JPS58109562A - 金属リ−フイング顔料の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属箔顔料および印陶インキと被覆膜における
この顔料の使用法に関する。特に本発明はうすい光沢あ
る金属箔顔料の連続製法に関する。

金属膜を装飾品に使用することは数千午前に始まったが
、金属顔料が商業的に重要になったのは数百午前からで
ある。

歴史的に金又は他の金属で８′！われだ表面価値は美し
い輝く金属仕上げにあるばかりでなく、この表面膜がそ
の物体を入手゛できる他のどんな表面膜よりも年代や天
候に耐えさせることにあった０金又は他金属の高価なた
め適当なうすい箔を製造することがむつかしくなって金
科膜使用は宝石、陶磁器および他の芸術品に限られた。

厚さ十分の数インチの金属の薄箔又は膜をつくるために
は既に極めて薄板に打ち延ばしたしなやかな金属を使っ
て初める必要があった。この薄板を動物皮の間にはさみ
更にたたいて使用に十分なうすい箔とした。この操作中
うすい箔の端は切れて小粒となった。この小片を乾燥性
油と混合することにより連続金属板と非常によく似た仕
上品かえられることが発見された。この種の仕上品をつ
くった技術者はうすくたたき延ばした金属を細かい金網
にこすりつけてこの金属顔料を製造した。

１８００年代中頃ベツセマーは最初に金属片顔料の実用
経済的製法を案出した。この方法は適当な光沢をもつ全
編板をつき又はたたいた後板を薄片状にしその大きさを
そろえ集めて行なった。

１８８６年チャールス　ホールとパウル　八−ロウトハ
各々独自にアルミニウムを商業酌量で使用できる実用ア
ルミニウム精練法を発明した。アルミニウムは技術的に
ベッセマー法に応用できたが、それは空気と広範な金属
空気比にわたり爆発性混合物を生成する欠点があった。

１９２５年工ヴエレット　ホールは安全優秀なアルミニ
ウム薄片顔料製造の特許多数を交付された。このホール
の方法は湿式ボールミルに基づいて潤滑剤を含む塗料シ
ンナー溶液の存在においてアルミニウムの大きさを小さ
くした。潤滑油は微小片の熱付着を防ぐため使われ、潤
滑剤の造択によって生成される小片の型がきまった。こ
の方法ではアルミニウム微粉末による爆発の可能性は最
小となり大規模工業的製法が開発された。この特許の結
果の例はニューヨーク市のジョーシワシントン橋の構造
部全部の塗装に１９３１年使われた塗料である。

金属膜は現在インキに分散させた普通のアルミニウム薄
片および粉末顔料を使用してつくられた後印刷に使われ
る。金属顔料は金属蒸気の凝着、電鍍、直接真空スパッ
タリングによって見られ又は箔片使用によって変えられ
る。普通のアルミニウム顔料を用いる膜は灰色又はよく
ても非常に反射の小さい膜である。膜は一般に高価であ
り調節内＠な操作でありこの方法は大量連続被覆用には
適しない。金属膜組成物および金属顔料製法の例にはマ
ッファダウの米国特許第２．　ｑ　４１゜８９４号、お
よび第２．８３９．３７９）号およびハイケルの米国１
′ 特許第４，１１６，７１０号がある。

現在性なわれているアルミ・ニウム顔料製法を示すｒ２
Ｊはニュツク１巻７９９ページ−１６およびアルファア
ルミニウム顔料製品データ１９７６年７月版の粉末と顔
料ＦＡ２Ｃ−１項５ページ図５に記載されている。

上記のとおり製造されたアルミニウム顔料は数年間塗料
、エナメル、ラッカーおよび他の塗装用組成物と方法に
使われている。普通のアルミニウム顔料の細かさの等級
は２５ｏミク四ン（６０メツシユ）の様な比較的粗い粒
子大きさから約４４ミクロン（３２５メツシユ）迄であ
る。

現在製造されている普通のアルミニウムおよび金属顔料
の欠点はその塊状形である。普通形状のアルミニウム顔
料を含む組成物調合ではちがった粒子大きさおよび３０
重量％程度の高濃度が通常である。アルミニウム顔料粒
子の幾何学的形状のため乾燥後インキ又は塗料賦形剤表
面から粒子が突出て“ダスティング°といわれる現象を
おこし易く、乾燥肢をこするとその現象がおこっていく
らかの金属粒子が離脱する。

更に顔料粒子が偏平でないのでまた無秩序に分布してい
るので、通常膜面が均一でなく反復塗装を必要とする。

更に欠点は粒子細分化操作に伴なう粉砕で、これによっ
て金属の元の光沢はなくなり金属は灰色゛となる。

本発明によれば剥離膜（ｒｅｌｅａｓｅ　ｃｏａｔｉｎ
ｇ）が担体シートの少なくも片面上に連続的につけられ
る。金属蒸気は剥離膜の少なくも片面上に３５０乃至４
５０オングストローム厚さの薄膜状に凝着する。剥離膜
とその上に薄い金属膜をもった担体シートは溶媒系をと
おされ溶媒は剥Ｎｆｌｋを溶解し殆んどの金属膜は担体
シートから溶媒中にはがれる。次いで残った金属膜は担
体シートから非反応性液俸媒質中にふきとられ、そこで
膜は激しい攪拌又は超音波によって微粒顔料に分散させ
られる。金属顔料片は捕集され被覆用および印刷用組成
物に調合できる。

本発明は金属微粒子製造法に関するもので、その方法は
（ａ）シシートの少なくも片面上にｔｈ岨膜をとりちけ
、（ｂ）　　剥離膜上に直接金属を薄膜状に沈着させ、
（Ｃ）　　沈着金属をつけた剥ｍ膜をもつ担体シートを
剥！４１膜は溶解するが金属とは反応しない溶媒中にと
おし、かつ（ｄ）　　担不シートから金属膜を粒子状で
分離し実ｉ的に剥離膜のない金属粒子とし金属粒子を１
１反応性溶媒中で捕集する工程より成る。

図１Ｌ本発明の金属顔料製法の工程図である。゛図２＃
Ｊ：本発明の方法の概略図である０図３は本発明のス）
　ＩＪッピング装置の実施線機の拡大図である。

さて図２において担体シート１１はローラー１２がら連
続供給され容器１３に入り溶液をとおりそこで担体シー
ト１１の少なくも片面に剥ｌ！！膜１４がつけられる。

次いで塗布された担体シート１５は真空金属化機１６を
とおりそこで塗布された担体シートの少なくも片面上に
金ｈｅ膜が沈着される。

金属膜をつけられた担体シート１７は溶媒を含むストリ
ッパー１８をとおりそこで剥離膜は溶解される。はがれ
た金属片又は顔料はストリッパー１８中にある溶媒中で
捕集された後ポンプ２９で沈降槽２４．２４′に送られ
る。剥［４４が溶解されてストリッパー１８を出た金属
膜をつけた担体シートは次いでローラー１９をとおって
溶媒２２を入れている室２１中で適当なワイパー２０を
とおる。ワイパー２０は金属膜が薄片として完全に除去
されるのを助けきれいになった相棒シートは巻とられる
。溶媒２２中に集められた金属片又は顔料はポンプ２３
によって沈降槽２４．２４’に送ることができる。蘭３
に別の実施態様、ストリッピング槽２５を示している。

金属化された担体シートはワイパー２０′をとおりロー
ラー２６の周りをまわる。金属顔料は槓２５の底で捕集
されポンプ２７で沈降槽に送られる。

担体シート１１はポリエステル　フィルム、例えばマイ
ラー［Ｆ］の様なポリエチレン　テレフタレイト　シー
ト又はセルフアン又はポリプロピレンの様な他の適当す
るシートでもよい０ 適当する剥離膜は容易に溶解化するまたその上に金属膜
が沈着できる物質である。この剥離膜の例に祉ポリビニ
ル壌化物の様な重合体、ポリスチレン、塩素化されたゴ
ム、アクリロニトリル−ブタジェン−スチレン共重合体
、ニトロセルローズ、メチルメタクリレイト、アクリル
系共重合体、脂肪酸類、ワックス類、ゴム類、ゲル類お
よびそれらの混合物がある。剥離膜をつけることは被覆
用物質を適当溶媒にとかし標準連続ローラー被覆機を使
って毎分５００乃至１０００フイートの商業上適当する
速度で両面上に均一なうすい膜をつけることによってで
きる。塗布された担体シートは溶媒が除去される迄乾燥
するとよい。適当する機械はヴアージニア州すッチモン
ド市のインターロト製２点輪転グラビア被ヒ機と乾燥用
トンネルの様な四−ラーからローラーへ巻き戻し一巻取
り装置をもつ一般用輪転グラビア被覆機である。剥Ｙａ
膜を１連当り０７５乃至１．５０ボンド、好ましくは約
１０ポンド（３，ＯＯＯ平方フィート）をつけることに
よりよい結果かえられる。剥離膜を１連当り１．５０ボ
ンド以上の量をつけないことが重要である。また１連当
り０．２５ボンドより少ない膜は解放性不十分である。

被覆された担体シート１５は真空金属化機１６をとおり
金属膜が剥離膜の片面又は両面上に沈着する。沈着金属
膜の厚さｆ−ｊ、５５０乃至４５０オングストロームで
、これは生地の速度と蒸発速度に要する電力によって調
節される。沈着に適当な光沢金属にはアルミニウム、ク
ロム、銅、鴫、銀および金がある。金属は平方当り約３
．５０オーム（抵抗読み）の割合１３− で蒸発させられる。これは片開膜上３５０オングストロ
ーム又は両面上ＺＯオーム又は７００オングストローム
に相当する。

金属蒸発は誘電、抵抗、電子ビームおよびスパッタリン
グの様な標準法を使って行なわれる。沈着金属膜の厚さ
は光沢粒子をえるに重要である。極めて均一なうすい膜
が最大リーフィング（１ｅａｆｉｎｇ）性をえるに必要
である。金属粒子の望む連続した反射性をえる膜厚さは
３５０乃至４５０オングストロームである。被糠用組成
物とした場合４５０オングストロ一ム以上の厚さでは粒
子のり−フイング性は破壊されはじめる。３５０オング
ストローム以下の厚さでは金属粒子は細かすぎて樹脂溶
媒ストリッピング系から分離する。

必要ならば沈着したうすい金Ｍ膜を上につけている担体
シートは張力のもとてその長さの約１乃至２％丈は引の
ばして金属表面に割目を生じさせる。図１に示すとおり
この方法はエナージャイジング（ｅｎｅｒｇｉｚｉｎｇ
）といいあとの離脱操作を約２倍に促進する。

金属被覆された担体シート１７は次いで溶媒を含む溶媒
槽１８をとおりこの中で剥離膜が溶解される。剥離膜溶
解に適当する溶媒にはアセトン、塩化メチレンの様な塩
素化溶媒、メチル　エチル　ケトン、メチル　イソブチ
ル　ケトン、トルエン、ブチル　アセチイト等がある。

金属膜被覆担体シートは溶媒槽１８をとおり一連のり一
う−１９の上をへて担体シートから付着していない金属
粒子をおとすための空気ナイフ２０又は適当なワイパー
をとおる。

空気ナイフは溶媒と同じ室１８内にあってもよいが通常
図２に示すとおり溶媒２２を入れている分離室２１にあ
る。この溶媒は梠１８内の溶媒と同じ溶媒であってもよ
いしなくてもよい力ζこれは金属顔料と非反応性である
ことが重要である。

適当する空気ナイフは約９０ＰＳＩの圧縮空気源に接続
された中空管で製造できる。ノズル又は細孔を横方向に
長さにそって等間隔に機械にとり付けて空気ジェットを
移動する担体シートに垂直に当てる。空気ジェットは膜
上に残っているであろう残留金属片を全部除去する。空
気ナイフはまた湿担体シートの乾燥機構としても鋤らく
ので巻とりを助ける。更に巻とり前に担体シートから残
留金属と剥離膜の両方を完全に除去する蒸気脱脂法を使
用することも好ましい。蒸気脱脂法はまた残留金属片か
ら残留剥離膜を全部きれいにとる。最適効率をえるに空
気は大気温、冷却又は加熱されたものでもよい。

４ｖ１８内の溶媒は一杯となる迄使用できる。更に溶媒
は膜物質を含も溶液から回収できまた残留膜物質は適当
に精製すればあとの被覆操作に古川できる。

溶媒中に分散した顔料はストリッピング檜１８又は２１
に沈降させるか又はポンプ２９又は２３により沈降［２
４，２４′に移送するか又はうすい光沢ある金属顔料の
濃懸濁液をえる様遠心分離機にとおすかいづれでもよい
。溶媒中の金属顔料濃度仕給０．０４５％が好ましいが
、ともかく濃度は遠心分離前０．２％を超えないことで
ある。

金属顔料は次いでその約９０％が直径２５−５０ミクロ
ンである様な粒子に破砕される。顔料を適当する粒子大
きさにする好ましい装置は超音波作用によって操作し顔
料粒子の光沢面の反射性を損なわないツルイタ−である
。適当する超音波分散機はコネチカット州スタン７オー
ドのソニック社製トリプレックス　ツルイタ−装置、Ａ
ＲＰ型式、Ａ型、デザイン１５０である。

次いで直径２５−５０ミクロンをもつうすい光沢ある金
属顔料は顔料固体５乃至１５％に濃縮される。濃厚顔料
は次いで噴射ラッカー又は印刷用インキに調合できる。

しかし例えばメチル　セルソープと溶媒交換法を先づ用
いた援受に遠心分離機中で金属固体約２０％に捕集する
ことにより更に濃縮するとよいことが発見されている。

この濃厚液は金属濃度１．０−５．０１饋％でラッカー
又は印刷用インキ調合物とされる。この調合物はそれを
均質化して最終金属粒子大きさ約１０−２０ミクｐンと
する装置に最終的にとおされる。本発明の方法により製
造された１−５重Ｍ％のアルミニウム顔料を含む被覆用
組成物は驚いたことに優秀な被覆力をもち連続した鏡面
仕上りを与えることがわかった。

本方法によって見られた金属膜は商業的金属箔の輝度、
反射光および被覆力と似ている。単一層リーフイング片
の自然配列によって極めて少量の顔料が大表面積を被験
する。例えば本発明の固体アルミニウムの輝いたり一フ
イング顔料１３０ｇは１ガロンの印刷用インキに変り＃
３０〇四辺形セル輪転グラビア印刷用円筒を用いて約３
．０ｏ　ｏ、　ｏ　ｏ　ｏ平方インチの優秀な被覆面を
与える。記載の効力は本発明の製品それ自体を改造する
能力によるものである。

次の実施例は本発明の実施を示すものである。

実施例１ アルミニウム顔料を次の方法によって製造した。トルエ
ン中ニニト四セルロース１０％を含む剥離膜を厚さ２　
ミにのマイラー［Ｆ］担体シート上に市販ローラー塗布
機の２００ライン４角形輪転グラビア　ローラーを用い
て塗布し乾燥し担体シート上にニトロセルロースの光沢
膜をつけた。次いで被覆した担体シートをＣｖＣ真空ロ
ーラー被覆機上で金属化し厚さ４００±５０オングスト
ロームのアルミニウム膜をつけた。

この塗布し金属化した担体シートをストリッピング機に
とおシアルミニウム片約０．１重鷲％濃度のアルミニウ
ム片懸濁液を捕集した。ストリッピング操作ト１使用し
た溶媒はトルエン５０％とメチル　エチル　ケトン（Ｍ
ＥＫ）５０％より成るものであった。アルミニウム片含
有懸濁液は沈降させ更に内体約６％に濃化した。

実施例２ １００ライン輪転グラビア　ローラーを使って市販ｐ−
ラー塗布機中で１ミル厚さのマイラー担体シートに１０
％ニド０　＊　Ａ／　ｏ−ス溶液を塗布した。次いでニ
トロセルロースノ上に塩素化ゴムの第２膜をつけた。塗
布した担体シートを４００±５０オングストロームのア
ルミニウムで金属化した後金属化した担体シートをアセ
トン２５％、トルエン２５％、ＭＥＫ２５％およびブチ
ル　アセチイト２５％より成る浴中で処理してアルミニ
ウムをはがした。次いで金属粒子を固体アルミニウム６
％に劇化した。

実施例３ 厚さ了ミルの七〇７アン担体シートにアクリル共重合体
のトルエン溶液を１連当り重合体約１０ボンドの量で塗
布した。

塗布シートを次に４００±５０オングストロームのアル
ミニウムで金属化した後トルエン５０％、ＭＥＫ４０％
およびアセトン１０％より成る溶液で処理しアルミニウ
ムをはがした。

アルミニウム片は容易にはがれ光沢をもっていた。

実施例４ 市販機上でＭＥＫ５０％とトルエン５０％の液に分散し
たメチル　メタクリレイト樹脂とアクリル共重合体の混
合物より成る剥離膜を厚さ２ミルのポリエステル担体シ
ート上に片面当り１連当り約１０ボンドの量に塗布した
。塗布シートを銅で金属化し厚さ約４００オンゲスト四
−ムとした。剥離膜を塩化メチレンでとかしうすい光沢
ある銅粒子を捕集した。

実施例５ 厚さ下ミルのポリエチレン　テレ７タレイト担体シート
の両面上にトルエンに分散したニトロセルロースを１連
当り約１．２５ポンドの量で塗布した。塗布担体シート
の両側を厚さ４００±５０オングストロームのアルミニ
ウムで金属化した。

剥離膜をＭＥＫ４５％、トルエン４５％およびアセトン
１０％より成る溶媒中でとかして金属化した担体シート
をはがした。うすいアルミニウム粒子を溶媒混合物中に
捕集した。

実施例６ 厚さ７ミルマイラ一担体シートに市販機上で片面当り１
連当り約１０ボンドのニトロセルロースを塗布した後厚
さ約４００±５０オングストロームのクロムで金属化し
た。ＭＥＫ５０％とトルエン５０％の溶液で二）四セル
四−ス剥離膜をとかしてクロム片を担体シートからはが
した。

実施例７ 実施例１から６までにえた生成物を遠心分離機に入れ１
３．０００乃至１４００　Ｏｒ　ｐｍにおいて５分間回
転した。

上澄液を取去って顔料約１０乃至２０重Ｍ％を含む顔料
濃厚液をえた。

実施例８ 実施例７の操作からえた実施例１から６までの金属顔料
を２１ギヤツプ　オリフィスを用いてツルイタ−をとお
した。

粒子をしらべた処その少なくも９０％が２５乃至約５０
ミクロンの直径寸法をもつとわかった。もちろん粒子の
厚さは約４００±５０オングストロームのままであった
。これらの全組顔料を更に約１０％に濃縮し超音波分散
機をとおし１０乃至２０ミク四ンの最適顔料大きさに均
一に細分した。

実施例９ 実施例８によって処理した実施例７のアルミニウム顔料
を次の組成をもつ印刷用インキに調合したニアルミニウ
ム　リーフィング顔料（固体基準）５ｇニドｐセルロー
ス　　　　　　　　　　　　　　　　　１ｇステアリン
師　　　　　　　　：５ｇ メチル／エチル　セロソーブ　６０％／４０％　９３．
５１１３００ライン網田−ラーを用いた後磨き鋼ローラ
ーで圧搾したこの調合の印刷用インキは積層板にホット
　スタンピングフォイル又はアルミニウム箔をつけたと
同様の効果を与えた。

実施例１０ 本発明によって製造したアルミニウム顔料を次の組成を
もつ噴射ラッカーに調合したニ アルミニウム顔料　　　　　　　　　　　　　　１９ア
クリル結合剤　　　　　　　　　　　　　　　ｏ、　ｓ
　ｇ湿潤剤　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．
１ｇメチル／エチル　セロソーブ６０％／４０％　　　
　９８．４，１９１ｏｏ、ｏｙ この組成←±るラッカー１ガロンは普通の噴射器を使用
すれば約３５０．０００乃至４００．［１００平方イン
チの噴射面が十分にできることがわかった。

最大被覆効果と印刷用、塗布用製品、ラッカーおよび塗
料製品との適合性をえるために強い反射性膜をえるには
普通大きざの小さい微粒子が必要であるが、他の目的に
はより大きな金属箔を使うことができる。超音波分散を
軽減又は省略して顔料の低濃度においてせん光状効果を
えることができまた見られた物質はある用途に適してい
る。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の金属顔料製法の工程図である。 図２は本発明の方法の概略図である。 図３は本発明の方法中のストリッピング装置の拡大図で
ある０ 図中番号１１−担体シート １２．１９．２６−ローラー １３−溶液容器 １５−塗布された担体シート １６−金属化機 １７−金属膜をつけた担体シート ２５− Ｃ− １８−ストリッパー ２０．２０′−ワイパー ２４．２４′−沈降槽 特許出願人　レブロン　インコーホレーテッド代　珈　
人□弁理士　川　浦　良　治 ＃　　〃　斉藤武彦 −２６−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　　（ａ）　　担体シートの少なくも片側に剥離膜を
   つけ、（ｂ）　　剥離膜上に直接金属を薄膜状に沈着し
   、（Ｃ）　　沈着した金属をつけた剥離膜をもった担体
   シートを剥離膜を溶解するが金属とは反応しない溶媒中
   にとおし、かつ（ｄ）　　担体シートから金属膜を粒子
   状に分離して実質的に剥離膜のない金属粒子を生成し非
   反応性溶媒中で全編粒子を捕集する 工程より成ることを特徴とする金属微粒子の製法。 ２、金属を蒸発させそれを厚さ３５０乃至４５０オング
   ストロームの膜として剥離股上に凝着させて金属を沈着
   させる特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、金属がアルミニウム、クロム、銅、銅、銀又は金で
   ある′＃ｒｒ請求の範囲第１項又は２項に記載の方法。 ４、担体シートの片側当り１連当り０．７５乃至１．５
   ０ボンドの歓で剥離膜をつける特許請求の範囲第１項か
   ら６項までのいづれかに記載の方法。 ５、剥ＡＩ［が塩化ポリビニル、ポリスチレン、塩素化
   ゴム、アクリルニトリル−ブタジェン−スチレン共重合
   体、ニトロセル四−ズ、セロファン、メチルメタクリレ
   イト、アクリル共重合棒類、脂肪酸類、ワックス類、ゴ
   ム類、ゲル類又鉱それらの混合物である特許請求の範囲
   第１項から第４項までのいづれかに記載の方法。 ６、金属膜を分離する前に担体シートをその長さの１乃
   至２％丈は引伸ばす特許請求の範囲第１項から５項迄の
   いづれかに記載の方法。 Ｚ　金ＰＪ：、膜分離工程を空気ナイフで行なう特許請
   求の範囲第１項から６項までのいづれかに記載の方法。 ８．　　（ｄ）工程からの金属粒子を濃縮し直径２５乃
   至５０ミクロンをもつ粒子に細分する特許請求の範囲第
   １項から７項迄のいづれかに記載の方法。 ９　金属粒子を固体含量５乃至１５％に濃縮し直径１０
   乃至２０ミクロンの大きさに細分する特許請求の範囲第
   ８項に記載の方法。 １０、全尿粒子細分化工程を上記金属粒子の超音波攪拌
   により行なう％許精求の範囲第８項又は９項に記載の方
   法。 １１、顔料粒子の細分化工程を顔料粒子の超音波分散に
   よって行なう特許請求の範囲第８項又は９項に記載の方
   法。 １２、剥離膜溶解用溶媒と非反応性溶媒が互いに同一で
   ある特許請求の範囲＠１項から１１項までのいづれかに
   記載の方法。 １３、剥離膜溶解用溶媒と非反応性溶媒が溶媒槽に共に
   含まれている特許請求の範囲第１２項に記載の方法。 １４゜上記剥離膜溶解用溶媒および非反応性溶媒がそれ
   ぞれ第１楡と第２僧に入れてありかつ第２檜が第１槽に
   対して都合よく予め選ばれた位置に配置されている特許
   請求の範囲第１項から１３項までのいづれかに記載の方
   法。 １５、担体シートがポリエチレンテレフタレイト製であ
   る特許請求の範囲第１項から１４項までのいづれかに記
   載の方法。 １６、操作が連続方式である特許請求の範囲第１項から
   １５項までのいづれかに記載の方法。