コーティング製品にカオリンを添加する6つの理由

近年、非金属鉱物処理の進歩は、構造上の目的のみでフィラーを使用するものから、硬度、隠蔽性、耐腐食性、耐熱性といった機能性の向上へと変化しています。その結果、コーティングにおける非金属鉱物フィラーの使用はますます注目を集めています。この記事では、主に以下の6つの理由を紹介します。カオリンコーティング製品に使用でき、なぜそれが好ましい充填剤であるかを強調します。

コーティングの4つの基本成分

塗料を構成する成分は、皮膜形成物質（樹脂、エマルジョン）、顔料（体質顔料を含む）、溶剤、添加剤（助剤）の4つです。これらのうち、塗料における顔料は、主に色と隠蔽力を付与します。顔料は着色顔料と体質顔料に分けられます。着色顔料は主に色彩性能を担い、体質顔料はフィラーとも呼ばれ、塗膜の厚みと機能性を向上させるために使用されます。塗料における体質顔料としては、カオリンなどの非金属鉱物粉末が主に使用されます。

カオリンとは何ですか？

カオリンは結晶水を含む無機ケイ酸塩です。柔らかく、油性があり、水に分散しやすい性質があります。カオリン系顔料は、隠蔽力、光沢、鉛筆硬度、柔軟性などの特性を損なうことなく、性能を向上させることができます。

カオリンは加工方法の違いにより、洗浄カオリンと焼成カオリンの2種類に分けられます。洗浄カオリンは白色度が低く、一般的にラテックス塗料の施工性向上に使用されます。高温焼成により、焼成カオリンは白色度が大幅に向上し、粒子径も微細化されます。優れた懸濁性と乾燥塗膜隠蔽力を有し、二酸化チタンの最適な増量剤の一つです。そのため、沈殿を抑制し、乾燥塗膜隠蔽力を高め、ラテックス塗料中の二酸化チタン量を削減することができます。

しかし、焼成カオリンは吸油量が大きいため、過剰に添加するとコーティングの洗浄性に重大な影響を与えます。さらに、焼成カオリンは酸性であり、不純物含有量が少なく、化学的に安定しているため、カソード電気泳動槽の酸性環境にも適合し、カソード電気泳動コーティングの充填剤として最適です。

コーティングにおけるカオリンの6つの主な機能

コーティングの隠蔽力を向上させる

コーティングに一定の割合でカオリンを加えると、コーティングの隠蔽力が向上し、光の透過率が低下し、コーティングがより均一で滑らかになります。カオリン添加剤は、ほぼすべての種類の水性および溶剤性コーティングで多くの種類の顔料を拡張するために使用されています。エンジニアの陳は、鉱物源の選択、処理方法、および処方の改良から始めました。彼は、水性コーティング中の二酸化チタン15%をカオリンと炭酸カルシウムで置き換える一連の実験を行っています。最終結果は、比較顔料体積濃度の広い範囲にわたって、コーティングシステムの隠蔽力が実質的に変わらないことを示しました。これは、カオリンが二酸化チタン15%を置き換えた場合に当てはまります。同じ用量では、カオリンは炭酸カルシウムよりも優れた隠蔽力を示しました。

コーティングの硬度と耐久性を高める

カオリンは、塗料の充填剤や強化剤としても機能します。微粒子と強力な構造安定性により、塗料の膨張係数を低減し、硬度と耐久性を向上させることができます。そのため、耐久性と靭性が求められる装飾用塗料や工業用塗料に広く使用されています。

コーティングの反射率と色彩強度を向上させる

カオリンは親水性で分散しやすく、粒子の嵩密度が小さく、良好な懸濁性を有しています。光の反射能力を最大限に引き出し、より優れた反射効果を生み出すことで、塗膜の光沢を変化させることができます。適量のカオリンを添加することで、塗膜はマット効果を発揮し、装飾性を高めることができます。その結果、光沢が向上し、色彩が鮮やかな塗膜が得られます。アメリカのエンゲルハード社はかつて、フェノールグリーン顔料17%と二酸化チタン14%を、高光沢の微粒子カオリン製品に置き換え、高い反射率と色彩強度を持つ塗膜を実現しました。これは、カオリン粒子が顔料粒子間の間隔を広げるためです。

コーティング性と液だれ防止性の向上

カオリンはコーティング業界でも増粘剤として広く使用されています。吸水性とゲル化性に優れているため、カオリンはコーティング剤中の溶剤を吸収してゲル状構造を形成します。このゲル状構造はコーティング剤の粘度を高め、顔料と溶剤の分離を防ぎます。カオリンの増粘効果はコーティング性を向上させ、液だれ防止効果も高め、コーティング剤の塗布と使用を容易にします。

コーティングの安定性を向上させる

カオリンは微粒子で比表面積が大きいため、塗膜のボリュームを高め、流動性と分散性を向上させます。塗料において、安定化分散剤および沈降防止剤として作用します。カオリンの安定化分散効果は、塗料の色と質感の安定性を維持し、塗膜の寿命を延ばします。サービスカオリンの沈降防止効果により、長期保存時のムラや層状化を防ぎ、コーティング製品の安定性を向上させます。