JP3509842B2 - 耐熱性黄色含水酸化鉄顔料の製造法 - Google Patents

耐熱性黄色含水酸化鉄顔料の製造法

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JP3509842B2 JP18313397A JP18313397A JP3509842B2 JP 3509842 B2 JP3509842 B2 JP 3509842B2 JP 18313397 A JP18313397 A JP 18313397A JP 18313397 A JP18313397 A JP 18313397A JP 3509842 B2 JP3509842 B2 JP 3509842B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、分散性が優れており、
しかも、耐熱性が向上しているとともに、耐熱性改善処
理工程の前後における色相の変化が小さい耐熱性黄色含
水酸化鉄顔料の製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】黄色顔料は、樹脂やビヒクル中に分散さ
せて、樹脂、塗料、印刷インキ、道路アスファルトを製
造する際の着色顔料として広く使用されている。黄色は
交通上の規則や警戒を表す色であることから、殊に、道
路アスファルト用や路面表示塗料(トラフィックペイン
ト)用着色顔料としての用途が拡大している。
【0003】黄色顔料は、作業能率の面から樹脂やビヒ
クル中における分散性が優れていることはもちろん、耐
熱性が優れていることが要求される。
【0004】黄色顔料としては、従来から、クロム酸
鉛、クロム酸ストロンチウム、硫化カドミウム、含水酸
化鉄等が知られており、広く使用されている。
【0005】上記クロム酸鉛、クロム酸ストロンチウ
ム、硫化カドミウム等は、耐熱性に優れているため、樹
脂、塗料、印刷インキ等の着色顔料として広く使用され
ているが、有毒性、発癌性を有することから、国民の健
康、衛生、安全性の観点から、また、環境汚染防止の観
点から代替黄色顔料が強く要求されている。
【0006】含水酸化鉄粒子は、無毒であり、国民の健
康、衛生、安全性の観点から、また、環境汚染防止の観
点から優れたものではあるが、耐熱性の点で劣っている
という問題がある。
【0007】即ち、含水酸化鉄粒子は、Fe2 3 ・n
2 Oで示される通り、結晶水を有しており、加熱温度
を昇温させていくと、一般に200℃前後で脱水が開始
し始め、やがて230℃程度の温度で赤褐色のヘマタイ
ト(α−Fe2 3 )に変態する。
【0008】そのため、通常200℃以上の高温度で成
形加工されているポリエチレン、ポリプロピレン、スチ
レン重合体、ポリアミド、ポリオレフィン、ABSなど
の熱可塑性樹脂や、施工時に200〜260℃で加熱し
たり、溶融して使用される路面表示用塗料(トラフィッ
クペイント)に含水酸化鉄粒子を使用することは困難で
あった。
【0009】そこで、含水酸化鉄粒子の耐熱性を向上さ
せるために種々の処理を施すことが行われているが、耐
熱性改善処理工程の前後で色相の変化が大きいと、着色
顔料の命ともいうべき色相面からの製品設計が困難とな
ることから、耐熱性改善処理工程の前後における色相の
変化ができるだけ小さいことが要求される。
【0010】従来、含水酸化鉄粒子の耐熱性を向上させ
るための改善が種々試みられており、(1)含水酸化鉄
粒子をオートクレーブを用いて水又はアルカリ水溶液中
で水熱処理する方法(特公昭53−28158号公報
等)、(2)含水酸化鉄粒子の粒子表面をアルミニウム
化合物、ケイ素化合物等で被覆したり、含有、固溶させ
る方法(特公平6−17237号公報等)、(3)上記
(1)の方法と(2)の方法を組み合わせる方法(特公
昭49−16531号公報、特公昭54−7293号公
報、特公昭55−8462号公報、特開昭57−577
55号公報等)等が知られている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】分散性が優れており、
しかも、耐熱性が向上しているとともに、耐熱性改善処
理工程の前後における色相の変化が小さい黄色含水酸化
鉄粒子は、現在、最も要求されているところであるが、
これら諸特性を有する黄色含水酸化鉄顔料は、未だ得ら
れていない。
【0012】即ち、前出(1)の方法による処理を行っ
た黄色含水酸化鉄粒子は、耐熱性が向上したものではあ
るが、粒子の形態や粒度分布が耐熱性改善処理工程の前
後で大きく変化し、その結果、色相の変化が大きいもの
であった。
【0013】前出(2)の方法による処理を行った黄色
含水酸化鉄粒子は、色相の変化は小さいものではある
が、黄色含水酸化鉄粒子を凝集したままでアルミニウム
化合物等で被覆しているため、分散性が悪く、また、耐
熱性も不十分なものであった。
【0014】前出(3)の方法による処理を行った黄色
含水酸化鉄粒子は、耐熱性が向上したものではあるが、
前出(1)の方法と同様に耐熱性改善処理工程の前後に
おける色相の変化が大きいものである。
【0015】そこで、本発明は、分散性が優れており、
しかも、耐熱性が向上しているとともに、耐熱性改善処
理工程の前後における色相の変化が小さい黄色含水酸化
鉄粒子を得ることを技術的課題とする。
【0016】
【課題を解決する為の手段】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。
【0017】即ち、本発明は、黄色含水酸化鉄粒子を含
む水分散液に該黄色含水酸化鉄粒子に対しAl換算で
0.1〜10重量%のアルミニウム化合物とFe換算で
0.1〜50重量%の第一鉄塩化合物とを添加、混合し
た後酸素含有ガスを通気して、前記黄色含水酸化鉄粒子
の粒子表面にFe及びAlからなる複合含水酸化物を被
着させ、次いで、濾別、水洗、乾燥するこにより粒子表
面にFe及びAlからなる複合含水酸化物が被着されて
いる黄色含水酸化鉄粒子からなる黄色含水酸化鉄粒子粉
末を得ることを特徴とする耐熱性黄色含水酸化鉄顔料の
製造法である。
【0018】また、本発明は、黄色含水酸化鉄粒子を含
む水分散液に該黄色含水酸化鉄粒子に対しAl換算で
0.1〜10重量%のアルミニウム化合物とFe換算で
0.1〜50重量%の第一鉄塩化合物とを添加、混合し
た後酸素含有ガスを通気して、前記含水酸化鉄粒子の粒
子表面にFe及びAlからなる複合含水酸化物を被着さ
せ、次いで、粒子表面にFe及びAlからなる複合含水
酸化物が被着されている前記黄色含水酸化鉄粒子を含む
水分散液のpH値を10以上又は4以下に調整した後、
アルミニウム化合物を添加、攪拌し、次いで該分散液の
pH値を5〜9の範囲に再調整して、前記Fe及びAl
からなる複合含水酸化物表面にアルミニウムの水酸化物
を被着させた後、濾別、水洗、乾燥することにより粒子
表面にFe及びAlからなる複合含水酸化物が被着さ
れ、更にその上にアルミニウムの水酸化物が被着されて
いる黄色含水酸化鉄粒子からなる黄色含水酸化鉄粒子粉
末を得ることを特徴とする耐熱性黄色含水酸化鉄顔料の
製造法である。
【0019】次に、本発明実施にあたっての諸条件につ
いて述べる。
【0020】本発明における黄色含水酸化鉄粒子は、
第一鉄塩水溶液に当量以上の水酸化アルカリ水溶液を加
えて得られる水酸化第一鉄コロイドを含む懸濁液を、p
H値が11以上、80℃以下の温度で酸素含有ガスを通
気して酸化反応を行うことにより針状黄色含水酸化鉄
(ゲータイト)粒子を生成する方法、第一鉄塩水溶液
と炭酸アルカリ水溶液とを反応させて得られるFeCO
3 を含む懸濁液を、必要により熟成した後、酸素含有ガ
スを通気してpH値が8〜10の範囲で酸化反応を行う
ことにより紡錘状黄色含水酸化鉄(ゲータイト)粒子を
生成する方法、第一鉄塩水溶液に当量未満の水酸化ア
ルカリ水溶液又は炭酸アルカリ水溶液を添加して得られ
る水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩水溶液に酸素含
有ガスを通気して酸化反応を行うことにより、pH
4以下の溶液中から針状黄色含水酸化鉄(ゲータイト)
核粒子を生成させ、次いで、該針状黄色含水酸化鉄(ゲ
ータイト)核粒子を含む第一鉄塩水溶液に、該第一鉄塩
水溶液中のFe2+に対し当量以上の水酸化アルカリ水溶
液を添加した後、酸素含有ガスを通気して酸化反応を行
うことにより、pH値が11以上の溶液中で前記針状黄
色含水酸化鉄(ゲータイト)核粒子を成長させる方法、
第一鉄塩水溶液に当量未満の水酸化アルカリ水溶液又
は炭酸アルカリ水溶液を添加して得られる水酸化第一鉄
コロイドを含む第一鉄塩水溶液に酸素含有ガスを通気し
て酸化反応を行うことにより、pH値が5以下の溶液中
から針状黄色含水酸化鉄(ゲータイト)核粒子を生成さ
せ、次いで、酸性乃至中性領域で前記針状黄色含水酸化
鉄(ゲータイト)核粒子を成長させる方法等により生成
することができ、生成黄色含水酸化鉄粒子は常法により
濾別、水洗、乾燥する。得られた黄色含水酸化鉄粒子
は、平均長軸径が0.1〜1.0μm、平均短軸径が
0.02〜0.10μm、軸比(長軸径/短軸径)が2
〜20、BET比表面積が10〜180m2 /gであ
って、色相は、L* 値が50〜75、a* 値が5〜2
5、b* 値が40〜60である。
【0021】尚、黄色含水酸化鉄粒子の色相を調整する
ことを目的として、黄色含水酸化鉄(ゲータイト)粒子
の生成反応中に、粒子粉末の長軸径、短軸径、軸比等の
諸特性を制御する為のNi、Zn、P、Si、Al等F
e以外の異種元素を添加してもよく、この場合には、生
成黄色含水酸化鉄粒子中に、これらFe以外の異種元素
が含有される。
【0022】本発明において使用する黄色含水酸化鉄粒
子は、上述した反応溶液中から生成した黄色含水酸化鉄
粒子を、濾別、水洗して得られる湿ケーキ、該湿ケーキ
を水中に分散させた分散スラリー、前記湿ケーキを乾燥
した乾燥粉末、乾燥した粉末を水中に再分散させた再分
散スラリーのいずれの形態であってもよいが、前記分散
スラリーを用いるのが効率上、作業上好ましい。
【0023】
【0024】本発明における黄色含水酸化鉄粒子の粒子
表面へのFe及びAlからなる複合含水酸化物の被着
は、黄色含水酸化鉄粒子を含む水懸濁液に、アルミニウ
ム化合物と第一鉄塩化合物を添加、混合した後、酸素含
有ガスを通気することにより行なう。Fe及びAlから
なる複合含水酸化物の生成を考慮すれば、懸濁液のpH
値を5以下又は10以上に維持しながら酸素含有ガスを
通気することが好ましい。水懸濁液中の黄色含水酸化鉄
粒子の濃度は、5〜150g/l程度に調整すればよ
い。生産性を考慮すれば、10〜120g/l程度が好
ましく、より好ましくは、20〜100g/l程度であ
る。
【0025】添加するアルミニウム化合物としては、ア
ルミン酸ナトリウムなどのアルミン酸アルカリや、硫酸
アルミニウム、塩化アルミニウム、酢酸アルミニウム、
硝酸アルミニウムなどのアルミニウム塩を使用すること
ができ、その添加量は、黄色含水酸化鉄粒子に対し、A
l換算で0.1〜10重量%である。0.1重量%未満
である場合には、本発明の目的とする分散性改良の効果
や耐熱性向上の効果が得られない。10重量%を越える
場合には、本発明の目的とする効果がほぼ飽和に達する
ので、必要以上に添加する意味がない。
【0026】添加する第一鉄塩水溶液としては、硫酸第
一鉄、塩化第一鉄、硝酸第一鉄等の第一鉄塩を使用する
ことができ、その添加量は、黄色含水酸化鉄粒子に対
し、0.1〜50重量%である。0.1重量%未満であ
る場合には、本発明の目的とする分散性改良の効果や耐
熱性向上の効果が得られない。50重量%を越える場合
には、本発明の目的とする効果がほぼ飽和に達するの
で、必要以上に添加する意味がない。
【0027】添加するアルミニウム化合物と第一鉄塩水
溶液の割合は、本発明の目的である分散性改良の効果や
耐熱性向上の効果を考慮すれば、Al/Feの原子換算
で1:0.5〜1:20の範囲が好ましく、より好まし
くは1:1〜1:10の範囲である。
【0028】添加したアルミニウム化合物と第一鉄塩水
溶液は、そのほとんどがFe及びAlからなる複合含水
酸化物として黄色含水酸化鉄粒子の粒子表面に被着され
るから、該Fe及びAlからなる複合含水酸化物におけ
るFe及びAlの割合は、添加時の割合とほぼ同程度で
ある。
【0029】アルミニウム化合物と第一鉄塩水溶液の添
加順序は、いずれが先でもまた、同時でもよい。
【0030】酸化手段は、酸素含有ガス(例えば、空
気)を液中に通気することにより行い、また、当該通気
ガスや機械的操作等により攪拌しながら行なう。
【0031】本発明の方法により得られる粒子表面にF
e及びAlからなる複合含水酸化物が被着されている黄
色含水酸化鉄粒子は、前出被処理黄色含水酸化鉄粒子の
平均長軸径、平均短軸径、軸比(長軸径/短軸径)、B
ET比表面積及び色相の各諸特性とほぼ同程度であっ
て、分散性が優れたものであり、殊に、光沢が70〜1
10%、好ましくは、80〜110%である。しかも、
耐熱性が向上した、殊に、耐熱温度が255℃以上、好
ましくは265℃以上、さらに好ましくは270℃以上
であるとともに耐熱性改善処理工程の前後における色相
の変化が小さい、殊に、ΔL * が絶対値で1.0以
下、好ましくは0.5以下であって、Δa * が絶対値
で1.0以下、好ましくは0.5以下であって、Δb *
が絶対値で1.0以下、好ましくは0.5以下であ
る。
【0032】次に、本発明においては、必要により更
に、アルミニウムの水酸化物を被着させることができ
る。この場合には、粒子表面にFe及びAlからなる複
合含水酸化物が被着されている黄色含水酸化鉄粒子を含
む水懸濁液中のpH値を10以上又は4以下に調整した
後、アルミニウム化合物を添加、攪拌し、次いで、水分
散液のpH値を5〜9の範囲に再調整する。
【0033】アルミニウムの水酸化物で被覆するに際し
てのpH値の調整は、通常使用されるアルカリ水溶液、
酸水溶液を使用すればよい。
【0034】アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウ
ム水溶液、水酸化カリウム水溶液、アンモニア水溶液等
を使用することができる。
【0035】酸水溶液としては、塩酸、硝酸、酢酸、シ
ュウ酸、硫酸等を使用することができる。
【0036】アルミニウム化合物を添加する前及び添加
後の攪拌する時のpH値は、pH値が10以上又は4以
下であることが必要である。pH値が10未満又はpH
値が4を越える場合には、添加したアルミニウム化合物
が瞬時にアルミニウムの水酸化物として沈澱してしま
い、Fe及びAlからなる複合含水酸化物が被着されて
いる黄色含水酸化鉄粒子の表面に均一に被着することが
困難となる。
【0037】
【0038】Fe及びAlからなる複合含水酸化物が被
着されている黄色含水酸化鉄粒子の表面にアルミニウム
の水酸化物を沈澱、被着する時の懸濁液温度は、常温で
もよいが、均一に被着する為には、好ましくは40℃以
上、より好ましくは60℃以上である。
【0039】Fe及びAlからなる複合含水酸化物が被
着されている黄色含水酸化鉄粒子の表面にアルミニウム
の水酸化物を沈着させる際の懸濁液は、攪拌後、pH値
5〜9の範囲となるように再調整する。pH値が5未満
の場合、9を越える場合は、Fe及びAlからなる複合
含水酸化物が被着されている黄色含水酸化鉄粒子の表面
にアルミニウムの水酸化物を沈澱、被着することが困難
となる。
【0040】アルミニウム化合物の添加量は、Fe及び
Alからなる複合含水酸化物が被着されている黄色含水
酸化鉄粒子に対しAl換算で0.1〜20.0重量%で
ある。0.1重量%未満の場合には、Fe及びAlから
なる複合含水酸化物が被着されている黄色含水酸化鉄粒
子の表面にアルミニウムの水酸化物を十分、沈澱、被着
することが困難となり、本発明の目的とする分散性改良
の効果や耐熱性向上の効果が得られ難い。20.0重量
%を越える場合にも、分散性改良の効果や耐熱性向上の
効果は得られるが、効果がほぼ飽和に達するので、必要
以上に添加する意味がない。黄色含水酸化鉄粒子の分散
性改良の効果や耐熱性向上の効果を考慮すれば、好まし
くは0.15〜10.0重量%であり、より好ましくは
0.15〜5.0重量%である。
【0041】添加したアルミニウムの化合物は、ほぼ全
量がアルミニウムの水酸化物となって、Fe及びAlか
らなる複合含水酸化物が被着されている黄色含水酸化鉄
粒子の表面に沈澱、被着される。
【0042】本発明の方法により得られる粒子表面にF
e及びAlからなる複合含水酸化物が被着され、更に、
その表面にアルミニウムの水酸化物が被着されている黄
色含水酸化鉄粒子は、前出被処理黄色含水酸化鉄粒子の
平均長軸径、平均短軸径、軸比(長軸径/短軸径)、B
ET比表面積及び色相の各諸特性とほぼ同程度であっ
て、分散性が優れたものであり、殊に、光沢が75〜1
15%、好ましくは85〜115%である。しかも、耐
熱性が向上した、殊に、耐熱温度が265℃以上、好ま
しくは275℃以上であるとともに、耐熱性改善処理工
程の前後における色相の変化が小さい、殊に、ΔL *
が絶対値で1.0以下、好ましくは0.5以下であっ
て、Δa * が絶対値で1.0以下、好ましくは0.5
以下であって、Δb * が絶対値で1.0以下、好まし
くは0.5以下である。
【0043】
【作用】本発明において最も重要な点は、黄色含水酸化
鉄粒子を含む水分散液に該黄色含水酸化鉄粒子に対しA
l換算で0.1〜10重量%のアルミニウム化合物とF
e換算で0.1〜50重量%の第一鉄塩化合物とを添
加、混合した後酸素含有ガスを通気して、前記黄色含水
酸化鉄粒子の粒子表面にFe及びAlからなる複合含水
酸化物を被着させた場合には、分散性が優れており、し
かも、耐熱性が向上しているとともに、耐熱性改善処理
工程の前後における色相の変化が小さいものであるとい
う事実である。
【0044】本発明においては、粒子表面にFe及びA
lからなる複合含水酸化物が被着されている黄色含水酸
化鉄粒子を含む水分散液のpH値を10以上又は4以下
に調整し、次いで、アルミニウム化合物を添加、攪拌し
た後、該分散液のpH値を5〜9の範囲に再調整するこ
とにより、粒子表面に更にアルミニウムの水酸化物を被
着させた場合には、分散性がより優れており、しかも、
耐熱性がより向上しているとともに、耐熱性改善処理工
程の前後における色相の変化が小さいものであるという
事実である。
【0045】粒子表面にFe及びAlからなる複合含水
酸化物が被着されている黄色含水酸化鉄粒子や該粒子の
表面に更にアルミニウムの水酸化物が被着されている黄
色含水酸化鉄粒子の分散性が改良された理由については
未だ明らかではないが、本発明者は、塗布膜とした時の
光沢度が上がることや塗料化時における塗料粘度が低下
すること等から、ビヒクルとの相溶性が向上したことに
よるものと考えている。
【0046】また、耐熱性が向上した理由について、F
e及びAlからなる複合含水酸化物は緻密な層を形成し
やすく、しかも、Feを有していることにより、同じく
Feを有している黄色含水酸化鉄粒子の粒子表面に密着
して被着されることによるものと考えている。
【0047】必要により、表面に更にアルミニウムの水
酸化物を被着した場合、耐熱性がより向上する理由につ
いて、本発明者は、アルミニウムの水酸化物自体の優れ
た耐熱性と下層にAlが含有されていることから上層の
アルミニウムの水酸化物が密着して被着されることによ
るものと考えている。
【0048】
【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。
【0049】尚、粒子の平均長軸径、平均短軸径は、い
ずれも電子顕微鏡写真(×20000)を縦方向及び横
方向にそれぞれ2倍に拡大した写真(×80000)に
示される粒子350個の長軸径、短軸径をそれぞれ測定
し、その平均値で示した。
【0050】
【0051】黄色含水酸化鉄粒子の粒子表面に被着して
いるAl量は、蛍光X線分析により測定した。
【0052】黄色含水酸化鉄顔料の耐熱性は、熱分析装
置SSC5000(セイコー電子工業(株)製)を用い
て被測定物の示差走査熱量測定(DSC)を行い、得ら
れた該DSCチャート上に示されるピークを形成する2
つの変曲点のうち最初の変曲点を構成する2つの曲線の
それぞれについて接線を引き、両接線の交点に対応する
温度を読み取って、その温度で示した。
【0053】黄色含水酸化鉄顔料の色相(L* 値、a*
値及びb* 値)及び光沢(分散性)は、下記の方法に
より、黄色含水酸化鉄顔料を用いた溶剤系塗料を作製
し、その塗料を冷間圧延鋼板(0.8mm×70mm×
150mm)(JIS G−3141)に150μmの
厚みで塗布、乾燥して塗膜を形成することにより得られ
た測定用試料片を用いて測定した。
【0054】溶剤系塗料は、下記のようにして製造し
た。
【0055】黄色含水酸化鉄顔料10gと下記割合のア
ミノアルキッド樹脂及びシンナーとを、3mmφガラス
ビーズ90gとともに140mlのガラスびんに入れペ
イントシェーカーで90分間混合、分散し、ミルベース
を作製した。
【0056】 黄色含水酸化鉄顔料 12.2重量部 アミノアルキッド樹脂 アミラックNo.1026 19.5重量部 (商品名:関西ペイント(株)製) シンナー 7.3重量部
【0057】次に、上記ミルベースに下記割合のアミノ
アルキッド樹脂を配合して、更にペインシェーカーで1
5分間混合、分散し、溶剤系塗料を得た。
【0058】 ミルベース 39.0重量部 アミノアルキッド樹脂 アミラックNo.1026 61.0重量部 (商品名:関西ペイント(株)製)
【0059】色相を表すL* 値(明度)、a* 値(赤色
度)及びb* 値(黄色度)は、上記測定用試料片を用い
てHunterのLab空間によりL* 値、a* 値及び
*値をそれぞれ測色し、国際照明委員会(Commi
ssion Internationnale de
l’Eclairage、CIE)1976(L* 、a
* 、b* )均等知覚空間に従って表示した値で示した。
尚、測色用には、多光源分光測色計(MSC−IS−2
D、スガ試験機(株)製)Multi−spctro−
colour−Meterを用いた。
【0060】黄色含水酸化鉄顔料の色相の変化は、耐熱
性改善処理工程の前後における黄色含水酸化鉄粒子のL
* 値、a* 値及びb* 値のそれぞれを測定し、耐熱性改
善処理の前後における黄色含水酸化鉄粒子のL* 値、a
* 値及びb* 値のそれぞれの差をΔL* 、Δa*
びΔb* として示した。ΔL* 、Δa* 及びΔb*
の絶対値が小さい程、色相の変化が小さいことを意
味する。
【0061】光沢度は、上記測定用試料片の塗膜をデジ
タル光沢計UGV−5D(スガ試験機(株)製)を用い
て入射角20°で測定した時の光沢度(グロス)の値で
示した。光沢度(グロス)の値が高い程、分散性が優れ
ていることを示す。
【0062】前記の方法により酸性水溶液中から得ら
れた針状黄色含水酸化鉄(ゲータイト)粒子(反応溶液
の一部を抜き取り、水洗して得られた黄色含水酸化鉄粒
子の特性は、平均長軸径0.38μm、平均短軸径0.
063μm、軸比(長軸径/短軸径)6.2、BET比
表面積値20.1m2 /g であった。)の湿ケーキ
(含水固形物)を水に懸濁して濃度50g/lの懸濁液
20lを準備し、次いで、高速ディゾルバー及び縦型ビ
ーズミルを用いて、該懸濁液中の黄色含水酸化鉄粒子を
よく分散させた。この時の水懸濁液のpH値は5.7で
あった。
【0063】この懸濁液20リットルに0.5mol/
lの酢酸アルミニウム水溶液1481ml(黄色含水酸
化鉄に対してAl換算で2.0重量%に相当)および
1.4mol/lの硫酸第一鉄溶液1058ml(添加
Al/Fe原子比=1/2)を加え、毎分70リットル
の空気を吹き込みながら80℃まで加熱昇温した後、p
Hを4.3に維持しながら3時間保持し、黄色含水酸化
鉄表面にAlとFeからなる複合含水酸化物を被着させ
た。
【0064】続いてプレスフィルターを用いて濾別し、
通水しながら充分水洗して湿ケーキを得た。
【0065】上記湿ケーキの一部を120℃で24時間
乾燥させた後、自由粉砕機M−Z型((株)奈良機械製
作所製)で粉砕した。得られた粒子表面にFe及びAl
からなる複合含水酸化物が被着されている黄色含水酸化
鉄(ゲータイト)粒子は、蛍光X線分析による測定の結
果、Al換算で1.86重量%のアルミニウムを有して
いた。この黄色含水酸化鉄粒子は、平均長軸径が0.3
8μm、平均短軸径が0.064μm、BET比表面積
が20.3m2 /gであった。また耐熱温度は272
℃、色相はL* 値62.3、a* 値17.3、b* 値5
1.1であって、色相の変化はΔL* =+0.1、Δ
* =+0.2、Δb* =−0.2であり、光沢度
は82%であった。
【0066】得られた前記湿ケーキを攪拌機を用いて、
水に解膠し、黄色含水酸化鉄濃度を45g/lに調整し
た20lの懸濁液を準備した。この懸濁液を攪拌しなが
ら60℃まで加熱昇温した後、0.1NのNaOHをp
H値が10.5になるまで添加し、攪拌を続けながら
0.5mol/lのアルミン酸ナトリウム(NA−17
0、住友化学工業(株)製)溶液1000ml(Fe及
びAlからなる複合含水酸化物が被着されている黄色含
水酸化鉄粒子粉末に対しAl換算で1.5重量%に相当
する。)を加え10分間保持した。その後、1Nの酢酸
水溶液をpH値が6.0になるまで添加した後30分間
維持し、粒子表面にAlとFeからなる複合含水酸化物
が被着されている黄色含水酸化鉄粒子の表面に更にアル
ミニウムの水酸化物を沈澱、被着させた。
【0067】続いて、プレスフィルターを用いて濾別
し、通水しながら十分水洗して湿ケーキを得た。この湿
ケーキを120℃で24時間乾燥させた後、自由粉砕機
M−2型(商品名:(株)奈良機械製作所製)で解砕
し、粒子表面にAlとFeからなる複合含水酸化物が被
着され、更に、その表面にアルミニウムの水酸化物が被
着されている黄色酸化鉄粒子粉末を得た。
【0068】この黄色含水酸化鉄(ゲータイト)粒子
は、蛍光X線分析による測定の結果、Al換算で3.3
2重量%のアルミニウムを有していた。このことから、
アルミニウムの水酸化物中のアルミニウム量はAl換算
で1.46重量%(3.32−1.86=1.46)で
あった。また、この黄色含水酸化鉄粒子は、平均長軸径
が0.39μm、平均短軸径が0.064μm、BET
比表面積値が19.3m2 /gであった。また、耐熱温
度は284℃であって、色相はL* 値が62.0、a*
値が17.3、b* 値が51.6、色相の変化はΔL*
=−0.2、Δa* =+0.2及びΔb* =+
0.1であり、光沢度は87%であった。
【0069】
【実施例】次に、実施例並びに比較例を挙げる。
【0070】<黄色含水酸化鉄粒子粉末の種類>被処理
粒子である黄色含水酸化鉄粒子粉末として表1に示され
る被処理粒子1乃至被処理粒子3を準備した。
【0071】
【表1】
【0072】実施例1〜5 黄色含水酸化鉄粒子の種類、水懸濁液中の黄色含水酸化
鉄濃度、Fe及びAlからなる複合含水酸化物の被着工
程におけるpH値、アルミニウム化合物の種類及び添加
量、第一鉄塩水溶液の種類及び添加量、反応温度、維持
pH、空気量、反応時間を種々変化させた以外は、前
記発明の実施の形態と同様にしてFe及びAlからなる
複合含水酸化物被着処理を行った。
【0073】この時の主要製造条件を表2に、諸特性を
表3に示す。
【0074】
【表2】
【0075】
【表3】
【0076】実施例6〜10 粒子表面にFe及びAlからなる複合含水酸化鉄粒子
被着されている黄色含水酸化鉄の種類、アルミニウムの
水酸化物による被着工程における水懸濁液中の複合含水
酸化物被着含水酸化鉄濃度、添加前の懸濁液pH値、添
加するアルミニウム化合物の種類及び量、懸濁液の最終
pH値を種々変化させた以外は、前記発明の実施の形態
と同様にして粒子表面にFe及びAlからなる複合含水
酸化物が被着され、更に、その表面にアルミニウムの水
酸化物が被着されている黄色含水酸化鉄粒子粉末を得
た。
【0077】この時の主要製造条件を表4に、表面にア
ルミニウムの水酸化物が被着されている黄色含水酸化鉄
粒子粉末の諸特性を表5に示す。
【0078】
【表4】
【0079】
【表5】
【0080】比較例1 発明の実施の形態に記載の被処理黄色含水酸化鉄粒子と
同一の黄色含水酸化鉄粒子を用い、いずれの処理も施さ
ないで、その諸特性を測定した結果を表5に示す。
【0081】表6に示す通り、反応溶液中から濾別、水
洗、乾燥して得られる黄色含水酸化鉄粒子粉末は、耐熱
性が悪いものであった。
【0082】比較例2 発明の実施の形態に記載の被処理黄色含水酸化鉄粒子と
同一の黄色含水酸化鉄粒子を用い、Fe及びAlからな
る複合含水酸化物の被着処理を施すことなく、水懸濁液
中の黄色含水酸化鉄濃度を50g/l、アルミン酸ナト
リウムの添加量をAl換算で2.68重量%、添加前の
懸濁液pH値を10.0、懸濁液の最終pH値を7.0
に調整した以外は発明の実施の形態と同様にして、アル
ミニウムの水酸化物が被着されている黄色含水酸化鉄粒
粉末を得た。
【0083】得られた粒子表面にアルミニウムの水酸化
物が被着されている黄色含水酸化鉄粒子粉末の諸特性を
表5に示す。
【0084】表5に示す通り、粒子表面にアルミニウム
の水酸化物のみを被着させた黄色含水酸化鉄粒子粉末
は、耐熱性が未だ不十分なものであった。
【0085】比較例3 発明の実施の形態に記載の被処理黄色含水酸化鉄粒子と
同一の黄色含水酸化鉄粒子を用いた水懸濁液濃度が50
g/lの黄色含水酸化鉄スラリー20l(固形分として
1kgに相当する。)に13NのNaOH溶液を加えて
pH値を13.0とした。スラリー700mlを分取
し、内容積1lのオートクレーブ(東洋高圧(株)製)
に入れ、撹拌しながら昇温し、220℃で30分保持し
た後、冷却した。スラリーを取り出し水を用いたデカン
テーションによって濾液が中性になるまで水で十分水洗
した。次いで、ヌッチェを用いて濾別した湿ケーキを1
20℃で24時間乾燥した後、粉砕し、黄色酸化鉄粒子
粉末を得た。
【0086】得られた黄色含水酸化鉄粒子粉末の諸特性
を表5に示す。
【0087】表5に示す通り、耐熱性改善処理工程の前
後での色相の変化が大きいものであった。
【0088】比較例4 発明の実施の形態に記載の被処理黄色含水酸化鉄粒子と
同一の黄色含水酸化鉄粒子を用いた水懸濁液濃度が50
g/lの黄色含水酸化鉄スラリー20l(固形分として
1kgに相当する。)に硫酸アルミニウム156.4g
を含む水溶液2lを投入し、よく撹拌した。スラリー7
00mlを分取し、内容積1lのオートクレーブ(東洋
高圧(株)製)に入れ、撹拌しながら昇温し、220℃
で30分保持した後、冷却した。スラリーを取り出しヌ
ッチェを用いて濾別し、濾液が中性になるまで水洗し
た。得られた湿ケーキを120℃で24時間乾燥した
後、粉砕し、黄色酸化鉄粒子粉末を得た。
【0089】得られた黄色含水酸化鉄粒子粉末の諸特性
を表5に示す。
【0090】表5に示す通り、耐熱性改善処理工程の前
後での色相の変化が大きいものであった。
【0091】比較例5 発明の実施の形態に記載の被処理黄色含水酸化鉄粒子と
同一の黄色含水酸化鉄粒子を用いた水懸濁液濃度が4
6.7g/lの黄色含水酸化鉄スラリーに6NのNaO
H溶液を加えてpH値を13.0とした。スラリー70
0ml(固形分として32.7gに相当する。)を分取
し、内容積1lのオートクレーブ(東洋高圧(株)製)
に入れ、撹拌しながら昇温し、180℃で120分保持
した後、冷却した。取り出したスラリーに撹拌しながら
アルミン酸ナトリウム(NA−170:住友化学工業
(株)製)溶液4.32gを加え、徐々に希硫酸を加え
てpH値を6.0に調整した。水を用いたデカンテーシ
ョンによって十分に水洗した後、ヌッチェを用いて濾別
した。得られた湿ケーキを120℃で24時間乾燥した
後、粉砕し、黄色酸化鉄粒子粉末を得た。
【0092】得られた黄色含水酸化鉄粒子粉末の諸特性
を表5に示す。
【0093】表5に示す通り、耐熱性改善処理工程の前
後での色相の変化が大きいものであった。
【0094】比較例6 発明の実施の形態に記載の被処理黄色含水酸化鉄粒子と
同一の黄色含水酸化鉄粒子を用いた水懸濁液濃度が4
6.7g/lの黄色含水酸化鉄スラリーに6NのNaO
H溶液を加えてpH値を12.0とした。スラリー70
0ml(固形分として32.7gに相当する。)を分取
し、これにアルミン酸ナトリウム(NA−170:住友
化学工業(株)製)溶液2.87gを加え、内容積1l
のオートクレーブ(東洋高圧(株)製)に入れ、撹拌し
ながら昇温し、180℃で60分間水熱処理した後冷却
した。取り出したスラリーを水を用いたデカンテーショ
ンによって十分に水洗した後、ヌッチェを用いて濾別し
た。得られた湿ケーキを120℃で4時間乾燥した後、
粉砕し、黄色酸化鉄粒子粉末を得た。
【0095】得られた黄色含水酸化鉄粒子粉末の諸特性
を表5に示す。
【0096】表5に示す通り、耐熱性改善処理工程の前
後での色相の変化が大きいものであった。
【0097】
【発明の効果】本発明に係る黄色含水酸化鉄粒子粉末の
製造法によれば、前出実施例に示した通り、分散性が優
れており、しかも、耐熱性が向上しているとともに、耐
熱性改善処理工程の前後における色相の変化が小さい黄
色含水酸化鉄粒子粉末を得ることができるので、黄色着
色顔料、殊に、道路アスファルト用や路面表示塗料用黄
色着色顔料として好ましいものである。
【0098】また、本発明に係る黄色含水酸化鉄粒子粉
末の製造法によれば、前出実施例に示した通り、オート
クレーブ等の特殊な装置を用いることなく、常圧下で耐
熱性の改良された黄色含水酸化鉄粒子粉末を得ることが
できるので、工業的、経済的に有利である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−100794(JP,A) 特開 昭51−66320(JP,A) 特開 昭51−47923(JP,A) 米国特許4291010(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09C 3/06 C09C 1/24 C09C 1/62

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 黄色含水酸化鉄粒子を含む水分散液に該
    黄色含水酸化鉄粒子に対しAl換算で0.1〜10重量
    %のアルミニウム化合物とFe換算で0.1〜50重量
    %の第一鉄塩化合物とを添加、混合した後酸素含有ガス
    を通気して、前記黄色含水酸化鉄粒子の粒子表面にFe
    及びAlからなる複合含水酸化物を被着させ、次いで、
    濾別、水洗、乾燥することにより、粒子表面にFe及び
    Alからなる複合含水酸化物が被着されている黄色含水
    酸化鉄粒子からなる黄色含水酸化鉄粒子粉末を得ること
    を特徴とする耐熱性黄色含水酸化鉄顔料の製造法。
  2. 【請求項2】 黄色含水酸化鉄粒子を含む水分散液に該
    黄色含水酸化鉄粒子に対しAl換算で0.1〜10重量
    %のアルミニウム化合物とFe換算で0.1〜50重量
    %の第一鉄塩化合物とを添加、混合した後酸素含有ガス
    を通気して、前記含水酸化鉄粒子の粒子表面にFe及び
    Alからなる複合含水酸化物を被着させ、次いで、粒子
    表面にFe及びAlからなる複合含水酸化物が被着され
    ている前記黄色含水酸化鉄粒子を含む水分散液のpH値
    を10以上又は4以下に調整した後、アルミニウム化合
    物を添加、攪拌し、次いで該分散液のpH値を5〜9の
    範囲に再調整して、前記Fe及びAlからなる複合含水
    酸化物表面にアルミニウムの水酸化物を被着させた後、
    濾別、水洗、乾燥することにより粒子表面にFe及びA
    lからなる複合含水酸化物が被着され、更にその上にア
    ルミニウムの水酸化物が被着されている黄色含水酸化鉄
    粒子からなる黄色含水酸化鉄粒子粉末を得ることを特徴
    とする耐熱性黄色含水酸化鉄顔料の製造法。
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