量は107gで、7gの増量であった。又、その酸
素含有量は0.7重量%、窒素含有量は6.5重量%、
平均粒子径は69.8μm 、WCAは700cm2
g、アスペクト比23.3であった。更に、この粉末に
ついてのX線定性解析の結果、チタンと窒化チタンの存
在が確認されたこと、及び任意に抽出した数枚のフレー
クの断面についてのEPMAによる解析の結果、窒素の
濃度が表面程高く中心部程低くなっていることが認めら
れたことから、金属チタンフレークの表面に窒化チタン
が形成されていることが推定された。
【0014】次にこの黄金色微細フレーク状粉末2gと
低密度ポリエチレンの粉末(昭和電工株式会社製ショー
レックスM113)98gを混合加熱して液状化後、厚
さ0.5mmのフィルムを製作したところ美麗な黄金色の
ポリエチレンフィルムが得られた。
【0015】実施例2 酸素含有量0.54重量%、平均粒子径18μm 、WC
A18000cm2 /g(これから算出される厚さ0.
12μm )、アスペクト比150の金属チタンフレーク
100gを10cm×20cmの磁器製の皿に平らに約5mm
厚さに広げて、電気炉中でN2含有量98.5重量%の窒
素を1分間に1000mlの流量で流しながら昇温し、
900℃の電気炉中で2時間保持して冷却後取り出し
て、黄金色を呈する微細なフレーク状粉末を得た。この
粉末の重量は121gで、21gの増量であった。又、
その酸素含有量は0.9重量%、窒素含有量は20.5
重量%、平均粒子径は17μm 、WCAは9300cm
2 /g、アスペクト比81であった。
【0016】この得られた粉末8gをアクリルラッカー
(関西ペイント株式会社製ACRIC2000GL)9
2gと混合して塗料を作り、6ミルのドクターブレート
でプラスチック板に塗布して得られた塗膜とこの塗膜を
10% H2SO4、10%HNO3液に48時間浸漬したものに
ついて測色計(日本電色工業株式会社製Σ−90)を用
いて国際照明委員会規格のL* 、a* 、b* 値を測定し
た。この結果を金箔の代わりとして多用されている30
%亜鉛真鍮のそれと比較して表1に示す。原塗膜の色調
は30%亜鉛真鍮に比べて明るさで若干劣るが、色相と
しては真鍮よりも純金のそれに近く、鮮やかさも真鍮の
それと大差ない値であった。10% H2SO4、10%HNO3
液に48時間浸漬した塗膜のL* 、a* 、b* 値も、原
塗膜のそれと殆ど変わらなかった。真鍮の塗膜は、10
%HNO3液で腐食して変色した。
【0017】
【表1】
【0018】
【発明の効果】本発明によれば簡単な方法で耐久性に優
れた黄金色を呈する顔料が得られる。色調の調整幅も大
きい。本発明の顔料は、靭性に富み隠蔽力に優れ、耐候
性、耐食性に優れているので塗料用、プラスチック練り
込み用、セラミックス着色用等広範囲の用途に適用でき
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−277765(JP,A) 特開 平4−131309(JP,A) 特開 昭61−69958(JP,A) 特開 昭49−1411(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09C 1/00 - 3/12 C23C 8/24

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 窒素含有量が5〜22重量%、酸素含有
    量が2重量%以下、アスペクト比10以上であって、表
    面が窒化チタンで被覆されたフレーク状金属チタンから
    なることを特徴とする黄金色顔料。
  2. 【請求項2】 酸素含有量が1重量%以下で、アスペク
    ト比12以上のフレーク状金属チタンを600〜100
    0℃の窒素雰囲気中で加熱することを特徴とする黄金色
    顔料の製造方法。
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