JP3620622B2 - Aqueous suspension of lipidocrocite particles - Google Patents

Aqueous suspension of lipidocrocite particles Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、かまぼこ板状(直方体状)を呈しており、且つ、個々の粒子がバラバラであるレピドクロサイト粒子粉末を水性媒体中に分散させてなる均一分散性と分散安定性に優れたレピドクロサイト粒子の水性懸濁液に関するものである。
【0002】
本発明に係るレピドクロサイト粒子の水性懸濁液の主な用途は、水系塗料、水系印刷インキ、水系セメント着色剤、水系化粧品及び鋼板圧延用水系潤滑剤等である。
【0003】
【従来の技術】
近年、環境問題の観点から、水系塗料、水系印刷インキ、水系セメント着色剤、水系化粧品及び鋼板圧延用水系潤滑剤等に見られるように、大気汚染が少なく、省資源・省エネルギーに効果があり、溶剤系塗料に比べて取り扱いが容易で、しかも火気による火災等の危険性がなく、衛生面からも安心して使用できる水性媒体中に粉体を分散させた各種製品が賞用されている。
【0004】
前記各用途においては、使用時に粉体を水性媒体中に分散させるよりも、あらかじめ粉体を水性媒体中に分散させた水性懸濁液を調製して置くほうが、使用時に粉体を水性媒体中に分散させる手間を省け、しかも、用途に応じて希釈等をすることにより容易に必要な濃度としてして使用できるので工業的に有利である。
【0005】
水性懸濁液中に分散させる代表的な粉体は有機顔料や無機顔料であるが、有機顔料は一般に高価であり、一方、無機顔料の中でも鉛やクロムなどの重金属を含有するものは有毒であることから、前記各用途においては安価で且つ無毒である無機顔料が求められている。
【0006】
鉛、クロム等の有害重金属を含有しない無機顔料としては、酸化鉄粒子粉末や含水酸化鉄粒子粉末からなる顔料が知られており、空気中の酸素による酸化に対し安定であり、安価で、無害である等の安全性に優れているとともに各種色相を有することから、前記各用途をはじめ、様々な分野に用いられている。
【0007】
従来、酸化鉄粒子粉末や含水酸化鉄粒子粉末を水性媒体中に分散させた水性懸濁液としては、α−FeOOH粒子粉末の水性懸濁液にリン酸塩化合物を添加することにより分散安定化されたα−FeOOH粒子の高濃度水性懸濁液(特開平7−90292号公報)、Fe粒子粉末と耐火成分と粘結剤と水とを混練してなる潤滑剤(特許第2556142号公報)、Fe粒子粉末又はFe粒子粉末とアクリル酸系水溶性高分子及び界面活性剤を水に混合してなる水溶性懸濁液(特開平7−126684号公報)等がある。
【0008】
しかし、前出特開平7−90292号公報記載の高濃度水性懸濁液中に分散しているα−FeOOH粒子は針状形状であるため、粒子間の相互作用が大きく均一分散が困難であり、粘度が高くなりやすい。前出特許第2556142号公報記載の潤滑剤中に分散しているFe粒子は磁性があるため凝集しやすく、均一分散性や分散安定性が悪い。また、前出特開平7−126684号公報記載の水性懸濁液中に分散しているFe粒子は加熱脱水等の工程を経ているため、焼結粒子などになっている場合があり、均一分散性に劣る等の問題がある。
【0009】
酸化鉄粒子又は含水酸化鉄粒子の水性懸濁液には、均一分散性、分散安定性に優れていることが強く要求されている。
【0010】
ところで、酸化鉄粒子又は含水酸化鉄粒子の水性懸濁液の前記各用途のうち、水系塗料、水系印刷インキ、水系セメント着色剤、水系化粧品等は着色材料としての用途であり、着色材料として、最近、求められている色相の一つとして橙色顔料がある。ここで、橙色とは、「L表色系」においてa値が15〜50であって、且つ、b値が20〜55である色相を示すものである。
【0011】
従来、橙色顔料としては、スダーンI、パーマネントオレンジやリソールファストオレンジ等の有機顔料と赤口黄鉛(PbCrO・PbO)やクロムバーミリオン(PbCrO・PbMoO・PbSO)等の無機顔料が実用化され広く使用されているが、前述の通り、有機顔料は高価であり、一方、前記無機顔料は鉛やクロム等の有害な重金属を含有するものであり、好ましくない。
【0012】
現在、橙色顔料として使用されている酸化鉄粒子粉末及び含水酸化鉄粒子粉末は、黄色ゲータイト(α−FeOOH)粒子粉末と赤色ヘマタイト(α−Fe)粒子粉末との混合粉末や橙色レピドクロサイト(γ−FeOOH)粒子粉末である。しかし、黄色ゲータイト(α−FeOOH)粒子粉末と赤色ヘマタイト(α−Fe)粒子粉末との混合粉末は、相異なる種類の粒子粉末を混合している為、水性媒体中への分散性が十分ではなく、また、これを水系塗料とした場合には色分かれが生じやすいという欠点がある。
そこで、橙色の色相を有する水性懸濁液としては、単一組成であるレピドクロサイト粒子粉末を橙色顔料として用いた水性懸濁液が好ましい。
【0013】
レピドクロサイト粒子の水性懸濁液に用いるレピドクロサイト粒子粉末は、水性媒体中への分散性が良好であることはもちろん、レピドクロサイト粒子粉末自体の着色力や隠蔽力の向上が強く要求されている。
【0014】
レピドクロサイト粒子粉末の製造法としては、▲1▼第一鉄塩溶液とアルカリ性溶液とを反応させて得られる水酸化第一鉄を含むpH7.0〜9.0の懸濁液に、15℃以下の温度で酸素含有ガスを通気することによりレピドクロサイト粒子を製造する方法(特公昭33−6734号公報等)、▲2▼硫酸第一鉄水溶液とアルカリ水溶液とを反応させて得られる水酸化第一鉄を含むpH5.5〜7.0の懸濁液に、温度温度5〜15℃の温度において酸素含有ガスを通気することによりレピドクロサイト粒子を製造する方法(特開昭55−3323公報等)、▲3▼硫酸第一鉄水溶液と水酸化ナトリウム水溶液とを反応させて得られる水酸化第一鉄を含むpH5.5未満の懸濁に、リン酸水素二ナトリウムの存在下、温度45℃程度において酸素含有ガスを通気することによりレピドクロサイト粒子を製造する方法(特開昭62−108738号公報等)、▲4▼硫酸第一鉄水溶液と水酸化アルカリ水溶液とを反応して得られる水酸化第一鉄を含むpH10程度以上の懸濁液に、水溶性リン化合物や砒素化合物の存在下で酸素含有ガスを通気してレピドクロサイトの種結晶を生成させ、次いで、55〜100℃の温度範囲で上記レピドクロサイトの種結晶を成長させることによりレピドクロサイト粒子を製造する方法(特公昭43−2214号公報等)等が知られている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
水性媒体中への分散性が優れているとともに、着色力及び隠蔽力が優れた安価で且つ無毒であるレピドクロサイト粒子粉末を用いた均一分散性、分散安定性に優れた水性懸濁液を工業的、経済的に得ることは、現在最も要求されているところであるが、前記▲1▼〜▲4▼の各製造法によるレピドクロサイト粒子粉末を水性媒体中に分散させた水性懸濁液は、これら要求を十分満たすものとは言い難い。
【0016】
また、前記▲1▼〜▲4▼の各製造法によるレピドクロサイト粒子粉末は、その生成反応に起因して針状又は粒状を呈した粒子が凝集体を形成して生成されやすいため、水性媒体中への分散性が十分ではなく、また、その粒子形状に起因して着色力及び隠蔽力が十分ではない。
【0017】
この事実について、以下に説明する。
【0018】
レピドクロサイト粒子粉末は、一般に、鉄原料として塩化第一鉄水溶液を用いる場合と硫酸第一鉄水溶液を用いる場合とがある。鉄原料として塩化第一鉄水溶液を用いる場合には、反応容器等の腐蝕が生じ、工業的ではない。
【0019】
鉄原料として硫酸第一鉄水溶液を用いる場合には、反応容器等の腐蝕を生じることはないが、前記▲1▼〜▲3▼のいずれの製造法による場合も生成レピドクロサイト粒子の粒子形状は針状粒子である。そして、その生成反応に起因してレピドクロサイト粒子以外の他の粒子が混在しやすいものである。
【0020】
即ち、反応生成pHが酸性領域では、レピドクロサイト粒子以外に針状ゲータイト粒子が混在し、反応生成pHがアルカリ領域では、レピドクロサイト粒子以外に粒状マグネタイト粒子が混在する。
【0021】
また、生成反応溶液のpH領域がpH7未満と低い場合には、レピドクロサイト粒子が生成するに際して同時に生成されるアルカリ金属、SO分を含む沈澱、即ち、RFe(SO(OH)(R=K、Na、NH)で示される難溶性の含硫鉄塩が必然的に粒子内部及び粒子相互間に含まれることとなり、この難溶性の含硫鉄塩は、水洗による除去が困難で、粒子相互間を架橋した状態で残存するため凝集粒子が生成しやすいものである。
【0022】
また、レピドクロサイト粒子の生成反応が15℃以下である場合には、冷却する等の必要が生じ、工業的、経済的ではない。
【0023】
前記▲4▼の製造法による場合には、核晶生成時に水溶性リン化合物や砒素化合物を存在させることにより、核晶成長時に55〜100℃の高温で反応することができ、そして、核晶の粒子形状を板状体、針状体等から立方体、球状体等に変態させて、粒状レピドクロサイト粒子を得るものである。
この方法による場合には、得られるレピドクロサイト粒子の形状が粒状であるため、着色力や隠蔽力が悪いものである。
【0024】
また、核晶粒子の生成反応においては、後出比較例に示す通り、レピドクロサイト粒子の形状は針状であり、さらに、針状レピドクロサイト粒子以外に粒状マグネタイト粒子が混在してくる。
【0025】
また、前記▲1▼〜▲4▼の各製造法によるレピドクロサイト粒子粉末は、その粒子形状に起因して、水性媒体中に分散させた場合、得られた水性懸濁液は均一分散性、分散安定性が十分なものではない。
【0026】
そこで、本発明は、着色力、隠蔽力及び水性媒体中への分散性に優れたレピドクロサイト粒子粉末を水性媒体中に分散させてなる均一分散性、分散安定性に優れているレピドクロサイト粒子の水性懸濁液を得ることを技術的課題とする。
【0027】
【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。
【0028】
即ち、本発明は、短軸径が0.045〜0.5μm、長軸径が0.05〜1.0μmであって、厚みが0.001〜0.3μmであるかまぼこ板状(直方体状)を呈したレピドクロサイト粒子からなり、前記長軸径の幾何標準偏差値が1.70以下、必要により、1.40以下であるレピドクロサイト粒子粉末を水性媒体中に分散させてなるレピドクロサイト粒子粉末の水性懸濁液である。
【0029】
また、本発明は、水性懸濁液中に分散しているレピドクロサイト粒子がリンを0.5〜10重量%含有するものである前記いずれかのレピドクロサイト粒子の水性懸濁液である。
【0030】
また、本発明は、水性懸濁液中に分散しているレピドクロサイト粒子の粒子表面にAlの酸化物、Alの水酸化物、Siの酸化物及びSiの水酸化物から選ばれる一種又は二種以上からなる被覆層を有している前記いずれかのレピドクロサイト粒子の水性懸濁液である。
【0031】
また、本発明は、水性懸濁液中に分散しているレピドクロサイト粒子の粒子表面に界面活性剤が付着している前記いずれかのレピドクロサイト粒子の水性懸濁液である。
【0032】
本発明の構成をより詳しく説明すれば、次の通りである。
【0033】
先ず、本発明に用いるレピドクロサイト粒子粉末について述べる。
【0034】
本発明に用いるレピドクロサイト粒子粉末を構成している各レピドクロサイト粒子は、かまぼこ板状(直方体状)を呈している。ここで、かまぼこ板状(直方体状)とは、各面が長方形からなる六面体である直方体はもちろん、該直方体の稜や辺が必ずしも鋭角的に明瞭でなくても、多少の凹凸があったり、若干の丸みを帯びた粒子であってもよく、長軸径と短軸径との比が1.1:1〜5:1程度で厚みが0.001〜0.3μmの粒子を言う。粒子の形状がかまぼこ板状(直方体状)でない場合には、優れた着色力や隠蔽力が得られず、また、水性懸濁液とした場合に均一分散性、分散安定性が十分でない。着色力や隠蔽力を考慮すれば、長軸径と短軸径との比が1.2:1〜4.8:1程度が好ましい。
【0035】
短軸径は0.045〜0.5μmである。0.045μm未満の場合には、粒子の微細化による分子間力の増大により分散性が損なわれる。また、粒子が針状化し、優れた着色力や隠蔽力が得られない。0.5μmを越える場合には、分散性はよいが、粒子の粗大化により、これを用いて水系塗料とした際に表面平滑な塗布面が得られない。好ましい短軸径は0.045〜0.3μm、より好ましくは0.045〜0.2μmである。
【0036】
長軸径は0.05〜1.0μmである。0.05μm未満の場合には、粒子の微細化による分子間力の増大により分散性が損なわれる。1.0μmを越える場合には、粒子が針状化し、優れた着色力や隠蔽力が得られない。また、粒子の粗大化により、これを用いて水系塗料とした際に表面平滑な塗布面が得られない。好ましい長軸径は0.05〜0.7μm、より好ましくは0.05〜0.5μmである。
【0037】
厚みは0.001〜0.3μmである。0.001μm未満の場合には、粒子の微細化による分子間力の増大により分散性が損なわれる。また、厚みが薄くなるため、優れた着色力や隠蔽力が得られない。0.30μmを越える場合には、粒子の粗大化により、これを用いて水系塗料とした際に表面平滑な塗布面が得られない。好ましい厚みは0.001〜0.2μm、より好ましくは0.001〜0.1μmである。
【0038】
本発明に用いるレピドクロサイト粒子粉末のSO含有量は1000ppm以下、好ましくは500ppm以下、より好ましくは200ppm以下であり、粒子相互間で架橋は見られず、個々の粒子はバラバラである。得られるレピドクロサイト粒子粉末のSO含有量の下限値は0.01ppm程度である。
【0039】
核晶の不存在下で得られるレピドクロサイト粒子粉末は、長軸径の幾何標準偏差値が1.70以下である。幾何標準偏差値は、粒子の粒度分布の程度を表す指標となるものであり、値が小さくなる程粒子の粒度分布が良いことを意味する。1.70を越える場合には、着色力及び隠蔽力が不十分となる。着色力及び隠蔽力を考慮すれば、好ましくは1.60以下である。得られるレピドクロサイト粒子粉末の下限値は1.05程度である。
【0040】
核晶の存在下で得られるレピドクロサイト粒子粉末は、長軸径の幾何標準偏差値が1.40以下である。1.40を越える場合には、粒度分布がより向上したものとは言い難い。着色力及び隠蔽力を考慮すれば、好ましくは1.38以下、より好ましくは1.35以下である。得られるレピドクロサイト粒子粉末の下限値は1.01程度である。
【0041】
短軸径が0.045〜0.5μm、長軸径が0.05〜1.0μmであって、厚みが0.001〜0.3μmである直方体状を呈したレピドクロサイト粒子からなるレピドクロサイト粒子粉末の色相は、a値が15.0〜50.0であって、且つ、b値が20.0〜55.0であり、L値が20.0〜70.0である。
【0042】
値が50.0を越える場合には、赤味が強くなり好ましくない。15.0未満の場合には、赤味が不足し、好ましくない。
【0043】
値が55.0を越える場合には、黄味が強くなり好ましくない。20.0未満の場合には、橙色発現に必要な黄味が不足し、好ましくない。
【0044】
値が70.0を越える場合には、顔料の色が明るくなりすぎて好ましくない。20.0未満の場合には、暗くくすんだ状態になるので好ましくない。
【0045】
なお、幾何標準偏差値の相違は、a値やb値等の色相に影響することはないが、周知の通り、にごりに若干の相違が生じ、幾何標準偏差値が小さくなる程、にごりが小さくなる傾向にある。
【0046】
本発明に用いるレピドクロサイト粒子粉末を構成している各レピドクロサイト粒子は、リンを好ましくは0.05〜10重量%、さらに好ましくは0.1〜5重量%含有する。0.05重量%未満の場合には水性懸濁液中のレピドクロサイト粒子同志の電気的反発が小さくなり、分散安定性を損なう場合がある。10重量%を越える場合には、効果が飽和しており必要以上に含有させる意味がない。
【0047】
本発明に用いるレピドクロサイト粒子粉末を構成している各レピドクロサイト粒子は、粒子表面にAlの酸化物、Alの水酸化物、Siの酸化物及びSiの水酸化物から選ばれる一種又は二種以上からなる被覆層を有していることが好ましい。
この場合の粒子表面における存在量は、AlがAl換算で好ましくは0.01〜50重量%、さらに好ましくは0.05〜20重量%である。また、SiがSiO換算で好ましくは0.01〜50重量%、さらに好ましくは0.05〜20重量%である。
【0048】
本発明に用いるレピドクロサイト粒子粉末を構成している各レピドクロサイト粒子は、粒子表面に界面活性剤が付着していることが好ましい。
この場合の粒子表面における付着量は、炭素換算量で好ましくは0.01〜10重量%、さらに好ましくは0.05〜5重量%である。
【0049】
次に、本発明に用いるレピドクロサイト粒子粉末の製造法について述べる。
【0050】
本発明に用いるレピドクロサイト粒子粉末は、硫酸第一鉄水溶液と水酸化アルカリ水溶液とFeに対し0.1〜5.0mol%のリン化合物又はクエン酸化合物若しくは当該両化合物とを温度25〜55℃の温度範囲において混合することにより、鉄の水酸化物を含むpH値が7〜9の懸濁液を生成し、次いで、該懸濁液に、必要により核晶粒子の存在下、pH値を7〜9の範囲に調整しながら25〜55℃の温度範囲において酸素含有ガスを通気して、前記鉄の水酸化物を酸化することにより得ることができる。
【0051】
前記水酸化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等を使用することができる。
【0052】
前記リン化合物としては、オルトリン酸、メタリン酸、ピロリン酸、三リン酸及び四リン酸等のリン酸塩、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム及びリン酸三ナトリウム等のナトリウム塩、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム及びリン酸水素アンモニウムナトリウム等のアンモニウム塩、リン酸三カリウム、リン酸二水素カリウム及びリン酸水素二カリウム等のカリウム塩などを使用することができる。
【0053】
前記クエン酸化合物としては、クエン酸はもちろん、クエン酸アンモニウム、クエン酸水素アンモニウム等のアンモニウム塩、クエン酸カリウム、クエン酸水素カリウム等のカリウム塩、クエン酸ナトリウム、クエン酸水素ナトリウム等のナトリウム塩、クエン酸リチウム等のリチウム塩などを使用することができる。
【0054】
前記硫酸第一鉄水溶液と水酸化アルカリ水溶液とリン化合物又はクエン酸化合物若しくは当該両化合物の添加順序は、いずれが先でも同時であってもよく、いずれの場合にも本発明の目的とするレピドクロサイト粒子粉末が得られる。
【0055】
レピドクロサイト粒子以外の他の粒子を生成させることなくレピドクロサイト粒子粉末のみを生成させることを考慮すれば、硫酸第一鉄水溶液と水酸化アルカリ水溶液とリン化合物又はクエン酸化合物若しくは当該両化合物をできるだけ均一に混合することが好ましく、リン化合物又はクエン酸化合物若しくは当該両化合物と硫酸第一鉄水溶液とをあらかじめ混合した後、該混合溶液を水酸化アルカリ水溶液に添加することが好ましい。より好ましくは、上記混合溶液をあらかじめ熟成した後、水酸化アルカリ水溶液に添加すればよい。
【0056】
混合溶液の熟成時間は10分間以上が好ましく、より好ましくは30分間以上である。熟成時間の上限値は、特に限定されるものではないが、工業的には120分程度である。
【0057】
また、水酸化アルカリ水溶液に添加する上記混合溶液は、一時に添加してもよいが水溶液の均一混合を考慮すれば、少量づつを10〜120分かけて継続的又は間欠的に添加することが好ましく、殊に、50〜70分程度かけて添加するのがより好ましい。
【0058】
硫酸第一鉄水溶液と水酸化アルカリ水溶液の混合割合は、硫酸第一鉄水溶液と水酸化アルカリ水溶液とを反応して生成した鉄の水酸化物を含む懸濁液のpH値が7〜9の範囲となる割合であればよい。懸濁液のpH値が7未満の場合には、レピドクロサイト粒子以外に針状ゲータイト粒子が混在してくる。懸濁液のpH値が9を越える場合には、レピドクロサイト粒子以外に粒状マグネタイト粒子が混在してくる。
【0059】
リン化合物又はクエン酸化合物若しくは当該両化合物の混合割合は、Feに対して0.1〜5mol%である。0.1mol%未満の場合には、レピドクロサイト粒子のみを生成することが困難となり、粒状マグネタイト粒子が混在してくる。5mol%を越える場合には、レピドクロサイト粒子は得られるが、添加効果が飽和するため、必要以上に添加する意味がない。
【0060】
リン化合物又はクエン酸化合物若しくは当該両化合物の添加は、懸濁液に酸素含有ガスを通気する前であることが必要であり、硫酸第一鉄水溶液、水酸化アルカリ水溶液、鉄含有沈澱物を含む懸濁液のいずれかの液中に添加することができる。
【0061】
レピドクロサイト粒子以外の他の粒子を生成させることなくレピドクロサイト粒子粉末のみを生成させるためには、前述した通り、硫酸第一鉄水溶液中に添加することが好ましい。
【0062】
原料の混合時における温度は25〜55℃である。25℃未満の場合には、レピドクロサイトの生成反応に長時間を要し、工業的、経済的ではない。55℃を越える場合には、レピドクロサイト粒子以外の粒状マグネタイト粒子が混在してくる。
【0063】
原料の混合時におけるpH値は、7〜9の範囲となるように調整することが肝要である。pH値が範囲外となった場合には、レピドクロサイト粒子粉末のみを生成することが困難となる。また、pH値が7未満の場合には、レピドクロサイト粒子粉末に多量の含硫鉄塩が含まれることとなる。
【0064】
鉄の水酸化物を含む懸濁液の酸化は、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う。通気量は反応母液10lに対して1分間当たり0.5〜100lが好ましい。
【0065】
酸化反応温度は、25〜55℃である。25℃未満の場合には、酸化反応に長時間を要し、工業的、経済的ではない。55℃を越える場合には、レピドクロサイト粒子のみを生成させることが困難となり、レピドクロサイト粒子以外に粒状マグネタイト粒子等が混在してくる。
【0066】
酸化反応においては、酸化反応の進行に伴ってpH値が少しづつ低下するので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7〜9の範囲に調整することが肝要である。pH値が7未満の場合には、レピドクロサイト粒子のみを生成させることが困難となり、針状ゲータイト粒子が混在してくる。pH値が9を越える場合には、レピドクロサイト粒子のみを生成させることが困難となり、粒状マグネタイト粒子が混在してくる。
【0067】
酸化反応開始から反応終了までの酸化反応時間は、24時間以下、殊に、12時間以下である。そのため、単位時間当たりのレピドクロサイト粒子粉末の収率(単位容量・単位時間当たりの収量)が4.3〜15.6kg/m・hrと大きく、工業的、経済的に有利である。
【0068】
なお、レピドクロサイト粒子の生成反応が終了し、もはや酸化反応が進行しなくなれば、pH値の変化がなくなることから、pH値が一定となり、もはやpH調整用NaOH溶液の添加の必要がなくなった時点が酸化反応の終点である。
【0069】
前述した通りのレピドクロサイト粒子粉末の生成反応においては、必要により、核晶粒子を存在させてもよく、この場合には、長軸径の幾何標準偏差が1.40以下、換言すれば、粒度分布がより優れたレピドクロサイト粒子粉末を生成することができる。
【0070】
必要により、添加する核晶粒子は、周知の製造法により得られる水酸化第一鉄コロイド、水酸化第二鉄コロイド、グリーンラスト等の鉄の水酸化物、ヘマタイト、マグネタイト、マグヘマイト等の鉄の酸化物及びゲータイト、レピドクロサイト、アカガナイト等の鉄の含水酸化物のいずれでもよく、これらの核晶粒子は、本発明に係るレピドクロサイト粒子粉末を製造する為の反応塔と同一の反応塔を用いて製造してもよいし、別の反応塔を用いて製造してもよい。目的物であるレピドクロサイト粒子粉末の長軸径の粒度分布を考慮すれば、凝集粒子が少なく1個1個がバラバラになっている粒子が好ましい。
好ましくは、レピドクロサイト核晶粒子である。
【0071】
好ましいレピドクロサイト核晶粒子の製造法は、硫酸第一鉄水溶液と水酸化アルカリ水溶液とFeに対し0.1〜5.0mol%のリン化合物又はクエン酸化合物若しくは当該両化合物を、温度25〜55℃、pH7〜9の範囲で混合して鉄の水酸化物を得た後、当該鉄の水酸化物を含む懸濁液に、更に、空気を吹き込んでレピドクロサイト核晶粒子を得る方法などである。
【0072】
核晶粒子の存在量は、Fe換算で0.001〜0.5mol/lが好ましい。0.001mol/l未満の場合には、核晶粒子が少なすぎるため、粒子の成長が不均一となり、粒度分布の優れたレピドクロサイト粒子の生成が困難となる。0.5mol/lを越える場合には、核晶粒子が多くなるため、粒子の成長が不十分となる。
【0073】
本発明において用いるレピドクロサイト粒子粉末を構成する各レピドクロサイト粒子は、水性媒体中での分散性をより向上させるためにあらかじめ粒子表面をAlの酸化物、Alの水酸化物、Siの酸化物又はSiの水酸化物から選ばれる一種又は二種以上からなる被覆層を形成しておくことが好ましい。
【0074】
前記被覆層の形成は、レピドクロサイト粒子粉末を水中に分散させておき、アルミニウム化合物及び/又はケイ素化合物を添加し、pH調整を行うことにより、前記レピドクロサイト粒子粉末を構成する粒子の粒子表面にAlの水酸化物、Siの酸化物又はSiの水酸化物から選ばれる一種又は二種以上からなる被覆層を形成することができる。
【0075】
前記アルミニウム化合物及び/又はケイ素化合物の添加は、一度に、若しくは数回に分割して、又は連続的に滴下することにより行うことができる。アルミニウム化合物及び/又はケイ素化合物のそれぞれの添加前後にpH調整を行っておくことが好ましい。調整するpHの範囲は5.0〜9.0、好ましくは6.0〜8.0である。
【0076】
前記アルミニウム化合物としては、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、シュウ酸アルミニウム等のアルミニウム塩、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム等のアルミン酸アルカリ及びアルミナゾルを用いることができる。
前記アルミニウム化合物の添加量は、レピドクロサイト粒子粉末に対し、Al換算で好ましくは0.01〜50重量%、さらに好ましくは0.05〜20重量%である。0.01重量%未満の場合には、水性媒体中における分散が不十分であり、50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。
【0077】
前記ケイ素化合物としては、水ガラス、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸カルシウム、コロイダルシリカ、二酸化ケイ素等を用いることができる。前記ケイ素化合物の添加量は、レピドクロサイト粒子粉末に対し、SiO換算で好ましくは0.01〜50重量%、さらに好ましくは0.05〜20重量%である。0.01重量%未満の場合には、水性媒体中における分散が不十分であり、50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。
【0078】
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、レピドクロサイト粒子粉末に対し、Al換算量とSiO換算量との総和で0.01〜50重量%が好ましい。0.01重量%未満の場合には、水性媒体中における分散が不十分であり、50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。
【0079】
本発明において用いるレピドクロサイト粒子粉末を構成する各レピドクロサイト粒子は、水性媒体中での分散性をより向上させるために、あらかじめ粒子表面を界面活性剤で被覆しておくことが好ましい。
【0080】
レピドクロサイト粒子の粒子表面への界面活性剤による被覆層の形成は、乾式又は湿式で行うことができる。
乾式の場合には、レピドクロサイト粒子粉末と界面活性剤とをホイール型混練機、らいかい機、ヘンシェルミキサー等により混練して行うことができる。
湿式による場合には、レピドクロサイト粒子を水に分散させておき、界面活性剤を添加するか、又は界面活性剤の溶解している水中にレピドクロサイト粒子粉末を分散させることにより行うことができる。
【0081】
前記界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、又は、ノニオン系界面活性剤である。
アニオン系界面活性剤としては、アルキル硫酸エステル系、アルキルベンゼンスルホン酸塩系、ナフタリンスルホン酸塩ホルマリン縮合物系、芳香族スルホン酸塩ホルマリン縮合物、カルボン酸型高分子活性剤等がある。
ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等がある。
【0082】
前記界面活性剤の添加量は、レピドクロサイト粒子粉末に対し、炭素換算量で好ましくは0.01〜10重量%、さらに好ましくは0.05〜5重量%である。0.01重量%未満の場合には、水性媒体中における分散が不十分であり、10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。
【0083】
粒子表面が前記被覆物で被覆されているレピドクロサイト粒子のサイズは、被処理前のレピドクロサイト粒子の大きさとほぼ同じであり、短軸径が0.045〜0.5μmであって、長軸径が0.05〜1.0μmであって、厚みが0.001〜0.3μmであり、被覆処理前とほぼ同様のかまぼこ板状(直方体状)を呈している。
【0084】
次に、本発明に係るレピドクロサイト粒子の水性懸濁液について述べる。
【0085】
本発明に係るレピドクロサイト粒子の水性懸濁液は、前記特定のレピドクロサイト粒子粉末を水性媒体中に分散させてなるものである。
【0086】
本発明に係るレピドクロサイト粒子の水性懸濁液におけるレピドクロサイト粒子粉末の濃度は、0.01〜60重量%、好ましくは0.1〜50重量%である。
【0087】
本発明に係るレピドクロサイト粒子の水性懸濁液の分散性について、均一分散性(d)としては、後述する実施の形態の評価方法に従って、1〜2、好ましくは1〜1.8、さらに好ましくは1〜1.6である。分散安定性(V)としては、後述する実施の形態の評価方法に従って、0.8〜1.0、好ましくは0.85〜1.0、さらに好ましくは0.88〜1.0である。
【0088】
本発明に係るレピドクロサイト粒子の水性懸濁液の粘度は、1〜25600cP、好ましくは1〜5000cPである。
【0089】
本発明に係るレピドクロサイト粒子の水性懸濁液のpHは3〜11、好ましくは4〜10である。
【0090】
なお、本発明に係るレピドクロサイト粒子の水性懸濁液は水を溶媒の主体とするものであり、その他の添加物としては、界面活性剤、水溶性樹脂、分散剤、帯電制御剤、レベリング剤及び水系塗料用溶剤を含有していてもよい。
【0091】
前記界面活性剤としては、前記レピドクロサイト粒子の表面処理に用いたものを用いることができる。
【0092】
前記水溶性樹脂としては、通常使用される水溶性アルキッド樹脂、水溶性アクリル樹脂、水溶性ウレタン樹脂、水溶性エポキシ樹脂、水溶性メラミン樹脂、アクリルエマルジョン樹脂、アクリル・スチレンエマルジョン樹脂、ウレタンエマルジョン樹脂、エポキシエマルジョン樹脂、酢酸ビニルエマルジョン樹脂等を用いることができる。
【0093】
前記水系塗料用溶剤としては、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。
【0094】
なお、本発明に係るレピドクロサイト粒子の水性懸濁液は、その用途によって原液で、又は、希釈して用いることができ、レピドクロサイト粒子の濃度としては、例えば、水系塗料には、1.0〜30重量%、水系セメント着色剤には5.0〜20重量%、鋼板圧延用水系潤滑剤としては0.5〜20重量%が好ましい。
【0095】
また、本発明に係るレピドクロサイト粒子の水性懸濁液を用いて水系塗料を作製した場合、着色力が4〜5、隠蔽力が29以下、好ましくは27以下であり、好ましい下限値は15である。塗布片の塗膜面における光沢度は71以上、好ましくは75以上であり、好ましい上限値は130である。
【0096】
次に、本発明に係るレピドクロサイト粒子の水性懸濁液の製造法について述べる。
【0097】
本発明に係るレピドクロサイト粒子の水性懸濁液は、前記特定のレピドクロサイト粒子粉末を分散機により水性媒体中に分散させることにより得ることができる。
【0098】
本発明における水性媒体としては水を主体とするものであればよい。
【0099】
本発明におけるレピドクロサイト粒子粉末を水性媒体中へ分散させるために用いる分散機としては、周知のホモミキサー、横型SGM、ホモミックラインミル、サンドグラインダーなどがある。
【0100】
【本発明の実施の形態】
本発明の代表的な実施の形態は次の通りである。
【0101】
粒子の長軸径及び短軸径は、電子顕微鏡写真(×30000)を縦方向及び横方向にそれぞれ4倍に拡大した写真(×120000)に示される粒子約350個について、長軸径、短軸径をそれぞれ測定し、その平均値で示した。
【0102】
粒子の厚みは、上記と同様にして準備した写真に示される粒子のうち、倒立している状態の粒子のみを抽出し、約100個の粒子の厚みを測定し、その平均値で示した。
【0103】
粒子の長軸径の幾何標準偏差(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の長軸径を測定した値を、その測定値から計算して求めた粒子の実際の長軸径と個数から統計学的手法に従って対数正規確率紙上に横軸に粒子の長軸径を、縦軸に所定の長軸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した。そして、このグラフから粒子の個数が50%及び84.13%のそれぞれに相当する長軸径の値を読み取り、幾何標準偏差値(σg)=積算フルイ下84.13%における長軸径/積算フルイ下50%における長軸径(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、粒子の長軸径の粒度分布が優れていることを意味する。
【0104】
粒子のSO含有量は、試料5gを300mlの三角フラスコに秤り取り、純水100mlを加え、約5分間加熱して煮沸状態にし、粒子表面に存在する難溶性の含硫鉄塩を溶解させた。得られた上澄み液をNo.5C濾紙を用いて濾過し、濾液中のSO 2−を誘導プラズマ発光分光分析装置(セイコー電子工業(株)製)を用いて測定した。
【0105】
粒子中のP、Al及びSiの各含有量は、「蛍光X線分析装置3063M型」(理学電機工業(株)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。
【0106】
粒子の界面活性剤の付着量は、「堀場金属炭素・硫黄分析装置EMIA−2200」((株)堀場製作所製)を用いて、炭素量を測定した値で示した。
【0107】
粉末の色相は、レピドクロサイト粒子粉末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、該塗膜片について多光源分光測色計MSC−1S−2D(スガ試験機(株)製)を用い、JIS Z 8729に定めるところに従って表色指数L値、a値及びb値をそれぞれ測定した値で示した。
【0108】
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。従って、橙色は、a値とb値とで表すことでできる。L値は、明度を示す。
【0109】
水性懸濁液の均一分散性(d)は、前述の電子顕微鏡写真より求めた平均長軸径をd、レーザー回折式粒度分布測定装置HELOS LA/KA(日本電子(株))を用いて求めた粒径をdとした時のd=d/dで評価した。この場合、1個1個の粒子が完全にバラバラになった状態の時d=1であり、dの値が1より大きい程粒子は凝集状態にあり、均一分散性が悪いことを示すものである。
【0110】
水性懸濁液の分散安定性(V)は、試験管に水性懸濁液を一定体積(V)入れ、24時間25℃で静置後、粒子の沈降が生じた場合、その沈降体積を除いた粒子懸濁部分の体積をVとした時のV=V/Vで評価した。粒子が沈降しなかった場合V=1.0であり、Vの値が1.0より小さい程粒子の沈降が生じ、分散安定性が悪いことを示すものである。
【0111】
水性懸濁液のpH値は、JIS Z 8802−7に従って測定し、得られた値を水性懸濁液のpH値とした。
【0112】
水性懸濁液を用いて作製した水系塗料における分散性は、後出発明の実施の形態と同様にして作製した塗布片について、塗布面の光沢度の大小によって調べた。
【0113】
光沢度は、グロスメーターUGV−5D((株)島津製作所製)を用いて塗布面の60°の光沢を測定して求めた。光沢度の値が大きい程、分散性が優れていることを意味する。
【0114】
水系塗料の隠蔽力は、JIS K 5101−1991「顔料試験方法」の「8.2隠蔽力」の項に記載されているクリプトメーター法により求めた。隠蔽力は、境界線が隠れて見えなくなる時の目盛の値で示し、目盛の値が大きい程、隠蔽力が小さいことを示す。
【0115】
水系塗料における着色力は、得られた塗料と後出発明の実施の形態と同一条件下で作成した標準白塗料(TiO:TCR73(株)トーケムプロダクツ製を使用した標準塗料)とを1:10の割合で混合して得られた着色塗料について、着色の程度を目視で調べ、5段階評価(1:着色ほとんどなし、2:判明可能程度に着色、3:明らかに着色、4:かなり着色、5:顕著に着色)で示した。5が最も着色力が大きいことを示す。
【0116】
<レピドクロサイト粒子粉末の製造>
先ず、下記のA溶液を作製し、35℃のチャンバーに入れた。
【0117】
A溶液:8.66gのリン酸水素二ナトリウムを300mlの水に溶解したリン酸水素二ナトリウム溶液に、1.834mol/lの硫酸第一鉄水溶液1663mlを添加、混合し、更に水を加えて容量2700mlとした混合溶液。
【0118】
次に、レピドクロサイト粒子の生成反応を行った。
【0119】
実効容積5lの気泡塔(リアクター)に投入した水2000mlを加熱して40℃にした後、15l/minの速度で空気を通気して攪拌し、次いで、0.1NのNaOH溶液を添加してpH値を8に調整した。pH値の調整を完了した後、直ちに上記35℃であらかじめ30分間熟成しておいたA溶液を気泡塔内に45ml/minの速度で投入を開始し、60分間投入を継続した。A溶液の投入中は、気泡塔内の温度を40℃にコントロールするとともに、NaOHタンクから4.5NのNaOH水溶液を間欠的に添加して反応スラリーのpH値を常時8程度に調整した。A溶液の投入が終了した後も、引き続き、空気を通気して攪拌しながら、温度を40℃、pH値を8に維持した。反応開始後4.5時間後に橙色沈澱を得た。
【0120】
得られた橙色沈澱を常法により濾過、水洗した後、80℃で24時間乾燥して乾燥物を得た。収率は12.04kg/m・時間であった。この乾燥物は、図1のX線回折図に示す通り、レピドクロサイト粒子粉末であった。図1中、ピークAはレピドクロサイト(γ−FeOOH)である。このレピドクロサイト粒子粉末は、図2の電子顕微鏡写真(×30000)に示す通り、直方体状を呈した粒子であり、短軸径が0.057μm、長軸径が0.12μm、厚みが0.017μmであって、長軸径:短軸径は2.1:1であった。長軸径の幾何標準偏差値はσg=1.38であり、粒度分布の優れたものであった。また、可溶性SOは52ppmであった。
【0121】
<レピドクロサイト粒子の水性懸濁液の製造>
上記レピドクロサイト粒子粉末350gを、あらかじめ奈良式粉砕機で粗粉砕した後、純水3.5lに投入し、ホモミキサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて60分間解膠した。
【0122】
次に、得られたレピドクロサイト粒子のスラリーを横型SGM(ディスパマットSL:エスシー・アディケム株式会社製)で循環しながら、軸回転数2000rpmのもとで3時間混合・分散した。得られたレピドクロサイト粒子の水性懸濁液の粒子濃度は10重量%、均一分散性は1.33、分散安定性は0.92、粘度は207cP、pH値は7.1であった。
【0123】
<水系塗料の製造>
140mlのガラス容器に、上記レピッドクロサイト粒子の水性懸濁液30g(レピドクロサイト粒子の濃度10重量%)と水溶性アルキッド樹脂、消泡剤及びブチルセロソルブとを用い、下記の組成割合で配合して3mmφのガラスビーズ90gとともに投入し、ペイントシェーカーで90分間混合分散し、水系塗料を得た。
【0124】
レピッドクロサイト粒子の水性懸濁液 100.0重量部
水溶性アルキッド樹脂 66.8重量部
(S−118 大日本インキ化学工業株式会社製)
水溶性メラミン樹脂 19.6重量部
(S−695 大日本インキ化学工業株式会社製)
消泡剤 0.1重量部
(ノプコ8034 サンノプコ株式会社製)
【0125】
得られた塗料を用いて測定した着色力は5、隠蔽力が21であった。
【0126】
この水系塗料を用いて作製した塗布面の光沢度は83%であった。
【0127】
【作用】
本発明者は、既に、かまぼこ板状(直方体状)であって、難溶性の含硫鉄塩が少ないことに起因して個々のレピドクロサイト粒子がバラバラであるので分散性が優れているとともに、その形状に起因して着色力及び隠蔽力に優れている橙色顔料であるレピドクロサイト粒子粉末及びその製造法を発明しており、特願平8−227545号にて提案しており、このかまぼこ板状のレピドクロサイト粒子粉末を、そのまま、又は、必要により、粒子表面にAlの酸化物、Alの水酸化物、Siの酸化物及びSiの水酸化物から選ばれる一種又は二種以上からなる被覆層を形成させた後、さらに、必要により粒子表面に界面活性剤からなる被覆層を形成させた後、水性媒体中に分散させることにより、均一分散性、分散安定性に優れたレピドクロサイト粒子の水性懸濁液を得ることができたものである。
【0128】
なお、リンを含有させたレピドクロサイト粒子からなる粉末を水性媒体中に分散させて得られる水性懸濁液は、分散している粒子相互間の電気的反発力を高めることができるため、より分散安定性を向上させることができる。
【0129】
【実施例】
次に、実施例並びに比較例を挙げる。
【0130】
実施例1〜32、比較例1〜18、使用例1〜4、比較使用例1〜3;
<レピドクロサイト粒子粉末の製造>
実施例1〜3、比較例1〜7
第一鉄塩水溶液の種類、濃度及び量、リン酸化合物やクエン酸化合物の種類及び量、アルカリ水溶液の種類及び濃度、原料の混合方法並びに混合時及び反応時のpH値及び温度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反応生成物を得た。
【0131】
実施例1〜3、比較例4及び比較例6で得られた粒子は、いずれもX線回折の結果、レピドクロサイト粒子粉末のみからなることが認められた。
【0132】
比較例1、3及び5で得られた反応生成物は、X線回折の結果、いずれもレピドクロサイト以外にマグネタイト(Fe)が混在していることが認められた。
【0133】
比較例2で得られた反応生成物のX線回折図を図3に、電子顕微鏡写真(×30000)を図4に示す。図3中、ピークAはレピドクロサイト、ピークBはゲータイト(α−FeOOH)であり、レピドクロサイト粒子粉末以外にゲータイト粒子粉末が混在していることが認められた。また、図4に示す通り、直方体状粒子と針状粒子とが混在していた。
【0134】
比較例7で得られた反応生成物のX線回折図を図5に、電子顕微鏡写真(×30000)を図6に示す。図5中、ピークAはレピドクロサイト、ピークCはマグネタイトであり、レピドクロサイト粒子粉末以外にマグネタイト粒子粉末が混在していることが認められた。また、図4に示す通り、直方体状粒子と粒状粒子とが混在していた。
【0135】
この時の主要製造条件を表1に、諸特性を表2に示す。
【0136】
【表1】

Figure 0003620622
【0137】
【表2】
Figure 0003620622
【0138】
<核晶存在下でのレピドクロサイト粒子粉末の製造>
実施例4
先ず、下記のB溶液及びC溶液を作製し、35℃の別々のチャンバーに入れた。
【0139】
B溶液:5.68gのリン酸水素二ナトリウムを300mlの水に溶解したリン酸水素二ナトリウム溶液に、1.834mol/lの硫酸第一鉄水溶液1091mlを添加、混合し、更に水を加えて容量1500mlとした混合溶液。
【0140】
C溶液:2.98gのリン酸水素二ナトリウムを150mlの水に溶解したリン酸水素二ナトリウムに、1.834mol/lの硫酸第一鉄水溶液572mlを添加、混合し、更に水を加えて容量1000mlとした混合溶液。
【0141】
次に、核晶粒子の存在下でレピドクロサイト粒子粉末の生成反応を行う。
【0142】
実効容積5lの気泡塔(リアクター)に投入した水2000mlを加熱して35℃とした後、10l/minの速度で空気を通気して攪拌しながら、あらかじめ35℃で30分間熟成した上記C溶液を気泡塔に添加し、引き続き5分間通気攪拌を行った。
【0143】
次に、別に準備した35℃のNaOH水溶液(18.4NのNaOH水溶液91mlを水に稀釈して500mlとし、C溶液に含まれるFeに対して0.8当量に相当する水溶液とした。)を気泡塔に少しづつ添加し、添加終了後、さらに5分間、10l/minの速度で空気を通気して攪拌を行い、核晶粒子の生成反応を行った。
【0144】
引き続き、10l/minの速度で空気を通気して攪拌しながら、40℃に加熱昇温し、次いで、4.5NのNaOH溶液を少し加えてpH値が8に調整した。pH値の調整を完了した後、直ちに35℃で30分間熟成した上記35℃のB溶液を気泡塔内に25ml/minの速度で投入を開始し、60分間で投入を継続した。B溶液投入中は、気泡塔内の温度を40℃にコントロールするとともに、NaOHタンクから4.5NのNaOH水溶液を間歇的に添加して反応スラリーのpH値を常時8程度に調整した。B溶液の投入が終了した後も、引き続き、空気を通気しながら、温度を40℃、pH値を8に維持した。反応開始後8.3時間後に橙色沈澱を得た。
【0145】
得られた橙色沈澱を常法により濾過、水洗した後、80℃で24時間乾燥して乾燥物を得た。収率は6.53kg/m・時間であった。この乾燥物は、X線回折の結果、レピドクロサイト粒子粉末のみが認められた。このレピドクロサイト粒子粉末は、電子顕微鏡観察の結果、直方体状を呈した粒子であり、短軸径が0.045μm、長軸径が0.090μm、厚みが0.017μmであって、長軸径:短軸径は2.0:1であった。長軸径の幾何標準偏差値はσg=1.32であり、粒度分布がより優れたものであった。また、。可溶性SOは90ppmであった。
【0146】
実施例5〜7、比較例8
核晶の種類及び量、第一鉄塩水溶液の濃度及び量、リン酸化合物やクエン酸化合物の種類及び量、アルカリ水溶液の種類及び濃度、原料の混合方法並びに混合時及び反応時のpH値及び温度を種々変化させた以外は、実施例4と同様にして生成反応物を得た。
【0147】
実施例5〜7及び比較例8で得られた粒子は、いずれもX線回折の結果、レピドクロサイト粒子粉末のみからなることが認められた。
【0148】
実施例6で得られた反応生成物のX線回折図を図7に、電子顕微鏡写真(×30000)を図8に示す。図7中、ピークAはレピドクロサイトであり、レピドクロサイト粒子粉末のみからなることが認められた。
この時の主要製造条件を表3に、諸特性を表4に示す。
【0149】
【表3】
Figure 0003620622
【0150】
【表4】
Figure 0003620622
【0151】
<レピドクロサイト粒子粉末の表面被覆処理>
実施例8〜16
表5及び表6に示す条件によりレピドクロサイト粒子の表面にAl化合物、Si化合物及び/又は界面活性剤による表面被覆処理を行った。
この時の主要製造条件及び諸特性を表5及び表6に示した。
【0152】
【表5】
Figure 0003620622
【0153】
【表6】
Figure 0003620622
【0154】
<レピドクロサイト粒子の水性懸濁液の製造>
実施例17〜32、比較例9〜18
粒子粉末の種類、添加量、界面活性剤の種類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水性懸濁液を得た。その条件及び諸特性を表7及び表8に示した。
【0155】
【表7】
Figure 0003620622
【0156】
【表8】
Figure 0003620622
【0157】
<水系塗料の製造>
使用例1〜4、比較使用例1〜3
水性懸濁液の種類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水系塗料を得た。
この時の主要製造条件及び諸特性を表9に示す。
【0158】
【表9】
Figure 0003620622
【0159】
【発明の効果】
本発明に係るレピドクロサイト粒子の水性懸濁液は、分散しているレピドクロサイト粒子がかまぼこ板状(直方体状)を呈しており、難溶性含硫鉄塩が少ないことに起因して個々の粒子がバラバラであるので分散性が優れており、その粒子形状に起因して着色力及び隠蔽力が優れているので、均一分散性と分散安定性に優れた水性懸濁液タイプの橙色着色材として、水系塗料、水系印刷インキ、水系セメント着色剤及び水系化粧品に好適に使用でき、また、高濃度の水性懸濁液として、鋼板圧延用水系潤滑剤として好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の実施の形態で得られた直方体状を呈したレピドクロサイト粒子粉末のX線回折図である。
【図2】発明の実施の形態で得られた直方体状を呈したレピドクロサイト粒子粉末の粒子構造を示す電子顕微鏡写真(×30000)である。
【図3】比較例2で得られた反応生成物のX線回折図である。
【図4】比較例2得られた反応生成物の粒子構造を示す電子顕微鏡写真(×30000)である。
【図5】比較例7で得られた反応生成物のX線回折図である。
【図6】比較例7得られた反応生成物の粒子構造を示す電子顕微鏡写真(×30000)である。
【図7】実施例6で得られた直方体状を呈したレピドクロサイト粒子粉末のX線回折図である。
【図8】実施例6で得られた直方体状を呈したレピドクロサイト粒子粉末の粒子構造を示す電子顕微鏡写真(×30000)である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention has a kamaboko plate shape (cuboid shape) and a repicrocrosite particle powder in which individual particles are dispersed in an aqueous medium and is excellent in uniform dispersibility and dispersion stability. It relates to an aqueous suspension of docrosite particles.
[0002]
The main uses of aqueous suspensions of lipidoclosite particles according to the present invention are water-based paints, water-based printing inks, water-based cement colorants, water-based cosmetics, and water-based lubricants for rolling steel sheets.
[0003]
[Prior art]
In recent years, from the viewpoint of environmental problems, as seen in water-based paints, water-based printing inks, water-based cement colorants, water-based cosmetics, water-based lubricants for rolling steel sheets, etc., there is little air pollution, which is effective for resource and energy saving. Various products in which powder is dispersed in an aqueous medium that is easier to handle than solvent-based paints and that is free from fire hazards and can be used with peace of mind from the viewpoint of hygiene are being used.
[0004]
In each of the above applications, it is better to prepare and place an aqueous suspension in which the powder is dispersed in the aqueous medium in advance than to disperse the powder in the aqueous medium at the time of use. This is industrially advantageous because it can be used as a necessary concentration by diluting it according to the use.
[0005]
Typical powders to be dispersed in the aqueous suspension are organic pigments and inorganic pigments, but organic pigments are generally expensive, while inorganic pigments containing heavy metals such as lead and chromium are toxic. Therefore, there is a demand for inorganic pigments that are inexpensive and non-toxic for each of the above applications.
[0006]
As inorganic pigments that do not contain harmful heavy metals such as lead and chromium, pigments composed of iron oxide particles and hydrous iron oxide particles are known, are stable against oxidation by oxygen in the air, are inexpensive and harmless. It is used in various fields including the above-mentioned applications because it has excellent safety such as and has various hues.
[0007]
Conventionally, as an aqueous suspension in which iron oxide particle powder or hydrous iron oxide particle powder is dispersed in an aqueous medium, the dispersion is stabilized by adding a phosphate compound to the aqueous suspension of α-FeOOH particle powder. High concentration aqueous suspension of formed α-FeOOH particles (Japanese Patent Laid-Open No. 7-90292), Fe3O4Lubricant obtained by kneading particle powder, refractory component, binder and water (Japanese Patent No. 2556142), Fe2O3Particle powder or Fe3O4There is a water-soluble suspension (JP-A-7-126684) obtained by mixing particle powder, an acrylic acid-based water-soluble polymer and a surfactant in water.
[0008]
However, the α-FeOOH particles dispersed in the high-concentration aqueous suspension described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-90292 have a needle-like shape, so that the interaction between the particles is large and uniform dispersion is difficult. , The viscosity tends to be high. Fe dispersed in the lubricant described in Japanese Patent No. 25561423O4Since the particles are magnetic, they tend to aggregate and have poor uniform dispersibility and dispersion stability. Further, Fe dispersed in the aqueous suspension described in JP-A-7-126684 mentioned above.2O3Since the particles have undergone a process such as heat dehydration, they may be sintered particles or the like, and there are problems such as poor uniform dispersibility.
[0009]
An aqueous suspension of iron oxide particles or hydrous iron oxide particles is strongly required to be excellent in uniform dispersibility and dispersion stability.
[0010]
By the way, among the above-described uses of the aqueous suspension of iron oxide particles or hydrous iron oxide particles, water-based paints, water-based printing inks, water-based cement colorants, water-based cosmetics and the like are used as coloring materials, and as coloring materials, Recently, there is an orange pigment as one of the required hues. Here, orange means “L*a*b*In “Color system” a*The value is 15-50, and b*This indicates a hue having a value of 20 to 55.
[0011]
Conventionally, as an orange pigment, organic pigments such as Sudan I, Permanent Orange and Resol Fast Orange, and red lead yellow lead (PbCrO)4・ PbO) or chrome vermilion (PbCrO)4・ PbMoO4・ PbSO4Inorganic pigments such as) are put into practical use and widely used. However, as described above, organic pigments are expensive, while inorganic pigments contain harmful heavy metals such as lead and chromium and are not preferred. .
[0012]
Currently, iron oxide particles and hydrous iron oxide particles used as orange pigments are yellow goethite (α-FeOOH) particles and red hematite (α-Fe).2O3) Mixed powder with particle powder or orange lepidochrosite (γ-FeOOH) particle powder. However, yellow goethite (α-FeOOH) particle powder and red hematite (α-FeO2O3) The mixed powder with the particle powder is mixed with different types of particle powder, so the dispersibility in the aqueous medium is not sufficient, and when this is used as an aqueous paint, color separation tends to occur. There is a drawback.
Accordingly, the aqueous suspension having an orange hue is preferably an aqueous suspension using a single composition of lipidoclosite particle powder as an orange pigment.
[0013]
Repidocrocite particles used in aqueous suspensions of lipidocrocite particles not only have good dispersibility in aqueous media, but also strongly require improved coloring and hiding power of the lipidocrocite particles. Has been.
[0014]
As a method for producing the lipid docrosite particle powder, (1) a suspension of pH 7.0 to 9.0 containing ferrous hydroxide obtained by reacting a ferrous salt solution and an alkaline solution, A method for producing lipidocrocite particles by ventilating an oxygen-containing gas at a temperature of ℃ or lower (JP-B-33-6734, etc.), and (2) obtained by reacting a ferrous sulfate aqueous solution and an alkaline aqueous solution. A method for producing lipidocrocite particles by passing an oxygen-containing gas through a suspension containing ferrous hydroxide and having a pH of 5.5 to 7.0 at a temperature of 5 to 15 ° C. 3323 publication, etc.), (3) suspension of ferrous hydroxide obtained by reacting ferrous sulfate aqueous solution and sodium hydroxide aqueous solution with a pH of less than 5.5 in the presence of disodium hydrogen phosphate. At a temperature of about 45 ° C A method for producing lipidocrocite particles by aeration of an elemental gas (Japanese Patent Laid-Open No. 62-108738, etc.), and (4) hydroxylation obtained by reacting a ferrous sulfate aqueous solution and an alkali hydroxide aqueous solution. A suspension containing ferrous iron and having a pH of about 10 or more is bubbled with an oxygen-containing gas in the presence of a water-soluble phosphorus compound or arsenic compound to form a seed crystal of lepidocrotite, and then a temperature of 55 to 100 ° C. A method of producing repidocrocite particles by growing a seed crystal of the repidocrocite within a range (Japanese Patent Publication No. 43-2214) is known.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
An aqueous suspension having excellent dispersibility in an aqueous medium and excellent dispersibility and dispersion stability using inexpensive and non-toxic lepidochrosite particle powder having excellent coloring power and hiding power It is the most demanded to obtain industrially and economically at present, but an aqueous suspension in which the lipid dodecysite particle powder by the production methods (1) to (4) is dispersed in an aqueous medium. Is not enough to meet these requirements.
[0016]
In addition, the lepidochrosite particle powder produced by each of the production methods (1) to (4) is easily formed by forming aggregates of acicular or granular particles resulting from the formation reaction. Dispersibility in the medium is not sufficient, and coloring power and hiding power are not sufficient due to the particle shape.
[0017]
This fact will be described below.
[0018]
In general, the lipid crocite particle powder includes a case where a ferrous chloride aqueous solution is used as an iron raw material and a case where a ferrous sulfate aqueous solution is used. When ferrous chloride aqueous solution is used as the iron raw material, the reaction vessel or the like is corroded, which is not industrial.
[0019]
When ferrous sulfate aqueous solution is used as the iron raw material, the reaction vessel or the like is not corroded. However, the shape of the generated lipid docrosite particles is not affected by any of the production methods (1) to (3). Are acicular particles. And other particles other than the lipidocrocite particles are likely to be mixed due to the generation reaction.
[0020]
That is, when the reaction product pH is in the acidic region, needle-like goethite particles are mixed in addition to the lipidocrocite particles, and when the reaction product pH is in the alkaline region, granular magnetite particles are mixed in addition to the lipidocrocite particles.
[0021]
Further, when the pH region of the generated reaction solution is as low as less than pH 7, alkali metal, SO, which is generated at the same time when the lipidocrosite particles are generated,4A precipitate containing a fraction, ie RFe3(SO4)2(OH)6(R = K+, Na+, NH+) Is inevitably contained in the interior of the particles and between the particles. This hardly soluble sulfur-containing iron salt is difficult to remove by washing with water, and the particles are cross-linked. Since it remains in a state, aggregated particles are likely to be generated.
[0022]
Moreover, when the production reaction of a lipid docrosite particle | grain is 15 degrees C or less, the necessity of cooling etc. arises and it is not industrial and economical.
[0023]
In the case of the production method described in (4) above, the presence of a water-soluble phosphorus compound or arsenic compound at the time of nucleation crystal formation allows reaction at a high temperature of 55 to 100 ° C. during the nucleation crystal growth. The particle shape is transformed from a plate-like body, a needle-like body or the like to a cube, a spherical body, or the like, thereby obtaining granular lipidocrocite particles.
In the case of this method, since the shape of the obtained lipidocrosite particles is granular, the coloring power and the hiding power are poor.
[0024]
In addition, in the reaction for producing nucleated particles, as shown in a comparative example described later, the shape of the lipidocrocite particles is needle-like, and granular magnetite particles are mixed in addition to the needle-like lipidocrocite particles.
[0025]
In addition, when the lipidocrocite particle powder produced by each of the production methods (1) to (4) is dispersed in an aqueous medium due to its particle shape, the resulting aqueous suspension has uniform dispersibility. The dispersion stability is not sufficient.
[0026]
Accordingly, the present invention provides a lipidocrosite that is excellent in uniform dispersibility and dispersion stability obtained by dispersing a lipidocrosite particle powder excellent in coloring power, hiding power, and dispersibility in an aqueous medium in an aqueous medium. It is a technical problem to obtain an aqueous suspension of particles.
[0027]
[Means for solving the problems]
The technical problem can be achieved by the present invention as follows.
[0028]
That is, the present invention has a kamaboko plate shape (cuboid shape) having a minor axis diameter of 0.045 to 0.5 μm, a major axis diameter of 0.05 to 1.0 μm, and a thickness of 0.001 to 0.3 μm. ) Having a geometrical standard deviation value of the major axis diameter of 1.70 or less and, if necessary, 1.40 or less, dispersed in an aqueous medium. It is an aqueous suspension of docrosite particle powder.
[0029]
Further, the present invention is the aqueous suspension of any one of the above-mentioned lipidoclosite particles, wherein the lipidoclosite particles dispersed in the aqueous suspension contain 0.5 to 10% by weight of phosphorus. .
[0030]
Further, the present invention may be a kind selected from Al oxide, Al hydroxide, Si oxide and Si hydroxide on the surface of the lipidocrosite particles dispersed in the aqueous suspension. An aqueous suspension of any one of the above-mentioned lipidoclosite particles having a coating layer composed of two or more kinds.
[0031]
The present invention also provides any one of the above-mentioned aqueous suspensions of lipidoclosite particles in which a surfactant is attached to the surface of the particles of the lipidoclosite particles dispersed in the aqueous suspension.
[0032]
The configuration of the present invention will be described in more detail as follows.
[0033]
First, the lipidocrosite particle powder used in the present invention will be described.
[0034]
Each of the lipidocrocite particles constituting the lipidocrocite particle powder used in the present invention has a kamaboko plate shape (cuboid shape). Here, the kamaboko plate shape (cuboid shape) is not only a rectangular parallelepiped that is a hexahedron each side of which is a rectangle, but even if the edges and sides of the rectangular parallelepiped are not necessarily sharp and clear, there are some irregularities, It may be a slightly rounded particle, and refers to a particle having a major axis to minor axis ratio of about 1.1: 1 to 5: 1 and a thickness of 0.001 to 0.3 μm. When the shape of the particles is not a kamaboko plate shape (cuboid shape), excellent coloring power and hiding power cannot be obtained, and uniform dispersion and dispersion stability are not sufficient when an aqueous suspension is used. In consideration of coloring power and hiding power, the ratio of the major axis diameter to the minor axis diameter is preferably about 1.2: 1 to 4.8: 1.
[0035]
The minor axis diameter is 0.045 to 0.5 μm. In the case of less than 0.045 μm, the dispersibility is impaired due to an increase in intermolecular force due to finer particles. Further, the particles become needle-like, and excellent coloring power and hiding power cannot be obtained. If it exceeds 0.5 μm, the dispersibility is good, but due to the coarsening of the particles, when using this as a water-based paint, a smooth coated surface cannot be obtained. The preferred minor axis diameter is 0.045 to 0.3 μm, more preferably 0.045 to 0.2 μm.
[0036]
The major axis diameter is 0.05 to 1.0 μm. If it is less than 0.05 μm, the dispersibility is impaired due to an increase in intermolecular force due to the refinement of the particles. When the thickness exceeds 1.0 μm, the particles become needle-like and excellent coloring power and hiding power cannot be obtained. Also, due to the coarsening of the particles, a smooth coated surface cannot be obtained when this is used as a water-based paint. The major axis diameter is preferably 0.05 to 0.7 μm, more preferably 0.05 to 0.5 μm.
[0037]
The thickness is 0.001 to 0.3 μm. In the case of less than 0.001 μm, the dispersibility is impaired due to an increase in intermolecular force due to finer particles. Moreover, since the thickness is reduced, excellent coloring power and hiding power cannot be obtained. When the thickness exceeds 0.30 μm, the surface becomes smooth when a water-based paint is formed using this due to the coarsening of the particles. The preferred thickness is 0.001 to 0.2 μm, more preferably 0.001 to 0.1 μm.
[0038]
SO of the lipid crocite particles used in the present invention4The content is 1000 ppm or less, preferably 500 ppm or less, more preferably 200 ppm or less. No cross-linking is observed between the particles, and the individual particles are scattered. SO of the obtained lipidocrosite particle powder4The lower limit of the content is about 0.01 ppm.
[0039]
The lepidochrosite particle powder obtained in the absence of nuclei has a geometric standard deviation value of the major axis diameter of 1.70 or less. The geometric standard deviation value serves as an index representing the degree of particle size distribution of particles, and the smaller the value, the better the particle size distribution of particles. When it exceeds 1.70, coloring power and hiding power become insufficient. Considering coloring power and hiding power, it is preferably 1.60 or less. The lower limit of the obtained lipidocrosite particle powder is about 1.05.
[0040]
The lepidochrosite particle powder obtained in the presence of nuclei has a geometric standard deviation value of the major axis diameter of 1.40 or less. When it exceeds 1.40, it cannot be said that the particle size distribution is further improved. Considering coloring power and hiding power, it is preferably 1.38 or less, more preferably 1.35 or less. The lower limit of the obtained lipidocrosite particle powder is about 1.01.
[0041]
A repi consisting of lipidocrocite particles having a rectangular parallelepiped shape having a minor axis diameter of 0.045 to 0.5 μm, a major axis diameter of 0.05 to 1.0 μm, and a thickness of 0.001 to 0.3 μm. The color of the docrosite particle powder is a*The value is 15.0-50.0, and b*The value is 20.0-55.0, L*The value is 20.0-70.0.
[0042]
a*When the value exceeds 50.0, redness becomes strong, which is not preferable. When it is less than 15.0, redness is insufficient, which is not preferable.
[0043]
b*When the value exceeds 55.0, yellowishness becomes strong, which is not preferable. If it is less than 20.0, the yellowness necessary for the orange color development is insufficient, which is not preferable.
[0044]
L*If the value exceeds 70.0, the color of the pigment becomes too bright, which is not preferable. If it is less than 20.0, it becomes dark and dull, which is not preferable.
[0045]
The difference in geometric standard deviation value is*Value or b*Although it does not affect the hue such as the value, as is well known, there is a slight difference in the dust, and as the geometric standard deviation value becomes smaller, the dust tends to become smaller.
[0046]
Each of the lipidocrocite particles constituting the lipidocrocite particle powder used in the present invention preferably contains 0.05 to 10% by weight of phosphorus, more preferably 0.1 to 5% by weight. When the amount is less than 0.05% by weight, the electrical repulsion between the lipidocrosite particles in the aqueous suspension becomes small, and the dispersion stability may be impaired. If it exceeds 10% by weight, the effect is saturated and it is meaningless to contain more than necessary.
[0047]
Each of the lipidocrocite particles constituting the lipidocrocite particle powder used in the present invention is a kind selected from Al oxide, Al hydroxide, Si oxide and Si hydroxide on the particle surface or It is preferable to have a coating layer composed of two or more kinds.
In this case, the abundance on the particle surface is preferably 0.01 to 50% by weight, more preferably 0.05 to 20% by weight of Al in terms of Al. Si is SiO.2Preferably in terms of conversion, it is 0.01 to 50% by weight, and more preferably 0.05 to 20% by weight.
[0048]
It is preferable that a surfactant is attached to the surface of each of the lipidocrocite particles constituting the lipidocrocite particle powder used in the present invention.
In this case, the adhesion amount on the particle surface is preferably 0.01 to 10% by weight, more preferably 0.05 to 5% by weight in terms of carbon.
[0049]
Next, a method for producing the lipidocrosite particle powder used in the present invention will be described.
[0050]
The lipid crocite particle powder used in the present invention comprises a ferrous sulfate aqueous solution, an alkali hydroxide aqueous solution, and 0.1 to 5.0 mol% of a phosphorus compound or citric acid compound or the both compounds at a temperature of 25 to 55. Mixing in the temperature range of 0 ° C. produces a suspension with a pH value of 7-9 containing iron hydroxide, which is then subjected to a pH value, optionally in the presence of nuclei particles. Can be obtained by oxidizing the iron hydroxide by aeration of an oxygen-containing gas in a temperature range of 25 to 55 ° C. while adjusting the range of 7 to 9.
[0051]
As the aqueous alkali hydroxide solution, an aqueous sodium hydroxide solution, an aqueous potassium hydroxide solution, or the like can be used.
[0052]
Examples of the phosphorous compounds include phosphates such as orthophosphoric acid, metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid, triphosphoric acid and tetraphosphoric acid, sodium salts such as disodium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate and trisodium phosphate, phosphorus Ammonium salts such as ammonium dihydrogen phosphate, diammonium hydrogen phosphate, and sodium ammonium hydrogen phosphate, potassium salts such as tripotassium phosphate, potassium dihydrogen phosphate, and dipotassium hydrogen phosphate can be used.
[0053]
Examples of the citric acid compound include citric acid, ammonium salts such as ammonium citrate and ammonium hydrogen citrate, potassium salts such as potassium citrate and potassium hydrogen citrate, sodium salts such as sodium citrate and sodium hydrogen citrate. In addition, lithium salts such as lithium citrate can be used.
[0054]
The order of addition of the ferrous sulfate aqueous solution, the alkali hydroxide aqueous solution, the phosphorus compound, the citric acid compound, or the both compounds may be the first or the same, and in any case, A docrosite particle powder is obtained.
[0055]
In consideration of generating only the lipidocrosite particle powder without generating other particles other than the lipidocrocite particles, a ferrous sulfate aqueous solution, an alkali hydroxide aqueous solution, a phosphorus compound, a citric acid compound, or both of these compounds Are preferably mixed as uniformly as possible, and it is preferable to add a phosphorus compound, a citric acid compound, or both of these compounds and a ferrous sulfate aqueous solution in advance, and then add the mixed solution to an aqueous alkali hydroxide solution. More preferably, the mixed solution may be added to the aqueous alkali hydroxide solution after aging in advance.
[0056]
The aging time of the mixed solution is preferably 10 minutes or more, more preferably 30 minutes or more. The upper limit of the aging time is not particularly limited, but is about 120 minutes industrially.
[0057]
Further, the above mixed solution added to the aqueous alkali hydroxide solution may be added at one time. However, in consideration of the uniform mixing of the aqueous solution, a small amount may be added continuously or intermittently over 10 to 120 minutes. In particular, it is more preferable to add over 50 to 70 minutes.
[0058]
The mixing ratio of the ferrous sulfate aqueous solution and the alkali hydroxide aqueous solution is such that the pH value of the suspension containing the iron hydroxide produced by reacting the ferrous sulfate aqueous solution and the alkali hydroxide aqueous solution is 7-9. Any ratio within the range may be used. When the pH value of the suspension is less than 7, acicular goethite particles are mixed in addition to the lipidocrocite particles. When the pH value of the suspension exceeds 9, granular magnetite particles are mixed in addition to the lipidocrocite particles.
[0059]
The mixing ratio of the phosphorus compound, the citric acid compound or the both compounds is 0.1 to 5 mol% with respect to Fe. If it is less than 0.1 mol%, it becomes difficult to produce only the lipid docrosite particles, and granular magnetite particles are mixed. When the amount exceeds 5 mol%, lepidochrosite particles can be obtained, but since the effect of addition is saturated, there is no point in adding more than necessary.
[0060]
The addition of the phosphorus compound or the citric acid compound or both of these compounds must be before aeration of the oxygen-containing gas to the suspension, including ferrous sulfate aqueous solution, alkali hydroxide aqueous solution, iron-containing precipitate It can be added to any of the suspensions.
[0061]
In order to produce only the lipidocrocite particle powder without producing other particles other than the lipidocrocite particles, it is preferably added to the aqueous ferrous sulfate solution as described above.
[0062]
The temperature at the time of mixing raw materials is 25 to 55 ° C. When the temperature is lower than 25 ° C., it takes a long time for the reaction of forming the lipid docrosite, which is not industrial and economical. When the temperature exceeds 55 ° C., granular magnetite particles other than the lipidocrocite particles are mixed.
[0063]
It is important to adjust the pH value when mixing the raw materials to be in the range of 7-9. When the pH value is out of the range, it is difficult to produce only the lipidocrosite particle powder. On the other hand, when the pH value is less than 7, a large amount of sulfur-containing iron salt is contained in the lipidoclosite particle powder.
[0064]
Oxidation of the suspension containing iron hydroxide is carried out by passing an oxygen-containing gas (for example, air) through the liquid. The aeration rate is preferably 0.5 to 100 l per minute with respect to 10 l of the reaction mother liquor.
[0065]
The oxidation reaction temperature is 25 to 55 ° C. When the temperature is lower than 25 ° C., the oxidation reaction takes a long time, which is not industrial and economical. When it exceeds 55 ° C., it becomes difficult to produce only the lipidocrocite particles, and granular magnetite particles and the like are mixed in addition to the lipidocrocite particles.
[0066]
In the oxidation reaction, the pH value gradually decreases with the progress of the oxidation reaction, so it is important to adjust the pH value to a range of 7 to 9 by adding an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide. When the pH value is less than 7, it is difficult to produce only the lipid dodecite site, and acicular goethite particles are mixed. When the pH value exceeds 9, it becomes difficult to produce only the lipid docrosite particles, and granular magnetite particles are mixed.
[0067]
The oxidation reaction time from the start of the oxidation reaction to the end of the reaction is 24 hours or less, particularly 12 hours or less. Therefore, the yield of the lipidocrosite particle powder per unit time (unit volume / yield per unit time) is 4.3 to 15.6 kg / m.3-It is large with hr, which is industrially and economically advantageous.
[0068]
In addition, since the production | generation reaction of a repidocrocite particle | grain is complete | finished and an oxidation reaction will no longer advance, since a pH value will no longer change, pH value will become constant and it will no longer be necessary to add the NaOH solution for pH adjustment. Time is the end point of the oxidation reaction.
[0069]
In the production reaction of the lipidocrosite particle powder as described above, if necessary, nuclei crystal particles may be present. In this case, the geometric standard deviation of the major axis diameter is 1.40 or less, in other words, It is possible to produce a lipidoclosite particle powder having a better particle size distribution.
[0070]
If necessary, the core crystal particles to be added are ferrous hydroxide colloid, ferric hydroxide colloid obtained by a known production method, iron hydroxide such as green last, iron such as hematite, magnetite, and maghemite. Any of oxides and iron-containing hydrous oxides such as goethite, lepidochrosite, and akaganite, and these nucleation particles are the same reaction tower as the reaction tower for producing the lipidocrosite particle powder according to the present invention. May be used, or may be produced using another reaction tower. In consideration of the particle size distribution of the major axis diameter of the target lepidochrosite particle powder, particles having few aggregated particles and individual ones are preferable.
Preferably, it is a lipidocrosite nucleus crystal particle.
[0071]
A preferred method for producing the lipid docrosite nucleus crystal particles is that a ferrous sulfate aqueous solution, an alkali hydroxide aqueous solution, and 0.1 to 5.0 mol% of a phosphorus compound or citric acid compound or the both compounds are added at a temperature of 25 to 25%. A method of obtaining lipid hydroxide nuclei particles by mixing iron in the range of 55 ° C. and pH 7-9 to obtain iron hydroxide, and then blowing air further into the suspension containing the iron hydroxide. Etc.
[0072]
The abundance of the nucleus crystal particles is preferably 0.001 to 0.5 mol / l in terms of Fe. When the amount is less than 0.001 mol / l, the number of nucleation particles is too small, so that the growth of the particles becomes non-uniform and it becomes difficult to generate the lipid dodecite particles having an excellent particle size distribution. If it exceeds 0.5 mol / l, the number of nucleation particles increases, and the particle growth becomes insufficient.
[0073]
In order to further improve the dispersibility in the aqueous medium, each of the lipidocrocite particles constituting the lipidocrosite particle powder used in the present invention has a surface of Al oxide, Al hydroxide, Si oxidation in advance. It is preferable to form a coating layer made of one kind or two or more kinds selected from a product or a hydroxide of Si.
[0074]
The coating layer is formed by dispersing the lipidocrocite particle powder in water, adding an aluminum compound and / or a silicon compound, and adjusting the pH, thereby forming particles of the particle constituting the lipidocrocite particle powder. A coating layer composed of one or more selected from Al hydroxide, Si oxide, or Si hydroxide can be formed on the surface.
[0075]
The addition of the aluminum compound and / or the silicon compound can be carried out by dropping at once, or divided into several times or continuously. It is preferable to adjust the pH before and after each addition of the aluminum compound and / or silicon compound. The pH range to be adjusted is 5.0 to 9.0, preferably 6.0 to 8.0.
[0076]
As the aluminum compound, aluminum salts such as aluminum sulfate, aluminum chloride, aluminum nitrate, aluminum acetate and aluminum oxalate, alkali aluminates such as sodium aluminate and potassium aluminate, and alumina sol can be used.
The amount of the aluminum compound added is preferably 0.01 to 50% by weight and more preferably 0.05 to 20% by weight in terms of Al with respect to the lepidochrosite particle powder. When the amount is less than 0.01% by weight, the dispersion in the aqueous medium is insufficient. When the amount exceeds 50% by weight, the coating effect is saturated, and there is no meaning to add more than necessary.
[0077]
As the silicon compound, water glass, sodium silicate, potassium silicate, calcium silicate, colloidal silica, silicon dioxide or the like can be used. The addition amount of the silicon compound is SiO2 with respect to the lepidochrosite particle powder.2Preferably in terms of conversion, it is 0.01 to 50% by weight, and more preferably 0.05 to 20% by weight. When the amount is less than 0.01% by weight, the dispersion in the aqueous medium is insufficient. When the amount exceeds 50% by weight, the coating effect is saturated, and there is no meaning to add more than necessary.
[0078]
When using an aluminum compound and a silicon compound together, the amount in terms of Al and SiO2The total amount with the converted amount is preferably 0.01 to 50% by weight. When the amount is less than 0.01% by weight, the dispersion in the aqueous medium is insufficient. When the amount exceeds 50% by weight, the coating effect is saturated, and there is no meaning to add more than necessary.
[0079]
In order to further improve the dispersibility in the aqueous medium, it is preferable that the surface of each of the lipidocrocite particles constituting the lipidoclosite particle powder used in the present invention is previously coated with a surfactant.
[0080]
Formation of the coating layer with the surfactant on the particle surface of the lipid docrosite particle can be performed by a dry method or a wet method.
In the case of the dry method, the lepidochrosite particle powder and the surfactant can be kneaded with a wheel-type kneader, a cracker, a Henschel mixer or the like.
In the case of the wet method, it is possible to disperse the lipidocrocite particles in water and add a surfactant or disperse the lipidocrocite particle powder in water in which the surfactant is dissolved. it can.
[0081]
The surfactant is an anionic surfactant or a nonionic surfactant.
Examples of the anionic surfactant include alkyl sulfate ester, alkylbenzene sulfonate, naphthalene sulfonate formalin condensate, aromatic sulfonate formalin condensate, and carboxylic acid type polymer surfactant.
Examples of nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether and polyoxyethylene alkylphenyl ether.
[0082]
The addition amount of the surfactant is preferably 0.01 to 10% by weight, more preferably 0.05 to 5% by weight, in terms of carbon, with respect to the lepidochrosite particle powder. When the amount is less than 0.01% by weight, the dispersion in the aqueous medium is insufficient. When the amount exceeds 10% by weight, the coating effect is saturated, so there is no point in adding more than necessary.
[0083]
The size of the lipidocrocite particles whose particle surface is coated with the coating is substantially the same as the size of the lipidocrosite particles before treatment, and the minor axis diameter is 0.045 to 0.5 μm, The major axis diameter is 0.05 to 1.0 [mu] m, the thickness is 0.001 to 0.3 [mu] m, and it has a kamaboko plate shape (cuboid shape) substantially the same as that before the coating treatment.
[0084]
Next, the aqueous suspension of lipidocrosite particles according to the present invention will be described.
[0085]
The aqueous suspension of lipidoclosite particles according to the present invention is obtained by dispersing the specific lipidoclosite particle powder in an aqueous medium.
[0086]
The concentration of the lipidoclosite particle powder in the aqueous suspension of the lipidoclosite particles according to the present invention is 0.01 to 60% by weight, preferably 0.1 to 50% by weight.
[0087]
Regarding the dispersibility of the aqueous suspension of the lipidoclosite particles according to the present invention, the uniform dispersibility (d) is 1 to 2, preferably 1 to 1.8, further according to the evaluation method of the embodiment described later. Preferably it is 1-1.6. The dispersion stability (V) is 0.8 to 1.0, preferably 0.85 to 1.0, and more preferably 0.88 to 1.0 according to the evaluation method of the embodiment described later.
[0088]
The viscosity of the aqueous suspension of lipidoclosite particles according to the present invention is 1 to 25600 cP, preferably 1 to 5000 cP.
[0089]
The pH of the aqueous suspension of lipidoclosite particles according to the present invention is 3 to 11, preferably 4 to 10.
[0090]
The aqueous suspension of the lipidoclosite particles according to the present invention is mainly composed of water as a solvent, and other additives include a surfactant, a water-soluble resin, a dispersant, a charge control agent, and leveling. An agent and a water-based paint solvent may be contained.
[0091]
As the surfactant, those used for the surface treatment of the lipidoclosite particles can be used.
[0092]
Examples of the water-soluble resin include commonly used water-soluble alkyd resins, water-soluble acrylic resins, water-soluble urethane resins, water-soluble epoxy resins, water-soluble melamine resins, acrylic emulsion resins, acrylic / styrene emulsion resins, urethane emulsion resins, An epoxy emulsion resin, a vinyl acetate emulsion resin, or the like can be used.
[0093]
As the water-based paint solvent, commonly used butyl cellosolve, butyl alcohol, and the like can be used.
[0094]
In addition, the aqueous suspension of the lipidoclosite particles according to the present invention can be used as a stock solution or diluted depending on the application. The concentration of the lipidoclosite particles is, for example, 1 for water-based paints. 0.0 to 30% by weight, 5.0 to 20% by weight for the water-based cement colorant, and 0.5 to 20% by weight for the water-based lubricant for rolling the steel sheet are preferable.
[0095]
Further, when an aqueous paint is prepared using an aqueous suspension of the lipidoclosite particles according to the present invention, the coloring power is 4 to 5, the hiding power is 29 or less, preferably 27 or less, and the preferred lower limit is 15 It is. The glossiness on the coating surface of the coated piece is 71 or more, preferably 75 or more, and a preferred upper limit is 130.
[0096]
Next, a method for producing an aqueous suspension of lipidocrosite particles according to the present invention will be described.
[0097]
The aqueous suspension of lipidocrosite particles according to the present invention can be obtained by dispersing the specific lipidocrosite particle powder in an aqueous medium using a disperser.
[0098]
The aqueous medium in the present invention may be anything that mainly contains water.
[0099]
Examples of the disperser used to disperse the lipidocrosite particle powder in the present invention in an aqueous medium include a known homomixer, horizontal SGM, homomic line mill, and sand grinder.
[0100]
[Embodiments of the Invention]
A typical embodiment of the present invention is as follows.
[0101]
The major axis diameter and minor axis diameter of the particles are about 350 particles shown in the photograph (× 120,000) obtained by enlarging the electron micrograph (× 30000) four times in the longitudinal direction and the transverse direction, respectively. The shaft diameter was measured, and the average value was shown.
[0102]
Regarding the thickness of the particles, among the particles shown in the photograph prepared in the same manner as described above, only the particles in an inverted state were extracted, the thicknesses of about 100 particles were measured, and the average value was shown.
[0103]
The geometric standard deviation (σg) of the major axis diameter of the particle was indicated by a value obtained by the following method. That is, the value measured for the major axis diameter of the particles shown in the above enlarged photograph is calculated on the basis of the actual major axis diameter and the number of particles calculated from the measured value, and the horizontal axis on the lognormal probability paper according to a statistical method. The major axis diameter of the particles is plotted on the vertical axis, and the cumulative number of particles belonging to each of the predetermined major axis diameter sections (under the integrated sieve) is plotted in percentage on the vertical axis. Then, the value of the major axis diameter corresponding to 50% and 84.13% of the number of particles is read from this graph, and the geometrical standard deviation value (σg) = major axis diameter / accumulated at 84.13% under the cumulative sieve. The value was calculated according to the major axis diameter (geometric mean diameter) at 50% under the sieve. The smaller the geometric standard deviation value, the better the particle size distribution of the major axis diameter of the particles.
[0104]
Particle SO4For the content, 5 g of a sample was weighed into a 300 ml Erlenmeyer flask, 100 ml of pure water was added, and the mixture was heated for about 5 minutes to be boiled to dissolve the hardly soluble sulfur-containing iron salt present on the particle surface. The obtained supernatant was designated as No.1. Filter using 5C filter paper and add SO in the filtrate.4 2-Was measured using an induction plasma emission spectroscopic analyzer (Seiko Electronics Co., Ltd.).
[0105]
Each content of P, Al, and Si in the particles was measured using a “fluorescence X-ray analyzer 3063M type” (manufactured by Rigaku Denki Kogyo Co., Ltd.) in accordance with “General X-ray fluorescence analysis rules” of JIS K0119. .
[0106]
The amount of the surfactant attached to the particles was indicated by a value obtained by measuring the amount of carbon using “Horiba Metal Carbon / Sulfur Analyzer EMIA-2200” (manufactured by Horiba, Ltd.).
[0107]
The hue of the powder is 0.5g of lipidocrocite particle powder and 0.7cc of castor oil, kneaded with a Hoover-type Mahler to make a paste, and 4.5g of clear lacquer is added to this paste, kneaded and made into a paint, cast coat An application piece (coating thickness: about 30 μm) coated on a paper using a 6 mil applicator was prepared, and a multi-light source spectrocolorimeter MSC-1S-2D (manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.) was used for the coating piece. Used, color index L according to JIS Z 8729*Value, a*Value and b*The values are shown as measured values.
[0108]
a*The value represents redness, and the larger the value, the stronger the redness. b*The value represents yellowishness, and the larger the value, the stronger the yellowishness. Therefore, orange is a*Value and b*It can be expressed by value. L*The value indicates the brightness.
[0109]
The uniform dispersibility (d) of the aqueous suspension is determined by determining the average major axis diameter obtained from the above-mentioned electron micrograph as d.1The particle diameter obtained using a laser diffraction particle size distribution analyzer HELOS LA / KA (JEOL Ltd.)2D = d2/ D1It was evaluated with. In this case, d = 1 when each particle is completely separated, and a value of d larger than 1 indicates that the particles are in an agglomerated state and the uniform dispersibility is poor. is there.
[0110]
The dispersion stability (V) of the aqueous suspension is determined by the constant volume (V0) After 24 hours of standing at 25 ° C., when particles settled, the volume of the particle suspension excluding the sedimented volume is V1V = V when1/ V0It was evaluated with. When the particles did not settle, V = 1.0. As the value of V is smaller than 1.0, the particles are settled, indicating that the dispersion stability is poor.
[0111]
The pH value of the aqueous suspension was measured according to JIS Z 8802-7, and the obtained value was defined as the pH value of the aqueous suspension.
[0112]
The dispersibility in the water-based paint produced using the aqueous suspension was examined by the magnitude of the glossiness of the coated surface of the coated piece produced in the same manner as in the embodiment of the present invention.
[0113]
The glossiness was determined by measuring the 60 ° gloss of the coated surface using a gloss meter UGV-5D (manufactured by Shimadzu Corporation). The larger the gloss value, the better the dispersibility.
[0114]
The hiding power of the water-based paint was determined by the cryptometer method described in the section “8.2 hiding power” of JIS K 5101-1991 “Pigment Test Method”. The hiding power is indicated by a scale value when the boundary line is hidden and cannot be seen, and the larger the scale value is, the smaller the hiding power is.
[0115]
The tinting strength of the water-based paint is the standard white paint (TiO 2) prepared under the same conditions as the obtained paint and the embodiment of the invention described later.2: Coloring paint obtained by mixing 1:10 with a standard paint using TCR73 Co., Ltd. manufactured by Tochem Products Co., Ltd., was visually inspected for the degree of coloring, and was evaluated in five stages (1: almost no coloring) 2: colored to a clear level, 3: apparently colored, 4: fairly colored, 5: markedly colored). 5 indicates the highest coloring power.
[0116]
<Production of Repidocrocite Particle Powder>
First, the following solution A was prepared and placed in a 35 ° C. chamber.
[0117]
Solution A: To a disodium hydrogen phosphate solution prepared by dissolving 8.66 g of disodium hydrogen phosphate in 300 ml of water, 1663 ml of a 1.834 mol / l aqueous ferrous sulfate solution was added and mixed, and water was further added. Mixed solution with a capacity of 2700 ml.
[0118]
Next, the production reaction of the lipid docrosite particle | grains was performed.
[0119]
After heating 2000 ml of water charged in a bubble column (reactor) having an effective volume of 5 l to 40 ° C., the air was aerated and stirred at a rate of 15 l / min, and then a 0.1 N NaOH solution was added. The pH value was adjusted to 8. Immediately after the pH value was adjusted, the solution A that had been aged for 30 minutes in advance at 35 ° C. was started to be introduced into the bubble column at a rate of 45 ml / min, and the addition was continued for 60 minutes. During the introduction of the solution A, the temperature in the bubble column was controlled at 40 ° C., and a 4.5N NaOH aqueous solution was intermittently added from the NaOH tank to constantly adjust the pH value of the reaction slurry to about 8. Even after the introduction of the solution A was completed, the temperature was maintained at 40 ° C. and the pH value was maintained at 8 ° C. while aerated and stirred. An orange precipitate was obtained 4.5 hours after the start of the reaction.
[0120]
The obtained orange precipitate was filtered and washed with water by a conventional method, and then dried at 80 ° C. for 24 hours to obtain a dried product. Yield 12.04 kg / m3・ It was time. As shown in the X-ray diffraction pattern of FIG. In FIG. 1, peak A is lepidocrotite (γ-FeOOH). As shown in the electron micrograph (× 30000) of FIG. 2, this lipidocrosite particle powder is a particle having a rectangular parallelepiped shape, the minor axis diameter is 0.057 μm, the major axis diameter is 0.12 μm, and the thickness is 0. The major axis diameter: minor axis diameter was 2.1: 1. The geometric standard deviation value of the major axis diameter was σg = 1.38, and the particle size distribution was excellent. Soluble SO4Was 52 ppm.
[0121]
<Production of aqueous suspension of lipidocrosite particles>
After 350 g of the above-mentioned lipidocrosite particle powder was coarsely pulverized in advance with a Nara type pulverizer, it was put into 3.5 l of pure water and peptized for 60 minutes using a homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.).
[0122]
Next, the obtained slurry of lipidocrocite particles was mixed and dispersed for 3 hours at a shaft rotational speed of 2000 rpm while circulating through the horizontal SGM (Dispamat SL: manufactured by ESC Adchem). The aqueous suspension of the obtained lipidocrosite particles had a particle concentration of 10% by weight, a uniform dispersibility of 1.33, a dispersion stability of 0.92, a viscosity of 207 cP, and a pH value of 7.1.
[0123]
<Manufacture of water-based paint>
In a 140 ml glass container, 30 g of the aqueous suspension of the above-mentioned rapid crocite particles (concentration of 10% by weight of the lipid crocite particles) and a water-soluble alkyd resin, an antifoaming agent and butyl cellosolve are blended in the following composition ratio. Then, it was added together with 90 g of 3 mmφ glass beads, and mixed and dispersed for 90 minutes with a paint shaker to obtain an aqueous paint.
[0124]
100.0 parts by weight of aqueous suspension of rapid crosite particles
Water-soluble alkyd resin 66.8 parts by weight
(S-118 Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)
19.6 parts by weight of water-soluble melamine resin
(S-695 Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)
Defoamer 0.1 parts by weight
(Nopco 8034 made by San Nopco)
[0125]
The coloring power measured using the obtained paint was 5, and the hiding power was 21.
[0126]
The glossiness of the coated surface produced using this water-based paint was 83%.
[0127]
[Action]
The present inventor already has a kamaboko plate shape (cuboid shape), and since the individual lipidocrocite particles are disjoint due to a small amount of the hardly soluble sulfur-containing iron salt, the dispersibility is excellent. Invented a lipid crocite particle powder, which is an orange pigment having excellent coloring power and hiding power due to its shape, and a method for producing the same, and proposed in Japanese Patent Application No. 8-227545. Kamaboko plate-shaped lepidochrosite particle powder as it is, or if necessary, one or more selected from Al oxide, Al hydroxide, Si oxide and Si hydroxide on the particle surface After forming a coating layer made of the above, further, a coating layer made of a surfactant is formed on the particle surface as necessary, and then dispersed in an aqueous medium, whereby a lipidochroma having excellent uniform dispersibility and dispersion stability. In which it was possible to obtain an aqueous suspension of bets particles.
[0128]
In addition, since the aqueous suspension obtained by dispersing the powder composed of phosphorus-containing lipidocrocite particles in an aqueous medium can increase the electric repulsion between the dispersed particles, Dispersion stability can be improved.
[0129]
【Example】
Next, examples and comparative examples are given.
[0130]
Examples 1-32, Comparative Examples 1-18, Use Examples 1-4, Comparative Use Examples 1-3;
<Production of Repidocrocite Particle Powder>
Examples 1-3, Comparative Examples 1-7
Various types of ferrous salt aqueous solution, concentration and amount, phosphoric acid compound and citric acid compound type and amount, alkaline aqueous solution type and concentration, raw material mixing method, pH value and temperature during mixing and reaction Except for the above, a reaction product was obtained in the same manner as in the above embodiment.
[0131]
As a result of X-ray diffraction, it was confirmed that the particles obtained in Examples 1 to 3, Comparative Example 4 and Comparative Example 6 were all composed of only the lipid docrosite particles.
[0132]
As a result of X-ray diffraction, the reaction products obtained in Comparative Examples 1, 3 and 5 were all magnetite (Fe3O4) Was found to be mixed.
[0133]
FIG. 3 shows an X-ray diffraction pattern of the reaction product obtained in Comparative Example 2, and FIG. 4 shows an electron micrograph (× 30000). In FIG. 3, peak A is lepidocrotite, and peak B is goethite (α-FeOOH), and it was recognized that goethite particle powder was mixed in addition to the lipidocrosite particle powder. Moreover, as shown in FIG. 4, the rectangular parallelepiped particle and the acicular particle were mixed.
[0134]
FIG. 5 shows an X-ray diffraction pattern of the reaction product obtained in Comparative Example 7, and FIG. 6 shows an electron micrograph (× 30000). In FIG. 5, peak A is lepidocrotite and peak C is magnetite, and it was recognized that magnetite particle powder was mixed in addition to the lipidocrosite particle powder. Moreover, as shown in FIG. 4, rectangular parallelepiped particles and granular particles were mixed.
[0135]
The main production conditions at this time are shown in Table 1, and various characteristics are shown in Table 2.
[0136]
[Table 1]
Figure 0003620622
[0137]
[Table 2]
Figure 0003620622
[0138]
<Production of Repidocrocite Particle Powder in the Presence of Nucleated Crystals>
Example 4
First, the following B and C solutions were prepared and placed in separate chambers at 35 ° C.
[0139]
Solution B: To a disodium hydrogen phosphate solution obtained by dissolving 5.68 g of disodium hydrogen phosphate in 300 ml of water, 1091 ml of a 1.834 mol / l ferrous sulfate aqueous solution was added and mixed, and water was further added. Mixed solution with a capacity of 1500 ml.
[0140]
Solution C: To disodium hydrogen phosphate in which 2.98 g of disodium hydrogen phosphate was dissolved in 150 ml of water, 572 ml of a 1.834 mol / l ferrous sulfate aqueous solution was added and mixed. 1000 ml mixed solution.
[0141]
Next, a production reaction of the lipidocrocite particles is performed in the presence of the nuclei particles.
[0142]
The above solution C was aged at 35 ° C. for 30 minutes in advance while agitating with aeration of air at a rate of 10 l / min after heating 2000 ml of water charged into a bubble column (reactor) having an effective volume of 5 l to 35 ° C. Was added to the bubble column, followed by stirring with aeration for 5 minutes.
[0143]
Next, a separately prepared 35 ° C. NaOH aqueous solution (91 ml of 18.4 N NaOH aqueous solution was diluted with water to 500 ml to obtain an aqueous solution corresponding to 0.8 equivalent to Fe contained in C solution). It was added little by little to the bubble column, and after completion of addition, air was aerated at a rate of 10 l / min for 5 minutes, followed by stirring to carry out a reaction for producing nucleated particles.
[0144]
Subsequently, the temperature was raised to 40 ° C. while aerated and stirred with air at a rate of 10 l / min, and then the pH value was adjusted to 8 by adding a little 4.5 N NaOH solution. Immediately after the adjustment of the pH value, charging of the B solution at 35 ° C., which was aged at 35 ° C. for 30 minutes, was started in the bubble column at a rate of 25 ml / min and continued to be performed in 60 minutes. During the introduction of the solution B, the temperature in the bubble column was controlled at 40 ° C., and a 4.5N NaOH aqueous solution was intermittently added from the NaOH tank to constantly adjust the pH value of the reaction slurry to about 8. Even after the introduction of the solution B was completed, the temperature was maintained at 40 ° C. and the pH value at 8 while the air was continuously vented. An orange precipitate was obtained 8.3 hours after the start of the reaction.
[0145]
The obtained orange precipitate was filtered and washed with water by a conventional method, and then dried at 80 ° C. for 24 hours to obtain a dried product. Yield 6.53 kg / m3・ It was time. As a result of X-ray diffraction, only the lipidocrocite particle powder was observed in this dried product. As a result of observation by an electron microscope, the lipidocrosite particle powder is a particle having a rectangular parallelepiped shape, the minor axis diameter is 0.045 μm, the major axis diameter is 0.090 μm, the thickness is 0.017 μm, and the major axis is Diameter: The minor axis diameter was 2.0: 1. The geometric standard deviation value of the major axis diameter was σg = 1.32 and the particle size distribution was more excellent. Also,. Soluble SO4Was 90 ppm.
[0146]
Examples 5-7, Comparative Example 8
Type and amount of nuclei, concentration and amount of ferrous salt aqueous solution, type and amount of phosphoric acid compound and citric acid compound, type and concentration of alkaline aqueous solution, mixing method of raw materials, pH value during mixing and reaction, and A product reaction product was obtained in the same manner as in Example 4 except that the temperature was varied.
[0147]
As a result of X-ray diffraction, it was confirmed that all the particles obtained in Examples 5 to 7 and Comparative Example 8 consisted only of lipidocrosite particle powder.
[0148]
FIG. 7 shows an X-ray diffraction pattern of the reaction product obtained in Example 6, and FIG. 8 shows an electron micrograph (× 30000). In FIG. 7, peak A is lepidocrotite, and it was recognized that it consisted only of lepidochrosite particle powder.
The main production conditions at this time are shown in Table 3, and various characteristics are shown in Table 4.
[0149]
[Table 3]
Figure 0003620622
[0150]
[Table 4]
Figure 0003620622
[0151]
<Surface coating treatment of lipidocrosite particle powder>
Examples 8-16
Under the conditions shown in Tables 5 and 6, the surface of the lipidocrocite particles was subjected to a surface coating treatment with an Al compound, a Si compound and / or a surfactant.
Tables 5 and 6 show the main production conditions and various characteristics at this time.
[0152]
[Table 5]
Figure 0003620622
[0153]
[Table 6]
Figure 0003620622
[0154]
<Production of aqueous suspension of lipidocrosite particles>
Examples 17-32, Comparative Examples 9-18
An aqueous suspension was obtained in the same manner as in the above-described embodiment except that the kind of particle powder, the amount added, and the kind of surfactant were variously changed. The conditions and various characteristics are shown in Tables 7 and 8.
[0155]
[Table 7]
Figure 0003620622
[0156]
[Table 8]
Figure 0003620622
[0157]
<Manufacture of water-based paint>
Use Examples 1-4, Comparative Use Examples 1-3
A water-based paint was obtained in the same manner as in the above embodiment except that the type of the aqueous suspension was variously changed.
Table 9 shows the main production conditions and various characteristics at this time.
[0158]
[Table 9]
Figure 0003620622
[0159]
【The invention's effect】
In the aqueous suspension of lipidocrocite particles according to the present invention, each of the dispersed lipidocrocite particles has a kamaboko plate shape (cuboid shape), and the individual suspension originates from a small amount of hardly soluble sulfur-containing iron salt. Dispersion is excellent because the particles of the particles are dissociated, and since the coloring power and hiding power are excellent due to the particle shape, the aqueous suspension type orange coloring with excellent uniform dispersion and dispersion stability As a material, it can be used suitably for water-based paints, water-based printing inks, water-based cement colorants and water-based cosmetics, and as a high-concentration aqueous suspension, it can be preferably used as a water-based lubricant for rolling steel sheets.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is an X-ray diffraction pattern of a lipidocrosite particle powder having a rectangular parallelepiped shape obtained in an embodiment of the invention.
FIG. 2 is an electron micrograph (× 30000) showing the particle structure of a lipidoclosite particle powder having a rectangular parallelepiped shape obtained in an embodiment of the invention.
3 is an X-ray diffraction pattern of the reaction product obtained in Comparative Example 2. FIG.
4 is an electron micrograph (× 30000) showing the particle structure of the reaction product obtained in Comparative Example 2. FIG.
5 is an X-ray diffraction pattern of the reaction product obtained in Comparative Example 7. FIG.
6 is an electron micrograph (× 30000) showing the particle structure of the reaction product obtained in Comparative Example 7. FIG.
7 is an X-ray diffraction pattern of a repidocrocite particle powder having a rectangular parallelepiped shape obtained in Example 6. FIG.
8 is an electron micrograph (× 30000) showing the particle structure of a repidocrocite particle powder having a rectangular parallelepiped shape obtained in Example 6. FIG.

Claims (5)

短軸径が0.045〜0.5μm、長軸径が0.05〜1.0μm、厚みが0.001〜0.3μmであるかまぼこ板状を呈したレピドクロサイト粒子からなり、前記長軸径の幾何標準偏差値が1.70以下であるレピドクロサイト粒子粉末を水性媒体中に分散させてなるレピドクロサイト粒子の水性懸濁液。It consists of lepidochrosite particles having a kamaboko plate shape having a minor axis diameter of 0.045 to 0.5 μm, a major axis diameter of 0.05 to 1.0 μm, and a thickness of 0.001 to 0.3 μm. An aqueous suspension of lipidocrocite particles obtained by dispersing a powder of lipidocrocite particles having a shaft diameter geometric standard deviation value of 1.70 or less in an aqueous medium. 短軸径が0.045〜0.5μm、長軸径が0.05〜1.0μm、厚みが0.001〜0.3μmであるかまぼこ板状を呈したレピドクロサイト粒子からなり、前記長軸径の幾何標準偏差値が1.40以下であるレピドクロサイト粒子粉末を水性媒体中に分散させてなるレピドクロサイト粒子の水性懸濁液。It consists of lepidochrosite particles having a kamaboko plate shape having a minor axis diameter of 0.045 to 0.5 μm, a major axis diameter of 0.05 to 1.0 μm, and a thickness of 0.001 to 0.3 μm. An aqueous suspension of lipidocrocite particles in which a lipidocrocite particle powder having a geometric standard deviation value of an axial diameter of 1.40 or less is dispersed in an aqueous medium. 水性懸濁液中に分散しているレピドクロサイト粒子がリンを0.05〜10重量%含有するものである請求項1又は2記載のレピドクロサイト粒子の水性懸濁液。The aqueous suspension of lipidoclosite particles according to claim 1 or 2, wherein the lipidoclosite particles dispersed in the aqueous suspension contain 0.05 to 10% by weight of phosphorus. 水性懸濁液中に分散しているレピドクロサイト粒子の粒子表面にAlの酸化物、Alの水酸化物、Siの酸化物及びSiの水酸化物から選ばれる一種又は二種以上からなる被覆層を有している請求項1乃至3のいずれかに記載のレピドクロサイト粒子の水性懸濁液。A coating comprising one or more selected from Al oxide, Al hydroxide, Si oxide and Si hydroxide on the surface of the lipidocrosite particles dispersed in the aqueous suspension The aqueous suspension of lipidoclosite particles according to any one of claims 1 to 3, which has a layer. 水性懸濁液中に分散しているレピドクロサイト粒子の粒子表面に界面活性剤が付着している請求項1乃至4記載のいずれかのレピドクロサイト粒子の水性懸濁液。The aqueous suspension of lipidocrosite particles according to any one of claims 1 to 4, wherein a surfactant is attached to the particle surface of the lipidoclosite particles dispersed in the aqueous suspension.
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