JP2001151512A

JP2001151512A - セメント着色用顔料

Info

Publication number: JP2001151512A
Application number: JP33680199A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Hayashi; 一之林; Keisuke Iwasaki; 敬介岩崎; Hiroko Morii; 弘子森井
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 1999-11-26
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2001-06-05

Abstract

(57)【要約】【課題】十分な黒色度を有し、且つ、セメント混合材
中での分散性が優れた黒色複合酸化鉄粒子粉末からなる
セメント着色用顔料を提供する。【解決手段】十分な黒色度を有し、且つ、セメント混
合材中での分散性が優れた黒色複合酸化鉄粒子粉末から
なるセメント着色用顔料とは、酸化鉄粒子粉末の粒子表
面が有機ケイ素化合物によって被覆されていると共に該
有機ケイ素化合物被覆にカーボンブラックが付着してい
る平均粒子径０．０８〜３．０μｍの黒色複合酸化鉄粒
子粉末からなり、前記カーボンブラックの付着量が前記
酸化鉄粒子粉末１００重量部に対して３〜３０重量部で
あり、且つ、該黒色複合酸化鉄粒子粉末の密度が４．９
０ｇ／ｃｍ^３以下であるセメント着色用顔料からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、十分な黒色度を有し、
且つ、セメント混合材中での分散性が優れた黒色複合酸
化鉄粒子粉末からなるセメント着色用顔料を提供する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境問題が大きく取り上げられる
中、コンクリートあるいはモルタル製人工建造物におい
ても自然環境に配慮した外観、色調が求められている。

【０００３】これに対応して、コンクリートあるいはモ
ルタル製の構造物において白または灰色単色では人工的
であって彩度が高く、周囲の景観と適合しないため、黒
色系、茶色系等の顔料を使用して着色し、彩度を下げた
カラーコンクリートあるいはカラーモルタル製の構造物
が要求されている。カラーコンクリートあるいはカラー
モルタル製の構造物は、自然環境との整合性、美観上の
目的から主としてビル、公園の遊歩道、道路等の法面或
いは海や川の護岸壁等の各種構造物に広く施工されてき
ている。

【０００４】一般に、カラーコンクリート及びカラーモ
ルタル等の製造方法としては、砕石、砂、水、セメン
ト、ＡＥ減水剤等各種添加剤からなるセメント混合材
に、セメント着色用顔料（着色顔料粉体）を５重量％以
下投入して混練しセメント混合材を着色するという方法
が採用されている。

【０００５】均一に着色したカラーコンクリート又はカ
ラーモルタルを得るためには、セメント着色用顔料がセ
メント混合材中での分散性に優れている必要がある。そ
こで、セメント混合材中における分散性を考慮して、微
粒子状のものが使用されているが、顔料の飛散を防止し
作業効率を向上させるために、界面活性剤を混合して顆
粒状にすることが試みられている（特開昭５９−１９６
７２４号公報、特開平２−２８６７５４号公報、特開平
２−３０７８４７号公報、特開平５−２７９０９２号公
報、特開平７−６９６９１号公報等）。

【０００６】また、セメント混合材中での分散性が不十
分な場合及びセメント混合材の密度と着色顔料との密度
差が大きい場合には、得られたコンクリート又はモルタ
ル等に色むらが生じたり、コンクリート又はモルタル等
の表面と内部の着色度合が異なるものになるという問題
がある。

【０００７】一方、カラーコンクリート又はカラーモル
タル等の色は用いられる着色顔料の種類によって決ま
り、黒色のコンクリート又はモルタル等を得るために
は、着色顔料としてマグネタイト粒子粉末やカーボンブ
ラック微粒子粉末が用いられている。

【０００８】一般に、マグネタイト粒子粉末は、無害で
あって適当な粒子サイズを有していることから、安全
性、経済性の点でセメント着色用顔料として優れている
ものである。しかし、黒色度の点では未だ不十分であ
り、得られるコンクリート及びモルタルの黒色度を上げ
ようとすればセメント混合材中に多量のマグネタイト粒
子粉末を添加する必要がある。また、マグネタイト粒子
粉末は磁性を有しているため磁気的な凝集を生じやす
く、セメント混合材中での均一な分散が困難である。更
に、一般的なセメント混合材の密度が３．１５ｇ／ｃｍ
^３程度であるのに対して、マグネタイト粒子粉末の密度
は５．２０ｇ／ｃｍ^３と高いためにセメント混合材中で
の分散性が悪く、長時間の混練を必要とするとともに、
色分かれや色むらを生じやすいものであった。

【０００９】カーボンブラック微粒子粉末は、各種黒色
顔料の中では最も黒色度が優れており、カーボンブラッ
ク微粒子粉末を用いて得られたコンクリート及びモルタ
ルは耐酸性や耐候性にも優れている。しかしながら、粒
子サイズが０．００５〜０．０５μｍ程度の微粒子であ
り、また、疎水性であるため、水分散系であるセメント
混合材での分散に適しているとはいえない。また、かさ
密度が０．１ｇ／ｃｍ ^３程度とかさ高い粉末であるた
め、取り扱いが困難で作業性が悪いものであった。更
に、少量の使用によって十分に黒いコンクリート及びモ
ルタル等が得られるために微妙な色の調整が必要とされ
る場合には適していない。また、発ガン性等の安全、衛
生面からの問題も指摘されている。

【００１０】近年、着色剤としての黒色粒子粉末の諸特
性向上が望まれており、カーボンブラック微粒子粉末の
有利な特性とマグネタイト粒子粉末の有利な特性とを兼
ね備えた黒色粒子粉末が強く要求されている。

【００１１】また、磁性を有するマグネタイト粒子粉末
に代えて、非磁性の酸化鉄粒子粉末であるヘマタイト粒
子粉末も安全性、経済性の点で優れたセメント着色用顔
料となりうるものである。

【００１２】そこで、カーボンブラック微粒子粉末と酸
化鉄粒子粉末とを複合化して両者の優れた特徴をあわせ
もつ黒色粒子粉末を得ることが種々試みられており、例
えば、１）水溶液中から析出したマグネタイト粒子を含
む水懸濁液中にカーボンブラック微粒子粉末を含む水性
分散液を添加した後、混合攪拌してマグネタイト粒子粉
末の粒子表面にカーボンブラック微粒子粉末を吸着させ
る方法（特公昭５０−１３３００号公報）、２）糖蜜等
の高分子量有機物質を溶解した鉄含有廃スラッジとカー
ボンブラック微粒子粉末を含む熱ガスとをスプレー反応
器中に温度４５０〜８５０℃で導入し、鉄塩からマグネ
タイト粒子を生成すると同時に該マグネタイト粒子表面
に糖蜜を結合促進剤としてカーボンブラック微粒子粉末
を結合させる方法（特開昭４９−４８７２５号公報）、
３）鉄塩水溶液にカーボンブラック微粒子粉末を懸濁さ
せた後アルカリを添加してカーボンブラック微粒子粉末
と四三酸化鉄とを共沈させることにより表面がカーボン
ブラックで被覆されている共沈物を得る方法（特公昭５
５−３９５８０号公報）、４）微小板状粒子の粒子表面
にカーボンブラック微粒子粉末等が被着されているとと
もに、該カーボンブラック微粒子粉末等をアニオン性又
はカチオン性の界面活性剤、非イオン性の界面活性剤及
び有機官能性のオルガノシラン化合物で固定化する方法
（特開平６−１４５５５６号公報、特開平７−３１６４
５８号公報）等が知られている。

【００１３】更に、セメントは硬化する際に水和反応を
生じ、その結果、水酸化カルシウムを生成遊離すること
が知られており、着色用顔料としては耐アルカリ性に優
れていることが要求されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】カーボンブラック微粒
子粉末の有利な特性と酸化鉄粒子粉末の有利な特性を兼
ね備えたセメント着色用顔料は、現在最も要求されてい
るところであるが、前出公知の方法による場合には、こ
れらの諸特性を十分満足するセメント着色用顔料は得ら
れていない。

【００１５】即ち、前出特開昭５９−１９６７２４号公
報、特開平２−２８６７５４号公報、特開平２−３０７
８４７号公報、特開平５−２７９０９２号公報、特開平
７−６９６９１号公報記載の方法は、界面活性剤を混合
し顆粒状にすることによってセメント混合材中での分散
性を向上させることを目的としており、マグネタイト粒
子粉末の密度が高く、また、セメント着色用顔料自体が
十分な黒色度を有しているとは言い難いものである。

【００１６】また、前出１）の公知方法による場合に
は、カーボンブラック微粒子粉末の脱離率が高く、セメ
ント混合材中への分散に際してカーボンブラック微粒子
粉末が脱離するため、セメント混合材中での均一な分散
が困難であるとともに、得られるコンクリート及びモル
タル等の黒色度が十分改善できない。

【００１７】前出２）の公知方法による場合には、カー
ボンブラック微粒子粉末のみを使用した場合に比べ同等
又は遜色のない黒色度を得るためには、カーボンブラッ
ク微粒子粉末をマグネタイト粒子粉末１００重量部に対
し２８０重量部程度と多量に使用する必要があり、前出
３）の公知方法による場合も、同様にカーボンブラック
微粒子粉末のみを使用した場合に比べ同等又は遜色のな
い黒色度を得るためには、カーボンブラック微粒子粉末
をマグネタイト粒子粉末１００重量部に対し１００〜４
００重量部程度添加する必要があり、しかも、共沈物の
表面に付着しているカーボンブラック微粒子は脱離しや
すいものである。前出４）の公知方法による粒子粉末
は、黒色度が劣っており、しかも、カーボンブラック微
粒子粉末が脱離しやすいものであり、この方法によって
得られた粒子粉末は黒色粒子粉末とはいえない。

【００１８】そこで、本発明は、酸化鉄粒子粉末の粒子
表面にカーボンブラックを強固に付着させることによっ
て、黒色度に優れ、且つ、セメント混合材中での分散性
に優れたセメント着色用顔料を得ることを技術的な課題
とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記技術的課題は、次の
通りの本発明によって達成できる。

【００２０】即ち、本発明は、酸化鉄粒子粉末の粒子表
面が有機ケイ素化合物によって被覆されていると共に該
有機ケイ素化合物被覆にカーボンブラックが付着してい
る平均粒子径０．０８〜３．０μｍの黒色複合酸化鉄粒
子粉末からなり、前記カーボンブラックの付着量が前記
酸化鉄粒子粉末１００重量部に対して３〜３０重量部で
あり、且つ、該黒色複合酸化鉄粒子粉末の密度が４．９
０ｇ／ｃｍ^３以下であることを特徴とするセメント着色
用顔料である（本発明１）。

【００２１】また、本発明は、本発明１の酸化鉄粒子粉
末の粒子表面が、アルミニウムの水酸化物、アルミニウ
ムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物から
選ばれる少なくとも一種からなる表面被覆物によって被
覆されていることを特徴とするセメント着色用顔料であ
る（本発明２）。

【００２２】また、本発明は、黒色複合酸化鉄粒子粉末
の粉体ｐＨ値が５．０以上である本発明１又は本発明２
記載のセメント着色用顔料である（本発明３）。

【００２３】また、本発明は、本発明１乃至本発明３の
黒色複合酸化鉄粒子粉末と該黒色複合酸化鉄粒子粉末に
対して０．０１〜１０重量％の界面活性剤とを圧縮脱気
処理によって造粒した平均粒径が３００〜１５００μｍ
の範囲内にある造粒物からなることを特徴とするセメン
ト着色用顔料である。

【００２４】本発明の構成を詳しく説明すれば、次の通
りである。

【００２５】先ず、本発明に係るセメント着色用顔料に
ついて述べる。

【００２６】本発明に係るセメント着色用顔料は、酸化
鉄粒子粉末、必要により、該酸化鉄粒子粉末の粒子表面
がアルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケ
イ素の水酸化物及びケイ素の酸化物から選ばれる少なく
とも１種からなる表面被覆物によって被覆されている酸
化鉄粒子粉末を芯粒子粉末として、該芯粒子粉末の粒子
表面がアルコキシシランから生成するオルガノシラン化
合物又はポリシロキサンによって被覆されており、該オ
ルガノシラン化合物被覆又はポリシロキサン被覆にカー
ボンブラックが付着している平均粒子径０．０８〜３．
０μｍの黒色複合酸化鉄粒子粉末からなる。

【００２７】本発明における芯粒子粉末である酸化鉄粒
子粉末は、マグネタイト粒子粉末又はヘマタイト粒子粉
末である。得られる黒色複合酸化鉄粒子粉末の黒色度を
考慮すれば、芯粒子粉末としてはマグネタイト粒子粉末
が好ましい。

【００２８】芯粒子粉末の粒子形状は、球状、粒状、八
面体状、六面体状、多面体状等の粒状粒子及び針状、紡
錘状、米粒状等の針状粒子のいずれでもよい。セメント
混合材中での分散性を考慮すれば、球状、粒状、八面体
状、六面体状、多面体状等の粒状粒子が好ましい。

【００２９】芯粒子粉末の粒子サイズは、球状、粒状、
八面体状、六面体状、多面体状等の粒状粒子の場合、平
均粒子径０．０７６〜２．９２μｍ、好ましくは、０．
０８６〜２．４２μｍ、より好ましくは０．０９６〜
１．９２μｍであり、針状、紡錘状、米粒状等の針状粒
子の場合、平均粒子径（長軸径）０．０７６〜２．９２
μｍ、好ましくは０．０８６〜２．４２μｍ、より好ま
しくは０．０９６〜１．９２μｍであって、軸比（平均
長軸径と平均短軸径との比）（以下、「軸比」という）
は２〜２０、好ましくは２〜１５、より好ましくは２〜
１０である。

【００３０】芯粒子粉末の黒色度は、マグネタイト粒子
粉末の場合、通常Ｌ^＊値の下限値が１９を超え、上限値
は２５、好ましくは２４である。ヘマタイト粒子粉末の
場合、通常Ｌ^＊値の下限値が１９を超え、上限値は３
６、好ましくは３４である。Ｌ ^＊値が前記上限値を超え
る場合には、明度が高すぎるため、本発明の目的とする
黒色度に優れたセメント着色用顔料を得ることが困難と
なる。

【００３１】芯粒子粉末の密度は、製造方法や粒子中に
含有される不純物によって若干変化するが、マグネタイ
ト粒子粉末の場合、５．２０ｇ／ｃｍ^３前後であり、ヘ
マタイト粒子粉末の場合、５．００〜５．２０ｇ／ｃｍ
^３の範囲である。

【００３２】芯粒子粉末の粉体ｐＨ値は５．０以上であ
ることが好ましい。粉体ｐＨ値が５．０未満の場合に
は、粉体ｐＨ値の高い黒色複合酸化鉄粒子粉末を得るこ
とが困難となる。得られる黒色複合酸化鉄粒子粉末の粉
体ｐＨ値を考慮すれば、芯粒子粉末の粉体ｐＨ値は５．
５以上がより好ましく、更により好ましくは６．０であ
り、その上限値は１３程度である。

【００３３】芯粒子粉末のＢＥＴ比表面積値は、１〜２
００ｍ^２／ｇ、好ましくは２〜１５０ｍ^２／ｇ、より好
ましくは、２．５〜１００ｍ^２／ｇであり、粒子径の幾
何標準偏差値は１．８以下、好ましくは１．７以下であ
り、その下限値は１．０１である。

【００３４】芯粒子粉末の耐アルカリ性は、通常ΔＬ^＊
値が２を超える値を有している。なお、本発明における
耐アルカリ性は後述する評価方法によって求めた。

【００３５】本発明における有機ケイ素化合物は、化１
で表わされるアルコキシシランから乾燥乃至加熱処理を
経て生成するオルガノシラン化合物、化２で表わされる
フルオロアルキルシランから乾燥乃至加熱処理を経て生
成するフッ素含有オルガノシラン化合物又は化３で表わ
されるポリシロキサン、化４で表わされる変成ポリシロ
キサン、化５で表わされる末端変成ポリシロキサン等の
ポリシロキサン又はこれらの混合物である。

【００３６】

【化１】Ｒ_aＳｉＸ_4-a Ｒ：−Ｃ₆Ｈ₅，−（ＣＨ₃）₂ＣＨＣＨ₂，−ｎ−Ｃ_mＨ
_2m+1 Ｘ：−ＯＣＨ₃，−ＯＣ₂Ｈ₅ ｍ：１〜１８の整数ａ：０〜３の整数

【００３７】

【化２】

【００３８】

【化３】

【００３９】

【化４】

【００４０】

【化５】

【００４１】アルコキシシランとしては、具体的には、
メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラ
ン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキ
シシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメト
キシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニル
ジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、デ
シルトリメトキシシラン等が挙げられる。

【００４２】カーボンブラックの脱離率及び付着効果を
考慮すると、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメ
トキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、イソブチル
トリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランから
生成するオルガノシラン化合物が好ましく、メチルトリ
エトキシシラン、メチルトリメトキシシランから生成す
るオルガノシラン化合物が最も好ましい。

【００４３】フルオロアルキルシランとしては、具体的
には、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリ
デカフルオロオクチルトリメトキシシラン、ヘプタデカ
フルオロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオ
ロデシルメチルジメトキシシラン、トリフルオロプロピ
ルエトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリエト
キシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシ
ラン等が挙げられる。

【００４４】カーボンブラックの脱離率及び付着効果を
考慮すると、トリフルオロプロピルトリメトキシシラ
ン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン、ヘ
プタデカフルオロデシルトリメトキシシランから生成す
るフッ素含有オルガノシラン化合物が好ましく、トリフ
ルオロプロピルトリメトキシシラン、トリデカフルオロ
オクチルトリメトキシシランから生成するフッ素含有オ
ルガノシラン化合物が最も好ましい。

【００４５】ポリシロキサンとしては、ポリシロキサ
ン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、ポリエーテ
ル変成ポリシロキサン、ポリエステル変成ポリシロキサ
ン、エポキシ変成ポリシロキサン、末端カルボン酸変成
ポリシロキサン、末端アルコール変成ポリシロキサン及
び末端水酸基変成ポリシロキサンを用いることができ
る。

【００４６】カーボンブラックの脱離率及び付着効果を
考慮すると、メチルハイドロジェンシロキサン単位を有
するポリシロキサン、ポリエーテル変成ポリシロキサン
及び末端がカルボン酸で変成された末端カルボン酸変成
ポリシロキサンが好ましい。

【００４７】有機ケイ素化合物の被覆量は、有機ケイ素
化合物被覆芯粒子粉末に対し、Ｓｉ換算で０．０２〜
５．０重量％であることが好ましい。より好ましくは、
０．０３〜４．０重量％、更により好ましくは０．０５
〜３．０重量％である。

【００４８】０．０２重量％未満の場合には、芯粒子粉
末１００重量部に対して３重量部以上のカーボンブラッ
クを付着させることが困難である。５．０重量％を超え
る場合には、カーボンブラックを芯粒子粉末１００重量
部に対して３〜３０重量部付着させることができるた
め、必要以上に添加する意味がない。

【００４９】付着処理に用いるカーボンブラック微粒子
粉末は、市販のファーネスブラック、チャンネルブラッ
ク等を使用することができ、具体的には、＃３０５０、
＃３１５０、＃３２５０、＃３７５０、＃３９５０、Ｍ
Ａ１００、ＭＡ７、＃１０００、＃２４００Ｂ、＃３
０、ＭＡ７７、ＭＡ８、＃６５０、ＭＡ１１、＃５０、
＃５２、＃４５、＃２２００Ｂ、ＭＡ６００等（商品
名：三菱化学株式会社（製））シースト９Ｈ、シースト
７Ｈ、シースト６、シースト３Ｈ、シースト３００、シ
ーストＦＭ等（商品名、東海カーボン株式会社
（製））、Ｒａｖｅｎ１２５０、Ｒａｖｅｎ８６
０、Ｒａｖｅｎ１０００、Ｒａｖｅｎ１１９０ＵＬ
ＴＲＡ（商品名：コロンビヤン・ケミカルズ・カンパニ
ー（製））、ケッチェンブラックＥＣ、ケッチェンブラ
ックＥＣ６００ＪＤ（商品名：ケッチェンブラック・イ
ンターナショナル株式会社（製））、ＢＬＡＣＫＰＥ
ＡＲＬＳ−Ｌ、ＢＬＡＣＫＰＥＡＲＬＳ１０００、
ＢＬＡＣＫＰＥＡＲＬＳ４６３０、ＶＵＬＣＡＮ
ＸＣ７２、ＲＥＧＡＬ６６０、ＲＥＧＡＬ４００
（商品名：キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ・
インク（製））等が使用できる。

【００５０】得られる黒色複合酸化鉄粒子粉末の粉体ｐ
Ｈ値及び耐アルカリ性を考慮すると、カーボンブラック
微粒子粉末の粉体ｐＨ値は５．０以上であることが好ま
しく、より好ましくは６．０以上であり、その上限値は
１２程度である。

【００５１】付着処理に用いるカーボンブラック微粒子
粉末の平均粒子径は、０．００５〜０．０５μｍ程度、
より好ましくは０．０１〜０．０３５μｍ程度である。

【００５２】０．００５μｍ未満の場合には、カーボン
ブラック微粒子粉末があまりに微細となるため、取扱い
が困難となる。０．０５μｍを超える場合には、カーボ
ンブラック微粒子の粒子サイズが大きいため、有機ケイ
素化合物被覆へ均一に付着させるために非常に大きな機
械的せん断力等が必要となり、工業的に不利となる。

【００５３】カーボンブラックの付着量は、芯粒子粉末
１００重量部に対し３〜３０重量部であり、好ましく
は、５〜２５重量部、より好ましくは１０〜２０重量部
である。

【００５４】３重量部未満の場合には、カーボンブラッ
クの付着量が不十分であり、得られた黒色複合酸化鉄粒
子粉末は十分な黒色度を有しないと共に十分な密度低減
効果が得られない。また、３０重量部を超える場合には
得られた黒色複合酸化鉄粒子粉末は十分な黒色度を有し
ているが、カーボンブラックの付着量が多いためカーボ
ンブラックが脱離しやすくなり、その結果、セメント混
合材中への分散性が低下する。

【００５５】カーボンブラックの付着厚みは、０．０４
μｍ以下が好ましく、より好ましくは０．０３μｍ以
下、更に好ましくは０．０２μｍ以下である。

【００５６】本発明に係るセメント着色用顔料の粒子形
状や粒子サイズは、芯粒子である酸化鉄粒子の粒子形状
や粒子サイズに大きく依存し、芯粒子にほぼ相似する粒
子形態を有し、芯粒子よりも若干大きい粒子サイズを有
している。

【００５７】即ち、本発明における黒色複合酸化鉄粒子
粉末は、粒状の酸化鉄粒子を芯粒子とした場合には、粒
子サイズが平均粒子径０．０８〜３．０μｍ、好ましく
は０．０９〜２．５μｍ、より好ましくは０．１〜２．
０μｍであり、針状の酸化鉄粒子を芯粒子とした場合に
は、平均粒子径（平均長軸径）が０．０８〜３．０μ
ｍ、好ましくは０．０９〜２．５μｍ、より好ましくは
０．１〜２．０μｍであって、軸比が２〜２０、好まし
くは３〜１５、より好ましくは３〜１０である。

【００５８】平均粒子径が０．０８μｍ未満の場合に
は、粒子の微細化による分子間力の増大により、セメン
ト混合材中における分散が困難となる。平均粒子径が
３．０μｍを超える場合には、大粒子化に伴い着色力が
低下する。

【００５９】本発明に係るセメント着色用顔料の黒色度
は、芯粒子粉末としてマグネタイト粒子粉末を用いた場
合、上限値がＬ^＊値で２０であり、好ましくは１９であ
る。芯粒子粉末としてヘマタイト粒子粉末を用いた場
合、上限値がＬ^＊値で２１であり、好ましくは２０であ
る。Ｌ^＊値が２１を超える場合には、明度が高くなり、
黒色度が十分とは言えない。下限値はＬ^＊値が１５程度
である。

【００６０】本発明に係るセメント着色用顔料の密度
は、４．９０ｇ／ｃｍ^３以下であり、好ましくは、４．
８５ｇ／ｃｍ^３以下、より好ましくは４．８０ｇ／ｃｍ
^３以下である。密度が４．９０ｇ／ｃｍ^３を超える場合
には、セメント混合材に分散させた場合にセメント混合
材との密度差があるため分散に要する時間が長くなると
ともに、得られたコンクリート及びモルタル等は、色む
ら、ロット間のばらつき及び表面と内部との色相差が生
じやすくなる。

【００６１】本発明に係るセメント着色用顔料のカーボ
ンブラックの脱離率は２０％以下が好ましく、より好ま
しくは１０％以下である。カーボンブラックの脱離率が
２０％を超える場合には、セメント混合材中への分散時
において、脱離したカーボンブラックによりセメント混
合材中での均一な分散が阻害される場合があるととも
に、得られたコンクリート及びモルタル等は、色むら、
ロット間のばらつき及び表面と内部との色相差が生じや
すくなる。

【００６２】本発明に係るセメント着色用顔料の粉体ｐ
Ｈ値は５．０以上であることが好ましい。粉体ｐＨ値が
５．０未満の場合には、セメントが硬化する際の水和反
応によって生成遊離する水酸化カルシウムによって、得
られるコンクリート及びモルタル等が変退色する場合が
ある。得られるコンクリート及びモルタル等の変退色防
止効果を考慮すれば、粉体ｐＨ値は５．５以上がより好
ましく、更により好ましくは６．０以上であり、その上
限値は１２程度である。

【００６３】本発明に係るセメント着色用顔料は、ＢＥ
Ｔ比表面積値が１〜２００ｍ^２／ｇ、好ましくは２〜１
５０ｍ^２／ｇ、より好ましくは、２．５〜１００ｍ^２／
ｇである。ＢＥＴ比表面積値が１ｍ^２／ｇ未満の場合に
は、粒子が粗大であったり、粒子及び粒子相互間で焼結
が生じた粒子となっており、セメント混合材中での分散
性に悪影響を与えるので好ましくない。ＢＥＴ比表面積
値が２００ｍ^２／ｇを超える場合には、粒子の微細化に
よる分子間力の増大により、セメント混合材中における
分散が困難となる。

【００６４】また、本発明に係るセメント着色用顔料の
耐アルカリ性は、ΔＬ^＊値で２．０以下が好ましく、よ
り好ましくは１．５以下である。ΔＬ^＊値で２．０を超
える場合には、セメントが硬化する際の水和反応によっ
て生成遊離する水酸化カルシウムによって得られたコン
クリート及びモルタル等が変退色する場合がある。

【００６５】また、本発明に係るセメント着色用顔料
は、粒子径の幾何標準偏差値が１．８以下であることが
好ましい。幾何標準偏差値が１．８を超える場合には、
存在する粗大粒子のため、セメント混合材中における均
一な分散が困難となる。セメント混合材中における均一
分散を考慮すれば、１．７以下が好ましい。工業的な生
産性を考慮すれば、粒子径の幾何標準偏差値の下限値は
１．０１である。

【００６６】本発明に係るセメント着色用顔料は、必要
により、芯粒子粉末の粒子表面があらかじめ、アルミニ
ウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸
化物及びケイ素の酸化物から選ばれる少なくとも１種か
らなる表面被覆物（以下、「表面被覆物」という。）に
よって被覆されていてもよく、表面被覆物で被覆しない
場合に比べ、粒子粉末の密度を下げることができるとと
もに、カーボンブラックの脱離率をより低減することが
できるためセメント混合材中への分散性が向上する。

【００６７】表面被覆物による被覆量は、芯粒子粉末に
対しＡｌ換算、ＳｉＯ_２換算、又はＡｌ換算量とＳｉＯ
_２換算量との総和で０．０１〜５０重量％が好ましい。

【００６８】０．０１重量％未満である場合には、セメ
ント混合材中への分散性改良効果が得られない。５０重
量％を超える場合には、セメント混合材中への分散性改
良効果が十分に得られ、必要以上に被覆する意味がな
い。

【００６９】表面被覆物で被覆されている本発明に係る
セメント着色用顔料は、表面被覆物で被覆されていない
本発明に係るセメント着色用顔料の場合とほぼ同程度の
粒子サイズ、幾何標準偏差値、ＢＥＴ比表面積値、黒色
度値、耐アルカリ性を有している。

【００７０】また、カーボンブラックの脱離率及び黒色
複合酸化鉄粒子粉末の密度は表面被覆物で被覆すること
によって低減することができ、カーボンブラックの脱離
率は、好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下
を有しており、黒色複合酸化鉄粒子粉末の密度は、好ま
しくは４．８０ｇ／ｃｍ^３以下、より好ましくは４．７
５ｇ／ｃｍ^３以下、更により好ましくは４．７０ｇ／ｃ
ｍ^３以下を有している。

【００７１】本発明に係るセメント着色用顔料は、黒
色複合酸化鉄粒子粉末と該黒色複合酸化鉄粒子粉末に対
して０．０１〜１０重量％の界面活性剤とを圧縮脱気処
理によって造粒した平均粒径が３００〜１５００μｍの
範囲内にある造粒物であることが好ましい。

【００７２】界面活性剤としては、陽イオン性、陰イオ
ン性、非イオン性又は両性の界面活性剤が使用できる。
例えば、陽イオン性界面活性剤としては、アルキルアミ
ン塩系、第四級アンモニウム塩系のものが使用できる。
また、陰イオン性界面活性剤としては、縮合リン酸塩
系、リグニンスルホン酸塩系、カルボン酸型高分子活性
剤、アルキル硫酸エステル系、アルキルベンゼンスルホ
ン酸塩系、ナフタリンスルホン酸塩ホルマリン縮合物
系、クレオソート油スルホン酸塩ホルマリン縮合物系、
芳香族スルホン酸塩ホルマリン縮合物系等がある。非イ
オン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキ
ルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエー
テル等がある。両性界面活性剤としては、ラウリルベタ
イン系やラウリルジメチルアミンオキサイド系等があ
る。

【００７３】セメント混合材中での分散性を考慮すれ
ば、イオン性界面活性剤が好ましく、より好ましくは、
陰イオン性界面活性剤である。

【００７４】界面活性剤の被覆量は、黒色複合酸化鉄粒
子粉末に対して０．０１〜１０重量％が好ましい。０．
０１重量％未満の場合、適度の強度を有した造粒物の造
粒化が困難となり、得られた造粒物は壊れやすいものと
なりセメント着色用顔料の飛散防止効果の向上が期待で
きない。

【００７５】また、１０重量％を超える場合には、見掛
け上セメントペーストの流動性は上がるが、実際にはむ
しろセメント混合材中への分散が十分でないため、顔料
本来の色を得ることができず、十分な黒色度を得ること
ができない。

【００７６】顆粒状の着色用顔料の平均粒径は３００〜
１５００μｍが好ましい。平均粒径が３００μｍ未満の
場合は、飛散の問題が生じ、作業環境上好ましくない。
１５００μｍを超える場合は、セメント混合材中への分
散に時間がかかるため経済上好ましくない。

【００７７】次に、本発明における黒色複合酸化鉄粒子
粉末の製造法について述べる。

【００７８】芯粒子粉末のアルコキシシラン、フルオロ
アルキルシラン又はポリシロキサンによる被覆は、芯粒
子粉末とアルコキシシラン、フルオロアルキルシラン又
はポリシロキサンとを機械的に混合攪拌したり、芯粒子
粉末にアルコキシシラン、フルオロアルキルシラン又は
ポリシロキサンを噴霧しながら機械的に混合攪拌すれば
よい。添加したアルコキシシラン、フルオロアルキルシ
ラン又はポリシロキサンは、ほぼ全量が芯粒子粉末の粒
子表面に被覆される。

【００７９】アルコキシシラン、フルオロアルキルシラ
ン又はポリシロキサンを均一に粒子表面に被覆するため
には、芯粒子粉末の凝集をあらかじめ粉砕機を用いて解
きほぐしておくことが好ましい。

【００８０】芯粒子粉末とアルコキシシラン、フルオロ
アルキルシラン又はポリシロキサンとの混合攪拌をする
ための機器としては、粉体層にせん断力を加えることの
できる装置が好ましく、殊に、せん断、へらなで及び圧
縮が同時に行える装置がより好ましく、例えば、ホイー
ル形混練機、ボール型混練機、ブレード型混練機、ロー
ル型混練機を用いることができる。

【００８１】具体的には、ミックスマラー、シンプソン
ミル、サンドミル、マルチミル、ストッツミル、ウエッ
トパンミル、コナーミル、ヘンシェルミキサー、リング
マラー、回転ミル、振動ミル、加圧ニーダ、エクストル
ーダー及びスクリューミキサーを用いることができる。
好ましくは、ミックスマラー、シンプソンミル、サンド
ミル、マルチミル、ストッツミル、ウエットパンミル、
コナーミル、ヘンシェルミキサーであり、殊に、ミック
スマラー、シンプソンミル、サンドミル、マルチミルが
より好ましい。

【００８２】混合攪拌時における条件は、芯粒子粉末の
粒子表面にアルコキシシラン、フルオロアルキルシラン
又はポリシロキサンができるだけ均一に被覆されるよう
に、線荷重は２〜２００ｋｇ／ｃｍ、好ましくは１０〜
１５０ｋｇ／ｃｍ、より好ましくは１５〜１００ｋｇ／
ｃｍ、処理時間は５〜１２０分、好ましくは１０〜９０
分の範囲で処理条件を適宜調整すればよい。なお、攪拌
速度は２〜２０００ｒｐｍ、好ましくは５〜１０００ｒ
ｐｍ、より好ましくは１０〜８００ｒｐｍの範囲で処理
条件を適宜調整すればよい。

【００８３】アルコキシシラン、フルオロアルキルシラ
ン又はポリシロキサンの添加量は、芯粒子粉末１００重
量部に対して０．１５〜４５重量部が好ましい。０．１
５重量部未満の場合には、カーボンブラックを芯粒子粉
末１００重量部に対して３重量部以上付着させることが
困難である。０．１５〜４５重量部の添加量により、カ
ーボンブラックを十分付着させることができるので、４
５重量部を超えて必要以上に添加する意味がない。

【００８４】次いで、アルコキシシラン、フルオロアル
キルシラン又はポリシロキサンを被覆した芯粒子粉末
に、カーボンブラック微粒子粉末を添加し、混合攪拌し
てアルコキシシラン、フルオロアルキルシラン又はポリ
シロキサン被覆の表面にカーボンブラックを付着させた
後、乾燥乃至加熱処理する。

【００８５】カーボンブラック微粒子粉末は、少量ずつ
時間をかけながら、殊に５〜６０分間程度をかけて添加
するのが好ましい。

【００８６】混合攪拌時における条件は、カーボンブラ
ックが均一に付着する様に、線荷重は２〜２００ｋｇ／
ｃｍ、好ましくは１０〜１５０ｋｇ／ｃｍ、より好まし
くは１５〜１００ｋｇ／ｃｍ、処理時間は５〜１２０
分、好ましくは１０〜９０分の範囲で処理条件を適宜調
整すればよい。なお、攪拌速度は２〜２０００ｒｐｍ、
好ましくは５〜１０００ｒｐｍ、より好ましくは１０〜
８００ｒｐｍの範囲で処理条件を適宜調整すればよい。

【００８７】カーボンブラック微粒子粉末の添加量は、
芯粒子粉末１００重量部に対して３〜３０重量部であ
る。３重量部未満の場合には、カーボンブラックの付着
量が不十分であり、十分な黒色度が得られないととも
に、得られる黒色複合酸化鉄粒子粉末の密度を低減する
ことが困難となる。３０重量部を超える場合には、高い
黒色度が得られるとともに、粒子粉末の密度を十分に低
減することができるが、カーボンブラックの付着量が多
くなるため粒子表面からカーボンブラックが脱離しやす
くなり、その結果、セメント混合材中への分散性が低下
する。

【００８８】乾燥乃至加熱工程における加熱温度は、通
常４０〜２００℃が好ましく、より好ましくは６０〜１
５０℃であり、処理時間は、１０分〜１２時間が好まし
く、３０分〜３時間がより好ましい。この乾燥乃至加熱
工程によりアルコキシシランはオルガノシラン化合物
に、フルオロアルキルシランはフッ素含有オルガノシラ
ン化合物となる。

【００８９】芯粒子粉末は、アルコキシシラン、フルオ
ロアルキルシラン又はポリシロキサンとの混合攪拌に先
立ってあらかじめ、粒子表面をアルミニウムの水酸化
物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水酸化物及びケイ
素の酸化物から選ばれる少なくとも１種又からなる表面
被覆物で被覆しておいてもよい。

【００９０】表面被覆物による被覆は、芯粒子粉末を分
散して得られる水懸濁液に、アルミニウム化合物、ケイ
素化合物又は当該両化合物を添加して混合攪拌すること
により、又は、必要により、混合攪拌後にｐＨ値を調整
することにより、前記芯粒子粉末の粒子表面に、アルミ
ニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化物、ケイ素の水
酸化物及びケイ素の酸化物から選ばれる１種又は２種以
上を被着し、次いで、濾別、水洗、乾燥、粉砕する。必
要により、更に、脱気・圧密処理等を施してもよい。

【００９１】アルミニウム化合物としては、酢酸アルミ
ニウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸ア
ルミニウム等のアルミニウム塩やアルミン酸ナトリウム
等のアルミン酸アルカリ塩等が使用できる。

【００９２】アルミニウム化合物の添加量は、芯粒子粉
末に対しＡｌ換算で０．０１〜５０重量％である。０．
０１重量％未満である場合には、粒子表面に十分な量の
アルミニウムの水酸化物等を被覆することが困難であ
り、効果的にカーボンブラックの脱離率を改良できな
い。５０重量％を超える場合には、被覆効果が飽和する
ため、必要以上に添加する意味がない。

【００９３】ケイ素化合物としては、３号水ガラス、オ
ルトケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム等が使用
できる。

【００９４】ケイ素化合物の添加量は、芯粒子粉末に対
しＳｉＯ_２換算で０．０１〜５０重量％である。０．０
１重量％未満である場合には、粒子表面に十分な量のケ
イ素の酸化物等を被覆することが困難であり、効果的に
カーボンブラックの脱離率を改良できない。５０重量％
を超える場合には、被覆効果が飽和するため、必要以上
に添加する意味がない。

【００９５】アルミニウム化合物とケイ素化合物とを併
せて使用する場合には、芯粒子粉末に対し、Ａｌ換算量
とＳｉＯ_２換算量との総和で０．０１〜５０重量％が好
ましい。

【００９６】次に、黒色複合酸化鉄粒子粉末の顆粒化処
理について述べる。

【００９７】本発明に係るセメント着色用顔料は、黒色
複合酸化鉄粒子粉末に対して０．０１〜１０重量％の界
面活性剤を添加し、一定空間内に束縛された状態で収納
されている黒色複合酸化鉄粒子粉末の全てに５０〜３，
０００，０００ｇ／ｃｍの範囲の線圧が加えられる条件
下で、圧縮脱気処理によって造粒することにより得るこ
とができる。

【００９８】本発明における圧縮脱気処理は、一定空間
内に被処理粉末が束縛された状態で収納されている被処
理粉末の全てに圧縮力が加わるような条件下で行わなけ
ればならない。束縛された状態とは、被処理粉末が加え
た圧縮力に対して自由に動いて応力場から逃げることを
拘束し、粉体層に強制的な圧縮力が加わるようにした状
態のことであって、非束縛的な状態での圧縮脱気処理で
は本発明の効果が発現できない。

【００９９】前記条件を満たすことができる圧縮脱気処
理装置としては、ロールプレス、ロールコンパクタ、加
圧プレス、歯車連続圧縮機等を使用することができる。
好ましくはロールプレス、ロールコンパクタを使用する
場合である。

【０１００】本発明における圧縮脱気処理を行うに際し
て、圧縮するための線圧は、５０〜３，０００，０００
ｇ／ｃｍの範囲である。この範囲内であれば黒色複合酸
化鉄粒子粉末の種類、ＢＥＴ比表面積値及び圧縮脱気処
理装置の種類等により適宜選択して設定することができ
る。好ましくは１００〜５００，０００ｇ／ｃｍの範囲
である。

【０１０１】線圧が５０ｇ／ｃｍ未満の場合には、ミク
ロな脱気が十分ではないためセメント混合材中における
分散性向上効果が得られない。線圧が３，０００，００
０ｇ／ｃｍを超える場合には、黒色複合酸化鉄粒子粉末
の集合体中に含まれているミクロな空気の脱気は十分で
あるが、一方、粒子間距離が小さくなって分子間力が強
くなるため、セメント混合材中への分散性が悪くなり好
ましくない。

【０１０２】尚、圧縮脱気処理して得られる造粒物が２
次的な構造として見かけ上やや大きな薄片状のフレーク
を形成することがあるが、適宜破砕整粒し、用途に応じ
た任意の平均粒径の造粒物にすることで流動性が良くな
り、付着性、発塵性においても非常に優れた取扱い易い
セメント着色用顔料とすることができる。

【０１０３】次に、本発明におけるコンクリート又はモ
ルタル等の製造法について述べる。

【０１０４】本発明におけるコンクリート又はモルタル
等は、常法により、セメント混合材とセメント着色用顔
料とを混合した後、養生、乾燥させることにより得るこ
とができる。

【０１０５】尚、セメント混合材とは、砕石、砂、水、
セメント、ＡＥ減水剤等各種添加剤からなる周知のもの
である。

【０１０６】セメントとしては、ポルトランドセメン
ト、高炉セメント、シリカセメント及びフライアッシュ
セメント等、一般に使用されるものを用いることができ
る。

【０１０７】本発明に係るセメント着色用顔料の添加量
は、目的とするコンクリート又はモルタル等の色調に応
じて適宜選べばよく、セメント混合材に対して０．０１
〜１０重量％の範囲で添加することができる。

【０１０８】本発明に係るセメント着色用顔料は、アル
カリ可溶性紙で包装することにより、そのままセメント
混合材へ投入することができ、顔料飛散等がなく取扱い
やすくかつ分散性の改善されたセメント着色用包装体と
することができる。アルカリ可溶性紙は例えば、水不溶
性ないし水難溶性のカルボキシルメチルセルロース（Ｃ
ＭＣ）またはカルボキシエチルセルロース（ＣＥＣ）繊
維等からなるもの等、公知のものが使用できる。

【０１０９】さらに、本発明に係るセメント着色用顔料
はセメント混合材に添加するに当たって、あらかじめ該
セメント着色用顔料を高濃度水懸濁液としておき、これ
をセメント混合材に添加することができる。

【０１１０】本発明に係るセメント着色用顔料を用いて
着色したコンクリート又はモルタル等は、分散性が後出
の評価法によるＡ又はＢ、好ましくはＡであり、ロット
間のバラツキを示すΔＬ^＊値は２．０以下、好ましくは
１．８以下、より好ましくは１．５以下であり、表面と
内部との色相差を示すΔＬ^＊値は２．０以下、好ましく
は１．８以下、より好ましくは１．５以下である。

【０１１１】

【発明の実施の形態】本発明の代表的な実施の形態は、
次の通りである。

【０１１２】芯粒子粉末、カーボンブラック微粒子粉末
及び黒色複合酸化鉄粒子粉末の各粒子粉末の平均粒子径
は、電子顕微鏡写真（×２００００）を縦方向及び横方
向にそれぞれ４倍に拡大した写真に示される粒子約３５
０個について定方向径をそれぞれ測定し、その平均値で
示した。

【０１１３】顆粒状の着色用顔料の粒径は、実体顕微鏡
「ＯＬＹＭＰＵＳＳＺＨ」（オリンパス（株）製）に
より測定した値で示した。

【０１１４】軸比は、平均長軸径と平均短軸径との比で
示した。

【０１１５】粒子径の幾何標準偏差値は下記の方法によ
り求めた値で示した。即ち、上記拡大写真に示される粒
子径を測定した値を、その測定値から計算して求めた粒
子の実際の粒子径と個数から、統計学的手法に従って、
対数正規確率紙上の横軸に粒子径を、縦軸に所定の粒子
径区間のそれぞれに属する粒子の累積個数( 積算フルイ
下) を百分率でプロットした。そしてこのグラフから粒
子の累積個数が５０％及び８４．１３％のそれぞれに相
当する粒子径の値を読み取り、幾何標準偏差値＝（積算
フルイ下８４．１３％における粒子径）／（積算フルイ
下５０％における粒子径（幾何平均径）に従って算出し
た値で示した。幾何標準偏差値が１に近いほど、粒度分
布が優れていることを意味する。

【０１１６】比表面積値は、ＢＥＴ法により測定した値
で示した。

【０１１７】芯粒子粉末及び黒色複合酸化鉄粒子粉末の
粒子内部や粒子表面に存在するＡｌ量、及びＳｉ量並び
に有機ケイ素化合物に含有されるＳｉ量のそれぞれは
「蛍光Ｘ線分析装置３０６３Ｍ型」（理学電機工業
（株) 製）を使用し、ＪＩＳＫ０１１９の「けい光Ｘ
線分析通則」に従って測定した。

【０１１８】黒色複合酸化鉄粒子粉末に付着しているカ
ーボンブラックの付着量及び界面活性剤の被覆量は「堀
場金属炭素・硫黄分析装置ＥＭＩＡ−２２００型」
（（株)堀場製作所製）を用いてカーボン量を測定する
ことにより求めた。

【０１１９】粉体の密度は、「マルチボリューム密度
計１３０５型」（マイクロメリティクス社製）を用い
て求めた。

【０１２０】粉体ｐＨ値は、試料粉体５ｇを３００ｍ
ｌの三角フラスコに秤り取り、煮沸した純水１００ｍｌ
を加え、加熱して煮沸状態を約５分間保持した後、栓を
して常温まで放冷し、減量に相当する水を加えて再び栓
をして１分間振り混ぜ、５分間静置した後、得られた上
澄み液のｐＨ値をＪＩＳＺ８８０２−７に従って測
定し、得られた値を粉体ｐＨ値とした。

【０１２１】黒色複合酸化鉄粒子粉末に付着しているカ
ーボンブラックの脱離率（％）は、下記の方法により求
めた値で示した。カーボンブラックの脱離率（％）が０
に近いほど、粒子表面からのカーボンブラックの脱離量
が少ないことを示す。

【０１２２】黒色複合酸化鉄粒子粉末３ｇとエタノール
４０ｍｌを５０ｍｌの沈降管に入れ、２０分間超音波分
散を行った後、１２０分静置し、比重差によって黒色複
合酸化鉄粒子粉末と脱離したカーボンブラックを分離し
た。次いで、この黒色複合酸化鉄粒子粉末に再度エタノ
ール４０ｍｌを加え、更に２０分間超音波分散を行った
後１２０分静置し、黒色複合酸化鉄粒子粉末と脱離した
カーボンブラックを分離した。この黒色複合酸化鉄粒子
粉末を１００℃で１時間乾燥させ、前述の「堀場金属炭
素・硫黄分析装置ＥＭＩＡ−２２００型」（株式会社堀
場製作所製）を用いて炭素量を測定し、下記式に従って
求めた値をカーボンブラックの脱離率（％）とした。

【０１２３】カーボンブラックの脱離率（％）＝{（Ｗ
ａ−Ｗｅ）／Ｗａ}×１００Ｗａ：黒色複合酸化鉄粒子粉末のカーボンブラック付着
量Ｗｅ：脱離テスト後の黒色複合酸化鉄粒子粉末のカーボ
ンブラック付着量

【０１２４】芯粒子粉末及び黒色複合酸化鉄粒子粉末の
それぞれの黒色度は、試料０．５ｇとヒマシ油０．７ｍ
ｌとをフーバー式マーラーで練ってペースト状とし、こ
のペーストにクリアラッカー４．５ｇを加え、混練、塗
料化してキャストコート紙上に１５０μｍ（６ｍｉｌ）
のアプリケーターを用いて塗布した塗布片（塗膜厚み：
約３０μｍ）を作製し、該塗料片について、「ポータブ
ル分光色彩計カラーガイド４５／０」（ビックケミー
・ジャパン（株）製）を用いてＪＩＳＺ８７２９に
定めるところに従って表色指数Ｌ^＊値を測定した値で示
した。

【０１２５】芯粒子粉末及び黒色複合酸化鉄粒子粉末の
それぞれの耐アルカリ性は、下記の方法により求めた。

【０１２６】苛性ソーダ溶液（水酸化ナトリウムの５％
水溶液）と石灰乳（水酸化カルシウムの０．１％水溶
液）との混合溶液１０ｍｌ中に試料粉体２ｇを浸漬し、
３日間静置した後、水洗、乾燥する。

【０１２７】次いで、得られた試料粉体の黒色度を、試
料０．５ｇとヒマシ油０．７ｍｌとをフーバー式マーラ
ーで練ってペースト状とし、このペーストにクリアラッ
カー４．５ｇを加え、混練、塗料化してキャストコート
紙上に１５０μｍ（６ｍｉｌ）のアプリケーターを用い
て塗布した塗布片（塗膜厚み：約３０μｍ）を作製し、
該塗料片について、「ポータブル分光色彩計カラーガ
イド４５／０」（ビックケミー・ジャパン（株）製）を
用いてＪＩＳＺ８７２９に定めるところに従って表
色指数Ｌ^＊値を測定した。

【０１２８】次いで、試料粉体のアルカリ性混合溶液浸
漬前後の黒色度変化（ΔＬ^＊値）を測定し、これの大小
で耐アルカリ性を評価した。ΔＬ^＊値が小さいほど耐ア
ルカリ性に優れていることを示す。

【０１２９】芯粒子粉末に付着しているカーボンブラッ
クの付着厚みは、「透過型電子顕微鏡ＪＥＭ−２０１
０」（日本電子株式会社（製））を用いて加速電圧２０
０ｋＶの条件下で撮影した電子顕微鏡写真を１０倍に拡
大した写真（×５，０００，０００）に写っている粒子
の表面に付着しているカーボンブラックの平均的な厚み
部分を測定することにより求めた。

【０１３０】モルタル供試体における黒色複合酸化鉄粒
子粉末の分散性は、下記のようにして求めた。

【０１３１】まず、ＪＩＳＲ５２０１に従って、白
色セメント５２０ｇ、標準砂１０４０ｇに黒色顔料１
５．６ｇ及び水３３８ｍｌを加え、モルタルミキサーに
て３分間混練後、平滑なガラス板上に固定した一辺の大
きさが４ｃｍ×４ｃｍ×４ｃｍで１０連のアクリル製型
枠に流し込み、十分突き棒で成型し、２０℃の室内に１
日放置した。翌日型枠から外した試験片を２０℃の水中
で１日養生を行った。養生後乾燥させた試験片の平滑な
面の色むらを目視にて観察し、下記に示すＡ〜Ｄの４段
階で分散性を評価した。Ａ：色むらが認められず、Ｂ：色むら若干有り、Ｃ：色むら有り、Ｄ：ひどい色むら有り。

【０１３２】黒色顔料によって着色されたモルタル供試
体のロット間のバラツキは、上記で得られた１０個の試
験片のＬ^＊値を、「ポータブル分光色彩計カラーガイ
ド４５／０」（ビックケミー・ジャパン（株）製）を用
いてＪＩＳＺ８７２９に定めるところに従って測定
し、最大値と最小値との差をΔＬ^＊値で示した。

【０１３３】黒色顔料によって着色されたモルタル供試
体の表面と内部の色相差（表面のＬ ^＊値と内部のＬ^＊値
との差）は、上記で得られた試験片の表面のＬ^＊値と半
分に割った内部のＬ^＊値を、「ポータブル分光色彩計
カラーガイド４５／０」（ビックケミー・ジャパン
（株）製）を用いてＪＩＳＺ８７２９に定めるとこ
ろに従って測定し、その差をΔＬ^＊値で示した。

【０１３４】＜黒色複合酸化鉄粒子粉末の製造＞マグネ
タイト粒子粉末（粒子形状：粒状、平均粒子径０．３０
μｍ、幾何標準偏差値１．４６、ＢＥＴ比表面積値３．
６ｍ^２／ｇ、密度５．１６ｇ／ｃｍ^３、黒色度Ｌ^＊値２
２．６、粉体ｐＨ値９．０、ΔＬ^＊値（耐アルカリ性）
２．１）２０ｋｇを、凝集を解きほぐすために、純水１
５０ｌに攪拌機を用いて邂逅し、更に、「ＴＫパイプラ
インホモミクサー」（製品名、特殊機化工業（株) 製）
を３回通してマグネタイト粒子粉末を含むスラリーを得
た。

【０１３５】続いて、このマグネタイト粒子粉末を含む
スラリーを横形サンドグラインダー「マイティーミルＭ
ＨＧ−１．５Ｌ」（製品名、井上製作所（株) 製）を用
いて、軸回転数２０００ｒｐｍにおいて５回パスさせ
て、マグネタイト粒子粉末を含む分散スラリーを得た。

【０１３６】得られたマグネタイト粒子粉末を含む分散
スラリーの３２５ｍｅｓｈ（目開き４４μｍ）における
篩残分は０％であった。この分散スラリーを濾別、水洗
して、マグネタイト粒子粉末のケーキを得た。このマグ
ネタイト粒子粉末のケーキを１２０℃で乾燥した後、乾
燥粉末１１．０ｋｇをエッジランナー「ＭＰＵＶ−２
型」（製品名、（株）松本鋳造鉄工所製）に投入して、
毎分２ｌの窒素を吹き込みながら３０ｋｇ／ｃｍで３０
分間混合攪拌を行い、粒子の凝集を軽く解きほぐした。

【０１３７】次に、メチルトリエトキシシラン２２０ｇ
を２００ｍｌのエタノールで混合希釈して得られるメチ
ルトリエトキシシラン溶液を、エッジランナーを稼動さ
せながら粒子の凝集を解きほぐした上記マグネタイト粒
子粉末に添加し、６０ｋｇ／ｃｍの線荷重で３０分間混
合攪拌を行った。なお、この時の撹拌速度は２２ｒｐｍ
で行った。

【０１３８】次に、カーボンブラック微粒子粉末Ａ（粒
子形状：粒状、粒子径０．０１９μｍ、幾何標準偏差値
１．７５、ＢＥＴ比表面積値１２８ｍ^２／ｇ、粉体ｐＨ
値９．０、黒色度Ｌ^＊値１４．８）１３２０ｇを、エッ
ジランナーを稼動させながら１０分間かけて添加し、更
に３０ｋｇ／ｃｍの線荷重で６０分間、混合攪拌を行
い、メチルトリエトキシシラン被覆にカーボンブラック
を付着させて、黒色複合酸化鉄粒子粉末を得た。なお、
このときの撹拌速度は２２ｒｐｍで行った。

【０１３９】得られた黒色複合酸化鉄粒子粉末を、乾燥
機を用いて１０５℃で６０分間加熱処理を行い、残留し
ている水分、エタノール等を揮散させた。この黒色複合
酸化鉄粒子粉末は、平均粒子径が０．３０μｍの粒状粒
子粉末であった。幾何標準偏差値は１．４７であり、Ｂ
ＥＴ比表面積値は６．３ｍ^２／ｇ、密度は４．７３ｇ／
ｃｍ^３、黒色度Ｌ^＊値は１７．６、粉体ｐＨ値は９．
０、耐アルカリ性を示すΔＬ^＊値は０．６、カーボンブ
ラックの付着量がＣ換算で１０．６１重量％（芯粒子粉
末１００重量部に対して１２重量部に相当する）、カー
ボンブラック脱離率は７．１％であり、メチルトリエト
キシシランから生成したオルガノシラン化合物の被覆量
はＳｉ換算で０．２９重量％であった。電子顕微鏡写真
観察の結果、カーボンブラックがほとんど認められない
ことから、カーボンブラックのほぼ全量がメチルトリエ
トキシシランから生成するオルガノシラン化合物被覆に
付着していることが認められた。

【０１４０】また、黒色複合酸化鉄粒子粉末の粒子表面
に付着されているカーボンブラックの付着厚みは、０．
００１９μｍであった。

【０１４１】＜モルタル供試体の製造＞ＪＩＳＲ５
２０１に従って、白色セメント５２０ｇ、標準砂１０４
０ｇに上記で得られた黒色複合酸化鉄粒子粉末１５．６
ｇ及び水３３８ｍｌを加え、モルタルミキサーにて３分
間混練後、平滑なガラス板上に固定した一辺の大きさが
４ｃｍ×４ｃｍ×４ｃｍで１０連のアクリル製型枠に流
し込み、十分突き棒で成型し、２０℃の室内に１日放置
した。翌日型枠から外した試験片を２０℃の水中で１日
養生を行い、モルタル供試体を得た。

【０１４２】得られたモルタル供試体は、分散性がＡで
あり、ロット間のバラツキを示すΔＬ^＊値は１．２であ
り、モルタル供試体の表面と内部の色相差ΔＬ^＊値は
１．２であった。

【０１４３】

【作用】本発明における黒色複合酸化鉄粒子粉末の黒色
度が優れている理由について、本発明者は、芯粒子粉末
の粒子表面に均一且つ緻密に付着されているカーボンブ
ラックによって、芯粒子粉末の色が打ち消されてカーボ
ンブラック本来の色が発揮されたことによるものと考え
ている。

【０１４４】本発明における黒色複合酸化鉄粒子粉末の
セメント混合材中への分散性が優れている理由につい
て、本発明者は、有機ケイ素化合物被覆を介して芯粒子
粉末１００重量部に対して３〜３０重量部の割合でカー
ボンブラックを付着させて黒色複合酸化鉄粒子粉末の密
度を４．９０ｇ／ｃｍ^３以下にできたことにより、通常
５．２０ｇ／ｃｍ^３前後である酸化鉄粒子粉末の密度を
セメント混合材の密度に近づけることができたためと考
えている。

【０１４５】なお、本発明における黒色複合酸化鉄粒子
粉末のｐＨ値を５．０以上とした場合には、耐アルカリ
性を向上させることができ、ひいては、得られるコンク
リート及びモルタル等の変退色を抑制することができる
理由について、本発明者は、芯粒子粉末の粒子表面をｐ
Ｈ値の高いカーボンブラックを付着させ、得られる黒色
複合酸化鉄粒子粉末の粉体ｐＨ値を５．０以上とするこ
とによって耐アルカリ性を向上させ、セメントの硬化時
の水和反応によって生成遊離する水酸化カルシウム等の
アルカリの影響を受けにくくすることができたためと考
えている。

【０１４６】本発明に係るセメント着色用顔料を用いて
得られたコンクリート及びモルタル等の色むらやロット
間のばらつきが生じにくいとともに、コンクリート及び
モルタル等の表面と内部の着色度合いが均一である理由
について、本発明者は、セメント混合材により近い密度
を有するセメント着色用顔料を用いたことにより、セメ
ント混合材中での分散性が向上するとともに、養生中の
色分かれ等が生じにくくなったためと考えている。

【０１４７】

【実施例】次に、実施例並びに比較例を挙げる。

【０１４８】芯粒子１〜４：公知の製造方法で得られた
各種の酸化鉄粒子粉末を準備し、前記発明の実施の形態
と同様にして凝集が解きほぐされた芯粒子粉末を得た。

【０１４９】これらの芯粒子粉末の諸特性を表１に示
す。

【０１５０】

【表１】

【０１５１】芯粒子５：芯粒子１の凝集が解きほぐされ
たヘマタイト粒子粉末２０ｋｇと水１５０ｌとを用い
て、発明の実施の形態と同様にしてヘマタイト粒子粉末
を含むスラリーを得た。得られたヘマタイト粒子粉末を
含む再分散スラリーのｐＨ値を、水酸化ナトリウム水溶
液を用いて１０．５に調整した後、該スラリーに水を加
えスラリー濃度を９８ｇ／ｌに調整した。このスラリー
１５０ｌを加熱して６０℃とし、このスラリー中に１．
０ｍｏｌ／ｌのアルミン酸ナトリウム溶液５４４４ｍｌ
（ヘマタイト粒子粉末に対してＡｌ換算で１．０重量％
に相当する）を加え、３０分間保持した後、酢酸を用い
てｐＨ値を７．５に調整した。この状態で３０分間保持
した後、濾過、水洗、乾燥、粉砕して粒子表面がアルミ
ニウムの水酸化物により被覆されているヘマタイト粒子
粉末を得た。

【０１５２】このときの製造条件を表２に、得られた表
面処理済ヘマタイト粒子粉末の諸特性を表３に示す。

【０１５３】尚、表面処理工程における被覆物の種類の
Ａはアルミニウムの水酸化物であり、Ｓはケイ素の酸化
物を表わす。

【０１５４】

【表２】

【０１５５】

【表３】

【０１５６】芯粒子６〜８：芯粒子粉末の種類、表面処
理工程における添加物の種類、量を種々変えた以外は、
芯粒子５と同様にして表面処理済芯粒子粉末を得た。

【０１５７】このときの処理条件を表２に、得られた表
面処理済芯粒子粉末の諸特性を表３に示す。

【０１５８】実施例１〜１１、比較例１〜６：芯粒子粉
末の種類、有機ケイ素化合物による被覆工程における有
機ケイ素化合物添加の有無、種類及び添加量、カーボン
ブラックの付着工程におけるエッジランナー処理条件、
カーボンブラック微粒子粉末の種類及び添加量、エッジ
ランナーによる処理条件を種々変えた以外は、前記発明
の実施の形態と同様にして黒色複合酸化鉄粒子粉末を得
た。実施例１〜１１の各実施例で得られた黒色複合酸化
鉄粒子粉末は、電子顕微鏡観察の結果、カーボンブラッ
クがほとんど認められないことから、カーボンブラック
のほぼ全量が有機ケイ素化合物被覆に付着していること
が認められた。

【０１５９】使用したカーボンブラック微粒子粉末Ａ乃
至Ｅの諸特性を表４に示す。

【０１６０】

【表４】

【０１６１】なお、実施例２、４及び８の各実施例で使
用されている添加物は、いずれもポリシロキサンであ
る。「ＴＳＦ４８４」（商品名：東芝シリコーン株式会
社（製））はメチルハイドロジェンポリシロキサンであ
り、「ＢＹＫ−０８０」（商品名：ビックケミー・ジャ
パン株式会社（製））は変成ポリシロキサンであり、
「ＴＳＦ４７７０」（商品名：東芝シリコーン株式会社
（製））は末端カルボキシル変成ポリシロキサンであ
る。

【０１６２】このときの処理条件を表５に、得られた黒
色複合酸化鉄粒子粉末の諸特性を表６に示す。

【０１６３】

【表５】

【０１６４】

【表６】

【０１６５】実施例１２実施例１で得られた黒色複合酸化鉄粒子粉末５００ｇに
リグニンスルホン酸ナトリウム５ｇを加え、線荷重１，
５００ｇ／ｃｍ、回転数２ｒｐｍの条件下、ロールコン
パクターにより圧縮脱気処理を行った。

【０１６６】この時の処理条件及び得られた顆粒状顔料
の諸特性を表７に示す。

【０１６７】実施例１３〜１９：黒色複合酸化鉄粒子粉
末の種類、界面活性剤処理における界面活性剤の種類及
び添加量、圧縮脱気処理における線荷重及び回転数を種
々変えた以外は、前記実施例１２と同様にして顆粒状顔
料を得た。

【０１６８】このときの処理条件及び得られた顆粒状顔
料の諸特性を表７に示す。

【０１６９】

【表７】

【０１７０】＜モルタル供試体の作製＞実施例２０〜３８、比較例７〜２１：黒色粒子粉末の種
類及び添加量を種々変化させた以外は、前記本発明の実
施の形態と同様にしてモルタル供試体を得た。

【０１７１】モルタル供試体の製造条件及び得られたモ
ルタル供試体の諸特性を表８及び表９に示した。

【０１７２】

【表８】

【０１７３】

【表９】

【０１７４】

【発明の効果】本発明に係るセメント着色用顔料は、十
分な黒色度を有し、且つ、密度が低く、セメント混合材
中への分散性に優れているため、セメント着色用顔料と
して好適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０９Ｃ 3/12 Ｃ０９Ｃ 3/12 Ｆターム(参考） 4G002 AA04 AA12 AB05 AE01 4J037 AA15 CA02 CA12 CA23 CA24 CB23 CC28 DD05 DD24 EE03 EE04 EE08 EE28 FF05 FF15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化鉄粒子粉末の粒子表面が有機ケイ素
化合物によって被覆されていると共に該有機ケイ素化合
物被覆にカーボンブラックが付着している平均粒子径
０．０８〜３．０μｍの黒色複合酸化鉄粒子粉末からな
り、前記カーボンブラックの付着量が前記酸化鉄粒子粉
末１００重量部に対して３〜３０重量部であり、且つ、
該黒色複合酸化鉄粒子粉末の密度が４．９０ｇ／ｃｍ^３
以下であることを特徴とするセメント着色用顔料。
【請求項２】請求項１記載の酸化鉄粒子粉末の粒子表
面が、アルミニウムの水酸化物、アルミニウムの酸化
物、ケイ素の水酸化物及びケイ素の酸化物から選ばれる
少なくとも一種からなる表面被覆物によって被覆されて
いることを特徴とするセメント着色用顔料。
【請求項３】黒色複合酸化鉄粒子粉末の粉体ｐＨ値が
５．０以上である請求項１又は請求項２記載のセメント
着色用顔料。
【請求項４】請求項１乃至請求項３記載の黒色複合酸
化鉄粒子粉末と該黒色複合酸化鉄粒子粉末に対して０．
０１〜１０重量％の界面活性剤とを圧縮脱気処理によっ
て造粒した平均粒径が３００〜１５００μｍの範囲内に
ある造粒物からなることを特徴とするセメント着色用顔
料。