JP2997547B2 - 媒体ミルを使用するシラン処理されたＴｉＯ▲下２▼顔料を製造するための方法 - Google Patents
媒体ミルを使用するシラン処理されたＴｉＯ▲下２▼顔料を製造するための方法Info
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- C09C1/36—Compounds of titanium
- C09C1/3607—Titanium dioxide
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、供給原料としてTiO2スラリーを使用する、
プラスチックおよびコーティング用途のTiO2顔料を製造
するための改善された方法に関する。さらに特定する
と、本発明は、プラスチックおよびコーティング用途の
シラン処理されたTiO2顔料を製造するためのスラリー法
に関する。
プラスチックおよびコーティング用途のTiO2顔料を製造
するための改善された方法に関する。さらに特定する
と、本発明は、プラスチックおよびコーティング用途の
シラン処理されたTiO2顔料を製造するためのスラリー法
に関する。
TiO2は、一般に硫酸チタンの水性溶液を加水分解し、
加水分解物を750〜1000℃でか焼するか、または高めら
れた温度で四塩化チタンを酸化し、次いで600℃未満の
温度に冷却することによって製造する。結果であるスラ
リーは、TiO2顔料に水を添加することによって形成され
る。ある種の仕上げ工程では、結果として得られるスラ
リーに、例えば濾過、洗浄、乾燥および流体エネルギー
ミル処理を実施するのが必要である。また流体エネルギ
ーミルは、超微粉砕機に相当し、米国特許第4,427,451
号に記載されているように、乾燥TiO2および流体、例え
ば空気または蒸気を、内方螺旋渦の外側部分に導入し
て、TiO2を螺旋渦のハウジングに対して高速度で移動さ
せて集塊を破砕することが含まれる。しかしながら、こ
のようなミル処理は、高価であり、エネルギー集中的で
ある。流体エネルギーミル処理には、高エネルギー入力
および強い撹拌が必要である。
加水分解物を750〜1000℃でか焼するか、または高めら
れた温度で四塩化チタンを酸化し、次いで600℃未満の
温度に冷却することによって製造する。結果であるスラ
リーは、TiO2顔料に水を添加することによって形成され
る。ある種の仕上げ工程では、結果として得られるスラ
リーに、例えば濾過、洗浄、乾燥および流体エネルギー
ミル処理を実施するのが必要である。また流体エネルギ
ーミルは、超微粉砕機に相当し、米国特許第4,427,451
号に記載されているように、乾燥TiO2および流体、例え
ば空気または蒸気を、内方螺旋渦の外側部分に導入し
て、TiO2を螺旋渦のハウジングに対して高速度で移動さ
せて集塊を破砕することが含まれる。しかしながら、こ
のようなミル処理は、高価であり、エネルギー集中的で
ある。流体エネルギーミル処理には、高エネルギー入力
および強い撹拌が必要である。
米国特許第3,834,924号には、適切な固体混合装置中
でアミノ有機シランを顔料ディスパージョンに直接添加
することによって製造した、表面改質された顔料が記載
されている。そこでの方法は濾過の必要が除かれている
が、しかしながら、流体エネルギーミル処理のような慣
用の仕上げ工程は記載されていない。
でアミノ有機シランを顔料ディスパージョンに直接添加
することによって製造した、表面改質された顔料が記載
されている。そこでの方法は濾過の必要が除かれている
が、しかしながら、流体エネルギーミル処理のような慣
用の仕上げ工程は記載されていない。
米国特許第4,061,503号および同第4,151,154号には、
塗料およびプラスチック中のTiO2の分散性を高めること
が記載されている。そこでは、珪素に結合した少なくと
も二つの加水分解性基、およびポリアルキレンオキシド
基を含む有機基を有するシランを用いてTiO2を表面処理
する。米国特許第4,061,503号の実施例では、シランを
使用して、水希釈性エナメルおよびTiO2へのシランの後
処理に使用するための、TiO2顔料の粉砕時間を減少させ
ている。それぞれの先行技術の方法には種々の欠点があ
り、さらに改善が望まれている。
塗料およびプラスチック中のTiO2の分散性を高めること
が記載されている。そこでは、珪素に結合した少なくと
も二つの加水分解性基、およびポリアルキレンオキシド
基を含む有機基を有するシランを用いてTiO2を表面処理
する。米国特許第4,061,503号の実施例では、シランを
使用して、水希釈性エナメルおよびTiO2へのシランの後
処理に使用するための、TiO2顔料の粉砕時間を減少させ
ている。それぞれの先行技術の方法には種々の欠点があ
り、さらに改善が望まれている。
本発明はプラスチックおよびコーティングを着色する
ためのTiO2の製造における前の工程を提供する。本発明
には多くの利点がある。ハイソリッド（high solid）ス
ラリーの機械的取り扱いは、その粘度を低下させること
によって容易になり、流体エネルギーミル処理の必要が
なくなると、より経済的な、それほどエネルギー集中的
でない方法となる。さらに媒体ミル処理は、乾燥後に粒
子サイズを減少させるための付加的な工程の必要をなく
する。
ためのTiO2の製造における前の工程を提供する。本発明
には多くの利点がある。ハイソリッド（high solid）ス
ラリーの機械的取り扱いは、その粘度を低下させること
によって容易になり、流体エネルギーミル処理の必要が
なくなると、より経済的な、それほどエネルギー集中的
でない方法となる。さらに媒体ミル処理は、乾燥後に粒
子サイズを減少させるための付加的な工程の必要をなく
する。
発明の概要 本発明によれば、媒体ミル処理によって、シラン処理
されたTiO2顔料を製造するための改善された方法が提供
される。得られた顔料は、プラスチックおよび表面コー
ティングに特に適している。この改善された方法は、最
初にハイソリッドTiO2顔料スラリーの粘度を低減させる
ことからなる。これは、苛性アルカリ等を用いてpHを約
7.5〜11の範囲に調節するか、またはスラリーを希釈剤
（reducent）と接触させるかのいずれかによって実施し
うる。次に、スラリーを有機珪素試薬で処理する。この
工程は、ハイソリッドスラリーを媒体ミル処理してTiO2
の粒子サイズを低減させる前、および／または後であ
る。次いでスラリーを製品として乾燥する。従って、顔
料の性質、例えば粒度分布を調整するための、乾燥後操
作は必要ない。
されたTiO2顔料を製造するための改善された方法が提供
される。得られた顔料は、プラスチックおよび表面コー
ティングに特に適している。この改善された方法は、最
初にハイソリッドTiO2顔料スラリーの粘度を低減させる
ことからなる。これは、苛性アルカリ等を用いてpHを約
7.5〜11の範囲に調節するか、またはスラリーを希釈剤
（reducent）と接触させるかのいずれかによって実施し
うる。次に、スラリーを有機珪素試薬で処理する。この
工程は、ハイソリッドスラリーを媒体ミル処理してTiO2
の粒子サイズを低減させる前、および／または後であ
る。次いでスラリーを製品として乾燥する。従って、顔
料の性質、例えば粒度分布を調整するための、乾燥後操
作は必要ない。
発明の詳細な説明 本発明の方法に有用なTiO2顔料は、一般にルチルまた
はアナターゼ結晶形態であり、塩化物法または硫酸塩法
によって製造することができる。硫酸塩法および塩化物
法はいずれも“The Pigment Handbook"第１巻、第２
版、John Wiley ＆ Sons,NY（1988）により詳細に記載
されており、この技術は参考により本明細書に組み込ま
れている。本発明は、ハイソリッド水性TiO2スラリーに
関する。本明細書中で「ハイソリッド」とは、固体含量
がスラリーの総重量を基準にして典型的には約30％を超
えるということである。好ましくは、スラリーのTiO2固
体含量は、約30〜約85重量％であると考えられる。
はアナターゼ結晶形態であり、塩化物法または硫酸塩法
によって製造することができる。硫酸塩法および塩化物
法はいずれも“The Pigment Handbook"第１巻、第２
版、John Wiley ＆ Sons,NY（1988）により詳細に記載
されており、この技術は参考により本明細書に組み込ま
れている。本発明は、ハイソリッド水性TiO2スラリーに
関する。本明細書中で「ハイソリッド」とは、固体含量
がスラリーの総重量を基準にして典型的には約30％を超
えるということである。好ましくは、スラリーのTiO2固
体含量は、約30〜約85重量％であると考えられる。
本発明の典型的な全体的なプロセスは、以下の通りで
ある。
ある。
ベースのTiO2顔料→スラリー（固体約30〜約85％）→粘
度の減少→場合により、媒体ミル→有機珪素試薬処理→
媒体ミル→改善されたスラリー→乾燥 スラリーの製造に使用するTiO2は、少なくとも約95重
量％が約７ミクロン未満と同等の球直径を有する粒子の
塊の形態である狭い粒子サイズの範囲であるのが好まし
く、そして平均主要粒子サイズが約0.4ミクロン未満で
ある。
度の減少→場合により、媒体ミル→有機珪素試薬処理→
媒体ミル→改善されたスラリー→乾燥 スラリーの製造に使用するTiO2は、少なくとも約95重
量％が約７ミクロン未満と同等の球直径を有する粒子の
塊の形態である狭い粒子サイズの範囲であるのが好まし
く、そして平均主要粒子サイズが約0.4ミクロン未満で
ある。
また、TiO2顔料には、分散性の特徴または他の性質、
例えば耐久性を改善するためにそこへ添加された成分を
含みうる。従って、例えば、顔料には添加剤、および／
または無機酸化物、例えばアルミニウム、珪素、スズ、
およびトリエタノールアミン、トリメチロールプロパ
ン、燐酸塩等が含まれうるが、これらに限定されるもの
ではない。
例えば耐久性を改善するためにそこへ添加された成分を
含みうる。従って、例えば、顔料には添加剤、および／
または無機酸化物、例えばアルミニウム、珪素、スズ、
およびトリエタノールアミン、トリメチロールプロパ
ン、燐酸塩等が含まれうるが、これらに限定されるもの
ではない。
最初に、ベース顔料用TiO2を水性スラリー中に分散さ
せ、そしてスラリーの粘度を約2000センチポアズ（cp
s）の最小値に低下させる。十分な低粘度は、重大な詰
まりを起こすことなくスラリーを媒体ミルに供給するた
めに必要である。これは、苛性アルカリ等、例えば稀Na
OHを添加してpHを約7.5〜約11の範囲に調節することに
よって、実施することができる。好ましいpH範囲は、約
９〜約11である。別法として、スラリーを希釈剤で処理
することもできる。例えば、希釈剤には、トリエタノー
ルアミン（TEA）、２−アミノ−２−メチル−１−プロ
パノール（AMP）、トリメチロールプロパン（TMP）、ピ
ロリン酸四カリウム（TKPP）等およびそれらの混合物が
含まれるが、それらに限定されない。ここで使用する
「希釈剤」とは、スラリーに添加した時に、媒体ミルに
おいて重大な詰まりを排除するのに十分に、スラリーの
粘度を低下させる分散剤のことである。典型的には、希
釈剤の量は、TiO2の重量を基準に約0.1〜５重量％の範
囲である。その他の点でスラリーを濾過または洗浄する
必要がないときに、希釈剤が都合よく使用されるという
ことは、当業者に理解されるであろう。
せ、そしてスラリーの粘度を約2000センチポアズ（cp
s）の最小値に低下させる。十分な低粘度は、重大な詰
まりを起こすことなくスラリーを媒体ミルに供給するた
めに必要である。これは、苛性アルカリ等、例えば稀Na
OHを添加してpHを約7.5〜約11の範囲に調節することに
よって、実施することができる。好ましいpH範囲は、約
９〜約11である。別法として、スラリーを希釈剤で処理
することもできる。例えば、希釈剤には、トリエタノー
ルアミン（TEA）、２−アミノ−２−メチル−１−プロ
パノール（AMP）、トリメチロールプロパン（TMP）、ピ
ロリン酸四カリウム（TKPP）等およびそれらの混合物が
含まれるが、それらに限定されない。ここで使用する
「希釈剤」とは、スラリーに添加した時に、媒体ミルに
おいて重大な詰まりを排除するのに十分に、スラリーの
粘度を低下させる分散剤のことである。典型的には、希
釈剤の量は、TiO2の重量を基準に約0.1〜５重量％の範
囲である。その他の点でスラリーを濾過または洗浄する
必要がないときに、希釈剤が都合よく使用されるという
ことは、当業者に理解されるであろう。
次に、一般式 RxSi（Ｒ′）4-x （式中、Ｒは少なくとも１〜約50個の炭素原子を有す
る、非加水分解性の、脂肪族、環式脂肪族または芳香族
の基であり； Ｒ′はアルコキシ、ハロゲン、アセトキシ、ヒドロキ
シおよびそれらの混合物から選ばれる加水分解性基であ
り；そして ｘ＝１〜３である） を有する、少なくとも一つの有機珪素試薬を用いて、ス
ラリーを処理する。例えば、適切なシランには、ビニル
トリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ヘキ
シルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラ
ン、ノニルトリエトキシシラン等が含まれるが、それら
に限定されない。シランのさらに別の例としては、Ｒ＝
８〜18の炭素原子;R′＝クロロ、メトキシ、ヒドロキ
シ、またはそれらの混合物；そしてｘ＝１〜３のものが
含まれる。また、本発明は、フルオロ有機珪素化合物、
すなわちＲがフッ素置換されており、例えばCnF
2n+1（式中、ｎ＝８、10、12）またはそれらの混合であ
り;R′は加水分解性基、例えばアルコキシ、水素、アセ
トキシ、ヒドロキシまたはそれらの混合であり；そして
ｘ＝１〜３である化合物は適切である。例えば、適切な
フルオロ有機珪素化合物には、トリクロロペルフルオロ
エチルシラン、トリクロロペルフルオロデシルシランお
よびトリクロロペルフルオロドデシルシランが含まれる
が、それらに限定されない。
る、非加水分解性の、脂肪族、環式脂肪族または芳香族
の基であり； Ｒ′はアルコキシ、ハロゲン、アセトキシ、ヒドロキ
シおよびそれらの混合物から選ばれる加水分解性基であ
り；そして ｘ＝１〜３である） を有する、少なくとも一つの有機珪素試薬を用いて、ス
ラリーを処理する。例えば、適切なシランには、ビニル
トリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ヘキ
シルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラ
ン、ノニルトリエトキシシラン等が含まれるが、それら
に限定されない。シランのさらに別の例としては、Ｒ＝
８〜18の炭素原子;R′＝クロロ、メトキシ、ヒドロキ
シ、またはそれらの混合物；そしてｘ＝１〜３のものが
含まれる。また、本発明は、フルオロ有機珪素化合物、
すなわちＲがフッ素置換されており、例えばCnF
2n+1（式中、ｎ＝８、10、12）またはそれらの混合であ
り;R′は加水分解性基、例えばアルコキシ、水素、アセ
トキシ、ヒドロキシまたはそれらの混合であり；そして
ｘ＝１〜３である化合物は適切である。例えば、適切な
フルオロ有機珪素化合物には、トリクロロペルフルオロ
エチルシラン、トリクロロペルフルオロデシルシランお
よびトリクロロペルフルオロドデシルシランが含まれる
が、それらに限定されない。
別法として、本発明を実施するには、少なくとも一つ
のポリシロキサンが有用であることができる。式： （式中、Ｒは有機または無機基であり； ｎは０〜３であり；そして ｍ≧２）を有するポリシロキサンが適切である。
のポリシロキサンが有用であることができる。式： （式中、Ｒは有機または無機基であり； ｎは０〜３であり；そして ｍ≧２）を有するポリシロキサンが適切である。
例えば、ポリジメチルシロキサン（PDMS）、ビニルフ
ェニルメチル末端ジメチルシロキサン、ジビニルメチル
末端、ポリジメチルシロキサン等が、適切なポリシロキ
サンであるが、それらに限定されるわけではない。有機
珪素化合物の混合物は、同等であると考えられる。「シ
ラン処理された」TiO2とは、本明細書中では、少なくと
も一つのシランおよび／またはフルオロ有機シラン、ま
たは少なくとも一つのシランおよび／またはフルオロ有
機シランの混合物並びに少なくとも一つのポリシロキサ
ン（ここでは、ひとまとめにして有機珪素化合物として
呼称する）で処理されたTiO2に相当すると定義される。
ェニルメチル末端ジメチルシロキサン、ジビニルメチル
末端、ポリジメチルシロキサン等が、適切なポリシロキ
サンであるが、それらに限定されるわけではない。有機
珪素化合物の混合物は、同等であると考えられる。「シ
ラン処理された」TiO2とは、本明細書中では、少なくと
も一つのシランおよび／またはフルオロ有機シラン、ま
たは少なくとも一つのシランおよび／またはフルオロ有
機シランの混合物並びに少なくとも一つのポリシロキサ
ン（ここでは、ひとまとめにして有機珪素化合物として
呼称する）で処理されたTiO2に相当すると定義される。
現在商業的に入手可能なスラリーのTiO2表面は、一般
に撥水性、すなわち疎水性ではない。プラスチックおよ
び表面コーティングに使用するためには、有機マトリッ
クス、例えばプラスチックおよびコーティングにおける
最終用途のために顔料を有機珪素試薬で予め湿潤させる
時に、TiO2粒子表面を疎水性にしておくことが望まし
い。有機珪素試薬は、TiO2粒子表面を疎水性にすると考
えられている。
に撥水性、すなわち疎水性ではない。プラスチックおよ
び表面コーティングに使用するためには、有機マトリッ
クス、例えばプラスチックおよびコーティングにおける
最終用途のために顔料を有機珪素試薬で予め湿潤させる
時に、TiO2粒子表面を疎水性にしておくことが望まし
い。有機珪素試薬は、TiO2粒子表面を疎水性にすると考
えられている。
典型的には、プラスチックおよび表面コーティングで
TiO2を処理するのに適した有機珪素試薬の量は、シラン
処理したTiO2顔料の重量を基準にして、約0.1〜５重量
％の範囲である。好ましくは、約0.5〜約３重量％が適
切である。５重量％より過剰でも使用することができる
が、特別な利点は観察されなかった。
TiO2を処理するのに適した有機珪素試薬の量は、シラン
処理したTiO2顔料の重量を基準にして、約0.1〜５重量
％の範囲である。好ましくは、約0.5〜約３重量％が適
切である。５重量％より過剰でも使用することができる
が、特別な利点は観察されなかった。
有機珪素試薬は、商業的に入手可能であるか、または
当分野で知られている方法、例えば“Organosilicon Co
mpound",S.Pawlenko,New York（1980）に記載されてい
る内容によって製造することができ、これは、参考によ
り本明細書に組み込まれている。有機珪素試薬処理は、
いずれかの適切な方法、溶液をスラリーに射出すること
によって、撹拌しながらドリップすること等によって、
実施することができる。混合物として存在する場合は、
ポリシロキサンの添加を、シランと合わせてまたはシラ
ンの後に添加することができる。
当分野で知られている方法、例えば“Organosilicon Co
mpound",S.Pawlenko,New York（1980）に記載されてい
る内容によって製造することができ、これは、参考によ
り本明細書に組み込まれている。有機珪素試薬処理は、
いずれかの適切な方法、溶液をスラリーに射出すること
によって、撹拌しながらドリップすること等によって、
実施することができる。混合物として存在する場合は、
ポリシロキサンの添加を、シランと合わせてまたはシラ
ンの後に添加することができる。
スラリーの媒体ミル処理は、有機珪素試薬を添加する
前および／または後に実施することができる。スラリー
の媒体ミル処理は、連続式またはバッチ式で実施する。
50ミクロン未満の粒子塊を有する二酸化チタン粒子を、
媒体ビーズで充填された粉砕室に供給する。タイプおよ
びサイズの異なる媒体を使用することができ、普通の当
業者は、慣用のプロトコルに従って、開始材料の粒度分
布を基準にして、所望の結果が得られるように媒体を調
節することができる。典型的には、媒体は、回転するシ
ャフトに取り付けられた一連のディスクによって、粉砕
室の回りを動くようになっている。媒体の動きは、スラ
リーがポンプ輸送される方向に対して、垂直である。従
って、TiO2粒子塊は媒体によって剪断される。典型的に
は、一組のスクリーンが粉砕室の内側で媒体を保持して
いるが、より小さいTiO2粒子はミルから排出される。場
合により、ミルの生産物をさらにスクリーニングするこ
とができる。粉砕の滞留時間（スラリーの流速）は、媒
体ミルのサイズによって変化する。例えば、60リッター
の媒体ミルでは、所望の粒子サイズの減少を達成するに
は、約０〜７ガロン／分（gpm）〔約０〜26.5リッター
／分（lpm）〕、好ましくは約1/2〜3gpm〔約1.9〜11.4l
pm〕で媒体ミルを通して処理する。所望の粒子サイズの
減少は、顔料の最終用途に依存すると考えられる。例え
ば、高光沢コーティング用途に使用するには、約１〜10
ミクロンのサイズを有するTiO2粒子塊の直径が５重量％
に低減するまでスラリーを媒体ミル処理し、プラスチッ
ク用途に使用するには、約１〜10ミクロンのサイズを有
するTiO2粒子塊の直径を３重量％に低減するまでスラリ
ーを媒体ミル処理する。現在、TiO2顔料を工業的に製造
するには、流体エネルギーミル処理、例えば超微粉砕に
よる粒子サイズの減少が必要である。本発明は、媒体ミ
ルを用いて粒子サイズの減少を行うので、流体エネルギ
ーミルの必要はない。
前および／または後に実施することができる。スラリー
の媒体ミル処理は、連続式またはバッチ式で実施する。
50ミクロン未満の粒子塊を有する二酸化チタン粒子を、
媒体ビーズで充填された粉砕室に供給する。タイプおよ
びサイズの異なる媒体を使用することができ、普通の当
業者は、慣用のプロトコルに従って、開始材料の粒度分
布を基準にして、所望の結果が得られるように媒体を調
節することができる。典型的には、媒体は、回転するシ
ャフトに取り付けられた一連のディスクによって、粉砕
室の回りを動くようになっている。媒体の動きは、スラ
リーがポンプ輸送される方向に対して、垂直である。従
って、TiO2粒子塊は媒体によって剪断される。典型的に
は、一組のスクリーンが粉砕室の内側で媒体を保持して
いるが、より小さいTiO2粒子はミルから排出される。場
合により、ミルの生産物をさらにスクリーニングするこ
とができる。粉砕の滞留時間（スラリーの流速）は、媒
体ミルのサイズによって変化する。例えば、60リッター
の媒体ミルでは、所望の粒子サイズの減少を達成するに
は、約０〜７ガロン／分（gpm）〔約０〜26.5リッター
／分（lpm）〕、好ましくは約1/2〜3gpm〔約1.9〜11.4l
pm〕で媒体ミルを通して処理する。所望の粒子サイズの
減少は、顔料の最終用途に依存すると考えられる。例え
ば、高光沢コーティング用途に使用するには、約１〜10
ミクロンのサイズを有するTiO2粒子塊の直径が５重量％
に低減するまでスラリーを媒体ミル処理し、プラスチッ
ク用途に使用するには、約１〜10ミクロンのサイズを有
するTiO2粒子塊の直径を３重量％に低減するまでスラリ
ーを媒体ミル処理する。現在、TiO2顔料を工業的に製造
するには、流体エネルギーミル処理、例えば超微粉砕に
よる粒子サイズの減少が必要である。本発明は、媒体ミ
ルを用いて粒子サイズの減少を行うので、流体エネルギ
ーミルの必要はない。
最終的に、いずれかの適切な手段、例えば気流乾燥、
噴霧乾燥またはオーブンによって、水分１重量％未満、
好ましくは0.7重量％またはそれより下までスラリーを
乾燥させる。スラリーは、プラスチックおよび表面コー
ティングに使用するための製品として包装することがで
きる。
噴霧乾燥またはオーブンによって、水分１重量％未満、
好ましくは0.7重量％またはそれより下までスラリーを
乾燥させる。スラリーは、プラスチックおよび表面コー
ティングに使用するための製品として包装することがで
きる。
以下の実施例は、単に説明するためのものであって、
本発明を限定しようとするものではない。粘度は、Broo
kfield 粘度計（Brookfield Engineering Laboratorie
s,Inc.,Stoughton,Mass.）。
本発明を限定しようとするものではない。粘度は、Broo
kfield 粘度計（Brookfield Engineering Laboratorie
s,Inc.,Stoughton,Mass.）。
実施例 実施例 １ 固体30〜60重量％および2200センチポアズ（cps）を
有するTiO2顔料スラリーを稀NaOHで処理し、pH9〜11に
調節し、これによってスラリーの粘度は約120cpsに下が
る。
有するTiO2顔料スラリーを稀NaOHで処理し、pH9〜11に
調節し、これによってスラリーの粘度は約120cpsに下が
る。
次いで、スラリーを3gpm（11.4lpm）で、60リッター
媒体ミルを通して処理し、所望の粒子サイズ、例えば1.
0ミクロンよりも粗い物質％（％mass）に減少させた。
媒体ミルの粉砕室に、250lb（93kg）のZrO2/SiO2媒体を
用いて約85％の容量まで装填した。媒体の公称サイズ範
囲は、直径0.60〜0.80mmであった。スラリーのミル処理
を連続式で実施した。粉砕室を通過させた後、スラリー
を一組のスクリーンによって、粉砕媒体から分離した。
ミルから排出して、スラリーを１重量％のオクチルトリ
エトキシシランで処理し、水１重量％未満に乾燥させ
た。約１ミクロンのサイズを有するTiO2粒子塊の直径
を、媒体ミル処理後に約91％減少させた。
媒体ミルを通して処理し、所望の粒子サイズ、例えば1.
0ミクロンよりも粗い物質％（％mass）に減少させた。
媒体ミルの粉砕室に、250lb（93kg）のZrO2/SiO2媒体を
用いて約85％の容量まで装填した。媒体の公称サイズ範
囲は、直径0.60〜0.80mmであった。スラリーのミル処理
を連続式で実施した。粉砕室を通過させた後、スラリー
を一組のスクリーンによって、粉砕媒体から分離した。
ミルから排出して、スラリーを１重量％のオクチルトリ
エトキシシランで処理し、水１重量％未満に乾燥させ
た。約１ミクロンのサイズを有するTiO2粒子塊の直径
を、媒体ミル処理後に約91％減少させた。
他の性質で改善が測定されたのは、着色力（TS）およ
び底色（UT）である。プラスチック用途における光学的
性質の尺度であるTSおよびUTについて、TiO2顔料製品を
試験した。これらの試験のために、顔料を二本ロール機
で黒色のビニル化合物中に分散させた。ビニルシートの
Ｘ、Ｙ、Ｚの三刺激値を、Hunterlab Labscan分光比色
計（Hunter Associates Laboratory,Inc,Reston,VA）を
用いて測定し、そして同時に製造した標準に対して、TS
およびUTを計算した。TSおよびUTを、それぞれＹおよび
Z/Xから導いた。1976年にCIE（Commission Internation
ale de l′Eclairage）により定義された色空間座標、
Ｌ＊、ａ＊、およびｂ＊を分光比色計上で直接読み取っ
た。市販のTiO2顔料のTSの範囲は、約80〜120であっ
た。UTの範囲は、約0.070〜＋0.050であった。本実施例
の平均は、 TS＝107（＋／−２） UT＝0.034（＋／−0.001） であった。
び底色（UT）である。プラスチック用途における光学的
性質の尺度であるTSおよびUTについて、TiO2顔料製品を
試験した。これらの試験のために、顔料を二本ロール機
で黒色のビニル化合物中に分散させた。ビニルシートの
Ｘ、Ｙ、Ｚの三刺激値を、Hunterlab Labscan分光比色
計（Hunter Associates Laboratory,Inc,Reston,VA）を
用いて測定し、そして同時に製造した標準に対して、TS
およびUTを計算した。TSおよびUTを、それぞれＹおよび
Z/Xから導いた。1976年にCIE（Commission Internation
ale de l′Eclairage）により定義された色空間座標、
Ｌ＊、ａ＊、およびｂ＊を分光比色計上で直接読み取っ
た。市販のTiO2顔料のTSの範囲は、約80〜120であっ
た。UTの範囲は、約0.070〜＋0.050であった。本実施例
の平均は、 TS＝107（＋／−２） UT＝0.034（＋／−0.001） であった。
これらの結果は、本実施例のTiO2が僅かにより青色の
底色を示したのを除いて、超微粉砕された、未処理のTi
O2のそれに匹敵していた。
底色を示したのを除いて、超微粉砕された、未処理のTi
O2のそれに匹敵していた。
実施例 ２ 固体53重量％および8500cpsの粘度を有するTiO2顔料
スラリーを、室温で、0.2mlの有機分散剤、AMP（0.1重
量％）を用いて処理し、これによってスラリーの粘度を
20cpsに低下させた。
スラリーを、室温で、0.2mlの有機分散剤、AMP（0.1重
量％）を用いて処理し、これによってスラリーの粘度を
20cpsに低下させた。
次いで、スラリーを3gpm（11.4lpm）で、60リッター
媒体ミルを通して処理し、所望の粒子サイズ、例えば実
施例１のように、1.0ミクロンよりも粗い物質％に減少
させた。
媒体ミルを通して処理し、所望の粒子サイズ、例えば実
施例１のように、1.0ミクロンよりも粗い物質％に減少
させた。
ミルから排出して、スラリーを0.8重量％のオクチル
トリエトキシシランで処理し、室温で10分間撹拌し、そ
して水分１重量％未満に乾燥させた。約１ミクロンのサ
イズを有するTiO2塊の直径を、媒体ミル処理後に約91％
減少させる。処理して媒体ミル処理されたTiO2顔料製品
を、プラスチック用途に関して実施例１中のように試験
した。これらの結果は、超微粉砕された、未処理のTiO2
のものに匹敵する。
トリエトキシシランで処理し、室温で10分間撹拌し、そ
して水分１重量％未満に乾燥させた。約１ミクロンのサ
イズを有するTiO2塊の直径を、媒体ミル処理後に約91％
減少させる。処理して媒体ミル処理されたTiO2顔料製品
を、プラスチック用途に関して実施例１中のように試験
した。これらの結果は、超微粉砕された、未処理のTiO2
のものに匹敵する。
実施例 ３ 固体50重量％および測定不可能な粘度（Brookfield
粘度計によって測定するには高すぎる）を有するTiO2顔
料スラリーを、苛性アルカリを用いて処理し、これによ
ってスラリーの粘度を26〜75cpsに低下させた。
粘度計によって測定するには高すぎる）を有するTiO2顔
料スラリーを、苛性アルカリを用いて処理し、これによ
ってスラリーの粘度を26〜75cpsに低下させた。
次いで、スラリーを1gpm（3.8lpm）で、60リッター媒
体ミルを通して処理し、所望の粒子サイズ、例えば実施
例１のように1.0ミクロンよりも粗い物質％に減少させ
た。
体ミルを通して処理し、所望の粒子サイズ、例えば実施
例１のように1.0ミクロンよりも粗い物質％に減少させ
た。
ミルから排出して、スラリーを１重量％のブチルトリ
メトキシシランで処理し、室温で10分間撹拌し、水分１
重量％未満に乾燥させた。約１ミクロンのサイズを有す
るTiO2塊の直径を、媒体ミル処理後に約91％減少させ
る。処理して媒体ミル処理されたTiO2顔料製品を、プラ
スチック用途に関して実施例１中のように試験した。こ
れらの結果は、超微粉砕された、未処理のTiO2に関する
ものに匹敵すると考えられる。
メトキシシランで処理し、室温で10分間撹拌し、水分１
重量％未満に乾燥させた。約１ミクロンのサイズを有す
るTiO2塊の直径を、媒体ミル処理後に約91％減少させ
る。処理して媒体ミル処理されたTiO2顔料製品を、プラ
スチック用途に関して実施例１中のように試験した。こ
れらの結果は、超微粉砕された、未処理のTiO2に関する
ものに匹敵すると考えられる。
実施例 ４ 有機珪素化合物が、１重量％PDMSおよび１重量％オク
チルトリエトキシシランの混合物であるのを除いて、実
施例３と同じである。これらの結果は、超微粉砕され
た、未処理のTiO2のものに匹敵する。
チルトリエトキシシランの混合物であるのを除いて、実
施例３と同じである。これらの結果は、超微粉砕され
た、未処理のTiO2のものに匹敵する。
このように、ある程度特定して本発明を記載し、説明
してきたが、以下の請求の範囲は、本発明を限定するも
のではなく、請求の範囲およびそれと同等のものの各要
素の表現に見合った範囲を提供するということを認めな
ければならない。
してきたが、以下の請求の範囲は、本発明を限定するも
のではなく、請求の範囲およびそれと同等のものの各要
素の表現に見合った範囲を提供するということを認めな
ければならない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハーキマー，スコツト・マシユー アメリカ合衆国テネシー州 37055．デ イクソン．レツド オウクサークル101 (72)発明者 チエイニー，ロナルド・リー アメリカ合衆国テネシー州37101−9122. マキユーエン．ボツクス121デイー．ル ート３ (56)参考文献 特開 平３−50120（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−25568（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−234938（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C09C 1/00 - 3/12
Claims (3)
- 【請求項１】（ａ）ハイソリッドTiO2顔料スラリーのpH
を7.5〜11の範囲に調節するか、または該スラリーと希
釈剤とを接触させることによって該スラリーの粘度を低
下させ、 （ｂ）スラリーを媒体ミル処理し、 （ｃ）スラリーを式： RxSi（Ｒ′）4-x 〔式中、Ｒは少なくとも１〜50個の炭素原子を有する、
非加水分解性の脂肪族、環式脂肪族または芳香族基、ま
たはCnF2n+1（ここで、ｎ＝８、10、12またはそれらの
組み合わせである）であり、Ｒ′はアルコキシ、ハロゲ
ン、アセトキシ、ヒドロキシおよびそれらの組み合わせ
から選ばれる加水分解性基であり、そしてｘ＝１〜３で
ある〕で表される少なくとも１種のシランまたはフルオ
ロ有機シランまたはそれらの混合物、もしくは前記少な
くとも１種のシランおよび／またはフルオロ有機シラン
と式： （式中、Ｒは有機または無機基であり、ｎは０〜３であ
り、そしてｍ≧２である）で表される少なくとも１種の
ポリシロキサンとの混合物から選ばれる有機珪素試薬と
接触させ、そして （ｄ）スラリーを水１重量％未満に乾燥する 工程を含む、ハイソリッドTiO2顔料を製造する方法。 - 【請求項２】希釈剤がトリエタノールアミン、２−アミ
ノ−２−メチル−１−プロパノール、トリメチロールプ
ロパン、ピロ燐酸四カリウムおよびそれらの混合物から
なる群より選ばれる、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】工程（ｃ）の後に、 （ｅ）スラリーを媒体ミル処理する 工程をさらに含む、請求項１記載の方法。
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US20314494A | 1994-02-28 | 1994-02-28 | |
| US08/203,144 | 1994-02-28 | ||
| US203,144 | 1995-02-23 | ||
| US08/392,706 | 1995-02-23 | ||
| US08/392,706 US5501732A (en) | 1994-02-28 | 1995-02-23 | Process for preparing silanized TiO2 pigments using a media mill |
| US392,706 | 1995-02-23 | ||
| PCT/US1995/002813 WO1995023194A1 (en) | 1994-02-28 | 1995-02-28 | PROCESS FOR PREPARING SILANIZED TiO2 PIGMENTS USING A MEDIA MILL |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09509688A JPH09509688A (ja) | 1997-09-30 |
| JP2997547B2 true JP2997547B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=26898353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7522538A Expired - Lifetime JP2997547B2 (ja) | 1994-02-28 | 1995-02-28 | 媒体ミルを使用するシラン処理されたＴｉＯ▲下２▼顔料を製造するための方法 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5501732A (ja) |
| EP (1) | EP0748362B2 (ja) |
| JP (1) | JP2997547B2 (ja) |
| AU (1) | AU697498B2 (ja) |
| CA (1) | CA2181233A1 (ja) |
| DE (1) | DE69501323T3 (ja) |
| ES (1) | ES2111399T3 (ja) |
| FI (1) | FI963338A0 (ja) |
| TW (1) | TW357186B (ja) |
| WO (1) | WO1995023194A1 (ja) |
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| FR2721615A1 (fr) * | 1994-06-24 | 1995-12-29 | Rhone Poulenc Chimie | Procédé de préparation de particules d'oxyde métallique organophiles. |
| US5922121A (en) * | 1995-10-03 | 1999-07-13 | Videojet Systems International, Inc. | Hydrophobic treatment of pigments |
| US5855661A (en) * | 1995-10-03 | 1999-01-05 | Videojet Systems International, Inc. | Pigment dispersion |
| US5849074A (en) * | 1996-07-19 | 1998-12-15 | Videojet Systems International, Inc. | Method for preparing magnetic ink and dry pigment particles used therefor |
| US5653794A (en) * | 1995-12-01 | 1997-08-05 | Scm Chemicals, Inc. | Silane treated inorganic pigments |
| US5730795A (en) * | 1996-09-24 | 1998-03-24 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for manufacturing titanium dioxide pigment having a hydrous oxide coating using a media mill |
| US5865885A (en) * | 1996-10-08 | 1999-02-02 | Videojet Systems International, Inc. | Hydrophilic treatment of pigments |
| AU6116098A (en) * | 1997-03-03 | 1998-09-22 | Nissan Chemical Industries Ltd. | Process for producing composite sols, coating composition, and optical member |
| US6179907B1 (en) | 1998-05-29 | 2001-01-30 | Marconi Data Systems Inc. | Black iron oxide with improved heat stability and method of preparing same |
| US6235829B1 (en) | 1998-07-24 | 2001-05-22 | Marconi Data Systems Inc. | Modification of chargeable pigment particles |
| AU774558B2 (en) | 1999-09-14 | 2004-07-01 | Ishihara Sangyo Kaisha Ltd. | Titanium dioxide pigment, process for producing the same, and resin composition containing the same |
| DE102004022566B4 (de) * | 2004-05-07 | 2019-05-09 | Schott Ag | Mit funktionellen Gruppen homogen beschichtete Pulverteilchen, ein Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendung |
| US7806977B2 (en) * | 2004-10-29 | 2010-10-05 | Millennium Inorganic Chemicals, Inc. | Compositions and methods comprising titanium dioxide pigments and coupling agents |
| US8987351B2 (en) * | 2005-02-08 | 2015-03-24 | Momentive Performance Materials Inc. | Filler treatments utilizing low VOC silanes |
| US20080022900A1 (en) * | 2006-07-25 | 2008-01-31 | Venkata Rama Rao Goparaju | Process for manufacturing titanium dioxide pigment |
| US7250080B1 (en) | 2006-09-06 | 2007-07-31 | Tronox Llc | Process for the manufacture of organosilicon compound-treated pigments |
| WO2008030311A2 (en) * | 2006-09-06 | 2008-03-13 | Tronox Llc | Improved process for the manufacture of organosilicon compound-treated pigment, and coating compositions employing the same |
| US20080053336A1 (en) * | 2006-09-06 | 2008-03-06 | Tronox Llc | Aqueous coating compositions with improved tint strength and gloss properties, comprising pigments surface-treated with certain organosilicon compounds |
| US7264672B1 (en) | 2006-10-31 | 2007-09-04 | National Titanium Dioxide Co. Ltd. (Cristal) | Titanium dioxide pigment composite and method of making same |
| US8357426B2 (en) | 2008-01-11 | 2013-01-22 | Nanomateriales S.A. De C.V. | Single step milling and surface coating process for preparing stable nanodispersions |
| KR101657729B1 (ko) * | 2009-01-08 | 2016-09-19 | 나노그램 코포레이션 | 폴리실록산 중합체와 무기 나노입자의 복합체 |
| US8663518B2 (en) * | 2011-12-27 | 2014-03-04 | Tronox Llc | Methods of producing a titanium dioxide pigment and improving the processability of titanium dioxide pigment particles |
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| AU2019202080B2 (en) * | 2018-04-05 | 2023-11-09 | Rohm And Haas Company | Hydrophobic pigment modification |
| CN112321889A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-02-05 | 沪本新材料科技（上海）有限公司 | Pvc塑料生产用液体钛白的制作工艺 |
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|---|---|---|---|---|
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| US3520710A (en) * | 1967-07-19 | 1970-07-14 | Du Pont | Spray drying of titanium dioxide |
| GB1248256A (en) * | 1967-11-01 | 1971-09-29 | Gen Electric | A system for chemically cross-linking ethylene containing polymers, and product formed thereby |
| AU1233070A (en) † | 1969-03-13 | 1971-09-16 | Laporte Industries Limited | Improvements in and relating tothe manufacture of oxides |
| GB1442756A (en) * | 1972-08-17 | 1976-07-14 | Laporte Industries Ltd | Pigments |
| US3915735A (en) * | 1974-03-06 | 1975-10-28 | Malvern Minerals Company | Process for preparing modified silicic fillers |
| US4141751A (en) * | 1975-10-24 | 1979-02-27 | Malvern Minerals Company | Process for preparing modified particulate and/or fibrous, crystalline and amorphous inorganic substances |
| DE2924850A1 (de) * | 1979-06-20 | 1981-01-22 | Bayer Ag | Anorganische pigmente mit verbesserter glanzgebung und guter zerteilbarkeit in lackbindemitteln |
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| JPS60210521A (ja) * | 1984-04-02 | 1985-10-23 | Yahashi Kogyo Kk | 高濃度でしかも低粘度の軽質炭酸カルシウムスラリ−の製造方法 |
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1995
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