JP3552015B2 - Nonmagnetic black pigment powder, nonmagnetic black paint using the nonmagnetic black pigment powder, and black rubber / resin composition using the nonmagnetic black pigment powder - Google Patents

Nonmagnetic black pigment powder, nonmagnetic black paint using the nonmagnetic black pigment powder, and black rubber / resin composition using the nonmagnetic black pigment powder Download PDF

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、黒色度及び耐熱性が優れており、且つ、より分散性に優れている非磁性黒色顔料粉末を提供するとともに、該非磁性黒色顔料粉末によって着色した場合、耐酸性に優れた黒色塗膜や耐老化性に優れた黒色のゴム・樹脂組成物を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】
黒色顔料として代表的なものとしては、マグネタイト粒子粉末、カーボンブラック、フッ化黒鉛等が知られている。これら黒色顔料は、ビヒクル中に混合分散させることにより塗料として、また、ゴムや樹脂中に混練分散させることによりゴムや樹脂の着色剤として広く使用されている。
【0003】
近時、安全衛生の観点並びに省エネルギー時代における作業能率の向上や諸特性の向上という観点から安全、無害であって、黒色度及び耐熱性が優れていることはもちろん、より分散性に優れていることによって、作業性と諸特性に優れた黒色顔料粉末が強く要求されている。
【0004】
従来から使用されているマグネタイト粒子粉末、カーボンブラック、フッ化黒鉛等の黒色顔料は、塗膜にした時、L値が10〜25、a値が−2.5〜2.5及びb値で−2.5〜2.5の値を示しており、黒色度に優れたものである。
【0005】
次に、顔料の耐熱性について言えばゴムや樹脂の成形加工工程においては、高温にさらされることになるので、耐熱性に優れていることが要求される。
【0006】
更に、塗膜を高温で乾燥する焼付塗装においては、塗料樹脂により異なるが100〜400℃の高温においても変色しない顔料が求められている。
【0007】
作業性の向上のためには、顔料が非磁性であって適当な大きさを有するために分散性が優れていることによって取り扱いやすい粉末であることが肝要である。
【0008】
顔料の分散性が良好であることは、色調が鮮明となり、着色力、隠蔽力等顔料本来の基本的特性が向上することはもちろん、塗膜の光沢や鮮映性が良好となり、これらは塗膜の耐酸性、耐老化性等の塗膜物性を向上させることになるので、顔料の分散性の向上が強く要求されている。
【0009】
更に、近年、酸性雨の問題等自然環境、生活環境が悪化しており、特に、屋外で用いられる塗膜形成物及びゴムや樹脂組成物の耐酸性や耐老化性の向上が益々強く要求されている。
【0010】
従来、安全、無害であって、且つ、非磁性である黒色顔料としてMnを含有するヘマタイト粒子粉末が知られている(特公昭43−17288号公報、特公昭47−30085号公報、特公昭54−37004号公報、特開昭49−124127号公報、特開昭51−149200号公報、特開平8−143316号公報等)。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
黒色度及び耐熱性が優れており、且つ、より分散性に優れている非磁性黒色顔料は、現在、最も要求されているところであるが、このような諸特性を有する黒色顔料はいまだ得られていない。
【0012】
即ち、前出公知のマグネタイト粒子粉末は、安全、無害ではあるが、150℃以上の温度でマグヘマイトへの変化が生起し始めるため、黒色から茶褐色に変色し耐熱性に問題があった。また、磁性を有するため粒子相互間で再凝集が生じ、分散が困難となり、作業性が悪いものであった。そして、マグネタイト粒子粉末を用いて塗膜を形成した場合、塗膜の耐酸性は、良好とは言い難いものであった。
【0013】
前出公知のカーボンブラックは、耐熱性が十分とは言い難く、0.01〜0.1μm程度の超微細粒子であり、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る。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。
【0014】
前出公知のフッ化黒鉛は、安全であるとは言い難く、また、500℃程度で色相が大きく変化するため、耐熱性が十分ではなく、分散性も十分とは言い難い。
【0015】
前出公知のMnを含有するヘマタイト粒子粉末は、安全、無害ではあるが、色相は赤褐色乃至黒褐色で黒色度が十分ではない。また、分散性も十分とは言い難いものである。そして、この粒子粉末を用いて塗膜やゴム・樹脂組成物とした場合、耐酸性や耐老化性は良好なものとは言い難いものであった。
【0016】
そこで、本発明は、安全、無害であって、黒色度及び耐熱性が優れており、且つ、より分散性に優れている非磁性黒色顔料を得ることができ、該非磁性黒色顔料を用いて耐酸性に優れた非磁性黒色塗料や耐老化性に優れた黒色のゴム・樹脂組成物を得ることを技術的課題とする。
【0017】
【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。
【0018】
即ち、本発明は、Mnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する平均径0.1〜10μmの非磁性黒色粒状粒子からなるMn含有量が非磁性黒色顔料粉末に対し5〜70重量%であって、粉体pH値が5.5以上であって、且つ、可溶性ナトリウム塩の含有量がNa換算で500ppm以下、可溶性硫酸塩の含有量がSO4換算で200ppm以下である非磁性黒色粉末であることを特徴とする非磁性黒色顔料粉末であり、必要により、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の少なくとも1種で被覆されている前記非磁性黒色粒状粒子からなる非磁性黒色粉末であることを特徴とする非磁性黒色顔料粉末である。
【0019】
また、本発明は、前記いずれかの非磁性黒色顔料粉末を塗料構成基材中に配合したことを特徴とする非磁性黒色塗料である。
【0020】
また、本発明は、前記いずれかの非磁性黒色顔料粉末をゴム・樹脂組成物構成基材中に配合したことを特徴とする非磁性黒色ゴム・樹脂組成物である。
【0021】
本発明の構成をより詳しく説明すれば、次の通りである。
【0022】
先ず、本発明に係る非磁性黒色顔料粉末について述べる。
【0023】
本発明に係る非磁性黒色粉末は、後出実施例に示す通り、X線回折の結果、ヘマタイト構造であることから、非磁性であることが認められた。
【0024】
本発明に係る非磁性黒色粉末は、粒状粒子からなり、粒子の大きさは、平均径が0.1〜10μmである、0.1μm未満の場合は、微粒子であるため分散が困難となる。10μmを越える場合には、粒子径が大きすぎるため、塗膜や樹脂組成物としたときに、表面の平滑性が得られ難くなる。
【0025】
本発明に係る非磁性黒色粉末の粒子径の幾何標準偏差(σg)は2.0以下であり、好ましくは1.7以下、より好ましくは1.5以下である。σgが2.0を越える場合は、粗大粒子の存在比率が大きくなるため、塗膜や樹脂組成物としたときに、表面の平滑性が得られ難くなる。生産性等の工業性を考慮すれば、σgの下限値は1.01である。
【0026】
本発明に係る非磁性黒色粉末は、Mn含有量が非磁性黒色顔料粉末に対し5〜40重量%である。5重量%未満の場合には、必要な黒色度が得られ難い。40重量%を越える場合には、所望の黒色度は得られるが、黒色度が飽和しており、必要以上に含有させる意味がない。好ましくは9〜35重量%であり、より好ましくは10〜20重量%である。
【0027】
本発明に係る非磁性黒色粉末の粉体pH値は、5.5以上である。粉体pH値が5.5未満の場合には、粒子間に多くの酸性不純物が残存するため、架橋を生じて分散性が阻害される。分散性を考慮すると、粉体pH値は、6.5以上が好ましく、より好ましくは粉体pH値が8.0以上である。その上限値は粉体pH値が12以下、好ましくは粉体pH値が11以下、より好ましくは粉体pH値が10以下である。
【0028】
本発明に係る非磁性黒色粉末の可溶性ナトリウム塩の含有量はNa換算で500ppm以下である。500ppmを越える場合には、粒子間にナトリウム塩を含む不純物が架橋し、分散性が阻害される。また、ビヒクル中における黒色顔料粉末の分散性を考慮すると、好ましくは450ppm以下、より好ましくは400ppm以下、更により好ましくは300ppm以下である。生産性等の工業性を考慮すれば、その下限値は0.01ppm程度である。
【0029】
本発明に係る非磁性黒色粉末の可溶性硫酸塩の含有量はSO換算で200ppm以下である。200ppmを越える場合には、粒子間に硫酸塩を含む不純物が架橋し、分散性が阻害される。ビヒクル中おける黒色顔料粉末の分散性を考慮すると、好ましくは170ppm以下、より好ましくは150ppm以下である。生産性等の工業性を考慮すれば、その下限値は0.01ppm程度である。
【0030】
本発明に係る非磁性黒色粉末は、後出実施例に示す通り、L値が10〜25であって、a値が−2.5〜2.5であって、b値が−2.5〜2.5であることから公知の黒色顔料と比べで遜色のないものである。色相を考慮すれば、L値は10〜24が好ましく、15〜23がより好ましい。a値は−2.5〜2.0が好ましく、−2.0〜1.0がより好ましい。b値は−2.5〜2.0が好ましく、−2.5〜1.0がより好ましい。
【0031】
本発明に係る非磁性黒色粉末の耐熱性は0〜2.5である。2.5を越える場合には、黒色顔料粉末を用いて樹脂着色等を行なう場合に、変色等が顕著となり好ましくない。
【0032】
本発明に係る非磁性黒色塗料は、塗膜にした場合、後出実施例に示す通り、L値が15〜25であって、a値が−2.5〜2.5であって、b値が−2.5〜2.5であることから、公知の黒色顔料粉末を用いた場合に比べ、遜色がないものである。また、光沢度は、80%以上であって、耐酸性はΔG値が8.0以下、ΔL値が1.0以下である。色相を考慮すれば、L値は17〜24が好ましく、20〜23がより好ましい。a値は−2.5〜2.0が好ましく、−2.0〜1.0がより好ましい。b値は−2.5〜2.0が好ましく、−2.0〜1.0がより好ましい。光沢度は83%以上が好ましく、85%以上がより好ましい。耐酸性はΔG値が7.0以下が好ましく、6.0以下がより好ましい。ΔL値は0.8以下が好ましく、0.6以下がより好ましい。
【0033】
本発明に係る非磁性黒色ゴム・樹脂組成物は、後出実施例に示す通り、L値が15〜25であって、a値が−2.5〜2.5であって、b値が−2.5〜2.5であることから、公知の黒色顔料粉末を用いた場合に比べ、遜色がないものである。また、分散性の目視観察の結果は、4〜5の範囲であった。耐老化性は、190℃で90分加熱した際の変色した部分の割合が15%以下である。色相を考慮すれば、L値は17〜24が好ましく、20〜24がより好ましい。a値は−2.5〜2.0が好ましく、−2.0〜1.0がより好ましい。b値は−2.5〜2.0が好ましく、−2.0〜1.0がより好ましい。耐老化性は10%以下が好ましく、5%以下がより好ましい。
【0034】
次に、本発明に係る非磁性黒色粉末の製造法について述べる。
【0035】
本発明に係る黒色顔料粉末は、前出特開平4−144924号公報記載の下記製造法により得られたMnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する平均粒径が0.05〜5.0μmの八面体状粒子又は球状粒子を含むスラリーを湿式粉砕した後、該スラリーのpH値を13以上に調整し、次いで、80℃以上の温度で加熱処理した後、濾別、水洗、乾燥することにより得ることができる。
【0036】
Mnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する平均粒径が0.05〜5.0μmの八面体状粒子は、第一鉄塩水溶液と該第一鉄塩水溶液中のFe2+に対して1.01〜1.3当量の水酸化アルカリ水溶液とを反応させて得られた水酸化第一鉄コロイドを含む懸濁液を、45〜100℃の温度範囲に加熱しながら酸素含有ガスを通気するマグネタイト生成反応により前記水酸化第一鉄コロイドを酸化してマグネタイト粒子を生成させることによってマグネタイト粒子を含む懸濁液とし、当該マグネタイト粒子を含む懸濁液にMn又はMnとFe2+とを水溶液の状態で添加して液中の全Feに対して8〜150原子%のMnを存在させた後、当該懸濁液を前記マグネタイト生成反応と同条件下で加熱酸化することによってマグネタイト粒子表面をMnの水酸化物又はMnとFeの水酸化物とによって被覆し、次いで、当該Mnの水酸化物又はMnとFeの水酸化物とを被覆したマグネタイト粒子を濾別、水洗、乾燥し、次いで、750〜1000℃の温度範囲で加熱焼成することにより得る。
【0037】
Mnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する平均粒径が0.1〜10μmの球状粒子は、第一鉄塩水溶液と該第一鉄塩水溶液中のFe2+に対して0.80〜0.99当量の水酸化アルカリ水溶液とを反応させて得られた水酸化第一鉄コロイドを含む懸濁液を、45〜100℃の温度範囲に加熱しながら酸素含有ガスを通気するマグネタイト粒子を生成反応により前記水酸化第一鉄コロイドを酸化してマグネタイト粒子を生成させることによってマグネタイト粒子を含む懸濁液とし、当該マグネタイト粒子を含む懸濁液に液中の全Feに対し8〜150原子%のMn化合物の水溶液と当該Mn化合物と残存Fe2+とに対して1.00当量を越える量の水酸化アルカリ水溶液とを添加した後、前記マグネタイト生成反応と同条件下で加熱酸化することによってマグネタイト粒子表面をMnの水酸化物又はMnとFeの水酸化物とによって被覆し、次いで、当該Mnの水酸化物又はMnとFeの水酸化物とを被覆したマグネタイト粒子を濾別、水洗、乾燥し、次いで、750〜1000℃の温度範囲で加熱焼成することにより得る。
【0038】
上掲Mnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する八面体状粒子や球状粒子を製造するにあたっての諸条件について述べる。
【0039】
第一鉄塩水溶液としては、硫酸第一鉄、塩化第一鉄等を使用することができる。
【0040】
Mn化合物の水溶液としては、硫酸マンガン、塩化マンガン等を使用することができ、マグネタイト粒子の粒子表面に均一に被覆するためには、水溶液の状態で添加することが好ましい。
【0041】
水酸化アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を使用することができる。
【0042】
前記八面体状粒子の非磁性黒色顔料粉末が得られる八面体状を呈したマグネタイト粒子を生成させる製造法としては、例えば、特公昭44−668号公報に開示されている技術手段を用いることができる。
【0043】
水酸化アルカリ水溶液の量は、第一鉄塩水溶液中のFe2+に対して1.01〜1.3当量である。1.01当量未満の場合には、アルカリ添加比のコントロールが難しく、場合により当量比が1.0未満となることもあり、また、粒子サイズ等のコントロールも難しくなる。1.3当量を越える場合には、針状ゲータイト粒子が混在してくる。
【0044】
また、反応温度は45〜100℃の温度範囲であり、45℃未満の場合には、針状ゲータイト粒子が混在するおそれがあり、100℃を越える場合にも八面体状を呈したマグネタイト粒子は生成するが経済的ではない。
【0045】
八面体状を呈したマグネタイト粒子の粒子表面にMnの水酸化物又はMnとFeの水酸化物とを被覆するMnの量は、懸濁液中の全Feに対して8〜150原子%である。Mnが8原子%未満の場合には、非磁性の顔料粉末は得られるが、所望の黒色度は得られ難い。150原子%を越える場合には、所望の黒色度は得られるが、黒色度が飽和しており、必要以上に含有させる意味がない。好ましくは10〜100原子%であり、より好ましくは15〜50原子%の範囲である。
【0046】
また、必要により、MnとともにFe2+を添加するのは、マグネタイト粒子の粒子表面にMnを被覆しやすくするためであり、添加するFe2+の量としては、懸濁液中の全Feに対し25原子%未満であり、25原子%を越える場合にも非磁性黒色顔料粉末は得られるが、黒色度においてやゝ劣るものとなる。
【0047】
尚、添加するFe2+の化合物は、マグネタイト粒子の生成に用いた第一鉄塩水溶液と同じものを使用することが望ましく、被覆処理において、さらに水酸化アルカリ水溶液を追加して添加してもよい。また、被覆するための処理温度等の条件は、マグネタイト粒子の生成条件と同一でよい。
【0048】
前記球状粒子の非磁性黒色顔料粉末が得られる球状を呈したマグネタイト粒子を生成する製造法としては、例えば、特公昭62−51208号公報に開示されている技術手段を用いることができる。
【0049】
水酸化アルカリ水溶液の量は、第一鉄塩水溶液中のFe2+に対して0.80〜0.99当量である。0.80当量未満又は0.99当量を越える場合には、球状を呈したマグネタイト粒子を生成することは困難である。
【0050】
また、反応温度は45〜100℃の温度範囲であり、45℃未満の場合には、針状ゲータイト粒子が混在するおそれがあり、100℃を越える場合にも粒状を呈したマグネタイト粒子は生成するが経済的ではない。
【0051】
球状を呈したマグネタイト粒子に添加するMnの量も懸濁液中の全Feに対して8〜150原子%である。好ましくは10〜100原子%であり、より好ましくは15〜50原子%の範囲である。その理由は前記八面体状を呈したマグネタイト粒子の場合と同様である。
【0052】
また、MnとFeの水酸化物とを被覆するために添加する水酸化アルカリの量は、添加するMn化合物と残存するFe2+とに対し1.00当量を越える量である。1.00当量未満の場合には、MnとFe2+とが全量沈澱しないので均一に被覆することができなくなる。1.00当量を越える場合には、経済性を考慮すると、好ましくは1.01〜1.3当量である。
【0053】
尚、添加する水酸化アルカリ水溶液は、マグネタイト粒子の生成に用いた水酸化アルカリ水溶液と同じものを使用することが望ましく、被覆するための処理温度等の条件は、マグネタイト粒子の生成条件と同一でよい。
【0054】
反応の酸化手段としては、酸素含有ガス(例えば、空気)を反応懸濁液に通気することにより行なうことができ、攪拌機能が設置された反応器で行なうことが好ましい。
【0055】
Mnの水酸化物又はMnとFeの水酸化物を被覆したマグネタイト粒子は、次いで、750〜1000℃の温度範囲で加熱してMnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する粒状粒子を得る。750℃未満の場合には、黒色度が不足し、1000℃を越える場合には、粒子が大きくなりすぎて着色力が出なくなる。
【0056】
尚、加熱焼成する場合の雰囲気は空気中で行なう。空気中で加熱焼成するのは、マグネタイトを酸化してヘマタイト構造に変態させるためである。
【0057】
尚、Si,Al,P,B,Cu,Zn,Cr,Co,Sn,Cd,V,Mo等の金属化合物を前出両製造法における反応前又は反応途中において添加してもよく、また、反応終了後のMnの水酸化物若しくはMnとFeの水酸化物を被覆したマグネタイト粒子の粒子表面を前記金属化合物で被覆処理を施して粒子形状の形成や粒子形状の維持を行なってもよい。
【0058】
Mnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する粒状粒子は、次いで、乾式で粗粉砕をして粗粒をほぐした後、スラリー化し、次いで、湿式粉砕することにより更に粗粒をほぐす。湿式粉砕は、少なくとも44μm以上の粗粒が無くなるようにボールミル、サンドグラインダー、ダイノーミル、コロイドミル等を用いて行えばよい。湿式粉砕の程度は44μm以上の粗粒が10%以下、好ましくは5%以下、より好ましくは0%である。44μm以上の粗粒が10%を越えて残存していると、次工程におけるアルカリ水溶液中の処理効果が得られ難い。
【0059】
粗粒を除去したMnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する粒状粒子を含むスラリーは、該スラリーに水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液を添加してpH値を13以上に調整した後、80℃以上の温度で加熱処理する。
【0060】
Mnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する粒状粒子を含むpH値が13以上のアルカリ性懸濁液の濃度は、50〜250g/lが好ましい。
【0061】
Mnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する粒状粒子を含むアルカリ性懸濁液中のpH値が13未満の場合には、粒子内部及び粒子表面に存在する可溶性ナトリウム塩、可溶性硫酸塩等の洗い出しが不十分となる。その上限は、pH値が14程度である。可溶性ナトリウム塩、可溶性硫酸塩等の洗い出しの効果、更には、アルカリ性水溶液処理中に粒子表面に付着したナトリウム等のアルカリを除去するための洗浄効果を考慮すれば、pH値は13.1〜13.8の範囲が好ましい。
【0062】
Mnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する粒状粒子を含むpH値が13以上のアルカリ性水溶液の加熱温度は、80℃以上が好ましく、より好ましくは90℃以上ある。80℃未満の場合には、粒子内部及び粒子表面に存在する可溶性ナトリウム塩や可溶性硫酸塩等の洗い出しが不十分となる。加熱温度の上限値は103℃が好ましく、より好ましくは100℃である。103℃を越える場合には、オートクレーブ等が必要となったり、常圧下おいては、被処理液が沸騰するなど工業的に有利でなくなる。
【0063】
アルカリ水溶液中で加熱処理した粒子は、常法により、濾別、水洗することにより、粒子内部及び粒子表面から洗い出した可溶性ナトリウム塩や可溶性硫酸塩やアルカリ水溶液処理中に粒子表面に付着したナトリウム等のアルカリを除去し、次いで、乾燥する。
【0064】
水洗法としては、デカンテーションによって洗浄する方法、フィルターシックナーを使用して希釈法で洗浄する方法、フィルタープレスに通水して洗浄する方法等の工業的に通常使用されている方法を使用すればよい。
【0065】
尚、Mnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する粒状粒子の粒子内部に含有されている可溶性ナトリウム塩や可溶性硫酸塩を水洗して洗い出しておけば、それ以降の工程、例えば、後出する被覆処理工程において粒子の粒子表面に可溶性ナトリウム塩や可溶性硫酸塩が付着しても水洗により容易に除去することができる。
【0066】
アルカリ水溶液中で加熱処理した粒状粒子は、必要により、アルカリ水溶液中で加熱処理した後、常法により濾別、水洗し、次いで、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の少なくとも1種により被覆されていてもよい。
【0067】
被覆処理は、アルカリ水溶液中で加熱処理した粒状粒子のケーキ、スラリー、乾燥粉末を水溶液中に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、または、必要により、pH値を調整することにより、前記粒状粒子の粒子表面に、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を被着すればよく、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。
【0068】
被覆処理において添加する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、アルミナゾル等が使用できる。
【0069】
アルミニウム化合物の添加量は、アルカリ水溶液中で加熱処理した粒状粒子粉末に対しAl換算で0.01〜50.00重量%である。0.01重量%未満である場合には、ビヒクル中における分散が不十分であり、50.00重量%を越える場合には、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。
【0070】
被覆処理において添加する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、コロイダルシリカ等が使用できる。
【0071】
ケイ素化合物の添加量は、アルカリ水溶液中で加熱処理した粒状粒子粉末に対しSiO換算で0.01〜50.00重量%である。0.01重量%未満である場合には、ビヒクル中における分散が不十分であり、50.00重量%を越える場合には、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。
【0072】
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、アルカリ水溶液中で加熱処理した粒状粒子粉末に対し、Al換算量とSiO換算量との総和で0.01〜50.00重量%が好ましい。
【0073】
次に、本発明に係る塗料について述べる。
【0074】
本発明に係る塗料中における非磁性黒色顔料粉末の配合割合は、塗料構成基材100重量部に対し0.1〜200重量部の範囲で使用することができ、塗料のハンドリングを考慮すれば、好ましくは0.1〜100重量部、更に好ましくは0.1〜50重量部である。
【0075】
本発明における塗料構成基材としては、樹脂、溶剤及び必要に応じて体質顔料、乾燥促進剤、界面活性剤、硬化促進剤、助剤等が配合される。
【0076】
樹脂としては、溶剤系塗料用として通常使用されるアクリル樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アミノ樹脂等を用いることができる。水系塗料用としては、通常使用される水溶性アルキッド樹脂、水溶性メラミン樹脂、水溶性アクリル樹脂、水溶性ウレタンエマルジョン樹脂を用いることができる。
【0077】
溶剤としては、溶剤系塗料用として通常使用されるトルエン、キシレン、ブチルアセテート、メチルアセテート、メチルイソブチルケトン、ブチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルアルコール、脂肪族炭化水素等を用いることができる。
【0078】
水系塗料用としては、水に加えて通常使用されるブチルセロソルブ、ブチルアルコール等を使用することができる。
【0079】
消泡剤としては、ノプコ8034(商品名)、SNデフォーマー477(商品名)、SNデフォーマー5013(商品名)、SNデフォーマー247(商品名)、SNデフォーマー382(商品名)(以上、いずれもサンノプコ株式会社製)、アンチホーム08(商品名)、エマルゲン903(商品名)(以上、いずれも花王株式会社製)等の市販品を使用することができる。
【0080】
次に、本発明に係るゴム・樹脂組成物及びその製造法について述べる。
【0081】
本発明に係るゴム・樹脂組成物中における非磁性黒色顔料粉末の配合割合は、構成基材100重量部に対し0.01〜200重量部の範囲で使用することができ、ゴム・樹脂組成物のハンドリングを考慮すれば、好ましくは0.05〜100重量部、更に好ましくは0.1〜50重量部である。
【0082】
本発明に係るゴム又は樹脂組成物における構成基材としては、非磁性黒色顔料粉末とゴム又は周知の熱可塑性樹脂とともに、必要により、滑剤、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、各種安定剤等の添加剤が配合される。
【0083】
添加剤の量は、非磁性黒色顔料粉末とゴム又は熱可塑性樹脂との総和に対して50重量%以下であればよい。添加物の含有量が50重量%を越える場合には、成形性が低下する。
【0084】
本発明に係るゴム又は樹脂組成物は、ゴム又は樹脂原料と非磁性黒色顔料粉末をあらかじめよく混合し、次に、混練機もしくは押出機を用いて加熱下で強いせん断作用を加えて、黒色顔料粉末の凝集体を破壊し、ゴム又は樹脂中に黒色顔料粉末を均一に分散させた後、目的に応じた形状に成形加工して使用する。
【0085】
【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。
【0086】
黒色顔料の平均粒径は、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(×80000)に示される粒子約350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。
【0087】
粒子径の幾何標準偏差値(σg)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の粒子径を、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する。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とり、幾何標準偏差値(σg)=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。幾何標準偏差値が小さい程、粒子の粒子径の粒度分布が優れていることを意味する。
【0088】
比表面積はBET法により測定した値で示した。
【0089】
黒色顔料粉末の粒子内部や表面に存在するMn、Al及びSiのそれぞれの量は蛍光X線分析装置3063型(理学電機工業株式会社製)を使用し、JIS
K0119の「けい光X線分析通則」に従って測定した。
【0090】
粉体pH値は、試料5gを300ml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た後、栓を開き減量に相当する純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をJIS Z 8802−7に従って測定し、得られた値を粉体pH値とした。
【0091】
可溶性ナトリウム塩の含有量及び可溶性硫酸塩の含有量は、上記粉体pH値の測定用に作製した上澄み液をNo.5Cの濾紙を用いて濾過し、濾液中のNa及びSO 2−を誘導結合プラズマ発光分光分析装置(セイコー電子工業株式会社製)を用いて測定した。
【0092】
黒色顔料粉末の色相は、試料0.5gとヒマシ油0.7cc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ーラッカー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、多光源分光測色計MSC−IS−2D(スガ試験機株式会社製)を用いてJIS Z8729に定めるところに従って表色指数L値、a値、b値をそれぞれ測定した値で示した。
【0093】
同様に黒色顔料粉末を用いた塗料の色相については、後述組成の塗料を用いた塗布膜の色相を、樹脂組成物の色相については、後述組成からなる樹脂プレートの色相を、多光源分光測色計MSC−IS−2D(スガ試験機株式会社製)を用いてJIS Z8729に定めるところに従って表色指数L値、a値、b値をそれぞれ測定した値で示した。
【0094】
尚、a値は赤味を表し、値が大きい程赤味が強いことを意味する。b値は黄味を表し、値が大きい程黄味が強いことを意味する。L値は明度を表す。
【0095】
黒色顔料粉末の耐熱性は、試料10gを磁製ルツボに入れ、電気炉を用いて500℃で3時間加熱処理を行い、放冷後、試料粉末の色相を測定し、加熱処理前と後の色相の変化を測定することによって求め、加熱処理前の測色値を基準に下式で示されるΔEで示した。ΔEが小さい程、色相の変化が少なく、耐熱性に優れていることを示す。
ΔE={(ΔL+(Δa+(Δb1/2
但し、ΔL:比較する試料間のL値の差
Δa:比較する試料間のa値の差
Δb:比較する試料間のb値の差
【0096】
湿式粉砕後のフルイ残量は、湿式粉砕後のスラリー濃度を別途に求めておき、黒色顔料粉末の固形分100gに相当する量のスラリーを325メッシュ(目開き44μm)のフルイに通し、フルイに残った固形分量を定量することにより求めた。
【0097】
塗料ビヒクルへの分散性は、後出の発明の実施の形態と同様にして作製した塗布膜について、塗布面の光沢度により調べた。
【0098】
光沢度は、グロスメーターUGV−5D(スガ試験機株式会社製)を用いて20°の光沢を測定して求めた。光沢度の値が高い程分散性が良いことを示す。
【0099】
塗料粘度は、後述の処方によって調製した塗料の25℃における塗料粘度をE型粘度計(コーンプレート型粘度計)EMD−R(株式会社東京計器製)を用いて測定し、ずり速度D=1.92sec−1における値で示した。
【0100】
樹脂組成物への分散性は、得られた樹脂組成物表面における未分散の凝集粒子の個数を目視により判定し、5段階で評価した。5が最も分散状態が良いことを示す。
5:未分散物が認められない。
4:1cm当たりに1〜4個認められる。
3:1cm当たりに5〜9個認められる。
2:1cm当たりに10〜49個認められる。
1:1cm当たりに50個以上認められる。
【0101】
耐酸性は、後述実施例で得られる黒色顔料粉末を用いた塗料を、冷間圧延鋼板(0.8mm×70mm×150mm:JIS G−3141)に150μmの厚みで塗布、乾燥して製造した塗膜を有する試料を用意し、光沢度及び色相を測定しておく。次に、1000ccのビーカーに5wt%硫酸水溶液を入れ、上記試料を糸でつるして約120mmの深さまで浸し、25℃で24時間静置する。
【0102】
次に、試料を硫酸水溶液中から取り出して流水で静かに洗い、水を振り切った後、試料の中心部分の光沢度及び色相を測定する。そして硫酸水溶液への浸漬前後の光沢度変化(ΔG値)及び色相変化(ΔL値:試料間のL値の差)を測定し、これの大小で耐酸性を評価した、ΔG値及びΔL値がともに小さい程、耐酸性に優れていることを示す。
【0103】
耐老化性は、後述実施例等で得られる黒色顔料粉末を練り込んだ着色樹脂プレート(縦15mm×横15mm×厚み1mm)を190℃で加熱したときに、変色して樹脂が劣化した部分の面積Sを測定した値と加熱前の着色樹脂プレートの表面の面積S(15mm×15mm=2.25cm)との比S/Sを5%刻みで定量することにより求めた。
即ち、(S/S)×100が0%のときは、劣化が無い状態を示し、(S/S)×100が100%のときは、樹脂が完全に劣化した状態を示す。
【0104】
<マグネタイト粒子の製造>
濃度が1.40mol/lの硫酸第一鉄水溶液300lをあらかじめ攪拌機付反応器中に準備された水210l及び15.75Nの水酸化ナトリウム水溶液60lに加え、pH値が13以上、温度85℃において水酸化第一鉄を含む第一鉄塩水溶液の生成を行なった。
【0105】
上記水酸化第一鉄を含む第一鉄塩水溶液に温度90℃において毎分250lの空気を90分間通気してマグネタイト粒子を生成した。
【0106】
次いで、上記マグネタイト粒子32.4kgを含む水懸濁液570lに、濃度1.4mol/lの硫酸第一鉄水溶液100lと1.4mol/lを含む硫酸マンガン水溶液100l(Mn量はFe及びMnに対し20原子%に該当する。)と11.2Nの水酸化ナトリウム水溶液50l(添加Mn量と添加Fe2+量を中和する量に該当する。)とを加え、pH値が13以上、温度90℃において毎分700lの空気を180分間通気してMn及びFeの水酸化物とを被覆しているマグネタイト粒子を生成した。生成した粒子は、常法により、濾別、水洗、乾燥、粉砕して黒色粉末を得た。
【0107】
続いて、得られた黒色粉末をセラミック製の炉心管を有する連続電気炉に通し、空気中900℃、60分間の平均滞留時間を与えて黒色粉末を得た。
【0108】
得られた黒色粉末は、図1の電子顕微鏡(×20000)に示す通り、平均粒子径が0.30μm、粒子径の幾何標準偏差値が1.39の粒状粒子であり、BET比表面積値は3.8m/gであった。蛍光X線分析の結果、Mn含有量は13.8重量%であり、粉体pH値は7.4、可溶性ナトリウム塩の含有量はNa換算で712ppm、可溶性硫酸塩の含有量はSO換算で856ppm、また、その色相は、L値が22.10、a値が0.21、b値が−1.31であった。
【0109】
また、X線回折の結果、ヘマタイトのピークが認められた。磁性は、外部磁場10kOeを印加した時の磁化値が0.31emu/gであり、略ヘマタイトと同程度であった。
【0110】
更に、上記黒色粉末10gの耐熱試験を行なった、加熱処理後の黒色粉末の色相は L値が22.08、a値が0.16、b値が−1.26、耐熱性はΔEが0.07であり、耐熱性に優れていることが認められた。
【0111】
<黒色顔料粉末のアルカリ加熱処理>
次に、この黒色粉末のうち20kgを純水150lに攪拌機を用いて邂逅し、さらに、ホモミックラインミル(特殊機化工業株式会社製)を3回通して、黒色粉末のスラリーを得た。
【0112】
続いて、得られた黒色スラリーを横形SGM(マイティーミル:井上製作所株式会社製)を用いて、軸回転数2000rpmにおいて5回パスさせた。得られたスラリー中の黒色粉末の325メッシュ(目開き44μm)におけるフルイ残分は0%であった。
【0113】
得られた黒色粉末のスラリーの濃度を100g/lとし、スラリーを150l採取した。このスラリーを攪拌しながら6Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えてスラリーのpH値を13.1に調整した。続いて、このスラリーを攪拌しながら加熱して95℃まで昇温し、その温度で3時間保持した。
【0114】
次に、このスラリーをデカンテーション法により水洗し、pH値が10.5のスラリーとした。正確を期すため、この時点でスラリー濃度を確認したところ99g/lであった。このスラリーを50l分取し、濾別、乾燥して黒色粉末(A)を得た。
【0115】
得られた黒色粉末は、図2の電子顕微鏡(×20000)に示す通り、平均粒子径が0.30μm、粒子径の幾何標準偏差値が1.39の粒状粒子であり、BET比表面積値は4.1m/gであった。蛍光X線分析の結果、Mn含有量は13.7重量%であり、粉体pH値は8.6、可溶性ナトリウム塩の含有量はNa換算で96ppm、可溶性硫酸塩の含有量はSO換算で32ppm、耐熱性はΔEが0.07であった。また、その色相は、L値が22.12、a値が0.19、b値が−1.26であった。
【0116】
また、X線回折の結果、ヘマタイトのピークが認められた。磁性は、外部磁場10kOeを印加した時の磁化値が0.36emu/gであり、略ヘマタイトと同程度であった。
【0117】
<黒色顔料粉末の被覆処理>
残部の前記スラリー100l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水溶液3667ml(黒顔料粉末に対してAl換算で1.0重量%に該当する。)を加え、30分間保持した後、酢酸を用いてpH値が8.0に調整した。この状態で30分間保持した後、3号水ガラス水溶液685.1g(黒顔料粉末に対してSiO換算で2.0重量%に該当する。)を加え、30分間保持した後、酢酸を用いてpH値が7.5に調整した。次いで、濾過、水洗、乾燥、粉砕して粒子表面にアルミニウムの水酸化物とケイ素の酸化物により被覆されている黒色粒子からなる黒色粉末(B)を得た。
【0118】
得られた黒色粉末は、電子顕微鏡写真観察の結果、平均粒子径が0.30μm、粒子径の幾何標準偏差値が1.39の粒状粒子であり、BET比表面積値は11.2m/gであった。蛍光X線分析の結果、Mn含有量は13.5重量%、Al含有量は0.97重量%、SiO含有量は1.93重量%であり、粉体pH値は8.1、可溶性ナトリウム塩の含有量はNa換算で123ppm、可溶性硫酸塩の含有量はSO換算で78ppm、耐熱性はΔEが0.1であった。また、その色相は、L値が22.31、a値が0.37、b値が−1.31であった。また、X線回折の結果、ヘマタイト構造を示すピークが認められた。
【0119】
<黒色顔料粉末を用いた塗料の製造>
140mlのガラスビンに前記黒色顔料粉末(A)及び(B)のそれぞれ10gを用い、塗料組成を下記割合で配合して3mmφガラスビーズ90gとともに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。
【0120】
得られた塗料組成は、下記の通りであった。
黒顔料粉末(A)又は(B) 12.2重量部
アミノアルキッド樹脂 19.5重量部
(アミラックNo.1026:関西ペイント株式会社製)
シンナー 7.3重量部
【0121】
上記ミルベースを用いて、塗料組成を下記割合で配合してペイントシェーカーでさらに15分間混合分散して、黒色顔料粉末(A)を含む塗料(A)及び黒色顔料粉末(B)を含む塗料(B)を得た。
【0122】
得られた塗料組成は、下記の通りであった。
ミルベース 39.0重量部
アミノアルキッド樹脂 61.0重量部
(アミラックNo.1026:関西ペイント株式会社製)
【0123】
次に、得られた塗料を冷間圧延鋼板(0.8mm×70mm×150mm:JIS G−3141)に150μmの厚みて塗布、乾燥した。
【0124】
塗料(A)を用いて製造した塗膜は、光沢度が96%、色相は、L値が22.81、a値が0.41、b値が−1.49であり、塗膜の耐酸性テストに基づく光沢度変化ΔG値が3.8%、明度変化ΔL値が0.31であった。
【0125】
塗料(B)を用いて製造した塗膜の光沢度が105%、色相は、L値が22.76、a値が0.37、b値が−1.51であり、塗膜の耐酸性テストに基づく光沢度変化ΔG値が2.1%、明度変化ΔL値が0.10であった。
【0126】
<黒色顔料粉末を含む樹脂組成物の製造>
前記黒顔料粉末(A)及び(B)のそれぞれを用い、黒色顔料粉末1.5gとポリ塩化ビニル樹脂粉末103EP8D(日本ゼオン株式会社製)48.5gとを秤量し、これらを100ccポリビーカーに入れ、スパチュラでよく混合して混合粉末を得た。
【0127】
得られた混合粉末にステアリン酸カルシウムを0.5gを加えて混合し、160℃に加熱した熱間ロールのクリアランスを0.2mmに設定し、上記混合粉末を少しづつロールに練り込んで樹脂組成物が一体となるまで混練を続けた後、樹脂組成物をロールから剥離して着色樹脂プレート原料をとして用いた。
【0128】
次に、表面研磨されたステンレス板の間に上記樹脂組成物を挟んで180℃に加熱したホットプレス内に入れ、1トン/cmの圧力で加圧成形して厚さ1mmの着色樹脂プレート(A)及び(B)を得た。
【0129】
得られた着色樹脂プレート(A)の分散状態は5であった。着色樹脂プレート(A)を1.5cm角に裁断した試験片3枚を190℃に加熱されたギヤオーブン中に入れ、30分毎に1枚づつ取り出し、樹脂劣化の状態を調べたところ、30分後の劣化程度(S/S×100)は0%、60分後の樹脂劣化程度は5%、90分後の樹脂劣化程度は5%であった。
【0130】
得られた着色樹脂プレート(B)の分散状態は5であった。着色樹脂プレート(B)を1.5cm角に裁断した試験片3枚を190℃に加熱されたギヤオーブン中に入れ、60分毎に1枚づつ取り出し、樹脂劣化の状態を調べたところ、30分後の劣化程度(S/S×100)は0%、60分後の樹脂劣化程度は0%、90分後の樹脂劣化程度は0%であった。
【0131】
【作用】
先ず、本発明において最も重要な点は、Mnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する平均径0.1〜10μmの非磁性黒色粒状粒子からなるMn含有量がFeに対し5〜70重量%であって、粉体pH値が5.5以上であって、且つ、可溶性ナトリウム塩の含有量がNa換算で500ppm以下、可溶性硫酸塩の含有量がSO換算で200ppm以下である非磁性黒色粒状粒子粉末は、黒色度及び耐熱性が優れており、且つ、より分散性に優れているという事実である。
【0132】
黒色度が優れている理由について、本発明者は、Mnが粒子内部に不均一に含有されていたり、表面層のみに含有されているヘマタイト粒子である場合には、黒色度が優れておらず、Mnの水酸化物又はMnとFeの水酸化物とを被覆したマグネタイト粒子を750〜1000℃の温度範囲で加熱焼成することにより、マグネタイトが酸化されてヘマタイト構造に変化するとともに、被覆したMnの水酸化物が粒子表面から粒子内部に拡散した場合には、黒色度が優れていることから、ヘマタイト構造中のMnの存在位置が影響しているものと考えている。
【0133】
耐熱性が優れている理由について、本発明者は、Mnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する粒子は、750℃以上の高温で製造されていることによるものと考えている。
【0134】
より分散性が優れていることについて、本発明者は、固体架橋の原因となっている原料に由来する可溶性ナトリウム塩や可溶性硫酸塩がアルカリ処理により除去できたことにより、固体架橋が解きほぐされ凝集が解けるので、分散性が改善されたものと考えている。
【0135】
次に、本発明において重要な点は、本発明に係るMnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する粒子を用いて得られる塗料やゴム・樹脂組成物は、黒色度及び耐熱性が優れていることはもちろん、塗料の場合には、耐酸性が優れており、ゴム・樹脂組成物の場合には、耐老化性が優れているという事実である。
【0136】
塗料の耐酸性やゴム・樹脂組成物の耐老化性が優れている理由については未だ明らかではないが、本発明者は、加熱処理後の黒色粉末中の耐酸性を阻害する成分、例えば、原料に由来する可溶性ナトリウム塩や可溶性硫酸塩がアルカリ処理により取り除くことができたものと考えている。
【0137】
【実施例】
次に、実施例並びに比較例を挙げる。
【0138】
<黒色顔料粉末の製造>
実施例1〜6
出発原料1〜4を前記本発明の実施の形態と同様にして製造した。
【0139】
得られた出発原料1〜4の諸特性を表1に示す。
【0140】
出発原料1〜4を用いて、前記本発明の実施の形態と同様にしてMnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する黒色顔料粉末を製造した。
【0141】
この時の主要条件及び諸特性を表2に示す。
【0142】
【表1】

Figure 0003552015
【0143】
【表2】
Figure 0003552015
【0144】
実施例7〜12
Mnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する黒色粉末の種類、湿式粉砕の有無、アルカリ水溶液中加熱処理におけるpH値、温度、時間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アルカリ水溶液処理済黒色顔料粉末を得た。
【0145】
この時の主要製造条件及び諸特性を表3に示す。
【0146】
【表3】
Figure 0003552015
【0147】
実施例13〜18
実施例7〜12の各黒色顔料粉末を用い、表面被覆物の種類及び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粒子表面が被覆物で被覆されている黒色粒子からなる黒色顔料粉末を得た。
【0148】
この時の主要製造条件及び諸特性を表4に示す。
【0149】
【表4】
Figure 0003552015
【0150】
比較例1〜10
アルカリ処理前のMnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する黒色顔料粉末である比較例1〜3、公知の黒色顔料粉末である比較例4〜7及びアルカリ処理後のMnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する黒色顔料粉末である比較例8〜10を準備した。
【0151】
これら黒色顔料粉末の諸特性を表5及び表6に示す。
【0152】
尚、比較例7のMn固溶酸化鉄系顔料粉末は前出特開平8−143316号公報に記載の製造法に従って製造したものである。
【0153】
【表5】
Figure 0003552015
【0154】
【表6】
Figure 0003552015
【0155】
<塗料の製造>
実施例19〜30及び比較例11〜20
黒色顔料粉末の種類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塗料を製造し、塗膜を形成した。
【0156】
この時の主要製造条件及び塗膜特性を表7及び表8に示す。
【0157】
【表7】
Figure 0003552015
【0158】
【表8】
Figure 0003552015
【0159】
<樹脂組成物の製造>
実施例31〜42及び比較例21〜30
黒色顔料粉末の種類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樹脂組成物を得た。
【0160】
この時の主要製造条件及び諸特性を表9及び表10に示す。
【0161】
【表9】
Figure 0003552015
【0162】
【表10】
Figure 0003552015
【0163】
【発明の効果】
本発明に係る非磁性黒色顔料粉末は、黒色度及び耐熱性が優れており、且つ、より分散性に優れているので、塗料用、ゴム・樹脂組成物用の着色材及び充填材として好適である。
【0164】
本発明に係る塗料は、上記諸特性を有する非磁性黒色顔料粉末を用いたことに起因して、黒色度が優れており、且つ、耐酸性に優れた塗膜を得ることができる。
【0165】
本発明に係るゴム・樹脂組成物は、上記諸特性を有する非磁性黒色顔料粉末を用いたことに起因して、黒色度が優れており、且つ、耐老化性に優れたゴム・樹脂組成物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態で得られたアルカリ処理前のMnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する黒色顔料粉末の粒子構造を示す電子顕微鏡写真(×20000)である。
【図2】本発明の実施の形態で得られたアルカリ処理前のMnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有するアルカリ水溶液加熱処理後の黒色顔料粉末の粒子構造を示す電子顕微鏡写真(×20000)である。[0001]
[Industrial applications]
The present invention provides a non-magnetic black pigment powder which is excellent in blackness and heat resistance, and which is more excellent in dispersibility, and when colored with the non-magnetic black pigment powder, a black coating excellent in acid resistance. An object of the present invention is to provide a black rubber / resin composition excellent in film and aging resistance.
[0002]
[Prior art]
As typical black pigments, magnetite particle powder, carbon black, fluorinated graphite and the like are known. These black pigments are widely used as paints by mixing and dispersing in vehicles, and as colorants for rubber and resins by kneading and dispersing in rubber and resins.
[0003]
In recent years, it is safe and harmless from the viewpoint of safety and health as well as the improvement of work efficiency and various characteristics in the energy saving era, and it has excellent blackness and heat resistance, as well as more excellent dispersibility. Accordingly, there is a strong demand for a black pigment powder having excellent workability and various properties.
[0004]
Conventionally used black pigments such as magnetite particle powder, carbon black, and fluorinated graphite are used when coated as L*Value is 10-25, a*Values of -2.5 to 2.5 and b*The value indicates a value of -2.5 to 2.5, and is excellent in blackness.
[0005]
Next, regarding the heat resistance of the pigment, in the molding process of rubber and resin, the pigment is exposed to a high temperature, so that it is required to have excellent heat resistance.
[0006]
Further, in baking coating in which a coating film is dried at a high temperature, a pigment that does not discolor even at a high temperature of 100 to 400 ° C., which varies depending on the coating resin, is required.
[0007]
In order to improve the workability, it is important that the pigment is a nonmagnetic powder having an appropriate size and thus having an excellent dispersibility and being easy to handle.
[0008]
The good dispersibility of the pigment means that the color tone is sharp and the basic characteristics of the pigment, such as tinting strength and hiding power, are improved, as well as the gloss and sharpness of the coating film. Since the properties of the coating film such as the acid resistance and aging resistance of the film are improved, improvement in the dispersibility of the pigment is strongly required.
[0009]
Furthermore, in recent years, the natural environment such as the problem of acid rain and the living environment have been deteriorating, and in particular, improvements in the acid resistance and aging resistance of coating film-forming products and rubber and resin compositions used outdoors have been increasingly required. ing.
[0010]
Conventionally, hematite particle powders containing Mn as a safe, harmless and non-magnetic black pigment have been known (JP-B-43-17288, JP-B-47-30085, JP-B-54). JP-A-37004, JP-A-49-124127, JP-A-51-149200, JP-A-8-143316 and the like.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Nonmagnetic black pigments, which have excellent blackness and heat resistance, and are more excellent in dispersibility, are currently the most demanded, but black pigments having such properties are still being obtained. Absent.
[0012]
That is, although the known magnetite particle powder is safe and harmless, it starts to change into maghemite at a temperature of 150 ° C. or higher, so that the color changes from black to brown and there is a problem in heat resistance. In addition, since the particles have magnetism, reaggregation occurs between the particles, making dispersion difficult, and workability is poor. When the coating film was formed using the magnetite particle powder, the acid resistance of the coating film was hardly good.
[0013]
The above-mentioned known carbon black is hard to say that the heat resistance is sufficient, is ultrafine particles of about 0.01 to 0.1 μm, and is a bulky powder, which is difficult to handle and has poor workability. . Also, safety and hygiene problems such as carcinogenicity have been pointed out.
[0014]
The above-mentioned known fluorinated graphite is hard to say that it is safe, and since the hue changes greatly at about 500 ° C., it is not enough to have sufficient heat resistance and dispersibility.
[0015]
The above-mentioned known hematite particle powder containing Mn is safe and harmless, but has a hue of reddish brown or blackish brown and insufficient blackness. In addition, the dispersibility is hardly sufficient. When a coating film or a rubber / resin composition was formed using the particle powder, acid resistance and aging resistance were hardly good.
[0016]
Therefore, the present invention can provide a nonmagnetic black pigment which is safe, harmless, has excellent blackness and heat resistance, and is more excellent in dispersibility. It is an object of the present invention to obtain a non-magnetic black paint having excellent properties and a black rubber / resin composition having excellent aging resistance.
[0017]
[Means for solving the problem]
The technical problem can be achieved by the present invention as described below.
[0018]
That is, the present invention has an average diameter of 0.1 to 10 μm having a hematite structure mainly containing iron containing Mn.mThe Mn content of the nonmagnetic black granular particles is 5 to 70% by weight based on the nonmagnetic black pigment powder, the powder pH value is 5.5 or more, and the content of the soluble sodium salt is Na. 500 ppm or less in conversion, and the content of soluble sulfate is SOFourA non-magnetic black pigment powder characterized by being a non-magnetic black powder of 200 ppm or less in terms of conversion, and, if necessary, a particle surface of which is formed of aluminum hydroxide, aluminum oxide, silicon hydroxide, and silicon hydroxide. A non-magnetic black pigment powder, which is a non-magnetic black powder comprising the non-magnetic black granular particles coated with at least one oxide.
[0019]
Further, the present invention is a non-magnetic black paint, wherein any one of the above-mentioned non-magnetic black pigment powders is blended in a paint constituting base material.
[0020]
Further, the present invention is a non-magnetic black rubber / resin composition, wherein any one of the above-mentioned non-magnetic black pigment powders is blended in a rubber / resin composition constituent base material.
[0021]
The configuration of the present invention will be described in more detail as follows.
[0022]
First, the nonmagnetic black pigment powder according to the present invention will be described.
[0023]
As shown in Examples below, the nonmagnetic black powder according to the present invention was found to be nonmagnetic because of the hematite structure as a result of X-ray diffraction.
[0024]
The non-magnetic black powder according to the present invention is composed of granular particles. The average particle diameter of the non-magnetic black powder is from 0.1 to 10 μm. If it exceeds 10 μm, the particle diameter is too large, so that it is difficult to obtain a smooth surface when forming a coating film or a resin composition.
[0025]
The geometric standard deviation (σg) of the particle diameter of the nonmagnetic black powder according to the present invention is 2.0 or less, preferably 1.7 or less, more preferably 1.5 or less. When σg exceeds 2.0, the abundance ratio of the coarse particles becomes large, so that it becomes difficult to obtain the smoothness of the surface when forming a coating film or a resin composition. In consideration of industrial properties such as productivity, the lower limit of σg is 1.01.
[0026]
The nonmagnetic black powder according to the present invention has a Mn content of 5 to 40% by weight based on the nonmagnetic black pigment powder. If it is less than 5% by weight, it is difficult to obtain the required blackness. If it exceeds 40% by weight, the desired blackness can be obtained, but the blackness is saturated and there is no point in containing more than necessary. Preferably it is 9 to 35% by weight, more preferably 10 to 20% by weight.
[0027]
The non-magnetic black powder according to the present invention has a powder pH of 5.5 or more. If the powder pH value is less than 5.5, many acidic impurities remain between the particles, so that crosslinking occurs and dispersibility is hindered. In consideration of dispersibility, the powder pH value is preferably 6.5 or more, and more preferably 8.0 or more. The upper limit is a powder pH value of 12 or less, preferably a powder pH value of 11 or less, and more preferably a powder pH value of 10 or less.
[0028]
The content of the soluble sodium salt in the nonmagnetic black powder according to the present invention is 500 ppm or less in terms of Na. If it exceeds 500 ppm, impurities including sodium salt are crosslinked between particles, and dispersibility is hindered. In consideration of the dispersibility of the black pigment powder in the vehicle, the content is preferably 450 ppm or less, more preferably 400 ppm or less, and still more preferably 300 ppm or less. In consideration of industrial properties such as productivity, the lower limit is about 0.01 ppm.
[0029]
The non-magnetic black powder according to the present invention has a soluble sulfate content of SO.4It is 200 ppm or less in conversion. If it exceeds 200 ppm, impurities including sulfates are crosslinked between particles, and dispersibility is impaired. Considering the dispersibility of the black pigment powder in the vehicle, it is preferably 170 ppm or less, more preferably 150 ppm or less. In consideration of industrial properties such as productivity, the lower limit is about 0.01 ppm.
[0030]
The non-magnetic black powder according to the present invention contains L*The value is from 10 to 25,*A value between -2.5 and 2.5, b*Since the value is -2.5 to 2.5, it is comparable to a known black pigment. Considering hue, L*The value is preferably from 10 to 24, more preferably from 15 to 23. a*The value is preferably -2.5 to 2.0, more preferably -2.0 to 1.0. b*The value is preferably from -2.5 to 2.0, and more preferably from -2.5 to 1.0.
[0031]
The heat resistance of the nonmagnetic black powder according to the present invention is 0 to 2.5. If it exceeds 2.5, discoloration and the like become remarkable when resin coloring or the like is performed using a black pigment powder, which is not preferable.
[0032]
The non-magnetic black paint according to the present invention, when formed into a coating film, has an L*A value between 15 and 25,*A value between -2.5 and 2.5, b*Since the value is -2.5 to 2.5, it is comparable to the case where a known black pigment powder is used. Further, the glossiness is 80% or more, the acid resistance is ΔG value of 8.0 or less, and ΔL is*The value is 1.0 or less. Considering hue, L*The value is preferably 17 to 24, more preferably 20 to 23. a*The value is preferably -2.5 to 2.0, more preferably -2.0 to 1.0. b*The value is preferably -2.5 to 2.0, more preferably -2.0 to 1.0. The gloss is preferably 83% or more, more preferably 85% or more. The acid resistance is preferably such that the ΔG value is 7.0 or less, more preferably 6.0 or less. ΔL*The value is preferably 0.8 or less, more preferably 0.6 or less.
[0033]
The non-magnetic black rubber / resin composition according to the present invention has L*A value between 15 and 25,*A value between -2.5 and 2.5, b*Since the value is -2.5 to 2.5, it is comparable to the case where a known black pigment powder is used. The result of visual observation of dispersibility was in the range of 4 to 5. The aging resistance is such that the proportion of discolored portions when heated at 190 ° C. for 90 minutes is 15% or less. Considering hue, L*The value is preferably 17 to 24, more preferably 20 to 24. a*The value is preferably -2.5 to 2.0, more preferably -2.0 to 1.0. b*The value is preferably -2.5 to 2.0, more preferably -2.0 to 1.0. The aging resistance is preferably 10% or less, more preferably 5% or less.
[0034]
Next, a method for producing the nonmagnetic black powder according to the present invention will be described.
[0035]
The black pigment powder according to the present invention has an average particle size of 0.05 having a hematite structure containing iron as a main component and containing Mn obtained by the following production method described in the above-mentioned JP-A-4-144924. After wet-pulverizing a slurry containing octahedral particles or spherical particles of up to 5.0 μm, the pH value of the slurry is adjusted to 13 or more, and then heated at a temperature of 80 ° C. or more, filtered, and washed with water. Can be obtained by drying.
[0036]
Octahedral particles having a hematite structure containing iron as a main component and containing Mn and having an average particle size of 0.05 to 5.0 μm are composed of a ferrous salt aqueous solution and Fe in the ferrous salt aqueous solution.2+The suspension containing the ferrous hydroxide colloid obtained by reacting 1.01 to 1.3 equivalents of an aqueous alkali hydroxide solution with respect to the oxygen-containing suspension is heated to a temperature range of 45 to 100 ° C. The ferrous hydroxide colloid is oxidized by a magnetite generation reaction in which gas is passed to generate magnetite particles to form a suspension containing magnetite particles, and the suspension containing the magnetite particles contains Mn or Mn and Fe.2+Is added in the form of an aqueous solution to make Mn of 8 to 150 atomic% based on the total Fe in the liquid, and then the suspension is heated and oxidized under the same conditions as in the above-mentioned magnetite formation reaction, thereby producing magnetite. The particle surface is coated with a hydroxide of Mn or a hydroxide of Mn and Fe, and then the magnetite particles coated with the hydroxide of Mn or the hydroxide of Mn and Fe are filtered, washed, and dried. Then, it is obtained by heating and firing in a temperature range of 750 to 1000 ° C.
[0037]
Spherical particles having an average particle size of 0.1 to 10 μm and having a hematite structure containing iron as a main component containing Mn are a ferrous salt aqueous solution and Fe in the ferrous salt aqueous solution.2+The suspension containing ferrous hydroxide colloid obtained by reacting 0.80 to 0.99 equivalents of an aqueous alkali hydroxide solution with respect to the oxygen-containing suspension is heated to a temperature range of 45 to 100 ° C. A suspension containing magnetite particles is generated by oxidizing the ferrous hydroxide colloid by a reaction to generate magnetite particles through which gas is passed to generate magnetite particles, and the suspension containing the magnetite particles is added to the suspension containing the magnetite particles. An aqueous solution of 8 to 150 atomic% of Mn compound with respect to Fe, the Mn compound and residual Fe2+After adding an aqueous solution of an alkali hydroxide in excess of 1.00 equivalent to the above, the surface of the magnetite particles was heated and oxidized under the same conditions as in the above-mentioned magnetite generation reaction, thereby making the surface of the magnetite particles Mn hydroxide or Mn and Fe. The magnetite particles coated with a hydroxide and then coated with the hydroxide of Mn or the hydroxide of Mn and Fe are separated by filtration, washed with water, dried, and then heated in a temperature range of 750 to 1000 ° C. Obtained by firing.
[0038]
Various conditions for producing octahedral particles and spherical particles having a hematite structure containing iron as a main component and containing Mn described above will be described.
[0039]
As the ferrous salt aqueous solution, ferrous sulfate, ferrous chloride and the like can be used.
[0040]
As the aqueous solution of the Mn compound, manganese sulfate, manganese chloride, or the like can be used. In order to uniformly coat the surface of the magnetite particles, it is preferable to add the aqueous solution.
[0041]
As the aqueous alkali hydroxide solution, sodium hydroxide, potassium hydroxide, or the like can be used.
[0042]
As a production method for producing octahedral magnetite particles from which the non-magnetic black pigment powder of the octahedral particles is obtained, for example, it is possible to use the technical means disclosed in Japanese Patent Publication No. 44-668. it can.
[0043]
The amount of the aqueous alkali hydroxide solution is determined by adjusting the amount of Fe2+1.01 to 1.3 equivalents. When the amount is less than 1.01 equivalent, it is difficult to control the alkali addition ratio, and in some cases, the equivalent ratio may be less than 1.0, and it is also difficult to control the particle size and the like. When the amount exceeds 1.3 equivalents, acicular goethite particles are mixed.
[0044]
Further, the reaction temperature is in the temperature range of 45 to 100 ° C. If the reaction temperature is lower than 45 ° C, acicular goethite particles may be mixed. Generates but is not economical.
[0045]
The amount of Mn that coats the Mn hydroxide or the Mn and Fe hydroxide on the particle surface of the octahedral magnetite particles is 8 to 150 atomic% based on the total Fe in the suspension. is there. When Mn is less than 8 atomic%, a nonmagnetic pigment powder can be obtained, but a desired blackness is hardly obtained. If it exceeds 150 atomic%, the desired blackness can be obtained, but the blackness is saturated and there is no point in containing more than necessary. It is preferably in the range of 10 to 100 atomic%, and more preferably in the range of 15 to 50 atomic%.
[0046]
If necessary, Fe and Fe together with Mn2+Is added to facilitate the coating of Mn on the surface of the magnetite particles.2+Is less than 25 atomic% based on the total Fe in the suspension, and when it exceeds 25 atomic%, a nonmagnetic black pigment powder can be obtained, but the blackness is slightly inferior.
[0047]
In addition, Fe to be added2+It is desirable to use the same compound as the ferrous salt aqueous solution used for the generation of the magnetite particles. In the coating treatment, an alkali hydroxide aqueous solution may be additionally added. The conditions such as the processing temperature for coating may be the same as the conditions for forming the magnetite particles.
[0048]
As a production method for producing spherical magnetite particles from which the nonmagnetic black pigment powder of the spherical particles is obtained, for example, the technical means disclosed in JP-B-62-51208 can be used.
[0049]
The amount of the aqueous alkali hydroxide solution is determined by adjusting the amount of Fe2+0.80 to 0.99 equivalents. When it is less than 0.80 equivalent or more than 0.99 equivalent, it is difficult to produce spherical magnetite particles.
[0050]
In addition, the reaction temperature is in a temperature range of 45 to 100 ° C. If the reaction temperature is lower than 45 ° C, needle-like goethite particles may be present, and if the temperature exceeds 100 ° C, granular magnetite particles are generated. But not economical.
[0051]
The amount of Mn added to the spherical magnetite particles is also 8 to 150 atomic% based on the total Fe in the suspension. It is preferably in the range of 10 to 100 atomic%, and more preferably in the range of 15 to 50 atomic%. The reason is the same as in the case of the octahedral magnetite particles.
[0052]
The amount of the alkali hydroxide added to coat Mn and the hydroxide of Fe is determined by the amount of the added Mn compound and the amount of the remaining Fe.2+Is more than 1.00 equivalent. If less than 1.00 equivalent, Mn and Fe2+Cannot be uniformly coated because the entire amount does not precipitate. When it exceeds 1.00 equivalent, it is preferably 1.01 to 1.3 equivalent in consideration of economy.
[0053]
The alkali hydroxide aqueous solution to be added is desirably the same as the alkali hydroxide aqueous solution used to generate the magnetite particles, and the conditions such as the treatment temperature for coating are the same as the conditions for generating the magnetite particles. Good.
[0054]
The oxidizing means for the reaction can be carried out by aerating an oxygen-containing gas (for example, air) through the reaction suspension, and is preferably carried out in a reactor equipped with a stirring function.
[0055]
The magnetite particles coated with a hydroxide of Mn or a hydroxide of Mn and Fe are then heated in a temperature range of 750 to 1000 ° C. to obtain a granular material having a hematite structure containing iron as a main component containing Mn. Get the particles. If it is lower than 750 ° C., the degree of blackness is insufficient, and if it is higher than 1000 ° C., the particles become too large and no coloring power is obtained.
[0056]
Note that the heating and firing are performed in the air. The heating and firing in the air is for oxidizing the magnetite to transform it into a hematite structure.
[0057]
In addition, a metal compound such as Si, Al, P, B, Cu, Zn, Cr, Co, Sn, Cd, V, and Mo may be added before or during the reaction in both of the above production methods. The surface of the magnetite particles coated with the hydroxide of Mn or the hydroxide of Mn and Fe after the reaction may be coated with the metal compound to form the particle shape or maintain the particle shape.
[0058]
The granular particles having a hematite structure containing iron as a main component containing Mn are then coarsely pulverized in a dry system to loosen the coarse particles, then slurried, and then further wet-pulverized to further coarse particles. Relax. The wet pulverization may be performed using a ball mill, a sand grinder, a Dyno mill, a colloid mill, or the like so that coarse particles of at least 44 μm or more are eliminated. The degree of wet pulverization is 10% or less, preferably 5% or less, more preferably 0% of coarse particles having a size of 44 μm or more. If coarse particles of 44 μm or more remain in excess of 10%, it is difficult to obtain the treatment effect in the aqueous alkali solution in the next step.
[0059]
The slurry containing granular particles having a hematite structure containing iron as a main component and containing Mn from which coarse particles were removed was adjusted to a pH value of 13 or more by adding an aqueous alkali solution such as sodium hydroxide to the slurry. Thereafter, heat treatment is performed at a temperature of 80 ° C. or higher.
[0060]
The concentration of the alkaline suspension having a pH value of 13 or more containing granular particles having a hematite structure containing iron as a main component and containing Mn is preferably from 50 to 250 g / l.
[0061]
When the pH value of the alkaline suspension containing granular particles having a hematite structure containing iron as a main component containing Mn is less than 13, the soluble sodium salt present inside the particles and on the surface of the particles, soluble sulfuric acid, Washing out salt etc. becomes insufficient. The upper limit is a pH value of about 14. Considering the effect of washing out soluble sodium salts, soluble sulfates, etc., and the washing effect for removing alkalis such as sodium adhering to the particle surface during the treatment with the alkaline aqueous solution, the pH value is 13.1 to 13. .8 is preferred.
[0062]
The heating temperature of the alkaline aqueous solution having a pH value of 13 or more and containing granular particles having a hematite structure containing iron as a main component containing Mn is preferably 80 ° C or more, more preferably 90 ° C or more. If the temperature is lower than 80 ° C., washing out of soluble sodium salts and soluble sulfates present inside the particles and on the surface of the particles becomes insufficient. The upper limit of the heating temperature is preferably 103 ° C, more preferably 100 ° C. When the temperature exceeds 103 ° C., an autoclave or the like is required, and the liquid to be treated boils under normal pressure, which is not industrially advantageous.
[0063]
Particles that have been heat-treated in an aqueous alkaline solution are separated by filtration and washed with water in a conventional manner, solubilized sodium salts and soluble sulfates washed out from the inside of the particles and from the particle surface, sodium adhered to the particle surface during the alkaline aqueous solution treatment, etc. Of alkali and then dried.
[0064]
As a water washing method, a method generally used in industry such as a method of washing by decantation, a method of washing by a dilution method using a filter thickener, a method of washing by passing water through a filter press, and the like may be used. Good.
[0065]
In addition, if the soluble sodium salt or soluble sulfate contained in the particles of the granular particles having a hematite structure containing iron as a main component containing Mn is washed out with water, the subsequent steps, for example, Even if a soluble sodium salt or a soluble sulfate adheres to the particle surface of the particles in the coating process described later, it can be easily removed by washing with water.
[0066]
The granular particles heat-treated in an alkaline aqueous solution, if necessary, are subjected to a heat treatment in an alkaline aqueous solution, and then separated by filtration and washed with water in a conventional manner, and then an aluminum hydroxide, an aluminum oxide, and a silicon hydroxide. And at least one of silicon oxides.
[0067]
The coating treatment is performed by adding an aluminum compound, a silicon compound, or both compounds to a water suspension obtained by dispersing a cake, slurry, or dry powder of granular particles heat-treated in an alkaline aqueous solution in an aqueous solution, and mixing and stirring. Or, if necessary, by adjusting the pH value, to adhere the hydroxide of aluminum, the oxide of aluminum, the hydroxide of silicon and the oxide of silicon to the particle surface of the granular particles. Then, the mixture is filtered, washed with water, dried and pulverized. If necessary, a deaeration / consolidation treatment may be performed.
[0068]
As the aluminum compound to be added in the coating treatment, aluminum salts such as aluminum acetate, aluminum sulfate, aluminum chloride, and aluminum nitrate, alkali aluminates such as sodium aluminate, and alumina sol can be used.
[0069]
The amount of the aluminum compound to be added is 0.01 to 50.00% by weight in terms of Al based on the granular particles heat-treated in an aqueous alkaline solution. If it is less than 0.01% by weight, the dispersion in the vehicle is insufficient, and if it exceeds 50.00% by weight, the coating effect is saturated, so that there is no point in adding more than necessary.
[0070]
As the silicon compound to be added in the coating treatment, No. 3 water glass, sodium orthosilicate, sodium metasilicate, colloidal silica and the like can be used.
[0071]
The amount of the silicon compound to be added is as follows:2It is 0.01 to 50.00% by weight in conversion. If it is less than 0.01% by weight, the dispersion in the vehicle is insufficient, and if it exceeds 50.00% by weight, the coating effect is saturated, so that there is no point in adding more than necessary.
[0072]
When an aluminum compound and a silicon compound are used in combination, the amount in terms of Al and SiO2It is preferably 0.01 to 50.00% by weight in total with the reduced amount.
[0073]
Next, the paint according to the present invention will be described.
[0074]
The mixing ratio of the non-magnetic black pigment powder in the paint according to the present invention can be used in the range of 0.1 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the paint constituting base material, and in consideration of the handling of the paint, Preferably it is 0.1 to 100 parts by weight, more preferably 0.1 to 50 parts by weight.
[0075]
In the present invention, a resin, a solvent, and, if necessary, an extender, a drying accelerator, a surfactant, a curing accelerator, an auxiliary agent, and the like are blended as the paint constituting base material.
[0076]
As the resin, an acrylic resin, an alkyd resin, a polyester resin, a polyurethane resin, an epoxy resin, a phenol resin, a melamine resin, an amino resin, and the like, which are generally used for solvent-based paints, can be used. For water-based paints, commonly used water-soluble alkyd resins, water-soluble melamine resins, water-soluble acrylic resins, and water-soluble urethane emulsion resins can be used.
[0077]
As the solvent, toluene, xylene, butyl acetate, methyl acetate, methyl isobutyl ketone, butyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl alcohol, aliphatic hydrocarbon, and the like, which are usually used for solvent-based paints, can be used.
[0078]
For water-based paints, butyl cellosolve, butyl alcohol and the like which are usually used in addition to water can be used.
[0079]
Examples of the defoaming agent include Nopco 8034 (trade name), SN Deformer 477 (trade name), SN Deformer 5013 (trade name), SN Deformer 247 (trade name), SN Deformer 382 (trade name) (all of which are San Nopco) Commercial products such as Antihome08 (trade name), Emulgen 903 (trade name) (all manufactured by Kao Corporation) can be used.
[0080]
Next, the rubber / resin composition according to the present invention and a method for producing the same will be described.
[0081]
The compounding ratio of the nonmagnetic black pigment powder in the rubber / resin composition according to the present invention can be used in the range of 0.01 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the constituent base material. Taking into account the handling, the amount is preferably 0.05 to 100 parts by weight, more preferably 0.1 to 50 parts by weight.
[0082]
As the constituent substrate in the rubber or resin composition according to the present invention, together with a non-magnetic black pigment powder and rubber or a known thermoplastic resin, if necessary, a lubricant, a plasticizer, an antioxidant, an ultraviolet absorber, and various stabilizers And the like.
[0083]
The amount of the additive may be 50% by weight or less based on the total amount of the non-magnetic black pigment powder and the rubber or thermoplastic resin. When the content of the additive exceeds 50% by weight, the moldability decreases.
[0084]
The rubber or resin composition according to the present invention is obtained by thoroughly mixing the rubber or resin raw material and the non-magnetic black pigment powder in advance, and then applying a strong shearing action under heating using a kneader or an extruder to obtain a black pigment. After agglomeration of the powder is broken and the black pigment powder is uniformly dispersed in the rubber or resin, the powder is molded into a shape suitable for the purpose and used.
[0085]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A typical embodiment of the present invention is as follows.
[0086]
The average particle size of the black pigment was determined by measuring the directional diameter of about 350 particles shown in a photograph (× 80000) obtained by enlarging the electron micrograph (× 20000) four times in the vertical and horizontal directions, respectively. The average value was shown.
[0087]
The geometric standard deviation (σg) of the particle diameter was shown by a value obtained by the following method. That is, the value of the particle size shown in the enlarged photograph, the particle size of the particle on the horizontal axis on the lognormal probability paper according to a statistical method from the actual particle size and the number of particles calculated from the measured value The diameter is plotted on the vertical axis as a percentage of the cumulative number of particles belonging to each of the predetermined particle diameter sections (under the integrated screen). Then, the particle diameter values corresponding to the cumulative number of particles of 50% and 84.13% are read from this graph, and the geometric standard deviation (σg) = particle diameter at 84.13% below the integrated screen / integrated screen. The value was calculated according to the particle diameter (geometric mean diameter) at the lower 50%. The smaller the geometric standard deviation value, the better the particle size distribution of the particle diameter of the particles.
[0088]
The specific surface area was indicated by a value measured by the BET method.
[0089]
The amounts of Mn, Al and Si present in the inside and on the surface of the black pigment powder were determined by using a fluorescent X-ray analyzer 3063 type (manufactured by Rigaku Corporation) according to JIS.
The measurement was performed in accordance with K0119 “General rules for X-ray fluorescence analysis”.
[0090]
The powder pH value was determined by weighing 5 g of the sample into a 300 ml Erlenmeyer flask, adding 100 ml of boiled pure water, heating and maintaining the boiling state for about 5 minutes, and then stoppering and cooling to room temperature. Open the stopper, add pure water corresponding to the weight loss, stopper again, shake for 1 minute, leave for 5 minutes, measure the pH of the obtained supernatant according to JIS Z 8802-7, and obtain the obtained value. Was taken as the powder pH value.
[0091]
For the content of the soluble sodium salt and the content of the soluble sulfate, the supernatant prepared for the measurement of the pH value of the powder described above was No. 1; The solution was filtered using 5C filter paper, and the Na in the filtrate was filtered.+And SO4 2-Was measured using an inductively coupled plasma emission spectrometer (manufactured by Seiko Instruments Inc.).
[0092]
The hue of the black pigment powder was prepared by kneading 0.5 g of a sample and 0.7 cc of castor oil with a Hoover-type muller into a paste, adding 4.5 g of clear lacquer to the paste, kneading and converting the paste into 6 mils on a cast-coated paper. A coated piece (coating thickness: about 30 μm) was prepared using an applicator described in JIS Z8729 using a multi-light source spectrophotometer MSC-IS-2D (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.). The color index L according to*Value, a*Value, b*The values were shown as measured values.
[0093]
Similarly, for the hue of the paint using the black pigment powder, the hue of the coating film using the paint having the composition described below, and for the hue of the resin composition, the hue of the resin plate having the composition described below, multi-source spectral colorimetry. Colorimetric index L according to JIS Z8729 using MSC-IS-2D (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.)*Value, a*Value, b*The values were shown as measured values.
[0094]
Note that a*The value represents reddishness, and a larger value indicates a stronger reddishness. b*The value represents yellowish color, and a larger value means a stronger yellowish color. L*The value represents lightness.
[0095]
The heat resistance of the black pigment powder was measured by placing 10 g of the sample in a porcelain crucible, performing a heat treatment at 500 ° C. for 3 hours using an electric furnace, and after cooling, measuring the hue of the sample powder. It is determined by measuring a change in hue, and ΔE represented by the following equation based on the colorimetric value before the heat treatment:*Indicated by. ΔE*The smaller the value, the smaller the change in hue and the higher the heat resistance.
ΔE*= {(ΔL*)2+ (Δa*)2+ (Δb*)21/2
Where ΔL*: L between samples to be compared*Value difference
Δa*: A between samples to be compared*Value difference
Δb*: B between samples to be compared*Value difference
[0096]
The remaining amount of the sieve after the wet pulverization is determined by separately obtaining the slurry concentration after the wet pulverization, and passing a slurry equivalent to 100 g of the solid content of the black pigment powder through a 325 mesh (opening 44 μm) sieve. It was determined by quantifying the amount of remaining solids.
[0097]
The dispersibility in the paint vehicle was examined by the glossiness of the coated surface of a coating film produced in the same manner as in the embodiment of the invention described later.
[0098]
The gloss was measured by measuring gloss at 20 ° using a gloss meter UGV-5D (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.). The higher the gloss value, the better the dispersibility.
[0099]
The paint viscosity was measured by using an E-type viscometer (cone-plate viscometer) EMD-R (manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.) at 25 ° C. of the paint prepared according to the formulation described below, and the shear rate D = 1 .92 sec-1The values in are shown.
[0100]
The dispersibility in the resin composition was determined by visually determining the number of undispersed aggregated particles on the surface of the obtained resin composition, and evaluated on a five-point scale. 5 indicates that the dispersion state is the best.
5: No undispersed substance is observed.
4: 1cm21 to 4 pieces are recognized per hit.
3: 1cm2There are 5 to 9 per hit.
2: 1cm2There are 10-49 per hit.
1: 1cm2More than 50 are found per hit.
[0101]
The acid resistance is a coating produced by applying a coating using a black pigment powder obtained in Examples described later to a cold-rolled steel plate (0.8 mm × 70 mm × 150 mm: JIS G-3141) at a thickness of 150 μm and drying. A sample having a film is prepared, and the gloss and hue are measured. Next, a 5 wt% sulfuric acid aqueous solution is put into a 1000 cc beaker, the sample is hung with a thread, immersed to a depth of about 120 mm, and left at 25 ° C. for 24 hours.
[0102]
Next, the sample is taken out from the aqueous sulfuric acid solution, gently washed with running water, and the water is shaken off. Then, the gloss and the hue of the central portion of the sample are measured. The change in gloss (ΔG value) and the change in hue (ΔL) before and after immersion in an aqueous sulfuric acid solution.*Value: L between samples*ΔG value and ΔL were evaluated for acid resistance according to the magnitude of the difference.*The smaller the value, the better the acid resistance.
[0103]
The aging resistance is determined by heating a colored resin plate (length 15 mm × width 15 mm × thickness 1 mm) kneaded with black pigment powder obtained in Examples and the like described below at 190 ° C. in a portion where the resin is discolored and deteriorated. Measured value of area S and area S of surface of colored resin plate before heating0(15mm x 15mm = 2.25cm2) And S / S0Was determined by quantifying in 5% increments.
That is, (S / S0) × 100 is 0%, indicating that there is no deterioration, and (S / S0When x) is 100%, it indicates that the resin is completely degraded.
[0104]
<Manufacture of magnetite particles>
300 l of an aqueous solution of ferrous sulfate having a concentration of 1.40 mol / l are added to 210 l of water and 60 l of a 15.75N aqueous solution of sodium hydroxide prepared in a reactor equipped with a stirrer at a pH value of 13 or more at a temperature of 85 ° C. An aqueous ferrous salt solution containing ferrous hydroxide was produced.
[0105]
250 l of air per minute was passed through the aqueous ferrous salt solution containing ferrous hydroxide at 90 ° C. for 90 minutes to produce magnetite particles.
[0106]
Next, 100 l of a 1.4 mol / l ferrous sulfate aqueous solution and 100 l of a manganese sulfate aqueous solution containing 1.4 mol / l were added to 570 l of an aqueous suspension containing 32.4 kg of the magnetite particles (Mn content was Fe and Mn). 20% by atom) and 50 l of a 11.2N aqueous sodium hydroxide solution (the amount of added Mn and the added Fe).2+It corresponds to the amount that neutralizes the amount. ) Was added, and 700 l / min of air was passed through at 180 ° C for 180 minutes at a temperature of 90 ° C and a pH value of 13 or more to produce magnetite particles coated with hydroxides of Mn and Fe. The produced particles were separated by filtration, washed with water, dried and pulverized by a conventional method to obtain a black powder.
[0107]
Subsequently, the obtained black powder was passed through a continuous electric furnace having a ceramic furnace tube to give an average residence time of 900 ° C. in air for 60 minutes to obtain a black powder.
[0108]
The obtained black powder was granular particles having an average particle diameter of 0.30 μm and a geometric standard deviation of the particle diameter of 1.39, as shown in the electron microscope (× 20000) in FIG. 1, and a BET specific surface area value of 3.8m2/ G. As a result of X-ray fluorescence analysis, the Mn content was 13.8% by weight, the powder pH was 7.4, the soluble sodium salt content was 712 ppm in terms of Na, and the soluble sulfate content was SO.4856 ppm in conversion and its hue is L*Value 22.10, a*Value 0.21, b*The value was -1.31.
[0109]
As a result of X-ray diffraction, a hematite peak was observed. As for magnetism, the magnetization value when an external magnetic field of 10 kOe was applied was 0.31 emu / g, which was almost the same as that of hematite.
[0110]
Further, a heat resistance test was performed on 10 g of the black powder, and the hue of the black powder after the heat treatment was L*Value 22.08, a*Value 0.16, b*The value was −1.26, and the heat resistance ΔE was 0.07, indicating that the heat resistance was excellent.
[0111]
<Alkali heat treatment of black pigment powder>
Next, 20 kg of the black powder was contacted with 150 l of pure water using a stirrer, and further passed through a homomic line mill (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) three times to obtain a slurry of the black powder.
[0112]
Subsequently, the obtained black slurry was passed five times at a shaft rotation number of 2000 rpm using a horizontal SGM (Mighty Mill: manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.). The sieve residue of the black powder in the obtained slurry at 325 mesh (mesh size: 44 μm) was 0%.
[0113]
The concentration of the obtained black powder slurry was set to 100 g / l, and 150 l of the slurry was collected. While stirring the slurry, a 6N aqueous solution of sodium hydroxide was added to adjust the pH value of the slurry to 13.1. Subsequently, the slurry was heated with stirring and heated to 95 ° C., and kept at that temperature for 3 hours.
[0114]
Next, this slurry was washed with water by a decantation method to obtain a slurry having a pH value of 10.5. For the sake of accuracy, the slurry concentration was confirmed at this point to be 99 g / l. 50 l of this slurry was separated, filtered and dried to obtain a black powder (A).
[0115]
The obtained black powder is granular particles having an average particle diameter of 0.30 μm and a geometric standard deviation of the particle diameter of 1.39, as shown in the electron microscope (× 20000) in FIG. 4.1m2/ G. As a result of X-ray fluorescence analysis, the Mn content was 13.7% by weight, the powder pH value was 8.6, the soluble sodium salt content was 96 ppm in terms of Na, and the soluble sulfate content was SO.4The conversion was 32 ppm, and the heat resistance was ΔE of 0.07. The hue is L*Value is 22.12, a*Value 0.19, b*The value was -1.26.
[0116]
As a result of X-ray diffraction, a hematite peak was observed. As for magnetism, the magnetization value when an external magnetic field of 10 kOe was applied was 0.36 emu / g, which was almost the same as that of hematite.
[0117]
<Coating treatment of black pigment powder>
The remaining 100 l of the slurry was heated to 60 ° C., and 3667 ml of a 1.0 mol / l aqueous sodium aluminate solution (corresponding to 1.0 wt% in terms of Al with respect to the black pigment powder) was added to the slurry. After holding for 30 minutes, the pH value was adjusted to 8.0 using acetic acid. After maintaining in this state for 30 minutes, 685.1 g of an aqueous solution of No. 3 water glass (SiO.2This corresponds to 2.0% by weight in conversion. ) Was added and the mixture was kept for 30 minutes, and then the pH value was adjusted to 7.5 with acetic acid. Next, it was filtered, washed with water, dried and pulverized to obtain a black powder (B) composed of black particles whose surface was coated with an aluminum hydroxide and a silicon oxide.
[0118]
As a result of electron micrograph observation, the obtained black powder was granular particles having an average particle diameter of 0.30 μm and a geometric standard deviation of the particle diameter of 1.39, and a BET specific surface area of 11.2 m.2/ G. As a result of X-ray fluorescence analysis, the Mn content was 13.5% by weight, the Al content was 0.97% by weight,2The content was 1.93% by weight, the powder pH value was 8.1, the soluble sodium salt content was 123 ppm in terms of Na, and the soluble sulfate content was SO.4The conversion was 78 ppm, and the heat resistance ΔE was 0.1. The hue is L*Value 22.31, a*Value 0.37, b*The value was -1.31. Further, as a result of X-ray diffraction, a peak indicating a hematite structure was observed.
[0119]
<Manufacture of paint using black pigment powder>
Using 10 g of each of the black pigment powders (A) and (B) in a 140 ml glass bottle, the coating composition was blended at the following ratio, and mixed and dispersed with 90 g of 3 mmφ glass beads for 90 minutes using a paint shaker to prepare a mill base.
[0120]
The coating composition obtained was as follows.
12.2 parts by weight of black pigment powder (A) or (B)
Amino alkyd resin 19.5 parts by weight
(Amilac No. 1026: manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.)
7.3 parts by weight of thinner
[0121]
Using the above-mentioned mill base, the paint compositions were blended in the following proportions, mixed and dispersed for further 15 minutes with a paint shaker, and paint (A) containing black pigment powder (A) and paint (B) containing black pigment powder (B) ) Got.
[0122]
The coating composition obtained was as follows.
Mill base 39.0 parts by weight
Amino alkyd resin 61.0 parts by weight
(Amilac No. 1026: manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.)
[0123]
Next, the obtained paint was applied to a cold-rolled steel plate (0.8 mm × 70 mm × 150 mm: JIS G-3141) with a thickness of 150 μm and dried.
[0124]
The coating film produced using the paint (A) has a glossiness of 96% and a hue of L*Value is 22.81, a*Value 0.41, b*The value was -1.49, the gloss change ΔG value based on the acid resistance test of the coating film was 3.8%, and the lightness change ΔL*The value was 0.31.
[0125]
The coating film produced using the paint (B) has a glossiness of 105% and a hue of L*Value is 22.76, a*Value 0.37, b*Value is -1.51, gloss change ΔG value based on acid resistance test of coating film is 2.1%, lightness change ΔL*The value was 0.10.
[0126]
<Production of resin composition containing black pigment powder>
Using each of the black pigment powders (A) and (B), 1.5 g of the black pigment powder and 48.5 g of polyvinyl chloride resin powder 103EP8D (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) were weighed and placed in a 100 cc polybeaker. And mixed well with a spatula to obtain a mixed powder.
[0127]
To the obtained mixed powder, 0.5 g of calcium stearate was added and mixed, the clearance of a hot roll heated to 160 ° C. was set to 0.2 mm, and the mixed powder was kneaded little by little into a roll to obtain a resin composition. After kneading was continued until the resin was integrated, the resin composition was peeled off from the roll and used as a colored resin plate raw material.
[0128]
Next, the above resin composition was sandwiched between stainless steel plates whose surfaces were polished, and placed in a hot press heated to 180 ° C., and 1 ton / cm 22To obtain colored resin plates (A) and (B) having a thickness of 1 mm.
[0129]
The dispersion state of the obtained colored resin plate (A) was 5. Three test pieces obtained by cutting the colored resin plate (A) into 1.5 cm squares were put into a gear oven heated to 190 ° C., and were taken out one by one every 30 minutes. Minutes after the deterioration (S / S0× 100) was 0%, the degree of resin deterioration after 60 minutes was 5%, and the degree of resin deterioration after 90 minutes was 5%.
[0130]
The dispersion state of the obtained colored resin plate (B) was 5. Three test pieces obtained by cutting the colored resin plate (B) into 1.5 cm squares were put into a gear oven heated to 190 ° C., and taken out one by one every 60 minutes. Minutes after the deterioration (S / S0× 100) was 0%, the degree of resin deterioration after 60 minutes was 0%, and the degree of resin deterioration after 90 minutes was 0%.
[0131]
[Action]
First, the most important point in the present invention is that non-magnetic black granular particles having an average diameter of 0.1 to 10 μm and having a hematite structure containing iron as a main component and containing Mn have a Mn content of 5 to Fe. And the powder pH value is 5.5 or more, the content of soluble sodium salt is 500 ppm or less in terms of Na, and the content of soluble sulfate is SO4This is the fact that the nonmagnetic black granular particles having a conversion of 200 ppm or less have excellent blackness and heat resistance, and are more excellent in dispersibility.
[0132]
Regarding the reason why the blackness is excellent, the present inventors have found that Mn is not uniformly contained inside the particles, or when the hematite particles are contained only in the surface layer, the blackness is not excellent. By heating and sintering magnetite particles coated with a hydroxide of Mn or a hydroxide of Mn and a hydroxide of Mn in a temperature range of 750 to 1000 ° C., the magnetite is oxidized to change into a hematite structure, and the coated Mn. It is considered that the presence of Mn in the hematite structure is influenced by the excellent blackness of the hydroxide when the hydroxide diffuses from the particle surface into the particle interior.
[0133]
The reason for the excellent heat resistance is that the present inventor believes that the particles having a hematite structure containing iron as a main component and containing Mn are manufactured at a high temperature of 750 ° C. or higher. .
[0134]
Regarding better dispersibility, the present inventor has found that solid sodium crosslinking and soluble sulfate derived from the raw material causing solid crosslinking can be removed by alkali treatment, so that solid crosslinking is unraveled. We believe that the dispersibility was improved because the coagulation was broken.
[0135]
Next, an important point in the present invention is that a paint or a rubber / resin composition obtained by using the particles having a hematite structure containing iron as a main component and containing Mn according to the present invention has blackness and heat resistance. It is a fact that, of course, the paint has excellent acid resistance, and the rubber / resin composition has excellent aging resistance.
[0136]
Although it is not yet clear why the acid resistance of the paint and the aging resistance of the rubber / resin composition are excellent, the present inventor has proposed a component that inhibits the acid resistance in the black powder after the heat treatment, for example, a raw material. It is believed that the soluble sodium salts and soluble sulfates derived from ash could be removed by alkali treatment.
[0137]
【Example】
Next, examples and comparative examples will be described.
[0138]
<Production of black pigment powder>
Examples 1 to 6
Starting materials 1 to 4 were produced in the same manner as in the embodiment of the present invention.
[0139]
Table 1 shows the properties of the obtained starting materials 1 to 4.
[0140]
Using the starting materials 1 to 4, a black pigment powder having a hematite structure containing iron as a main component and containing Mn was produced in the same manner as in the embodiment of the present invention.
[0141]
Table 2 shows the main conditions and various characteristics at this time.
[0142]
[Table 1]
Figure 0003552015
[0143]
[Table 2]
Figure 0003552015
[0144]
Examples 7 to 12
The type of the black powder having a hematite structure containing iron as a main component containing Mn, the presence or absence of wet pulverization, the pH value in the heat treatment in an alkaline aqueous solution, the temperature, and time were variously changed, except for the present invention. An alkaline aqueous solution-treated black pigment powder was obtained in the same manner as in the embodiment.
[0145]
Table 3 shows the main manufacturing conditions and various characteristics at this time.
[0146]
[Table 3]
Figure 0003552015
[0147]
Examples 13 to 18
Each of the black pigment powders of Examples 7 to 12 was used, and except that the type and amount of the surface coating were variously changed, the black particles whose surfaces were coated with the coating in the same manner as in the embodiment of the present invention. A black pigment powder composed of particles was obtained.
[0148]
Table 4 shows the main manufacturing conditions and various characteristics at this time.
[0149]
[Table 4]
Figure 0003552015
[0150]
Comparative Examples 1 to 10
Comparative Examples 1 to 3 which are black pigment powders having a hematite structure mainly containing iron containing Mn before alkali treatment, Comparative Examples 4 to 7 which are known black pigment powders, and Mn after alkali treatment Comparative Examples 8 to 10 which were black pigment powders having a hematite structure containing iron as a main component were prepared.
[0151]
Tables 5 and 6 show the properties of these black pigment powders.
[0152]
The Mn solid solution iron oxide pigment powder of Comparative Example 7 was produced according to the production method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-143316.
[0153]
[Table 5]
Figure 0003552015
[0154]
[Table 6]
Figure 0003552015
[0155]
<Manufacture of paint>
Examples 19 to 30 and Comparative Examples 11 to 20
A coating material was produced in the same manner as in the embodiment of the present invention except that the type of the black pigment powder was variously changed, and a coating film was formed.
[0156]
Tables 7 and 8 show the main production conditions and coating film properties at this time.
[0157]
[Table 7]
Figure 0003552015
[0158]
[Table 8]
Figure 0003552015
[0159]
<Production of resin composition>
Examples 31 to 42 and Comparative Examples 21 to 30
A resin composition was obtained in the same manner as in the embodiment of the present invention, except that the type of the black pigment powder was variously changed.
[0160]
Tables 9 and 10 show the main production conditions and various characteristics at this time.
[0161]
[Table 9]
Figure 0003552015
[0162]
[Table 10]
Figure 0003552015
[0163]
【The invention's effect】
The non-magnetic black pigment powder according to the present invention has excellent blackness and heat resistance, and is more excellent in dispersibility, so that it is suitable as a coloring material and a filler for a coating material, a rubber / resin composition. is there.
[0164]
The paint according to the present invention can obtain a coating film having excellent blackness and excellent acid resistance due to the use of the non-magnetic black pigment powder having the above-mentioned various properties.
[0165]
The rubber / resin composition according to the present invention is excellent in blackness and is excellent in aging resistance due to the use of the nonmagnetic black pigment powder having the above-mentioned various properties. Can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an electron micrograph (× 20000) showing the particle structure of a black pigment powder having a hematite structure containing iron as a main component and containing Mn before alkali treatment obtained in an embodiment of the present invention. is there.
FIG. 2 is an electron microscope showing a particle structure of a black pigment powder after heat treatment with an alkaline aqueous solution having a hematite structure containing iron as a main component and having a main component of Mn and obtained before an alkali treatment, obtained in an embodiment of the present invention. It is a photograph (x20000).

Claims (3)

Mnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する平均径0.1〜10μmの非磁性黒色粒状粒子からなるMn含有量が非磁性黒色顔料粉末に対し5〜40重量%であって、粉体pH値が5.5以上であって、且つ、可溶性ナトリウム塩の含有量がNa換算で500ppm以下、可溶性硫酸塩の含有量がSO4換算で200ppm以下である非磁性黒色粉末であることを特徴とする非磁性黒色顔料粉末。

【請求項2】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の少なくとも1種で被覆されているMnを含有している鉄を主成分とするヘマタイト構造を有する平均径0.1〜10μmの非磁性黒色粒状粒子からなるMn含有量が非磁性黒色顔料粉末に対し5〜40重量%であって、粉体pH値が5.5以上であって、且つ、可溶性ナトリウム塩の含有量がNa換算で500ppm以下、可溶性硫酸塩の含有量がSO換算で200ppm以下である非磁性黒色粉末であることを特徴とする非磁性黒色顔料粉末。
The Mn content of nonmagnetic black granular particles having an average diameter of 0.1 to 10 μm and having a hematite structure containing iron as a main component and containing Mn is 5 to 40% by weight based on the nonmagnetic black pigment powder. A non-magnetic black powder having a powder pH value of 5.5 or more, a soluble sodium salt content of 500 ppm or less in terms of Na, and a soluble sulfate content of 200 ppm or less in terms of SO 4. A non-magnetic black pigment powder, characterized in that:

2. The main component is iron containing Mn, the surface of which is coated with at least one of aluminum hydroxide, aluminum oxide, silicon hydroxide and silicon oxide. The Mn content of nonmagnetic black granular particles having a hematite structure and having an average diameter of 0.1 to 10 μm is 5 to 40% by weight with respect to the nonmagnetic black pigment powder, and the powder pH value is 5.5 or more. Te, and, following 500ppm in a content of Na in terms of soluble sodium salt, a non-magnetic black pigment powder, wherein the content of soluble sulfate salt is a non-magnetic black powder is 200ppm or less in terms of SO 4.
請求項1又は請求項2記載の非磁性黒色顔料粉末を塗料構成基材中に配合したことを特徴とする非磁性黒色塗料。3. A non-magnetic black paint, wherein the non-magnetic black pigment powder according to claim 1 or 2 is blended in a paint constituting base material. 請求項1又は請求項2記載の非磁性黒色顔料粉末をゴム・樹脂組成物構成基材中に配合したことを特徴とする非磁性黒色ゴム・樹脂組成物。3. A non-magnetic black rubber / resin composition comprising the non-magnetic black pigment powder according to claim 1 or 2 incorporated in a rubber / resin composition constituent substrate.
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