DE19705558A1 - Wärmebeständiges anorganisches Pigment und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Wärmebeständiges anorganisches Pigment und Verfahren zu seiner Herstellung

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Kiichi Oda
Saburo Sano
Shigehisa Yamamoto
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Description

Erfindungshintergrund
Die vorliegende Erfindung betrifft ein wärmebeständiges anorganisches Pigment und ein Verfahren zu seiner Herstellung, und insbesondere ein wärmebeständiges anorganisches Pigment, das verschiedene Farbtönungen annimmt und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Das erfindungsgemäße Pigment eignet sich als Pigment für ein wärmebeständiges Beschichtungsmaterial und ist ein wärmebeständiges anorganisches Pigment, das die Umwelt nicht belastet.
Als ein Vertreter zusammengesetzter Metalloxide, die ein zweiwertiges Metall M und Ti enthalten, sei Ilmenit (Titaneisen) angeführt, in dem das zweiwertige Metall M Eisen ist. Zusammengesetzte Metalloxide, die ein Metall, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mn, Mg, Ni und Co als zweiwertiges Metall M, und Ti enthalten, werden auch in J. Phys. Soc. Jpn. Band 11, Nr. 5, im Mai 1956 veröffentlicht, und ebenda Band 13, Nr. 10, im Okt. 1958 veröffentlicht, als zusammengesetzte Metalloxide beschrieben, die ein anderes Metall als Eisen als zweiwertiges Metall M enthalten.
Man erhält jedes dieser zusammengesetzten Metalloxide, wie Ilmenit und dgl., die ein zweiwertiges Metall M und Ti enthalten, durch Erhitzen und Brennen bei einer Temperatur von nicht weniger als 1350°C, wie es in der oben zitierten Literatur beschrieben ist.
Die japanischen Offenlegungsschriften (KOKAI) Nrn. 1-298028 (1989), 4-325419 (1992) und 4-55324 (1992) offenbaren Verfahren zur Synthese von FeTiO₃-Teilchen, MnTiO₃-Teilchen bzw. CoTiO₃-Teilchen in einem Autoklaven.
Die in der japanischen Offenlegungsschrift (KOKAI) Nr. 1- 298028 (1989) offenbarten Ilmenit-Teilchen sind einzelne FeTiO₃-Teilchen, die einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,05 bis 2,0 µm und eine einheitliche Teilchengröße aufweisen; die in der japanischen Offenlegungsschrift (KOKAI) Nr. 4-325419 (1992) offenbarten Pigment-Teilchen sind einzelne MnTiO₃-Teilchen, die einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 bis 2,0 µm und eine einheitliche Teilchengröße aufweisen; und die in der japanischen Offenlegungsschrift (KOKAI) Nr. 4-55324 (1992) offenbarten Pigment-Teilchen sind einzelne CoTiO₃-Teilchen, die einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 bis 2,0 µm und eine einheitliche Teilchengröße aufweisen.
Es ist weit bekannt, daß jedes zusammengesetzte Metalloxid MTiO₃ (M bedeutet ein zweiwertiges Metall), wie es Ilmenit, MnTiO₃ oder CoTiO₃ darstellen, eine gute Wärmebeständigkeit aufweist, wobei jedes jedoch eine eintönige Farbtönung zeigt und es an der Vielfalt mangeln läßt. Beispielsweise sind die Farbtönungen der zusammengesetzten Metalloxide der FeTiO₃-, MnTiO₃- oder CoTiO₃-Teilchen, die man durch die in den japanischen Offenlegungsschriften (KOKAI) Nrn. 1-298028 (1989), 4-325419 (1992) und 4-55324 (1992) beschriebenen Syntheseverfahren erhält, schwarz, gelb und grün sind.
Obwohl in den zuvor erwähnten japanischen Offenlegungsschriften beschrieben wird, daß die Wärmebeständigkeit eines jeden zusammengesetzten Metalloxids nicht weniger als 150°C beträgt, beträgt die obere Grenze der Wärmebeständigkeit etwa 300°C, da man es durch Synthese bei einer Temperatur von nicht mehr als 300°C (vgl. das nachstehend beschriebene Vergleichsbeispiel), wie dort beschrieben, erhält. Diese zusammengesetzten Metalloxide werden daher auf dem Gebiet der allgemeinen Beschichtungsmaterialien und der Toner eingesetzt und deren Verwendung auf einem Gebiet, das eine 300°C übersteigende Wärmebeständigkeit erfordert, ist weder offenbart noch wird sie gelehrt.
Dementsprechend ist es eine technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren eines neuen wärmebeständigen anorganischen Pigments bereitzustellen, das verschiedene deutliche Farbtönungen (sharpness hues) annimmt und eine große Vielfalt aufweist, und das ferner auf einem Gebiet einsetzbar ist, das eine Wärmebeständigkeit von nicht weniger als 300°C erfordert, und die Umwelt nicht belastet.
Die von dem vorliegenden Erfinder vorgenommenen ausgedehnten Untersuchungen zur Lösung des zuvor erwähnten Problems haben zu dem Befund geführt, daß Teilchen, die man durch Mischen von Verbindungen zweier zweiwertiger Metalle, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mg, Fe, Ni und Co, mit TiO₂, Erhitzen und Brennen der erhalten Mischung bei einer Temperatur von nicht mehr als 1350°C und Pulverisieren des gebrannten Materials, erhält, und die ein spezifisches Verhältnis zweier zweiwertiger Metalle, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mg, Fe, Ni und Co, und Ti enthalten, verschiedene deutliche Farbtönungen annehmen, und als Pigment auf einem Gebiet einsetzbar sind, das eine Wärmebeständigkeit von nicht weniger als 300°C erfordert. Auf Grundlage dieses Befunds ist die vorliegende Erfindung gemacht worden.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein anorganisches Pigment bereitzustellen, das eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit aufweist, verschiedene deutliche Farbtönungen annimmt und die Umwelt nicht belastet.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur industriellen Massenproduktion eines wärmebeständigen anorganischen Pigments bereitzustellen, das verschiedene deutliche Farbtönungen annimmt und die Umwelt nicht belastet.
Um diese Ziele zu erreichen, wird in einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein wärmebeständiges anorganisches Pigment bereitgestellt, das ein zusammengesetztes Metalloxid umfaßt, das Ti und zwei zweiwertige Metalle (M₁ und M₂), ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mg, Fe, Ni und Co, enthält, wobei der Gehalt der beiden zweiwertigen Metalle in dem zusammengesetzten Metalloxid 0,95 bis 1,05 als Atomverhältnis, bezogen auf Ti, beträgt, und das Zusammensetzungsverhältnis (M₁/M₂) der beiden zweiwertigen Metalle 95/5 bis 5/95 als Atomverhältnis beträgt.
Im zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines wärmebeständigen anorganischen Pigments, wie es im ersten Aspekt definiert wurde, bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfaßt: das Mischen von Verbindungen von zwei zweiwertigen Metallen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mg, Fe, Ni und Co, mit TiO₂; das Erhitzen und Brennen der Mischung bei einer Temperatur von nicht mehr als 1350°C; und das Pulverisieren des gebrannten Produkts.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung:
Zuerst wird das wärmebeständige anorganische Pigment gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Das erfindungsgemäße wärmebeständige anorganische Pigment enthält Ti und zwei zweiwertige Metalle und nimmt verschiedene unterschiedliche deutliche Farbtönungen an, während es eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit beibehält, indem man die Art und das Zusammensetzungsverhältnis der beiden zweiwertigen Metalle variiert.
Man setzt die beiden zweiwertigen Metalle (M₁ und M₂) mit Ti in einem Atomverhältnis von 1, bezogen auf Ti, um, um das zusammengesetzte Metalloxid herzustellen, wobei jedoch der Metallgehalt in der vorliegenden Erfindung so bestimmt wird, daß die Summe der beiden zweiwertigen Metalle (M₁ und M₂) in einem zulässigen Bereich von 0,95 bis 1,05 als Atomverhältnis, bezogen auf Ti, liegt. Im Falle, daß die Summe der beiden zweiwertigen Metalle (M₁ und M₂) nicht weniger als 0,95 und weniger als 1 als Atomverhältnis, bezogen auf Ti, beträgt, liegt nicht umgesetztes TiO₂ in einer Menge von mehr als 0 und nicht mehr als 0,05 als Atomverhältnis, bezogen auf die beiden zweiwertigen Metalle (M₁ und M₂), zusammen mit dem hergestellten zusammengesetzten Metalloxid vor. Auch liegen in dem Fall, wo die Summe der beiden zweiwertigen Metalle (M₁ und M₂) mehr als 1 und nicht mehr als 1,05 als Atomverhältnis, bezogen auf Ti, beträgt, die beiden zweiwertigen Metalle (M₁ und M₂) nicht umgesetzt in einer Menge von mehr als 0 und nicht mehr 0,05 als Atomverhältnis, bezogen auf Ti, zusammen mit dem hergestellten zusammengesetzten Metalloxid vor. Die jeweilige Menge der nicht umgesetzten zwei zweiwertigen Metalle (M₁ und M₂) oder des nicht umgesetzten TiO₂ ist vorzugsweise nicht mehr als 0,03, besonders bevorzugt nicht mehr als 0,02, als Atomverhältnis. Wenn die Summe der beiden zweiwertigen Metalle (M₁ und M₂) weniger als 0,95 als Atomverhältnis, bezogen auf Ti beträgt, und 1,05 als Atomverhältnis, bezogen auf Ti, übersteigt, ist es schwierig, ein Pigment zu erhalten, das eine deutliche Farbtönung annimmt.
Hinsichtlich der Farbtönung gibt es einen Unterschied zwischen einem Pigment, das Ti und ein zweiwertiges Metall enthält, und einem Pigment, das Ti und zwei zweiwertige Metalle (M₁ und M₂) enthält. Das Atomverhältnis der beiden zweiwertigen Metalle (M₁/M₂) ist 95/5 bis 5/95, vorzugsweise 85/15 bis 15/85, besonders bevorzugt 80/20 bis 20/80. In einem Pigment, das Ti und zwei zweiwertige Metalle (M₁ + M₂) enthält, ist die Farbtonänderung groß, wenn das M₁/M₂- Atomverhältnis 95/5 bis 5/95 beträgt, während die Farbtönung, wenn das besagte Atomverhältnis außerhalb dieses Bereichs liegt, sich jener eines Pigments nähert, das nur ein zweiwertiges Metall (M₁ oder M₂) hat, wobei die Farbtonänderung gering ist.
Obwohl beispielsweise ein zusammengesetztes Metalloxid, das Ti und nur ein zweiwertiges Metall: Mg enthält, weiß ist, ändert sich die Farbtönung, wenn ein zusammengesetztes Metalloxid eine zusammengesetzte zweiwertige Metallzusammensetzung aufweist, die Mg und ein anderes zweiwertiges Metall umfaßt. Ist Eisen als anderes zweiwertiges Metall als Mg enthalten, nimmt das zusammengesetzte Metalloxid eine braune Farbtönung an. Wenn Nickel als anderes zweiwertiges Metall als Mg enthalten ist, nimmt das zusammengesetzte Metalloxid eine gelbe Farbtönung an. Ist Co als anderes zweiwertiges Metall als Mg enthalten, nimmt das zusammengesetzte Metalloxid eine blaue Farbtönung an.
Obwohl beispielsweise ein zusammengesetztes Metalloxid, das Ti und nur ein zweiwertiges Metall: Ni enthält, gelb ist, ändert sich ferner der Farbton, wenn ein zusammengesetztes Metalloxid eine zusammengesetzte zweiwertige Metallzusammensetzung, die Ni und ein anderes zweiwertiges Metall umfaßt, aufweist. Ist Co als anderes zweiwertiges Metall als Ni enthalten, nimmt das zusammengesetzte Metalloxid eine grüne Farbtönung an. Wenn Eisen als anderes zweiwertiges Metall als Ni enthalten ist, nimmt das zusammengesetzte Metalloxid eine braune Farbtönung an.
Obwohl beispielsweise ein zusammengesetztes Metalloxid, das Ti und nur ein zweiwertiges Metall: Co enthält, dunkelgrün ist, ändert sich dessen Farbtönung ferner, wenn ein zusammengesetztes Metalloxid eine zusammengesetzte zweiwertige Metallzusammensetzung aufweist, die Co und ein anderes zweiwertiges Metall umfaßt. Ist Eisen als anderes zweiwertiges Metall als Co enthalten, nimmt das zusammengesetzte Metalloxid eine dunkelbraune Farbtönung an.
Der vorliegende Erfinder geht davon aus, daß das zuvor beschriebene Phänomen einer Farbtonänderung aus folgendem Grund auftritt. MTiO₃ (M bezeichnet ein zweiwertiges Metall), wie es Ilmenit darstellt, ist infolge des Übergangs zwischen Molekülorbitalen gefärbt, wobei die Farbtönung durch die Art des zweiwertigen Metalls bestimmt wird. Wenn ein zusammengesetztes Metalloxid eine durch (M₁ + M₂)/Ti = 1 dargestellte Zusammensetzung aufweist, und das zusammengesetzte Metalloxid eine zusammengesetzte zweiwertige Metallzusammensetzung aufweist, die zwei zweiwertige Metalle (M₁ + M₂) umfaßt, wird infolge der beiden zweiwertigen Metalle eine Veränderung im Ladungsübergang (charge transfer) verursacht, wobei der Grad der Änderung von der Art der beiden zweiwertigen Metalle (M₁, M₂), dem Zusammensetzungsverhältnis (M₁/M₂), und dgl. abhängt. Die Farbe ändert sich korrespondierend zur Änderung des Ladungsüberganges.
Nun wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines wärmebeständigen anorganischen Pigments beschrieben werden.
Man verwendet als jeweilige Verbindung der zweiwertigen Metallstoffe: Mg, Fe, Ni und Co, ein Oxid des jeweiligen Metalls oder irgendeine Metallverbindung, die durch Erhitzen zum Metalloxid wird, und man verwendet TiO₂-Teilchen als Ti- Material. Es ist bevorzugt, daß der jeweilige Stoff einen Teilchendurchmesser von etwa 0,05 µm bis etwa 1,0 µm, stärker bevorzugt von etwa 0,1 µm bis etwa 0,5 µm aufweist.
Nachdem man alle Stoffe miteinander gemischt hat, erhitzt und brennt man die resultierende Mischung bei einer Temperatur von nicht mehr als 1350°C, vorzugsweise bei 1000 bis 1350°C, stärker bevorzugt bei 1150 bis 1300°C. Eine Brenntemperatur von nicht mehr als 1350°C reicht aus, und im Ergebnis wird das Pulverisieren erleichtert. Das Pulverisierungsverfahren ist nicht spezifisch und man kann ein herkömmliches Verfahren anwenden. Wenn die Heiz- und Brenntemperatur weniger als 1000°C beträgt, kann es schwierig sein, Teilchen eines zusammengesetzten Metalloxids zu erhalten, die eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit aufweisen. Obwohl man die angestrebten Teilchen auch erhält, wenn die Brenntemperatur 1350°C übersteigt, ist das gebrannte Produkt so hart, daß das Pulverisieren schwierig ist, und gleichmäßige feine Teilchen schwer zu erhalten sind. Es ist ebenfalls bevorzugt, daß die untere Grenze der Brennzeit 100 min und die obere Grenze der Brennzeit 300 min beträgt. Berücksichtigt man industrielle und wirtschaftliche Wirkungsgrade, beträgt die stärker bevorzugte Brennzeit 100 bis 200 min. Da die zusammengesetzte Zusammensetzung der beiden zweiwertigen Metalle zu einer eutektischen Reaktion führt, ist ein Gesichtspunkt, daß die Brenntemperatur auf nicht mehr als 1350°C fällt.
Das erfindungsgemäße anorganische Pigment setzt sich aus einem zusammengesetzten Metalloxid zusammen, das Titan und zwei zweiwertige Metalle enthält, und besitzt eine Wärmebeständigkeit von nicht weniger als 350°C, vorzugsweise nicht weniger als 450°C, stärker bevorzugt von nicht weniger als 600°C, und einen mittleren Teilchendurchmesser von etwa 0,05 µm bis etwa 2,0 µm, vorzugsweise von etwa 0,1 µm bis etwa 1,0 µm, und stärker bevorzugt von etwa 0,1 µm bis etwa 0,6 µm.
Wie man weiß, weist ein wärmebeständiges Beschichtungsmaterial selbst im Temperaturbereich von nicht weniger als 200°C im allgemeinen eine Funktion als Beschichtungsfilm auf. Polyimidamidharz- Beschichtungsmaterialien, Siliconharz- Beschichtungsmaterialien und Fluorharz- Beschichtungsmaterialien sind Beschichtungsmaterialien, die eine spezielle Funktion haben und eine so ausgezeichnete Wärmebeständigkeit besitzen, daß sie im Temperaturbereich von 300 bis 650°C beständig sind. Das erfindungsgemäße wärmebeständige anorganische Pigment eignet sich als Farbpigment für diese wärmebeständigen Beschichtungsmaterialien.
Beispielsweise bedeutet die gelbe Farbe auf einem Verkehrsschild "Regulierung" oder "Achtung" und ist daher sehr wichtig. Da jedoch das für einen gelben Beschichtungsfilm eine Verkehrszeichens verwendete Farbpigment hauptsächlich Chromgelb ist, stellt der Einfluß des gelben Beschichtungsfilms auf die Umwelt, beispielsweise als Staub des abgeriebenen Beschichtungsfilms und durch Herauslösen des Gelbpigments durch Regenwasser, ein ernsthaftes Problem dar. Das "Verkehrszeichengelb", das durch die Nr. "P31-2611" in dem von Nihon Toryo Kogyo Kai veröffentlichten Farbprobenbuch dargestellt wird, ist "5.5YR6.5/12" gemäß der Munsell Farbnorm in Japan. Die Farbtönung des in dem nachstehend beschriebenen Beispiel 2 erhaltenen Pigment ist "5YR6/12" gemäß der Munsell Farbnorm in Japan. Diese Farbtönungen ähneln einander stark, und das erfindungsgemäße Pigment besitzt eine ausreichende Wärmebeständigkeit für die Heiz- und Schmelztemperatur zum Zeitpunkt der Filmbeschichtung. Wenn man folglich das Pigment für einen Beschichtungsfilm eines Verkehrszeichens als Farbpigment verwendet, werden die zuvor beschriebenen Probleme gelöst.
Da darüber hinaus das wärmebeständige anorganische Pigment der vorliegenden Erfindung ein harmloses anorganisches Brennprodukt ist, führt es zu keiner Umweltverschmutzung, wie sie aus einem Farbpigment resultiert, das Blei, Chrom oder Cadmium enthält. Man kann daher sagen, daß die vorliegende Erfindung von grobem industriellen Nutzen ist.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Beispiele und Vergleichsbeispiele erklärt werden. Man sollte jedoch verstehen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele begrenzt ist.
Der mittlere Teilchendurchmesser in jedem der folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele wurde über den Mittelwert von 250 in Elektronenmikrophotographien gemessener Teilchen ausgedrückt.
Die Zusammensetzung der Teilchen wurde unter Verwendung eines "Röntgenfluoreszenz-Analysators des Modells 3063M" (hergestellt von Rigaku Denki Kogyo Co., Ltd.) gemessen.
Die Kristallstruktur der Teilchen wurden unter Verwendung eines "Röntgendiffraktometers RAD-IIA" (hergestellt von Rigaku Denki Kogyo Co., Ltd.) gemessen.
Die Farbtönungen wurden auf der Grundlage der Munsell Farbnorm im Farbprobenbuch für Beschichtungsmaterialien, Ausgabe S 1993, veröffentlicht von Nihon Toryo Kogyo Co., Ltd., bewertet.
Die Wärmebeständigkeit wurde über die Temperatur ausgedrückt, bei der man eine Farbtonänderung zwischen vor und nach dem Wiedererhitzen beobachtete, wenn man eine Probe jeweils bei einer konstanten Temperatur von 300°C 60 min lang, von 400°C 60 min lang, von 500°C 60 min lang, von 600°C 60 min lang, von 700°C 60 min lang und von 800°C 60 min lang wiedererhitzte.
Beispiel 1 (Herstellung eines wärmeresistenten Pigments)
Man füllte eine automatische Reibungsmühle mit 100 g MgO- Teilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,10 µm, 200 g Fe2O₃-Teilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,25 µm und 400 g TiO₂-Teilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,25 µm und pulverisierte und mischte miteinander über 60 min. Die resultierende Mischung wurde in einem Aluminiumtiegel 150 min bei 1100°C unter Verwendung eines elektrischen Ofens erhitzt und gebrannt. Man nahm das gebrannte Material dann aus dem Tiegel und pulverisierte es 60 min lang erneut mittels der Reibungsmühle, wobei man 700 g eines Pigment mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,23 um erhielt. Man unterzog die erhaltenen Teilchen einer Röntgenstrukturanalyse und einer Röntgenfluoreszenz- Zusammensetzungsanalyse. Die Farbtönung wurde auf Grundlage der Munsell Farbnorm gemessen.
Im Ergebnis wurde bewiesen, daß das Pigment aus 70 Mol-% APAALCOLIT und 30 Mol-% RUTIL zusammengesetzt war, daß die Zusammensetzung (Mg + Fe)/Ti = 1 betrug, wobei Mg/Fe 50/50 war, und daß die Farbtönung der Farbe von getrocknetem Gras ähnelte und nach dem Munsell Farbstandard 2. 5Y8/14 war.
Wenn man das erhaltene Pigment jeweils bei einer Temperatur zwischen 300 bis 800°C erhitzte, beobachtet man nahezu keine Änderung der Farbtönung, bis die Temperatur 700°C erreichte. Die Wärmebeständigkeit des Pigments wurde somit mit 700°C bewertet.
(Herstellung des wärmebeständigen Beschichtungsmaterials)
10 g des erhaltenen Pigments wurden in ein 140 ml-Glasgefäß zusammen mit einem Polyimidamid-Harzlack und Xylol im folgenden Verhältnis, und mit 90 g Glaskügelchen mit einem Durchmesser von 3 mm gefüllt, und mit einer Farbschüttelvorrichtung (hergestellt von Toyo Seiki Co., Ltd.) gemischt und dispergiert, um eine Mischbasis (mill base) herzustellen.
erhaltenes Pigment
6 Gew.-Teile
Polyimidamid-Harzlack (hergestellt von Mitsubishi Chemical Corporation) 54 Gew.-Teile
Xylol (hergestellt von Yoneyama Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) 8 Gew.-Teile
Cyclohexanon und Bentonit wurden zu der erhaltenen Mischbasis im folgenden Verhältnis gegeben, und diese wurden mit der Farbschüttelvorrichtung 30 min lang weiter gemischt und dispergiert, um ein wärmebeständiges Beschichtungsmaterial herzustellen.
erhaltene Mischbasis
68 Gew.-Teile
Cyclohexanon (erste Qualitätsstufe, hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 30 Gew.-Teile
Bentonit (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 2 Gew.-Teile
Man sprühte das wärmebeständige Beschichtungsmaterial auf eine Eisenplatte, und buk und trocknete die beschichtete Eisenplatte 30 min bei 250°C. Nach 60-minütigem Erhitzen des Beschichtungsfilms bei 350°C beobachtete man visuell keine Farbänderung.
Beispiele 2 bis 12, Bezugsbeispiele 1 bis 4
Man stellte Pigmente auf die gleiche Weise, wie für Beispiel 1 angegeben, her, abgesehen davon, daß man die zweiwertigen Metalle (M₁ und M₂), deren Menge und die Brenntemperatur und -zeit variierte. Die Herstellungsbedingungen sind in Tabelle 1 gezeigt (Synthesebedingungen). Man bewertete die Eigenschaften der erhaltenen Pigmente durch Zusammensetzungsanalyse, Strukturanalyse und Farbtonmessung auf die gleiche Weise, wie für Beispiel 1 angegeben. Die Resultate sind in Tabelle 2 (mittels Röntgenfluoreszenz- Analyse gemessene Pigmentzusammensetzung), Tabelle 3 (Pigmentstruktur als Ergebnis der Röntgenbeugung) und Tabelle 4 (Farbtönung und Teilchendurchmesser des Pigments) gezeigt.
Die Farbtönungen bewertete man auf der Grundlage der Munsell Farbnorm.
Vergleichsbeispiel 1
Man gab 300 ml einer alkalischen Suspension mit dem pH-Wert 8,3, die man durch Mischen von 0,2 mol FeSO₄, 0,2 mol TiCl₃ und 0,55 mol Na₂CO₃ erhalten hatte, in einen Autoklaven und erhitzte auf 200°C. Man hielt die Suspension 5 h bei 200°C, während mechanisch gerührt wurde, wodurch schwarze Teilchen ausgefällt wurden.
Nachdem die ausgefällten Teilchen auf Raumtemperatur abgekühlt waren, filtrierte man sie ab, wusch mit Wasser und trocknete in einem üblichen Verfahren, wodurch man 33 g schwarze Teilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,08 µm erhielt. Die Resultate der Bewertung der Eigenschaften der schwarzen Teilchen sind in den Tabellen 2 bis 4 gezeigt.
Tabelle 1
(Synthesebedingungen)
Tabelle 2
(Durch Röntgenfluoreszenz-Analyse gemessene Pigmentzusammensetzung)
Tabelle 3
(Pigmentstruktur als Ergebnis der Röntgenbeugung)
Tabelle 4
(Farbtönung und Teilchendurchmesser des Pigments)

Claims (6)

1. Wärmebeständiges anorganisches Pigment, das ein zusammengesetztes Metalloxid umfaßt, das Ti und zwei zweiwertige Metalle, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mg, Fe, Ni und Co, enthält, wobei der Gehalt der beiden zweiwertigen Metalle 0,95 bis 1,05 als Atomverhältnis, bezogen auf Ti, und das Zusammensetzungsverhältnis der beiden zweiwertigen Metalle 95/5 bis 5/95 als Atomverhältnis beträgt.
2. Wärmebeständiges anorganisches Pigment gemäß Anspruch 1, worin der Gehalt der zweiwertigen Metalle 1 als Atomverhältnis, bezogen auf Ti, ist.
3. Wärmebeständiges anorganisches Pigment gemäß Anspruch 1, worin das Zusammensetzungsverhältnis der beiden zweiwertigen Metalle 85/15 bis 15/85 als Atomverhältnis ist.
4. Wärmebeständiges anorganisches Pigment gemäß Anspruch 1, worin dessen mittlerer Teilchendurchmesser 0,05 bis 2,0 µm ist.
5. Wärmebeständiges anorganisches Pigment gemäß Anspruch 1, worin dessen Wärmebeständigkeit nicht weniger als 350°C beträgt.
6. Herstellungsverfahren für ein wärmebeständiges anorganisches Pigment, wie es in Anspruch 1 definiert ist, welches die folgenden Schritt umfaßt:
das Mischen von Verbindungen von zwei zweiwertigen Metallen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mg, Fe, Ni und Co, mit TiO₂;
das Erhitzen und Brennen der erhaltenen Mischung bei einer Temperatur von nicht mehr als 1350°C; und
das Pulverisieren des gebrannten Produkts.
DE19705558A 1996-02-15 1997-02-13 Wärmebeständiges anorganisches Pigment und Verfahren zu seiner Herstellung Withdrawn DE19705558A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69933966T2 (de) 1998-04-08 2007-09-20 Toda Kogyo Corp. Wärmebeständige Gelbpigmente mit einer Pseudobrookitstruktur der Formel Fe(2-p-q-r-s)Li(p)Mg(q)Al(r)Ti(s)O(5)
US6844067B2 (en) * 2002-10-24 2005-01-18 Toda Kogyo Corporation Black iron-based particles and black toner containing the same
WO2006030896A1 (ja) * 2004-09-17 2006-03-23 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. コバルト含有粒状黒色顔料
US7651559B2 (en) 2005-11-04 2010-01-26 Franklin Industrial Minerals Mineral composition
JP2008222962A (ja) * 2007-03-15 2008-09-25 Inax Corp 無機顔料、その製造方法、インクジェット用インク、加飾セラミック体及びその製造方法
PL2750792T3 (pl) 2011-09-01 2022-01-31 Advanced Refining Technologies, Llc Nośnik katalizatora i wytworzone z niego katalizatory
CN106414618B (zh) * 2014-09-22 2019-01-25 科学与工业研究委员会 来自具有过渡元素氧化物的钴掺杂的镁的新型无机蓝色颜料及其制备方法
CN112940535B (zh) * 2020-12-31 2022-07-19 深圳市丁鼎陶瓷科技有限公司 一种氧化锆陶瓷用红色色料、其制备方法及其应用
CN112778798B (zh) * 2020-12-31 2022-03-15 深圳市丁鼎陶瓷科技有限公司 一种黑色陶瓷色料、黑色氧化锆陶瓷粉体、黑色氧化锆陶瓷及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2714654A1 (de) * 1977-04-01 1978-10-05 Bayer Ag Rutilmischphasenpigmente mit verbesserter glanzgebung und verfahren zu ihrer herstellung
US4574012A (en) * 1982-02-24 1986-03-04 Mitsubishi Chemical Industries Ltd. Calcium silicate shaped product
DE4121352A1 (de) * 1991-06-28 1993-01-07 Merck Patent Gmbh Oberflaechenmodifizierte plaettchenfoermige pigmente
DE4340266A1 (de) * 1992-12-01 1994-06-09 Gen Electric Anorganische Hochtemperatur-Farbe
DE4314267A1 (de) * 1993-04-30 1994-11-03 Bayer Ag Verwendung oxidischer, keramischer Farben zur Herstellung von farbigen Metallic-Lackierungen und farbige Metallic-Lacke

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB475356A (en) * 1936-05-14 1937-11-15 Henry Dreyfus Improvements in the manufacture and application of titanium dioxide products
US2213168A (en) * 1938-07-30 1940-08-27 American Zinc Lead & Smelting Composite pigments and process of making the same
DE2451042C2 (de) * 1974-10-26 1982-07-08 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Anorganische Pigmente auf Pseudobrookit-Titandioxid-Basis
US3956007A (en) * 1975-01-27 1976-05-11 Kewanee Oil Company Antimony-free yellow pigments and their preparation
US4075029A (en) * 1976-08-20 1978-02-21 Ferro Corporation Inorganic pigment comprising a solid solution of differing spinels
JPS5598261A (en) * 1979-01-17 1980-07-26 Pola Chem Ind Inc Pigment, preparing the same, and toilet article containing the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2714654A1 (de) * 1977-04-01 1978-10-05 Bayer Ag Rutilmischphasenpigmente mit verbesserter glanzgebung und verfahren zu ihrer herstellung
US4574012A (en) * 1982-02-24 1986-03-04 Mitsubishi Chemical Industries Ltd. Calcium silicate shaped product
DE4121352A1 (de) * 1991-06-28 1993-01-07 Merck Patent Gmbh Oberflaechenmodifizierte plaettchenfoermige pigmente
DE4340266A1 (de) * 1992-12-01 1994-06-09 Gen Electric Anorganische Hochtemperatur-Farbe
DE4314267A1 (de) * 1993-04-30 1994-11-03 Bayer Ag Verwendung oxidischer, keramischer Farben zur Herstellung von farbigen Metallic-Lackierungen und farbige Metallic-Lacke

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Chemicals Abstracts: Ref. 120540k, Vol. 122, 1995 *
HACKMAN,J.R.: Complexe anorganische Pigmente. In: Farbe & Lack 8, 1996, S.10 *
Ref. 155717k *
Ref. 56942k, Vol. 117, 1992 *
Ref. 61107w, Vol. 117, 1992 *
Ref. 62898a, Vol. 115, 1991 *
Vol. 114, 1991 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2741499B2 (ja) 1998-04-15
GB2310204A (en) 1997-08-20
US5968248A (en) 1999-10-19
GB2310204B (en) 1999-09-29
GB9702923D0 (en) 1997-04-02
JPH09221323A (ja) 1997-08-26

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