防食概論:塗料・塗装

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         着色顔料

 塗料,特に上塗り塗料には,景観性能として高い自由度が求められる。そこで,各種色彩を発現するために,複数の着色顔料が組み合わせて用いられる。
 上塗り塗膜の耐候性は,塗料の樹脂種のみならず,使用する顔料の耐候性にも大きく影響される。着色顔料は,無機系有機系に大別される。次に,主な着色顔料の例を示す。

    【無機着色顔料】
  • 酸化チタン(チタンホワイト,TiO2
     白色の代表的顔料,淡彩色のベース用として用いられる。
     酸化チタンは,結晶構造の違いから,アナタース形とルチル形に分類される。アナタース形は,白さにおいて優れているが,光活性が高く,光化学反応で生成した活性酸素などで樹脂を分解するため,塗膜の白亜化が顕著になる。
     屋外の使用では,表面処理(アルミナ,シリカ)で光活性を抑えたルチル形が用いられる。
  • 酸化チタン(チタンイエロー,TiO2
     黄(レモンイエロー),ニッケル,アンチモン原子を熱拡散させたルチル形酸化チタン。耐熱性,耐候性及び耐薬品性に優れた顔料である。
  • 炭素(カーボンブラック,C)
     黒色の代表的顔料,調色剤用途,高温燃焼雰囲気中に原料油を導入し,熱分解でカーボンブラックを生成する。
  • ベンガラ(ヘマタイト,α-Fe2O3
     黄味~赤味~紫味,マグネタイト(Fe3O4)の加熱酸化,黄色酸化鉄(ゲーサイトα-FeOOH)の加熱脱水などで生成される。
  • 黄鉛(クロムイエロー,mPbCrO4・nPbSO4
     黄~橙色,比較的安価な顔料として広く用いられていたが,鉛,6価クロムを含むことから使用量が減少している。
  • クロムグリーン(PbCrO4・xPbSO4 + yFe(NH4){Fe(CN) 6})
     黄~暗緑色,着色力,隠ぺい力が大きく比較的安価であるが,硫黄の存在で黒ずむ。また鉛,クロムを含むため使用量が減少している。
  • コバルトグリーン(CoO,ZnO)
     濃緑色,酸化コバルトと酸化亜鉛の固溶体,耐候性は良いが耐薬品性は優れていない。
  • 紺青(NH4Fe{Fe(CN) 6})
     青色,着色力が大きい。耐酸性はあるが,耐アルカリ性に劣る。原色の耐候性は優れているが,淡色の耐候性は低い。

   【有機着色顔料】
 有機着色顔料とは,発色部が有機化合物で,水に溶解せず,粒子として塗料中に分散する材料である。同様の材料として,発色部が有機化合物で,水に溶解し分子として存在するものは有機染料に分類され,有機着色顔料とは区別される。
 有機着色顔料は,分子構造の違いで,アゾ顔料(アゾ基 R−N=N−R' を持つ有機顔料),フタロシアニン顔料(4つのフタル酸イミドが窒素原子で架橋する環状化合物で,金属イオンとの安定な錯体を形成した顔料),縮合多環顔料(構造式中に環状の原子配列を複数持つ有機顔料)に分けられる。
 主要な色の代表的顔料を次に示す。

  •  パーマネントレッド4R(アゾ系,原色での耐候性が良好で安価な顔料),アントラキノンレッド(縮合多環式系,鮮明な赤で着色力が大きい,自動車用,高級塗料用),キナクリドンレッド(縮合多環式系,鮮明で耐候性に優れる。高級塗料用)

  •  ファーストイエロー(アゾ系,置換基の種類で緑味~赤味までの色域を持ち,耐候性,耐水性に優れるが着色力が低い),ベンツイミダゾロンイエロー(アゾ系,緑味の黄色,耐候性が高く耐熱性にも優れる。自動車用や高級塗料用),イソインドリノン(アゾ系,耐候性,耐熱性,耐溶剤性に優れ,多くの用途での使用が可能,無機系の黄鉛など鉛系顔料の代替として薦められる。)

  •  フタロシアニングリーン(フタロシアニン系,諸特性に優れ,塗料,インキ,プラスチック,ゴム等の着色材として幅広く使用される。)

  •  銅フタロシアニンブルー(フタロシアニン系,結晶系により色相が変わる。α型は赤味青,β型は緑味青となる。塗料用途として各種塗料に使用できる。)

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