JP2008511530A - 塗料中の顔料として使用するためのリン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムの粒子、並びにそれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 なし
Description
本出願は、2004年8月30日にブラジルで出願したブラジル特許出願公開第P10403723-8号に基づく優先権を主張し、ブラジル特許出願公開第P10403723-8号の開示を、参照によりその全体で本明細書に組み込む。
本発明は、リン酸アルミニウム、オルトリン酸アルミニウム及びポリリン酸アルミニウムの中空粒子を製造する方法に関する。本発明は、さらに、このような粒子の、塗料における顔料としての使用に関する。
二酸化チタンは、可視光を後方散乱させる強力な能力(その屈折率による)ゆえに、最も一般的な白色顔料であり、それ自体の屈折率に依存する。二酸化チタンの代替物が求められてきたが、アナターゼ及びルチル型のこの酸化物の屈折率は、双方とも、構造的理由により他のいかなる白色粉末よりもはるかに大きい。
本発明の主題は、1立方センチメートルにつき1.95〜2.30グラムの嵩密度、及び0.8を超えるリン対アルミニウムのモル比で特徴付けられる非晶質のリン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムの製品、及びその製造方法である。リン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムは、スラリー形態でよい。また、リン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムは、粉末形態でもよく、例えば、非晶質のリン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウム粉末の1つの粒子につき1〜4個の空隙を有してよい。粉末形態の製品は、10〜40ナノメートルの平均個別半径粒度を有してよい。リン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムは、塗料の成分として、好ましくは二酸化チタンの代替物(一部の又は全体の)として使用できる。該製品は、ワニス、印刷インク、又はプラスチックの成分としても使用できる。リン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムを、130℃未満の温度で、或いは室温で乾燥し、10〜20重量%の水を含む粉末を製造することができる。
以下の説明において、本明細書で開示する全ての数字は、その数字と連結して単語「約」又は「ほぼ」のいずれが使用されようとも、近似値である。それらの数字は、1パーセント、2パーセント、5パーセント、又は時には10〜20パーセントで変動する場合がある。下限RL及び上限RUを伴う数値範囲が開示されている場合はいつでも、該範囲内に含まれるいずれの数字も具体的に開示される。詳細には、該範囲内の次の数字、すなわちR=RL+k×(RU−RL)が具体的に開示され、ここで、kは1パーセントから1パーセントの増分で100パーセントまでの範囲の変数、すなわちkは、1パーセント、2パーセント、3パーセント、4パーセント、5パーセント、....、50パーセント、51パーセント、52パーセント、....、95パーセント、96パーセント、97パーセント、98パーセント、99パーセント、又は100パーセントである。さらに、上で定義したような2つの数字Rで定義される任意の数値範囲も具体的に開示される。
さらなる適切な隠蔽顔料には、白色不透明化隠蔽顔料及び着色した有機及び無機顔料が含まれる。適切な白色不透明化隠蔽顔料の代表例には、ルチル型及びアナターゼ型の二酸化チタン、リトポン、硫化亜鉛、チタン酸鉛、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、硫化バリウム、鉛白、酸化亜鉛、加鉛酸化亜鉛など、及びそれらの混合物が含まれる。好ましい白色隠蔽顔料は、ルチル型二酸化チタンである。より好ましいのは、約0.2〜0.4ミクロンの平均粒子径を有するルチル型二酸化チタンである。着色有機顔料の例が、フタロブルー及びハンザイエローである。着色無機顔料の例が、ベンガラ、ブラウンオキサイド、黄土、アンバーである。
本発明の種々の実施形態に従って製剤される塗料は、例えば可塑剤、消泡剤、顔料増量剤、pH調整剤、ティンティングカラー、及び殺生物剤など、塗料中で使用される従来からの成分をさらに含むことができる。これらの典型的な成分は、例えば、R.E.Kreiger Publishing Co.発行、C.R.Martens編、「TECHNOLOGY OF PAINTS、VARNISHES AND LACQUERS」p.515(1974)に列挙されている。
この実施例では、535.0kgのリン酸アルミニウムを調製した。湿潤製品は、「ターボ乾燥機」中で乾燥され、15%の湿分、及び1:1.50のP:Al(リン:アルミニウム)比率を有する中空粒子の特徴を示した。
P2O5を55%含む940.0kgの肥料用リン酸を調製した。最初の調製段階で、85℃の温度で30分間継続する酸の脱色を実施した。この段階のために、H2O2を約50%含む過酸化水素溶液8.70kgを酸に添加した。次いで、酸を975.0kgのプロセス水で希釈し、40℃の温度まで冷却し、次いで27.0%のP2O5濃度で貯蔵した。
実施例1の結果から得られた約200kgの乾燥微粉砕リン酸アルミニウムを使用した。このサンプルを使用して家庭用塗料サンプルを製造した。始めに、900リットルの不透明アクリル塗料を調製した。このような塗料を塗布し、市販の塗料の1つと比較して評価した。二酸化チタンを約18%含有する原型製剤をベースにした基本塗料組成物は次の通りとした。すなわち、リン酸アルミニウムが約14.20%であり、酸化チタンが約8.34%であり、カオリンが約7.10%であり、アルガマトライト(algamatolite)が約10.36%であり、珪藻土が約0.84%であり、アクリル樹脂が約12.25%であり、PVCが約47.45%である。リン酸アルミニウムを用いて調製した塗料の、塗装において該塗料を塗布した後の特徴は、次の通りであった。すなわち、a)湿潤塗坪は対照塗料の塗坪に類似しており、b)乾燥塗坪は対照塗料を用いた塗坪より良好であり、c)家庭塗装6ヶ月後の耐久性試験は優れた結果を示した。結局、実施例2で調製されたリン酸アルミニウムを用いた水溶性不透明アクリル塗料は、市販塗料の全ての特徴を保持し、充填剤を用いて調製した表面上で50m2/3.6リットルの歩留まりであった。
Claims (20)
- 1立方センチメートルにつき1.95〜2.30グラムの嵩密度、及び0.8を超えるリン対アルミニウムのモル比を特徴とする、非晶質のリン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウム。
- 前記リン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムが、粉末形態であり、かつ非晶質のリン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムの粉末の1個の粒子につき1〜4個の空隙を含む、請求項1に記載のリン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウム。
- 前記リン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムが、乾燥粉末の形態であり、かつさらに、10〜40ナノメートルの平均個別半径粒度からなる、請求項1記載のリン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウム。
- 塗料の構成又は塗布工程中に不透明度又は白色度が向上する、請求項3記載の塗料。
- 前記リン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムが塗料の成分である、請求項1に従って製造されたリン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウム。
- 前記リン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムが、ワニス、印刷インク、又はプラスチックの成分である、請求項1に従って製造されたリン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウム。
- 前記リン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムが、15〜130℃の範囲の温度での粒子乾燥中に生成した空隙を含有する粒子を含む、請求項1に従って製造されたリン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムの粉末。
- 前記リン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムが粉末形態であり、かつ粉末中の粒子の少なくとも10%が乾燥による合着に抵抗する、請求項1記載のリン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウム。
- 前記リン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムがスラリー形態である、請求項1記載の非晶質のリン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウム。
- 前記リン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムがスラリー形態であり、かつスラリー中の固体濃度が10〜55パーセントである、請求項1記載の非晶質のリン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウム。
- 前記リン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムが、130℃未満の温度で乾燥して10〜20重量パーセントの水を含む粉末を生成する能力のあるスラリーを含む、請求項1記載のリン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウム。
- 前記リン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムが、ワニス、印刷インク又はプラスチックの成分を構成する、請求項1記載のリン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウム。
- リン酸を硫酸アルミニウム及びアルカリ溶液と接触させてリン酸アルミニウムをベースにした生成物を製造すること;及び場合によっては、リン酸アルミニウムをベースにした生成物を高温で仮焼することを含む方法から得ることのできるリン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムをベースにした顔料製品であって、該方法が有機酸を実質上含まず、かつ該リン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムをベースにした顔料が非晶質である、前記顔料製品。
- リン酸、硫酸アルミニウム及びアルカリ溶液が、同時方式で一緒に添加される、請求項13記載の顔料。
- 混合物が約4.0〜約4.5の範囲のpHを有する、請求項13記載の顔料。
- 顔料がワニス、印刷インク又はプラスチック中の成分を構成する、請求項13に従って製造された顔料。
- 前記顔料が塗料中の成分を構成する、請求項13に従って製造された顔料。
- 前記顔料が、1立方センチメートルにつき2.30グラム未満の嵩密度を特徴とし、かつ乾燥リン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムの個別粒子の平均粒子半径が10〜40ナノメートルである、請求項13に従って製造された顔料。
- リン酸、硫酸アルミニウム、及び水酸化ナトリウムを混合して懸濁液にするステップ、前記の懸濁液を濾過、洗浄してケーキにするステップ、前記洗浄済みのケーキを分散するステップ、前記ケーキを乾燥するステップ、前記乾燥生成物を重合するステップ、及び前記生成物を微粉砕するステップを含む、非晶質のリン酸アルミニウム又はポリリン酸アルミニウムを含有する白色顔料の製造方法。
- 前記顔料が、二酸化チタンを含む混合物に加えられる、請求項17記載の方法。
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