JP3868671B2 - 金属箔粉およびその製法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも金属薄膜層と透明無機薄膜塗布層との積層体の破砕非定型偏平片である金属箔粉に関するものであり、該金属箔粉を使用した、インク、塗料などによって対象物に表出された印字や描画に金属光沢等を付与し得る金属箔粉とその製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属箔粉として、▲１▼古くから知られている貴金属等の微粉、即ち展延により得られた展延箔の破砕片、▲２▼近年の蒸着時の凝集微細片、また▲３▼金属箔の破砕片である金属箔粉、▲４▼特公平５−７７６４３号公報に記載のフイルム上の蒸着金属からの裁断グリッター、また▲５▼特公昭５３−３５１３５号公報に記載の片面または両面が樹脂で被覆された金属蒸着箔の破砕小片である金属粉等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の金属箔または金属粉は、▲１▼古くから知られている貴金属等の微粉、即ち展延により得られた展延箔の破砕片は、その貴金属の耐腐食性、美麗さ、微細であることから多用されてはいるが、その製法から高コストであり、大量に生産できない、比重が大きすぎて分散媒体中で沈殿しやすいなどの課題を有している。
▲２▼近年の蒸着時の凝集微細片は、その微細さにおいて魅力のあるものだが、高コスト、微細過ぎて、金属光輝性の美麗さを得にくい、取り扱いにも難点を有しているなどの課題を有している。
【０００４】
▲３▼金属箔の破砕片である金属箔粉は、比較的低コストで入手でき、光輝性においてもある程度の性能を有しており多用されているが、その大きさが数十μｍ〜数百μｍのものがほとんどであり、塗布面の平滑さや高光輝性を、より要求される場合には対応し得ない等の課題位を有している。
▲４▼特公平５−７７６４３号公報に記載のフイルム上の蒸着金属からの裁断グリッターは、特定の用途においてはその低コストから使用されるが、大きさはｍｍの大きさであり、用途が限定される。
▲５▼特公昭５３−３５１３５号公報に記載の片面または両面が樹脂で被覆された金属蒸着箔の破砕小片である金属粉は、その大きさ、比較的低コストから、その高い光輝性により多用されているが、樹脂で被覆されているため、耐熱性において限界がある。
本発明は、前記従来の金属箔粉の抱える課題を解決せんとするものであり、厚さが３μｍ以下で、大きさも数μｍ〜数十μｍ程度の、光輝性に優れ、耐熱性に優れた箔粉を提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、少なくとも▲１▼厚さが０．０１μｍ〜０．２μｍの金属薄膜層と、▲２▼厚さが０．０５μｍ〜２．０μｍの透明無機薄膜塗布層とを有する積層体の破砕非定型偏平片であることを特徴とする金属箔粉であり、金属薄膜層がアルミニウム、銀、金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛、インジウム、チタン、の単体金属又はこれらの合金およびそれらの混合物の少なくとも一種である前記の金属箔粉であり、破砕非定型偏平片の最大厚さが３μｍ以下である前記の金属箔粉であり、透明無機薄膜塗布層がケイ素−酸素結合含有塗布層である前記の金属箔粉であり、さらに、離型性フイルムに、少なくとも、▲１▼厚さが０．０１μｍ〜０．２μｍの金属薄膜層と、▲２▼厚さが０．０５μｍ〜２．０μｍの透明無機薄膜塗布層とを形成したフイルム上の積層体を得て、離型性フイルムを剥離し、離型性フイルム以外の積層体を、粉砕する工程を少なくとも含むことを特徴とする金属箔粉の製法であります。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明における、厚さが０．０１μｍ〜０．２μｍの金属薄膜層とは、金属としては、金属光沢を有する等の機能を有するものであれば特に限定されるものではないが、アルミニウム、銀、金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛、インジウム等が使用され、これらの単体金属又はこれらの合金および単体窒化物又はそれら混合物の少なくとも一種が使用される。また、前記例示のものの中から一種または二種以上を適宜選定し一層または二層以上にして使用すればよい。これらの金属薄膜層の厚さは、０．０１μｍ〜０．２μｍの範囲が好ましく、０．０１μｍに満たないときは、光輝性においてまた機能性においてその性能は乏しく、０．２μｍを超えるときは、これ以上厚さを大きくしても反射性、光輝性等の増大に影響が少ない上に経済的にも得策ではない。
【０００７】
本発明において、上記金属薄膜層を含む積層体の非定型偏平片を得るためには、例えば離型性フイルムに透明無機薄膜塗布層を形成し、該透明無機薄膜塗布層上に金属薄膜層を形成し、離型性フイルムを剥離し、少なくとも金属薄膜層と透明無機薄膜塗布層とを有する積層体（複合膜）を粉砕する製法が好ましく採用される。
金属薄膜層の剥離性フイルム上の透明無機薄膜塗布層上への形成は、その方法において特に限定されるものではなく、蒸着、スパッタリング、イオンプレーテイングなど乾式薄膜形成法が好ましい。この金属薄膜層形成後、該層上に、必要に応じてさらに前記の透明無機薄膜塗布層を形成してもよく、また他の樹脂性保護層を形成してもよい。
この金属薄膜層の剥離性フイルム上（又は透明無機薄膜塗布層上）への形成は目的とする金属薄膜層を一層設けてもよく、二層以上設けてもよく、二層以上設けるに際しては、層間に水性樹脂層等を介在させてもよく、介在なしに直接層を積層してもよい。この多層形成の場合においては、剥離性フイルムからの剥離が容易となり好適となる場合が多い。
【０００８】
剥離性フイルム上に形成され剥離性フイルムを剥離した、積層体として得られた非定型偏平片を粉砕して本発明の非定型偏平片を得るが、粉砕方法としては、特に限定されないが、ジェットミル、ボールミル、リングロールミル、ハンマーミル、チューブミル等が挙げられる。この粉砕を水中で行ってもよくその際、アルコール等の粘度調節材、乾燥促進材、沈降安定剤、界面活性剤等を同時に使用して粉砕してもよい。さらに特に粉砕を積極的に実施しなくても、剥離性フイルムから剥離することだけで、積層体が微細な非定型偏平片となる場合もある。
【０００９】
本発明における厚さが０．０５μｍ〜２．０μｍの透明無機薄膜塗布層は、剥離性フイルム上に形成されるか、形成された金属薄膜層上に形成されるもので、金属薄膜層の耐汚染性等の保護、剥離性フイルムからの金属薄膜層の剥離性向上等の目的に必要なものであり、その厚さは０．０５μｍ〜２．０μｍが好ましく、０．０５μｍに満たないときはその保護、剥離性向上に充分でなく、２．０μｍを超えるときは、その効果の更なる向上は見られず経済的にも得策でなく、塗料等に使用されたときの金属箔粉として厚くなりすぎ平滑な塗装面が得られなくなる場合が多い。
厚さが０．０５μｍ〜２．０μｍの透明無機薄膜塗布層の材料としては、ケイ素−酸素結合含有無機物を形成するケイ素アルコキシド、チタンアルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、等の金属アルコキシド、水ガラス、ポリシラザン、ポリフォスファゼン等、触媒作用、加熱、紫外線照射などによって透明無機薄膜層を形成するものであれば特に限定されないが、塗布後、透明無機薄膜層としての透明性、金属薄膜層の保護性から、ケイ素−酸素結合含有無機物を形成するもの、アルミニウム−酸素結合含有無機物を形成するもの、ジルコニウム−酸素結合含有無機物を形成するもの、チタン−酸素結合含有無機物を形成するものが好ましい。これらの透明無機薄膜層を形成するアルコキシドなどを水やアルコールに溶解または分散して塗布し、触媒作用、加熱、紫外線照射などによって透明無機薄膜層を形成する際、金属酸化物の微細粉体、例えばシリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化錫、酸化インジウム、酸化マグネシウムを添加含有せしめてもよく、これらの金属−酸素結合を形成するアルコキシド等と金属酸化物の微細粉体との金属が同一でもよく異種でもよく、また２種以上の金属から選ばれたものであってもよい。
さらに、透明無機薄膜層を形成するアルコキシドなどを水やアルコールに溶解または分散して塗布し、触媒作用、加熱、紫外線照射などによって透明無機薄膜層を形成する際に、本発明の目的、即ち透明性、耐熱性、剥離性を損なわない限りにおいて、有機ポリマーなどのバインダー、色素や染料、レベリング剤、等を含有せしめてもよく、かかる色素や染料などを該透明無機薄膜層に含有せしめることは蒸着などの乾式製膜法においては困難であり、塗布によって初めて達成でき、金属光輝性への耐熱性種々色相の付与が可能となる。
【００１０】
本発明において、適宜使用される水性樹脂は、非定型偏平片が媒体に分散される時に分散剤としてまた沈降を防ぐ安定剤としても作用する。水性樹脂としては製膜性があり、かつ水溶解性、ないしは易水分散性のものが好ましく、エチレン・ビニルアルコール共重合体、酢酸ビニル部分加水分解物、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール等のエチレンオキサイド付加物、アラビヤゴム、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルローズ）等のセルローズ誘導体等が挙げられるが、なかでもポリエチレングリコール等のエチレンオキサイド付加物が好ましく使用できる。該樹脂層の厚さは、０．３−２μｍ程度のものが好ましい。
【００１１】
本発明で使用される離型性フイルムとしては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフイルム、66ナイロン、６ナイロン等のポリアミドフイルム、ポリカーボネートフイルム、トリアセテートフイルム、ポリイミドフイルム等が挙げられるが特に限定されるものではない。
これらのフイルムの厚さは４μｍから４０μｍであり、４μｍに満たないものは、工程等で取り扱い性に問題が多く、４０μｍを超えると、柔軟性に乏しくなり、剥離等に問題が多くなる。
本発明においては、▲１▼厚さが０．０１μｍ〜０．２μｍの金属薄膜層と、▲２▼厚さが０．０５μｍ〜２．０μｍの透明無機薄膜塗布層とを有する積層体の破砕非定型偏平片である金属箔粉であるが、該金属箔粉の厚さが３μｍ以下の金属薄膜層と透明無機薄膜塗布層との積層体の非定型偏平片がより好ましく、更に好ましくは２μｍ以下である。
【００１２】
【実施例】
＊＊実施例１
厚さ２０ミクロンの未延伸ポリプロピレンフイルムに、粒子径１０ｎｍのシリカを３０％（重量、以下同）含むイソプロピルアルコール主体のオルガノゾルを塗布し乾燥し、ポストキュアして厚さ０．８μｍのシリカ層の透明無機薄膜塗布層を形成した。該シリカ層上に、真空蒸着機においてクロムを０．０４μｍの厚さになるように、金属薄膜層として蒸着形成した。得られたこのクロム金属薄膜層上に、トップコート層としてオルガノゾルを塗布し乾燥し、ポストキュアして厚さ０．３μｍのシリカ層の透明無機薄膜塗布層を形成した。
こうして得た特殊光輝性の積層体を、透明無機薄膜塗布層・クロム金属薄膜層・トップコート層からなる積層体のみをフイルムから剥離し集積した。得られた積層体を水中で粉砕し厚さ１．２μｍの特殊光輝性の美麗な非定型偏平片を得た。
【００１３】
＊＊実施例２
厚さ２０ミクロンの未延伸ポリプロピレンフイルムに、珪酸ナトリウムを０．１％ポリビニルアルコール溶解水に５％濃度に溶かした液をグラビヤ方式で塗布・乾燥し、３％硝酸液にて処理し、乾燥して厚さ１．０μｍの透明無機薄膜塗布層を形成した。該透明無機薄膜塗布層上に、真空蒸着機においてアルミニウムを０．０５μｍの厚さになるように、金属薄膜層として蒸着形成した。得られたこのアルミニウム金属薄膜層上に、トップコート層として前記の透明無機薄膜塗布層を同様にして０．５μｍの厚さに形成した。
こうして得たフイルム上の積層体を、透明無機薄膜塗布層・クロム金属薄膜層・トップコート層からなる積層体をフイルムから剥離し集積した。
得られた積層体を粉砕し、篩い分け、アルミニウム金属薄膜層の最長片長さで１２．０μｍ、厚さ１．５μｍの特殊光輝性の美麗な非定型偏平片を得た。
【００１４】
【発明の効果】
本発明により、極めて薄い金属薄膜層を有し、しかも無機透明保護層を有した非定型偏平片は、その優れた隠蔽力により、少量で金属光沢を印字や描画に付与し得る耐熱性が優れた、極めて塗装面の平滑性に優れた塗料等が得られる。

Claims (4)

1. 少なくとも、透明無機薄膜塗布層と、金属薄膜層と、をこの順に積層した積層体を、離型性フィルムの表面に積層してなる第１工程と、
   前記積層体を前記離型性フィルムから剥離する第２工程と、
   前記第２工程において剥離された前記積層体を粉砕して非定型偏平片を得る第３工程と、
   よりなり、
   前記第１工程が、
   厚さが０．０５μｍ以上２．０μｍ以下の透明無機薄膜塗布層を前記離型性フィルムの表面に積層する工程と、
   前記透明無機薄膜塗布層積層後、その表面に、乾式薄膜形成法によって、厚さが０．０１μｍ以上０．２μｍ以下の金属薄膜層を積層する工程と、
   よりなるものであり、
   前記離型性フィルムが、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム、ポリカーボネートフィルム、トリアセテートフィルム、ポリイミドフィルム、のいずれかであり、かつその厚みが４μｍ以上４０μｍ以下であり、
   前記透明無機薄膜塗布層が、珪素アルコキシド、金属アルコキシド、水ガラス、ポリシラザン、ポリフォスファゼン、のいずれかによるものであり、かつその厚さが０．０５μｍ以上２．０μｍ以下であり、
   前記非定型偏平片の最大厚さが３．０μｍ以下であること、
   を特徴とする、金属箔粉の製造方法。
2. 請求項１に記載の金属箔粉の製造方法において、
   前記金属薄膜層が、アルミニウム、銀、金、ニッケル、クロム、錫、亜鉛、インジウム、チタンの一群より選ばれる、いずれかの単体、又は複数を選択して組合わせることにより得られる合金、又はいずれかの単体による窒化物、又はそれらの混合物、のいずれかによるものであり、かつその厚さが０．０５μｍ以上０．２μｍ以下であること、
   を特徴とする、金属箔粉の製造方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の金属箔粉の製造方法において、
   前記第１工程において、前記透明無機薄膜塗布層の表面に前記金属薄膜層を積層した後に、さらに前記透明無機薄膜塗布層と同一の成分、又は異なる成分による透明無機薄膜塗布層を前記金属薄膜層の表面に積層してなること、
   を特徴とする、金属箔粉の製造方法。
4. 請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の金属箔粉の製造方法により得られること、
   を特徴とする、金属箔粉。