JP2023097534A - black pigment - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は黒色顔料に関する。 The present disclosure relates to black pigments.
黒色顔料は、塗料用、インキ用、トナー用、ゴム・プラスチック用等として用いられる。このような黒色顔料として、現在、カーボンブラックやマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）をはじめとする酸化鉄系顔料、その他複合酸化物顔料が用途に応じて利用されている。 Black pigments are used for paints, inks, toners, rubbers and plastics, and the like. Currently, carbon black, iron oxide pigments such as magnetite (Fe 3 O 4 ), and other composite oxide pigments are used as such black pigments depending on the application.
上述した従来の黒色顔料には、使い勝手を向上させるという点でさらなる改善の余地がある。 The conventional black pigments described above have room for further improvement in terms of improving usability.
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、使い勝手に優れた黒色顔料を提供する。 The present disclosure has been made in view of the above, and provides a black pigment that is excellent in usability.
本開示の一態様による黒色顔料は、複数の無機酸化物粒子を含有する。無機酸化物粒子は、Ｘ線回折分析において最大ピークを有する第１結晶としてヘルシナイト（ＦｅＡｌ２Ｏ４）を含有し、第２結晶としてヘルシナイト以外の結晶相を含有する。 A black pigment according to one aspect of the present disclosure contains a plurality of inorganic oxide particles. The inorganic oxide particles contain hercynite (FeAl 2 O 4 ) as the first crystal having the maximum peak in X-ray diffraction analysis, and contain a crystal phase other than hercynite as the second crystal.
本開示によれば、使い勝手に優れた黒色顔料を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a black pigment with excellent usability.
以下に、本開示による黒色顔料を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。 Hereinafter, embodiments for implementing the black pigment according to the present disclosure (hereinafter referred to as "embodiments") will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present disclosure is not limited by this embodiment. Further, each embodiment can be appropriately combined within a range that does not contradict the processing contents. Also, in each of the following embodiments, the same parts are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.
黒色顔料として、たとえばカーボンブラック、マグネタイト、チタン系黒色顔料（チタンブラック）等が知られている。カーボンブラックは、疎水性であるため使用環境が限られるという課題がある。マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）は、比重が５．２と比較的重いため分散性に劣るという課題がある。チタンブラックは青みを帯びた黒色を呈する顔料であるが、比較的高価である。 As black pigments, for example, carbon black, magnetite, titanium-based black pigments (titanium black), and the like are known. Since carbon black is hydrophobic, there is a problem that the usage environment is limited. Magnetite (Fe 3 O 4 ) has a relatively heavy specific gravity of 5.2 and thus has a problem of poor dispersibility. Titanium black is a pigment that exhibits a bluish black color, but is relatively expensive.
そこで、使い勝手に優れた黒色顔料が期待されている。 Therefore, a black pigment that is excellent in usability is expected.
本実施形態に係る黒色顔料は、複数の無機酸化物粒子を含有する。無機酸化物粒子は、Ｘ線回折分析において最大ピークを有する第１結晶として、ヘルシナイト（ＦｅＡｌ２Ｏ４）を含有し、第２結晶としてヘルシナイト以外の結晶相を含有する。かかる黒色顔料は不燃性であることから取り扱いが容易である。また、本実施形態に係る黒色顔料は、チタンブラックと比べて安価である。このような点から、本実施形態に係る黒色顔料は、使い勝手に優れている。 The black pigment according to this embodiment contains a plurality of inorganic oxide particles. The inorganic oxide particles contain hercynite (FeAl 2 O 4 ) as the first crystal having the maximum peak in X-ray diffraction analysis, and contain a crystal phase other than hercynite as the second crystal. Such black pigments are nonflammable and therefore easy to handle. Also, the black pigment according to the present embodiment is less expensive than titanium black. From this point of view, the black pigment according to the present embodiment is excellent in usability.
本実施形態に係る黒色顔料に含有される無機酸化物粒子は、第１結晶からなる粒子と、第２結晶からなる粒子とが個別に存在するものではない。また、本実施形態に係る黒色顔料に含有される無機酸化物粒子は、第１結晶からなる粒子と、第２結晶からなる粒子とが物理的に混合されているものでもない。 In the inorganic oxide particles contained in the black pigment according to the present embodiment, the particles composed of the first crystals and the particles composed of the second crystals do not exist separately. Moreover, the inorganic oxide particles contained in the black pigment according to the present embodiment are not a mixture of particles of the first crystals and particles of the second crystals.
すなわち、本実施形態に係る黒色顔料に含有される無機酸化物粒子は、第１結晶と第２結晶とが、一つの粒子に含まれており、不可分の状態となっている。このような構成を有することにより、第１結晶と第２結晶は分離されることがない。顔料がこのような構成を有しているかどうかは、たとえば、ＳＥＭなどに付属するＥＤＳにより確認することができる。元素分析により、一つの粒子に第１結晶を構成する元素と第２結晶を構成する元素とが含まれていれば、第１結晶と第２結晶とが、一つの粒子に含まれており、不可分の状態となっていると判断できる。なお、本開示の黒色顔料は、一部に、他の結晶のみからなる粒子を含有することを妨げるものではない。たとえば、本開示の黒色顔料は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）のみからなる粒子、または、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）のみからなる粒子を含有していてもよい。 That is, in the inorganic oxide particles contained in the black pigment according to the present embodiment, the first crystal and the second crystal are contained in one particle and are inseparable. With such a configuration, the first crystal and the second crystal are never separated. Whether or not the pigment has such a structure can be confirmed, for example, by EDS attached to an SEM or the like. According to elemental analysis, if one particle contains an element that constitutes the first crystal and an element that constitutes the second crystal, the first crystal and the second crystal are contained in one particle, It can be judged that it is in an indivisible state. It should be noted that the black pigment of the present disclosure does not preclude partially containing other particles consisting of only crystals. For example, the black pigment of the present disclosure may contain particles consisting only of alumina (Al 2 O 3 ) or particles consisting only of magnetite (Fe 3 O 4 ).
無機酸化物粒子中にヘルシナイト相がある一定の割合以上含有されていると、黒色顔料の黒色度が高まるとともに波長として可視光領域から近赤外線領域まで吸収率が高くなる。これは、材料中に含まれるＦｅがＦｅＯとして存在することにより、ＦｅＯが近赤外線を吸収するためである。近赤外線とは、８００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下の波長を有する赤外線である。また、ヘルシナイト結晶の比重は４．４ｇ／ｃｍ３とマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）と比較して低いため、他の色材と混合する場合においても使い勝手が良い。 When the hercynite phase is contained in the inorganic oxide particles at a certain ratio or more, the blackness of the black pigment is increased and the absorptivity of the wavelength from the visible light region to the near-infrared region is increased. This is because Fe contained in the material exists as FeO, and FeO absorbs near-infrared rays. Near-infrared rays are infrared rays having a wavelength of 800 nm or more and 2500 nm or less. In addition, since the specific gravity of hercynite crystals is 4.4 g/cm 3 , which is lower than that of magnetite (Fe 3 O 4 ), it is easy to use when mixed with other coloring materials.
本実施形態に係る黒色顔料は、明度指数Ｌ*（Ｌａｂ色空間における明度を表す次元Ｌの値）が３０以下であることが好ましい。さらに黒色度を高めるという観点から、黒色顔料の明度指数Ｌ＊は、２５以下であることが好ましく、２０以下であることがより好ましい。 The black pigment according to the present embodiment preferably has a lightness index L* (value of dimension L representing lightness in Lab color space) of 30 or less. From the viewpoint of further increasing the degree of blackness, the lightness index L* of the black pigment is preferably 25 or less, more preferably 20 or less.
本実施形態に係る黒色顔料の黒色度は、たとえばＦｅの含有量を制御することによって調整可能である。具体的には、Ｆｅの含有量を増加させ、真空焼成を行うことでヘルシナイトの生成比率を大きくすることができる。これにより、黒色度を高めることができる。 The blackness of the black pigment according to the present embodiment can be adjusted, for example, by controlling the Fe content. Specifically, the production ratio of hercynite can be increased by increasing the Fe content and performing vacuum firing. Thereby, blackness can be improved.
本実施形態に係る黒色顔料は、可視光領域（４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長域）における拡散反射率が８％以下であることが好ましい。さらに黒色度を高める観点から、本実施形態に係る黒色顔料の可視光領域における拡散反射率は、５％以下であることが好ましい。 The black pigment according to the present embodiment preferably has a diffuse reflectance of 8% or less in the visible light region (wavelength range of 400 nm or more and 800 nm or less). From the viewpoint of further increasing the degree of blackness, the diffuse reflectance of the black pigment according to the present embodiment in the visible light region is preferably 5% or less.
本実施形態に係る黒色顔料は、近赤外線領域（８００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の波長域）における拡散反射率が８％以下であることが好ましい。これにより、太陽光などの光を効率的に吸収することができる。したがって、たとえば光熱変換材料や熱線遮蔽材料に適した黒色顔料を提供することができる。 The black pigment according to the present embodiment preferably has a diffuse reflectance of 8% or less in the near-infrared region (wavelength range of 800 nm or more and 2000 nm or less). Thereby, light such as sunlight can be efficiently absorbed. Therefore, it is possible to provide a black pigment suitable for photothermal conversion materials and heat ray shielding materials, for example.
また、本実施形態に係る黒色顔料は、ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で６０質量％以下含有し、ＦｅをＦｅ２Ｏ３換算で４０質量％以上含有していてもよい。これにより、１４００℃の合成温度でヘルシナイト（ＦｅＡｌ２Ｏ４）を４７ｗｔ％以上形成することができる。このため、優れた耐熱性、扱い易い粉末性状を維持しつつ黒色度を付与することができる。なお、黒色度を高く維持する観点から、Ｆｅの含有量はＦｅ２Ｏ３換算で６０質量％以上であることが好ましい。 Further, the black pigment according to the present embodiment may contain 60 mass % or less of Al in terms of Al 2 O 3 and 40 mass % or more of Fe in terms of Fe 2 O 3 . Thereby, 47 wt % or more of hercynite (FeAl 2 O 4 ) can be formed at a synthesis temperature of 1400°C. Therefore, it is possible to impart blackness while maintaining excellent heat resistance and easy-to-handle powder properties. From the viewpoint of maintaining a high degree of blackness, the Fe content is preferably 60% by mass or more in terms of Fe 2 O 3 .
さらに黒色度を高めるためには、材料に含まれる不純物を低減する、または、ヘルシナイトの生成比率を大きくするといった手法が用いられ得る。 In order to further increase the degree of blackness, methods such as reducing impurities contained in the material or increasing the ratio of hercynite formation can be used.
本実施形態に係る黒色顔料は、他の材料と混合されて使用されてもよい。たとえば、本実施形態に係る黒色顔料は、樹脂などと混合して、膜状やバルク状の形とされてもよい。 The black pigment according to this embodiment may be used by being mixed with other materials. For example, the black pigment according to the present embodiment may be mixed with a resin or the like to form a film or bulk.
特に、粒子状の黒色顔料は、溶剤に分散させてコーティング材や塗料などに用いることもできる。なお、塗料に用いる場合の黒色顔料の平均粒径は、分散性、塗布性の面から、０．１μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましい。 In particular, particulate black pigments can be dispersed in a solvent and used for coating materials, paints, and the like. The average particle size of the black pigment used in paint is preferably 0.1 μm or more and 100 μm or less in terms of dispersibility and coating properties.
本実施形態に係る黒色顔料は、実質的にＡｌ、Ｆｅ、Ｏを構成元素としてなることが望ましい。これにより最低限の構成元素により、黒色顔料を得ることができる。ここで、「実質的にＡｌ、Ｆｅ、Ｏを構成元素としてなる」とは、原料にＡｌ、Ｆｅ、Ｏ以外を積極的に添加しないという意味である。ただし、不可避不純物としてＳｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｎａ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｎ、ＣｕおよびＣを酸化物換算した合計量で、全量中０．２質量％以下含有していてもよい。 It is desirable that the black pigment according to the present embodiment substantially contains Al, Fe, and O as constituent elements. As a result, a black pigment can be obtained with a minimum number of constituent elements. Here, "substantially composed of Al, Fe, and O" means that elements other than Al, Fe, and O are not intentionally added to the raw material. However, Si, Mg, Ca, Na, Cr, Ni, Mn, Cu and C may be contained as inevitable impurities in an amount of 0.2% by mass or less in the total amount in terms of oxides.
なお、Ａｌ、Ｆｅの金属元素を含有する原料粉末としては、酸化物以外にも炭酸塩、酢酸塩等の無機化合物等、焼成により酸化物として形成されるものであれば、いずれの粉末を用いても良い。 As the raw material powder containing metal elements such as Al and Fe, any powder can be used as long as it is formed as an oxide by firing, such as inorganic compounds such as carbonates and acetates, in addition to oxides. can be
黒色顔料の構成元素や不純物の種類および含有量は、たとえば高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光などの元素分析により確認すればよい。黒色顔料に含まれるヘルシナイト（ＦｅＡｌ２Ｏ４）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の結晶相比率は一般的なＸＲＤ回折パターンおよびリートベルト解析により確認することができる。 The constituent elements of the black pigment and the types and contents of impurities may be confirmed by elemental analysis such as high frequency inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopy. The crystal phase ratios of hercynite (FeAl 2 O 4 ), alumina (Al 2 O 3 ), and magnetite (Fe 3 O 4 ) contained in the black pigment can be confirmed by a general XRD diffraction pattern and Rietveld analysis.
具体的には、たとえばＣｕのＫα線を用いたＸ線回折装置（ＸＲＤ）により、２θ＝１０～１００°（２θは、回折角度である。）の範囲でＸ線回折測定を行なうことにより回折ピークを得る。この回折ピークに、ヘルシナイト（ＦｅＡｌ２Ｏ４）の結晶構造に基づくピークと、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）およびマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）のうち少なくとも一方の結晶構造に基づくピークとが含まれており、かつ、ヘルシナイト（ＦｅＡｌ２Ｏ４）の結晶構造に基づくピークが最大ピークである場合、本実施形態に係る黒色顔料である。 Specifically, for example, with an X-ray diffractometer (XRD) using Kα rays of Cu, X-ray diffraction is measured in the range of 2θ = 10 to 100° (2θ is the diffraction angle). get a peak. The diffraction peaks include a peak based on the crystal structure of hercynite (FeAl 2 O 4 ) and a peak based on the crystal structure of at least one of alumina (Al 2 O 3 ) and magnetite (Fe 3 O 4 ). and the peak based on the crystal structure of hercynite (FeAl 2 O 4 ) is the black pigment according to the present embodiment.
ヘルシナイト（ＦｅＡｌ２Ｏ４）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）およびマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の特定は、それぞれＪＣＰＤＳカードＮｏ．００－０３４－０１９２、Ｎｏ．００－０１０－０１７３、Ｎｏ．００－０１９－０６２９を基礎とすればよい。 The identification of hercynite (FeAl 2 O 4 ), alumina (Al 2 O 3 ) and magnetite (Fe 3 O 4 ) can be found in JCPDS card no. 00-034-0192, No. 00-010-0173, No. 00-019-0629 should be used as a basis.
また、Ｘ線回折測定により得られた回折ピークをリートベルト解析により解析することにより、ヘルシナイト（ＦｅＡｌ２Ｏ４）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の含有量の合計を１００質量％としたときの、各結晶相の含有量を算出する。そして、算出した各結晶相の含有量から、ヘルシナイト（ＦｅＡｌ２Ｏ４）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）の結晶相比率を得ることができる。 In addition, by analyzing the diffraction peaks obtained by X-ray diffraction measurement by Rietveld analysis, the total content of hercynite (FeAl 2 O 4 ), alumina (Al 2 O 3 ), and magnetite (Fe 3 O 4 ) is 100% by mass, the content of each crystal phase is calculated. Then, the crystal phase ratios of hercynite (FeAl 2 O 4 ), alumina (Al 2 O 3 ), and magnetite (Fe 3 O 4 ) can be obtained from the calculated contents of each crystal phase.
なお、Ｘ線回折装置としては、たとえば、ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ社製のＸ‘ＰｅｒｔＰＲＯを用いてもよい。また、リートベルト解析は、たとえば、リートベルト解析プログラムＲＩＥＴＡＮを用いてもよい。 As the X-ray diffraction device, for example, X'PertPRO manufactured by PANalytical may be used. For the Rietveld analysis, for example, the Rietveld analysis program RIETAN may be used.
本実施形態に係る黒色顔料は、以下のようにして作製すればよい。原料粉末として、たとえば、原料粒径０．１μｍ以上０．８μｍ以下の高純度Ａｌ２Ｏ３粉末とＦｅ２Ｏ３粉末とを所定量秤量し、高純度アルミナボールを用いて湿式混合を行う。 The black pigment according to this embodiment may be produced as follows. As raw material powders, for example, high-purity Al 2 O 3 powder and Fe 2 O 3 powder having a raw material particle size of 0.1 μm or more and 0.8 μm or less are weighed in predetermined amounts, and wet-mixed using high-purity alumina balls.
つづいて、得られた混合物に対して乾燥・メッシュパスを行い、真空中（減圧雰囲気中）または還元雰囲気中にて１４００℃以上で熱処理する。これにより、Ｆｅ２Ｏ３が還元され、ＦｅＯを含むヘルシナイト結晶相が形成される。なお、得られた黒色顔料をさらに粉砕して所望の粒度に調整を行ってもよい。熱処理温度としては高温になるほどヘルシナイトの生成比率は増加するが、顔料粒子の微粒子化の観点では加工性が低下するため、熱処理温度は１４００℃以上１４５０℃以下とすることが生産性の観点から好ましい。 Subsequently, the obtained mixture is dried and passed through a mesh, and heat-treated at 1400° C. or higher in a vacuum (in a reduced pressure atmosphere) or in a reducing atmosphere. This reduces Fe 2 O 3 to form a hercynite crystal phase containing FeO. In addition, the obtained black pigment may be further pulverized to adjust the desired particle size. The higher the heat treatment temperature, the higher the ratio of hercynite formation, but the processability decreases from the viewpoint of making the pigment particles finer, so the heat treatment temperature is preferably 1400° C. or more and 1450° C. or less from the viewpoint of productivity. .
本開示の黒色顔料について、その実施形態の一例を説明する。本実施形態に係る黒色顔料は、可視光領域における拡散反射率が８％以下である。このような分光特性により、本実施形態に係る黒色顔料は、黒色の塗料、インキ、トナー、ゴム・プラスチックの顔料として好適に用いることができる。また、可視光領域の拡散反射率が５％以下である場合、本実施形態に係る黒色顔料は、より高い黒色度が求められる上記用途への応用展開が可能となる。なお、可視光領域の拡散反射率を５％以下の黒色顔料は、たとえば、Ｆｅ２Ｏ３粉末の含有量を６０ｗｔ％以上とすることで得ることができる。 An example of an embodiment of the black pigment of the present disclosure will be described. The black pigment according to this embodiment has a diffuse reflectance of 8% or less in the visible light region. Due to such spectral characteristics, the black pigment according to the present embodiment can be suitably used as a pigment for black paint, ink, toner, and rubber/plastic. Further, when the diffuse reflectance in the visible light region is 5% or less, the black pigment according to the present embodiment can be applied to the above applications requiring a higher degree of blackness. A black pigment having a diffuse reflectance of 5% or less in the visible light region can be obtained, for example, by setting the content of Fe 2 O 3 powder to 60 wt % or more.
本実施形態に係る黒色顔料を構成する結晶粒子（ヘルシナイト、アルミナ）の平均粒子径は、１０μｍ以下であることが好ましい。平均粒子径が１０μｍを超えると、塗料、インキ等の表面平滑性が低下する。したがって、高い表面平滑性を維持するという点から、結晶粒子の平均粒子径は、１μｍ以上５μｍ以下とすることがより好ましい。 The average particle size of the crystal particles (hercynite, alumina) constituting the black pigment according to the present embodiment is preferably 10 μm or less. If the average particle size exceeds 10 μm, the surface smoothness of paints, inks, etc. is lowered. Therefore, from the viewpoint of maintaining high surface smoothness, it is more preferable that the average particle size of the crystal grains is 1 μm or more and 5 μm or less.
結晶粒子の平均粒子径は、レーザー回折散乱法を用いた一般的な粒度測定で得ることができる。粒度測定に用いる装置は、たとえば、マイクロトラック・ベル社製のマイクロトラック（ＭＴ３３００ＥＸＩＩ）である。また、測定条件の一例としては、分散媒にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を用い、分散機に超音波ホモジナイザーを使用し、超音波出力で振幅設定７５％（チップサイズ２６ｍｍφ）とし、照射時間を６分としてもよい。 The average particle size of crystal particles can be obtained by general particle size measurement using a laser diffraction scattering method. An apparatus used for particle size measurement is, for example, Microtrac (MT3300EXII) manufactured by Microtrac Bell. In addition, as an example of the measurement conditions, IPA (isopropyl alcohol) is used as the dispersion medium, an ultrasonic homogenizer is used as the disperser, the amplitude is set to 75% (tip size: 26 mmφ), and the irradiation time is 6 minutes. may be
図１Ａに、本実施形態に係る黒色顔料、マグネタイトからなる顔料、カーボンブラックの室温時におけるａ＊ｂ＊表色を示す。また、図１Ｂに、本実施形態に係る黒色顔料、マグネタイトからなる顔料、カーボンブラックを３００℃で１時間熱処理した後のａ＊ｂ＊表色を示す。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、本実施形態に係るヘルシナイトおよびカーボンブラックは変化量が僅かであったのに対して、マグネタイトからなる顔料粒子は大きく変動していることが確認された。 FIG. 1A shows the a*b* colorimetry at room temperature of the black pigment, the magnetite pigment, and carbon black according to the present embodiment. Further, FIG. 1B shows the a*b* colorimetry of the black pigment, the pigment made of magnetite, and the carbon black according to the present embodiment after heat treatment at 300° C. for 1 hour. As shown in FIGS. 1A and 1B, it was confirmed that while the hercynite and carbon black according to the present embodiment changed slightly, the pigment particles made of magnetite changed greatly.
この結果から明らかなように、本実施形態に係る黒色顔料は、カーボンブラック代替のトナー用や高温混錬を要するエンジニアリングプラスチックスの着色用に好適である。なお、黒色顔料およびマグネタイトからなる顔料は、それぞれ、後述する試料Ｎｏ．１１および試料Ｎｏ．１３に相当する。また、カーボンブラックは、市販品である。 As is clear from these results, the black pigment according to the present embodiment is suitable for toner as a substitute for carbon black and for coloring engineering plastics that require high-temperature kneading. Incidentally, the black pigment and the pigment made of magnetite were each sample No. 1, which will be described later. 11 and sample no. 13. Moreover, carbon black is a commercial product.
以下、本開示の黒色顔料について、実施例に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the black pigment of the present disclosure will be described in detail based on examples.
平均粒径が０．５μｍの９９．９９％のＡｌ２Ｏ３粉末に対して、平均粒径が２．５μｍのＦｅ２Ｏ３粉末を所定量添加し、高純度アルミナボールを使用したミルで２４時間混合した。溶媒は、ＩＰＡを用い、原料粉末と溶媒の比率は重量比で１：２とした。Ａｌ２Ｏ３粉末とＦｅ２Ｏ３粉末との調合割合を表１に示す。なお、表１に示す原料粉末の単位は質量％である。得られた混合スラリーを、乾燥・メッシュパスした後、坩堝に投入して、表１に記載した雰囲気、温度にて焼成し、種々の顔料粒子を作製した（試料Ｎｏ．１～１２）。また、Ｆｅ２Ｏ３粉末単体を減圧雰囲気下で焼成したものを試料Ｎｏ．１３とした。 A predetermined amount of Fe 2 O 3 powder with an average particle size of 2.5 μm was added to 99.99% Al 2 O 3 powder with an average particle size of 0.5 μm, and a mill using high-purity alumina balls Mixed for 24 hours. IPA was used as the solvent, and the weight ratio of the raw material powder to the solvent was 1:2. Table 1 shows the proportions of the Al 2 O 3 powder and the Fe 2 O 3 powder. The unit of raw material powder shown in Table 1 is % by mass. The resulting mixed slurry was dried and passed through a mesh, then put into a crucible and fired at the atmosphere and temperature shown in Table 1 to prepare various pigment particles (Sample Nos. 1 to 12). Further, sample No. 1 was obtained by firing a single Fe 2 O 3 powder under a reduced pressure atmosphere. 13.
試料Ｎｏ．１～Ｎｏ．１３のうち、試料Ｎｏ．３，５，７，９～１２は本開示の実施例に相当し、試料Ｎｏ．１，２，４，６，８，１３は、比較例に相当する。 Sample no. 1 to No. 13, sample no. 3, 5, 7, 9 to 12 correspond to examples of the present disclosure, sample nos. 1, 2, 4, 6, 8 and 13 correspond to comparative examples.
得られた試料Ｎｏ．１～１３について、ＸＲＤおよびリートベルト解析を行うことで、各結晶相の含有量の比率を求めた。結果を表２に示す。なお、表２に示す「Ａｌ２Ｏ３（シフト）」は、結晶相に別の元素が固溶する等の原因によりＸＲＤパターンのピークの出現位置がＪＣＰＤＳカードに示されるＡｌ２Ｏ３のピーク位置から僅かにずれたＡｌ２Ｏ３であることを示す。同様に、表２に示す「ＡｌＦｅＯ３（シフト）」は、ＸＲＤパターンのピークの出現位置がＪＣＰＤＳカードに示されるＡｌＦｅＯ３のピーク位置から僅かにずれたＡｌＦｅＯ３であることを示す。 The sample no. For 1 to 13, XRD and Rietveld analysis were performed to determine the content ratio of each crystal phase. Table 2 shows the results. In addition, "Al 2 O 3 (shift)" shown in Table 2 is the peak of Al 2 O 3 whose appearance position of the peak of the XRD pattern is shown in the JCPDS card due to the solid solution of another element in the crystal phase. Al 2 O 3 slightly displaced from the position. Similarly, "AlFeO 3 (shifted)" shown in Table 2 indicates that the appearance position of the peak of the XRD pattern is AlFeO 3 slightly shifted from the peak position of AlFeO 3 shown in the JCPDS card.
また、試料Ｎｏ．１～１３について行ったＸ線回折測定の結果をそれぞれ図２～図１４に示す。 Moreover, sample no. 2 to 14 show the results of the X-ray diffraction measurements performed for Nos. 1 to 13, respectively.
本開示の実施例である試料Ｎｏ．３，５，７，９～１２は、全て、第１結晶であるＦｅＡｌ２Ｏ４の結晶ピークが最大であり、かつ、第２結晶のピークも存在していた。 Sample No., which is an example of the present disclosure. In all of 3, 5, 7, 9 to 12, the crystal peak of FeAl 2 O 4 , which is the first crystal, was the maximum, and the peak of the second crystal was also present.
また、本開示の実施例である試料Ｎｏ．３，５，７，９～１２は、全て、第２結晶相として、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）およびアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）のうち少なくとも一方を含有していた。具体的には、試料Ｎｏ．３，５，７，９～１１は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を含有しており、試料Ｎｏ．１２は、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）を含有していた。 Moreover, sample No. 1, which is an example of the present disclosure, 3, 5, 7, 9-12 all contained at least one of magnetite (Fe 3 O 4 ) and alumina (Al 2 O 3 ) as the second crystal phase. Specifically, sample no. Sample Nos. 3, 5, 7, 9 to 11 contain alumina (Al 2 O 3 ). 12 contained magnetite (Fe 3 O 4 ).
また、本開示の実施例である試料Ｎｏ．３，５，７，９～１２は、全て、Ｆｅの含有量が、Ｆｅ２Ｏ３換算で４０質量％以上であった。なお、表２の結晶相の単位は質量％である。 Moreover, sample No. 1, which is an example of the present disclosure, All of Nos. 3, 5, 7, 9 to 12 had an Fe content of 40% by mass or more in terms of Fe 2 O 3 . In addition, the unit of the crystal phase in Table 2 is % by mass.
また、得られた試料Ｎｏ．１～１３の比重の測定を行った。比重は、マイクロメリティクス社製のアキュピック１３４０型を用いて、定容積膨張法（Ｈｅガス置換法）による粉末密度の測定を行った。結果を表２に示す。 Moreover, the obtained sample No. Specific gravities of 1-13 were measured. The specific gravity was determined by measuring the powder density by a constant volume expansion method (He gas replacement method) using an Accupic 1340 model manufactured by Micromeritics. Table 2 shows the results.
本開示の実施例である試料Ｎｏ．３，５，７，９～１２は、全て、比重が４．７ｇ／ｃｍ３未満であった。 Sample No., which is an example of the present disclosure. 3, 5, 7, 9-12 all had specific gravities less than 4.7 g/cm 3 .
得られた顔料粒子の黒色度（Ｌ＊）、色相（ａ＊ｂ＊）を以下の方法により評価した。得られた粉末サンプルに対して、分光測色計（ミノルタ製 ＣＭ－３７００Ａ）を用いて、波長範囲：３６０～７４０ｎｍ、視野：１０°、基準光源：Ｄ６５、照射径／測定径：３×５ｍｍ／３×５ｍｍの条件で拡散反射率を測定した。そして、得られた拡散反射率から、ＣＩＥ（国際照明委員会）Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるＬ＊、ａ＊、ｂ＊の各値を得た。結果を表２に示す。 The blackness (L*) and hue (a*b*) of the obtained pigment particles were evaluated by the following methods. Using a spectrophotometer (CM-3700A, manufactured by Minolta), the obtained powder sample was measured with a wavelength range of 360 to 740 nm, a field of view of 10°, a reference light source of D65, and an irradiation diameter/measurement diameter of 3 × 5 mm. The diffuse reflectance was measured under the condition of /3×5 mm. From the obtained diffuse reflectance, values of L*, a*, and b* in the CIE (Commission International de l'Eclairage) L*a*b* color system were obtained. Table 2 shows the results.
本開示の実施例である試料Ｎｏ．３，５，７，９～１２は、いずれもＬ＊が３０以下であった。また、本開示の実施例である試料Ｎｏ．３，５，７，９～１２は、いずれもａ＊が、―０．６以上０．５以下であり、ｂ＊が、―０．５以上３．０以下であった。 Sample No., which is an example of the present disclosure. All of 3, 5, 7, 9 to 12 had L* of 30 or less. Moreover, sample No. 1, which is an example of the present disclosure, All of 3, 5, 7, 9 to 12 had a* of -0.6 or more and 0.5 or less and b* of -0.5 or more and 3.0 or less.
今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. Indeed, the above-described embodiments may be embodied in many different forms. Also, the above-described embodiments may be omitted, substituted, or modified in various ways without departing from the scope and spirit of the appended claims.
Claims (6)
該無機酸化物粒子は、
Ｘ線回折分析において最大ピークを有する第１結晶としてヘルシナイト（ＦｅＡｌ２Ｏ４）を含有し、第２結晶としてヘルシナイト以外の結晶相を含有する、黒色顔料。 containing a plurality of inorganic oxide particles,
The inorganic oxide particles are
A black pigment containing hercynite (FeAl 2 O 4 ) as a first crystal having the maximum peak in X-ray diffraction analysis and a crystal phase other than hercynite as a second crystal.
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