CN102596818A - 红外线反射性黑色颜料、使用该红外线反射性黑色颜料的涂料和树脂组合物 - Google Patents

红外线反射性黑色颜料、使用该红外线反射性黑色颜料的涂料和树脂组合物 Download PDF

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Abstract

本发明在于提供一种含有Fe和Mn、不含有害元素的黑色颜料，其是具有优异的红外线反射性且廉价的红外线反射性黑色颜料。该红外线反射性黑色颜料的特征在于：包括含有Fe和Mn、还含有选自Mg、Al、Ca、Si、Sr、Ba中的1种以上元素的化合物，该黑色颜料的黑度（L*）为30以下且太阳能反射率为15%以上。

Description

红外线反射性黑色颜料、使用该红外线反射性黑色颜料的涂料和树脂组合物
技术领域
本发明涉及不含有害元素、而且能够得到具有优异的红外线反射性的热屏蔽性涂料和热屏蔽性树脂组合物的红外线反射性黑色颜料，特别涉及含有Fe和Mn、还含有选自Mg、Al、Ca、Si、Sr、Ba中的1种以上元素的红外线反射性黑色颜料。
背景技术
在户外使用的道路、建筑物、储油罐、汽车、船舶等，由于太阳的照射引起内部温度上升，因此，将建筑物和汽车等的外观涂饰、由树脂组合物得到的成型体形成为白色至淡色，使太阳光反射，某种程度上提高热屏蔽效果。
但是，特别是户外建筑物的屋顶等，为了使污垢不明显，大多呈现浓彩色至黑色，与具有淡色至白色的外观涂饰的建筑物和汽车等相比，具有浓彩色至黑色的外观涂饰的建筑物和汽车等时，容易吸收太阳光，有户内温度显著上升的倾向。在物品运输、保存时，内部达到高温是不理想的。
因此，从为了防止地球变暖的节约能源的观点出发，也强烈希望抑制具有浓彩色至黑色的外观的建筑物和汽车等的内部温度上升。
目前，已知含有Mn和Fe的黑色颜料（参照专利文献1和2）。
在专利文献1中记载了含有赤铁矿结构的Mn2O3和Fe2O3的耐热性黑色颜料，但难以说具有充分的黑度。
另外，在专利文献2中记载了含有非尖晶石结构的Mn和Fe的黑色复合氧化物颗粒粉末，但难以说具有充分的隔热效果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平05-221653号公报
专利文献2：日本特开2003－238163号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如上所述，虽然开发了作为不含有害元素、而且具有优异红外线反射性的黑色颜料的若干黑色颜料，但是这些颜料也未必可以说是充分的，要求进行再改良。这不仅是黑色颜料，也适用于带灰色的黑灰色颜料。
本发明的目的在于提供一种具有优异红外线反射性且廉价的红外线反射性黑色颜料，其含有Fe和Mn，还含有选自Mg、Al、Ca、Si、Sr、Ba中的1种以上元素，不含有害元素。
用于解决课题的方法
上述目的能够通过如下的本发明实现。
即，本发明是一种红外线反射性黑色颜料，其特征在于：包括含有Fe和Mn、还含有选自Mg、Al、Ca、Si、Sr、Ba中的1种以上元素的化合物，该黑色颜料的黑度（L*）为30以下，且太阳能反射率（solarreflectance）为15%以上（本发明1）。
另外，本发明是如本发明1记载的红外线反射性黑色颜料，其中，含有Fe和Mn、还含有选自Mg、Al、Ca、Si、Sr、Ba中的1种以上元素的化合物是复合氧化物（本发明2）。
另外，本发明是如本发明1记载的红外线反射性黑色颜料，其中，包括Mn-Fe复合氧化物和含有选自Mg、Al、Ca、Si、Sr、Ba中的1种以上元素的化合物的混合物（本发明3）。
另外，本发明是如本发明3记载的红外线反射性黑色颜料，其中，相对于100重量份Mn-Fe复合氧化物，含有选自Mg、Al、Ca、Si、Sr、Ba中的1种以上元素的化合物的混合比例为20～300重量份（本发明4）。
另外，本发明是一种涂料，其包括上述任一项所述的红外线反射性黑色颜料的涂料构成基材（本发明5）。
另外，本发明是一种着色树脂组合物，其包括上述任一项所述的红外线反射性黑色颜料和树脂（本发明6）。
发明的效果
本发明的红外线反射性黑色颜料是含有Fe和Mn、还含有选自Mg、Al、Ca、Si、Sr、Ba中的1种以上元素、不含Cr等有害元素的安全的黑色颜料，由于具有优异的红外线放射性，适合于作为红外线反射性黑色颜料。
另外，本发明的红外线反射性黑色颜料以Fe和Mn、选自Mg、Al、Ca、Si、Sr、Ba中的1种以上元素为主要成分，不含Co等高价元素，因此，适合于作为廉价的红外线反射性黑色颜料。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1中的红外线反射性黑色颜料的太阳能反射率的图。
图2是表示比较例1中的黑色颜料的太阳能反射率的图。
具体实施方式
更详细地说明本发明的构成，如下所述。
首先，叙述本发明的红外线反射性黑色颜料。
本发明的红外线反射性黑色颜料是包括含有Fe和Mn、含有选自第2成分的Mg、Al、Ca、Si、Sr、Ba中的1种以上元素的复合氧化物或混合物的红外线反射性黑色颜料。在本发明的不含有害元素的安全的红外线反射性黑色颜料中，作为有害元素，可以列举Cr等，本发明的红外线反射性黑色颜料实质上不含这些有害元素。另外，作为安全性高的高价元素，可以列举Co等，从成本方面出发，优选不含这些元素。
相对于黑色颜料中的全部金属元素，本发明的红外线反射性黑色颜料中的金属元素的含有比例，Mn为1～60摩尔%、Fe为1～60摩尔%、Mg为3～70摩尔%、Al为3～70摩尔%、Ca为3～70摩尔%、Si为3～70摩尔%、Sr为3～70摩尔%、Ba为3～70摩尔%。优选Mn为5～45摩尔%、Fe为15～90摩尔%、Mg为5～65摩尔%、Al为5～65摩尔%、Ca为5～65摩尔%、Si为5～65摩尔%、Sr为5～65摩尔%、Ba为5～65摩尔%。如果超出上述范围，太阳能反射率或L*值难以说是充分的。另外，也有本发明的红外线反射性黑色颜料中不可避免混入来自各种原料的杂质的情况，但其量是微量的。
在本发明的红外线反射性黑色颜料中，黑色颜料中的Mn和Fe的含量比例，以摩尔比计，优选为1∶0.5～1∶30。优选为1∶0.8～1∶25，更优选为1∶1～1∶20。
在本发明的红外线反射性黑色颜料中，以摩尔比计，（Mg+Al+Ca+Si+Sr+Ba）/（Mn+Fe）优选为0.1～5。如果以摩尔比计，黑色颜料中的（Mg+Al+Ca+Si+Sr+Ba）/（Mn+Fe）小于0.1，则不能说太阳能反射率充分高，如果以摩尔比计，（Mg+Al+Ca+Si+Sr+Ba）/（Mn+Fe）大于5，则L*值为30以上，难以说是黑色颜料。
另外，本发明的红外线反射性黑色颜料的平均粒径优选为0.02～5.0μm。黑色颜料的平均粒径大于5.0μm时，由于颗粒尺寸过大，着色力下降。平均粒径小于0.02μm时，有向载色剂中分散变得困难的情况。更优选为0.025～4.0μm，更加优选为0.04～2.0μm。
另外，本发明的红外线反射性黑色颜料的BET比表面积优选为1～100m2/g。BET比表面积小于1m2/g时，或颗粒粗大、或形成在颗粒和颗粒相互之间发生烧结的颗粒，着色力下降。另一方面，BET比表面积大于100m2/g时，由于由颗粒微细化产生的分子间力增大而容易引起凝集，因此，难以利用表面处理剂向颗粒表面进行均匀的包覆处理。更优选为1.5～75m2/g，更加优选为1.8～65m2/g。
另外，本发明的红外线反射性黑色颜料的亮度（L*）优选为30以下。亮度（L*）在上述范围外时，难以说是黑色颜料。更优选为28以下。
另外，本发明的红外线反射性黑色颜料的a*优选为－2～+10。a*在上述范围外时，难以说是黑色颜料。更优选是-1～+5。
另外，本发明的红外线反射性黑色颜料的b*优选为－5～+10。b*在上述范围外时，难以说是黑色颜料。更优选为-4～+5。
另外，本发明的红外线反射性黑色颜料的红外线反射性，按照JISR 3106测定漆膜颜色样卡涂膜时的太阳能反射率优选为15%以上，更优选为16%以上。太阳能反射率小于15%时，不能说太阳能反射率充分高。
另外，本发明的红外线反射性黑色颜料颗粒的形状不限于特定的形状，能够使用球状、粒状、八面体状、六面体状、多面体状等粒状颗粒、针状、纺锤状、米粒状等针状颗粒和板状颗粒等。如果考虑所得到的黑色颜料的分散性，则优选球状颗粒和粒状颗粒。
在本发明的红外线反射性黑色颜料中，包覆红外线反射性黑色颜料表面的表面处理剂能够使用选自Si、Al、Zr、Ti、Zn、P中的1种以上的化合物或有机类表面处理剂。
作为选自Si、Al、Zr、Ti、Zn、P中的1种以上的化合物，作为铝化合物，可以列举乙酸铝、硫酸铝、氯化铝、硝酸铝等铝盐、铝酸钠等铝酸碱盐等。作为硅化合物，可以列举3号水玻璃、原硅酸钠、偏硅酸钠等。作为锆化合物，可以列举乙酸锆、硫酸锆、氯化锆、硝酸锆等锆盐。作为钛化合物，可以列举乙酸钛、硫酸钛、氯化钛、硝酸钛等钛盐。作为锌化合物，可以列举乙酸锌、硫酸锌、氯化锌、硝酸锌等锌盐。作为磷化合物，可以列举磷酸氢钠、磷酸氢铵钠、磷酸钾、多聚硫酸钠、六偏磷酸钠等磷酸盐。
作为有机类表面处理剂，可以列举硬脂酸及其盐、松香、烷氧基硅烷、氟烷基硅烷、硅烷类偶合剂和有机聚硅氧烷等有机硅化合物、钛酸盐类、铝酸盐类和锆酸盐类等偶合剂、低分子或高分子表面活性剂、磷酸化合物等。
作为有机硅化合物，具体而言，可以列举甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷和癸基三乙氧基硅烷等烷氧基硅烷，三氟丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷和十三氟辛基三乙氧基硅烷等氟烷基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、N-（β-氨基乙基）-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷等硅烷类偶合剂、聚硅氧烷、聚甲基氢硅氧烷、改性聚硅氧烷等有机聚硅氧烷等。
作为钛酸盐类偶合剂，可以列举异丙基三硬酯酰基钛酸盐、异丙基三（焦磷酸二辛酯）钛酸盐、异丙基三（N-氨基乙基-氨基乙基）钛酸盐、四辛基二（双十三癸基）磷酸酯合钛酸盐、四（2-2-二烯丙基氧甲基-1-丁基）二（双十三癸基）磷酸酯合钛酸盐、双（焦磷酸二辛酯）羟乙酸钛酸盐、双（焦磷酸二辛酯）乙撑钛酸盐等。
作为铝酸盐类偶合剂，可以列举乙酰基烷氧基二异丙醇铝、二异丙氧基单乙基乙酰乙酸铝、三乙基乙酰乙酸铝、三乙酰乙酸铝等。
作为锆酸盐类偶合剂，可以列举四乙酰乙酸锆、二丁氧基二乙酰乙酸锆、四乙基乙酰乙酸锆、三丁氧基单乙基乙酰乙酸锆、三丁氧基乙酰乙酸锆等。
作为低分子类表面活性剂，可以列举烷基苯磺酸盐、二辛基磺基琥珀酸盐、烷基胺乙酸盐、烷基脂肪酸盐等。作为高分子类表面活性剂，可以列举聚乙烯醇、聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素、丙烯酸－马来酸盐共聚物、烯烃－马来酸盐共聚物等。
作为磷酸化合物，可以列举磷酸酯、亚磷酸酯、酸性磷酸酯、膦酸等有机磷化合物等。
接着，叙述本发明的红外线反射性黑色颜料的制造方法。
包括本发明的复合氧化物的红外线反射性黑色颜料能够混合各种原料进行烧制而得到。
初始原料的混合，只要能够均匀地混合即可，没有特别限定，可以是湿式混合，也可以是干式混合。另外，也可以是湿式合成。
加热烧制温度优选为700～1200℃，更优选为800～1050℃。加热氛围为大气中。
加热后的粉末可以按照通常方法进行水洗、粉碎。
接着，叙述本发明的红外线反射性黑色颜料的Mn-Fe复合氧化物和含有选自Mg、Al、Ca、Si、Sr、Ba中的1种以上元素的化合物的混合物的制造方法。
本发明中的Mn-Fe复合氧化物是至少包括Mn和Fe的复合氧化物，根据需要，也可以含有选自Mg、Al、Ca、Si、Sr、Ba中的1种以上的元素。
本发明中的Mn-Fe复合氧化物能够通过混合、烧制各种原料而得到，可以和上述的混合、加热烧制同样地进行。
在本发明中，作为含有选自Mg、Al、Ca、Si、Sr、Ba中的1种以上元素的化合物，可以使用氢氧化镁、氧化硅、碳酸钙、氧化铝、氢氧化铝、高岭土、碳酸钡、硫酸钡、碳酸锶等。
在本发明中，只要能够均匀地混合Mn-Fe复合氧化物和上述化合物，对混合方法和使用的装置没有限定。
在本发明中，相对于100重量份Mn-Fe复合氧化物，含有选自Mg、Al、Ca、Si、Sr、Ba中的1种以上元素的化合物的混合比例优选为20～300重量份。上述小于20重量份时，难以说太阳能反射率充分高。大于300重量份时，L*值变高而不理想。更优选的范围为30～250重量份。
在本发明中，可以利用选自Si、Al、Zr中的1种或2种以上的化合物包覆红外线反射性黑色颜料的颗粒表面。表面处理方法可以根据湿式或干式方法等通常方法进行。例如，湿式方法是在湿式分散得到的红外线反射性黑色颜料的浆料中，边以酸或碱调整pH边添加、混合选自Si、Al、Zr中的1种或2种以上可溶性化合物而进行包覆的方法；干式方法是在亨舍尔混合机等装置中，利用选自Si、Al、Zr中的1种或2种以上的偶合剂对红外线反射性黑色颜料进行包覆处理的方法。
在干式方法中，作为在混合搅拌中使用的机器，优选能够对粉体层施加剪切力的装置，优选使用能够同时进行剪切、刮压和压缩的装置，例如，优选使用轮型混炼机、球型混炼机、叶片型混炼机、辗轮型混炼机。能够更有效地使用轮型混炼机。
作为上述轮型混炼机，有轮碾机（与“混砂机”、“辛普森混砂机”、“砂磨机”是同义词）、双碾盘连续混砂机、Stotz混砂机、湿式轮碾机、角磨机、环磨机等，优选轮碾机、双碾盘连续混砂机、Stotz混砂机、湿式轮碾机、环磨机，更优选轮碾机。作为上述球型混炼机，有振动磨。作为上述叶片型混炼机，有亨舍尔混合机、行星混合捏合机、诺塔混合机。作为上述辗轮型混炼机，有挤压机。
作为黑色颜料和表面处理剂的混合搅拌中使用的机器，优选能够对粉体层施加剪切力的装置，优选使用能够同时进行剪切、刮压和压缩的装置，例如，优选使用轮型混炼机、球型混炼机、叶片型混炼机、辗轮型混炼机。能够更有效地使用轮型混炼机。
作为上述轮型混炼机，有轮碾机（与“混砂机”、“辛普森混砂机”、“砂磨机”是同义词）、双碾盘连续混砂机、Stotz混砂机、湿式轮碾机、角磨机、环磨机等，优选轮碾机、双碾盘连续混砂机、Stotz混砂机、湿式轮碾机、环磨机，更优选轮碾机。作为上述球型混炼机，有振动磨。作为上述叶片型混炼机，有亨舍尔混合机、行星混合捏合机、诺塔混合机。作为上述辗轮型混炼机，有挤压机。
接着，叙述配合有本发明的红外线反射性黑色颜料的涂料。
相对于100重量份涂料构成基材，本发明的涂料中的红外线反射性黑色颜料的配合比例能够以0.5～100重量份的范围使用，如果考虑涂料的操作性，优选为1.0～100重量份。
作为涂料构成基材，可以配合树脂、溶剂，根据需要，可以配合油脂、消泡剂、干燥促进剂、表面活性剂、固化促进剂、助剂等。
作为树脂，可以使用在溶剂类涂料用和油性印刷油墨中通常使用的丙烯酸树脂、醇酸树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、氨基树脂、氯乙烯树脂、有机硅树脂、松香、石灰松香等松香类树脂、马来酸树脂、聚酰胺树脂、硝酸纤维素、乙烯－乙酸乙烯共聚树脂、松香改性酚醛树脂、松香改性马来酸树脂等松香改性树脂、石油树脂、氟树脂等。作为水类涂料用，可以使用在水类涂料用和水性油墨中通常使用的水溶性丙烯酸树脂、水溶性苯乙烯－马来酸树脂、水溶性醇酸树脂、水溶性三聚氰胺树脂、水溶性聚氨酯乳液树脂、水溶性环氧树脂、水溶性聚酯树脂、水溶性氟树脂等。
作为溶剂，可以使用在溶剂类涂料中通常使用的大豆油、甲苯、二甲苯、稀释剂、乙酸丁酯、乙酸甲酯、甲基异丁基酮、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙基溶纤剂、丁基溶纤剂、丙二醇单甲醚等二醇醚类溶剂、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯等酯类溶剂、己烷、庚烷、辛烷等脂肪族烃类溶剂、环己烷等脂环族烃类溶剂、矿油精等石油类溶剂、丙酮、甲乙酮等酮类溶剂、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇类溶剂、脂肪族烃等。
作为水类涂料用溶剂，可以混合使用在水和水类涂料用中通常使用的乙醇、丙醇、丁醇等醇类溶剂、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙基溶纤剂、丁基溶纤剂等二醇醚类溶剂、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚丙二醇等氧乙烯基或氧丙烯基加聚物、乙二醇、丙二醇、1,2,6-己三醇等亚烷基二醇、甘油、2-吡咯烷酮等水溶性有机溶剂。
作为油脂，可以使用对亚麻仁油、桐油、桠油（oiticica oil）、红花油等干性油进行过加工的熟炼油。
作为消泡剂，可以使用Nopco 8034（商品名）、SN DEFOAMER477（商品名）、SN DEFOAMER 5013（商品名）、SN DEFOAMER 247（商品名）、SN DEFOAMER 382（商品名）、（以上均由Sunnopco株式会社生产）、ANTIFOAM 08（商品名）、EMULGEN 903（商品名）（以上均由花王株式会社生产）等市售品。
接着，叙述含有本发明的红外线反射性黑色颜料的树脂组合物。本发明的树脂组合物由红外线反射性黑色颜料着色为黑色类，但也可以通过含有其它颜料或染料等再着色。
相对于100重量份树脂，本发明的树脂组合物中的红外线反射性黑色颜料的配合比例能够以0.01～200重量份的范围使用，如果考虑树脂组合物的操作性，优选为0.05～150重量份，更优选为0.1～100重量份。
作为本发明的树脂组合物中的构成基材，除了红外线反射性黑色颜料和众所周知的热塑性树脂，还可以根据需要，配合润滑剂、增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、各种稳定剂等添加剂。
作为树脂，能够使用聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯等聚烯烃，聚氯乙烯、聚甲基戊烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、苯乙烯－丙烯酸酯共聚物、苯乙烯－乙酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-EPDM-苯乙烯共聚物、丙烯酸类树脂、聚酰胺、聚碳酸酯、聚缩醛、聚氨酯等热塑性树脂，松香改性马来酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、有机硅树脂、松香·酯、松香、天然橡胶、合成橡胶等。
相对于红外线反射性黑色颜料和树脂之和，添加剂量为50重量%以下即可。在添加剂含量大于50重量%时，成型性下降。
本发明的树脂组合物，预先充分混合树脂原料和红外线反射性黑色颜料，接着，使用混炼机或挤出机，在加热下施加强剪切作用，破坏红外线反射性黑色颜料的凝集体，使红外线反射性黑色颜料在树脂组合物中均匀分散后，成型加工为根据目的的形状来使用。
另外，本发明的树脂组合物也能够经由母料颗粒得到。
在本发明中的母料颗粒，根据需要，以螺带式混合机、诺塔混合机、亨舍尔混合机、高速流动式混合混炼机等混合机混合作为涂料和树脂组合物构成基材的粘合材料树脂和上述红外线反射性黑色颜料后，以众所周知的单螺杆混炼挤出机或双螺杆混炼挤出机等混炼、成型后切断，或将以班伯里混合机、加压捏合机等混炼上述混合物而得到的混炼物粉碎或成型、切断，由此制造得到。
粘合材料树脂和红外线反射性黑色颜料向混炼机的供给，既可以以确定比例分别定量供给，也可以供给两者的混合物。
本发明中的母料颗粒，平均长径为1～6mm，优选为2～5mm的范围。平均短径为2～5mm，优选为2.5～4mm。在平均长径小于1mm时，颗粒制造时的作业性差，故而不优选。在大于6mm时，与稀释用粘合材料树脂的大小差别大，难以充分分散。另外，其形状能够是各种各样的，可以是无定形和球形等粒状、圆柱状、薄片状等。
作为本发明中的母料颗粒中使用的粘合材料树脂，可以使用与上述树脂组合物用树脂相同的树脂。
此外，在母料颗粒中的粘合材料树脂的组成，既可以使用与稀释用粘合材料树脂相同的树脂，也可以使用不同的树脂，在使用不同的树脂时，可以考虑由树脂之间的相容性决定的各项特性来确定。
相对于100重量份粘合材料树脂，在母料颗粒中所配合的红外线反射性黑色颜料量为1～200重量份，优选为1～150重量份，更优选为1～100重量份。在小于1重量份时，混炼时的熔融粘度不足，红外线反射性黑色颜料难以良好分散混合。在大于200重量份时，由于相对于红外线反射性黑色颜料的粘合材料树脂少，因此，红外线反射性黑色颜料难以良好分散混合，另外，由于根据母料颗粒的添加量稍微变化则在树脂组合物中所配合的红外线反射性黑色颜料含量大幅变化，因此，在所希望的含量中配制变得困难，故而不优选。另外，机械摩耗剧烈，故而是不合适的。
实施例
接着，使用以下的实施例，更详细地叙述本发明，但本发明不受以下的实施例限定。例示以下的实施例中的评价方法。
颗粒的平均粒径由空气透过法（费歇尔法）测定。
比表面积以利用BET法测得的值表示。
红外线反射性黑色颜料的金属元素的含量，使用“荧光X射线分析装置3063M型”（理学电机工业株式会社生产），按照JIS K0119的“荧光X射线分析通则”测定。
红外线反射性黑色颜料的色相（L*值、a*值、b*值），将0.5g试样和0.5ml蓖麻油用胡佛式研磨机混炼为浆料状，在该浆料中加入4.5g封面漆，进行混炼、涂料化，在铸涂纸上使用150μm（6mil）的涂布器，制作涂布得到的涂布片（涂膜厚约30μm）。对涂膜片，使用“色彩色差计CR-300”（Konica Minolta Sensing株式会社生产）进行测定，按照JIS Z 8729中的规定，以显色指数（L*值、a*值、b*值）表示。
红外线反射性黑色颜料的可见光区域和红外线区域中的波长反射性，对用于测定上述色相而制作的涂膜片，使用“分光光度计U-4100”（日立高新技术公司）进行测定，测定在300～2100nm波长中的反射率（%）。按照JIS R 3106测定太阳能反射率。
红外线反射性黑色颜料的灯照射温度差，将0.5g试样和0.5ml蓖麻油用胡佛式研磨机混炼为浆料状，在该浆料中加入4.5g封面漆，进行混炼、涂料化，在Al平板上使用150μm（6mil）的涂布器进行涂布（涂膜厚约30μm）。照射红外线（灯输出250W，灯和各Al涂布板的距离为200mm）10分钟，测定各样品板的内面温度。另外，温度差是与比较例1的温度差。
实施例1
上述各原料氧化物以下述表1所示的含量进行计量、混合，使用电炉，以1000℃烧制2小时。粉碎烧制品，得到BET比表面积为11.3m2/g、平均粒径为0.5μm的黑色颜料。
将该颜料涂布为漆膜，制作颜色样卡试样，使用U-4100日立分光光度计在波长250～2500nm范围评价反射率。结果，在波长300～2100nm中的太阳能反射率为20.9%。
实施例2
以湿式法合成后，以950℃烧制2小时，除此以外，与上述实施例1同样操作，得到黑色颜料。
实施例3～5、9～14
除了改变原料组成和烧制温度以外，与实施例1同样操作，得到黑色颜料。
实施例6
与实施例1同样操作，得到黑色颜料。接着，使得到的黑色颜料在水中湿式分散，边对温度保持为70℃的黑色颜料浆料滴加0.5wt%水玻璃，边以盐酸和氢氧化钠调整为pH7，维持1小时。此后，进行水洗、脱水、干燥、粉碎处理。
实施例7～8
除了改变烧制温度和表面处理以外，与实施例1同样操作，得到黑色颜料。
实施例15
除了使组成为Mn 25mol%、Fe 75mol%以外，与上述实施例1同样操作，制造Mn-Fe复合氧化物。使用振动磨混合100重量份所得到的Mn-Fe复合氧化物和100重量份氢氧化铝。
实施例16～18
将氢氧化镁变更为表2所示的各种化合物，并使混合比例进行各种变化，得到黑色颜料。
实施例19
除了使组成为Mn 33mol%、Fe 67mol%以外，与上述实施例1同样操作，制造MnFe复合氧化物。使用振动磨混合100重量份所得到的Mn-Fe复合氧化物和100重量份氢氧化铝。
实施例20～22
将氢氧化铝变更为表2所示的各种化合物，并使混合比例进行各种变化，得到黑色颜料。
比较例1～6
除了改变原料组成和烧制温度以外，与实施例1同样操作，得到黑色颜料。在比较例4中，磁铁矿使用户田工业（株）生产的MAT-305。在比较例5中，使用东曹株式会社生产的Brownox。
在表1、表2中表示红外线反射性黑色颜料的制造条件，在表3、表4中表示所得到的红外线反射性黑色颜料的各项特性，在表5中表示涂料和涂膜的特性。
［表1］
Figure BDA00001618621300131
［表2］
Figure BDA00001618621300141
［表3］
Figure BDA00001618621300151
［表4］
Figure BDA00001618621300161
［表5］
如表5所示，本发明的红外线反射性黑色颜料（实施例）中，确认了涂膜的亮度（L*）均为30以下，黑度优异，并且，由灯照产生的温度差均为3℃以上，红外线反射性优异。
工业上的可利用性
本发明的红外线反射性黑色颜料，红外线反射性优异且不含Co等高价元素，因此，作为廉价的红外线反射性黑色颜料是适合的。另外，含有本发明的红外线反射性黑色颜料的树脂组合物，由于红外线反射性优异，因此，通过将树脂组合物以公知的方法制成膜或片材，能够在如下的用途中利用。
由含有本发明的红外线反射性黑色颜料的树脂组合物得到的片材，由于是黑色的，因此，如果作为农业用多层片材利用，能够防止杂草产生、生长，还由于红外线反射性优异，能够抑制地面温度上升，能够作为黑色的农业用多层片材适合地使用。
同样地，能够作为太阳能电池的背面片材适合地使用。太阳能电池模块中，多个太阳能电池元件的表面背面以覆盖材料保护。保护太阳能电池元件背面的背面片材，从电转换效率方面出发，优选具有高反射性，从构思方面出发，优选具有黑色的背面片材。另外，太阳能电池元件越高温，则发电效率越低。由含有本发明的红外线反射性黑色颜料的树脂组合物得到的片材，充分具备作为太阳能电池背面片材的必要特性，作为太阳能电池的背面片材是优选的。
为了从外部难以看到内部而进行着色的膜贴附于车辆窗玻璃等使用，但也要求这些膜不使室内温度上升。由含有本发明的红外线反射性黑色颜料的树脂组合物得到的膜，由于黑度优异且红外线反射性优异，因此，能够作为贴附于车辆、建筑物的窗玻璃的着色膜适合地使用。

Claims (6)

1.一种红外线反射性黑色颜料，其特征在于：
包括含有Fe和Mn、还含有选自Mg、Al、Ca、Si、Sr、Ba中的1种以上元素的化合物，该黑色颜料的黑度（L*）为30以下，且太阳能反射率为15%以上。
2.如权利要求1所述的红外线反射性黑色颜料，其特征在于：
含有Fe和Mn、还含有选自Mg、Al、Ca、Si、Sr、Ba中的1种以上元素的化合物是复合氧化物。
3.如权利要求1所述的红外线反射性黑色颜料，其特征在于：
包括Mn-Fe复合氧化物和含有选自Mg、Al、Ca、Si、Sr、Ba中的1种以上元素的化合物的混合物。
4.如权利要求3所述的红外线反射性黑色颜料，其特征在于：
相对于100重量份Mn-Fe复合氧化物，含有选自Mg、Al、Ca、Si、Sr、Ba中的1种以上元素的化合物的混合比例为20～300重量份。
5.一种涂料，其特征在于：
包括含有权利要求1～4中任一项所述的红外线反射性黑色颜料的涂料构成基材。
6.一种着色树脂组合物，其特征在于：
包括权利要求1～4中任一项所述的红外线反射性黑色颜料和树脂。
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