JP4031891B2 - バナジン酸ビスマス顔料及びその使用 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、弗化カルシウム、オキシ弗化ビスマス又は弗化ランタニド又はオキシ弗化ランタニド又はその混合物を含有する塗膜少なくとも1種から成るバナジン酸ビスマス顔料に関する。
【0002】
本発明は更に、これらバナジン酸ビズマス顔料のペイント、印刷インキ及びプラスチックの着色用の使用に関する。
【0003】
【従来の技術】
バナジン酸ビスマスは公知である。純粋なBiVO4顔料と同様に、金属及び/又は酸素原子が幾つかその他の金属及び/又は非金属により置換されている多数のBiVO4顔料がある。これらの顔料は、有用な無毒性黄色顔料であり、特にペイント及びプラスチックの着色用に好適である。それらの塗膜特性、特に熱安定性、耐候性及び耐薬品性を改善するために、バナジン酸ビスマス顔料は、金属酸化物(珪酸塩を含めて)の保護膜及び/又は弗化物を有するか又はそれなしで燐酸塩の保護膜を有することが多い。
【0004】
例えば、米国特許(US−A)第4063956号明細書には、単斜晶形バナジン酸ビスマスに第一金属酸水和物層(例えば酸化アルミニウム水酸化物)及び無定形二酸化珪素の第二の緻密層を塗膜することが開示されている。米国特許第4115141号明細書では、バナジン酸ビスマスを二酸化珪素又は燐酸アルミニウムで塗膜することによって安定化する。
【0005】
結合酸化物塗膜も米国特許(US−A)第4455174号明細書に記載されており、その際、BiVO4・xBi2MoO6・yBi2WO6(x=0.6〜2.25、y=0〜0.1)の組成のバナジン酸ビスマス顔料に、先ず二酸化ジルコニウムを塗膜し、次いで二酸化珪素を塗膜する。米国特許(US−A)第4752460号明細書では、(Bi,A)(V,D)O4(A=Mg、Ca、Sr、Ba、Zn;D=Mo及び/又はW;A:Biのモル比=0.1〜0.4及びD:V=0〜0.4)型のドーピングした正方晶形バナジン酸ビスマス顔料に、先ず二酸化珪素を塗膜し、次いで酸化アルミニウムを塗膜する。
【0006】
米国特許(US−A)第5123965号明細書には、ドーピングした正方晶形バナジン酸ビスマス顔料に、燐酸アルミニウム、燐酸カルシウム、燐酸チタン及び燐酸亜鉛及びアルミニウム、マグネシウム、ジルコニウム、チタン又はカルシウムの燐酸塩の混合物を塗膜することが記載されている。弗化物イオンが燐酸アルミニウムを塗膜する間に存在してもよい。
【0007】
最後に、二酸化珪素、珪酸マグネシウム及び弗化マグネシウムを基礎とする弗化金属酸化物塗膜が、欧州特許(EP−A)第271813号明細書から公知であり、その際、式BiVO4・xBi2MoO6(x=0.2〜0.25)のバナジン酸ビスマス顔料に、この混合層及び付加的にワックス層を塗膜する。
【0008】
しかし、公知塗膜により常に満足のゆく特性を有するバナジン酸ビスマス顔料が得られるとは限らない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、良好な塗膜特性、特に良好な安定性、例えば良好な耐候性を有するバナジン酸ビスマス顔料を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この課題が、弗化カルシウム、オキシ弗化ビスマス又は弗化ランタニド又はオキシ弗化ランタニド又はその混合物を含有する塗膜少なくとも1種から成るバナジン酸ビスマス顔料により解決されることを見出した。
【0011】
本発明により、これらのバナジン酸ビスマス顔料のペイント、印刷インキ及びプラスチックの着色用の使用も提供される。
【0012】
本発明のバナジン酸ビスマス顔料は、前記したようなものも含めて、どの公知バナジン酸ビスマス顔料を基礎としてもよい。好適な基礎顔料のその他の例は、欧州特許(EP−A)第640566号明細書及び西ドイツ特許(DE−A)第19529837号明細書に記載のドーピングされたバナジン酸ビスマス顔料である。
【0013】
本発明のバナジン酸ビスマス顔料は、主として弗化カルシウム、オキシ弗化ビスマス又は弗化ランタニド又はオキシ弗化ランタニド、有利には弗化ランタン、オキシ弗化ランタン、弗化セリウム、オキシ弗化セリウム、弗化イットリウム又はオキシ弗化イットリウムから成る金属弗化物層で少なくとも塗膜されている。記載の弗化物(及び/又はオキシ弗化物)は、一つの同じ層中に一緒に存在してもよいが、各々1種だけの弗化物を含有する別々の層の塗膜が有利である。
【0014】
弗化カルシウム層は有利にはその他の安定化作用を有する塗膜と組み合わせるが、特に弗化カルシウム層及びオキシ弗化ビスマス層が有利である。
【0015】
従って、本発明の金属弗化物塗膜は、金属酸化物塗膜及び/又は金属燐酸塩塗膜と組み合わせることが有利であり、その場合に、金属弗化物層及び金属酸化物層の組み合わせが有利である。通常は、層は連続的に塗膜するが、特に同じ種類の層(弗化物、酸化物又は燐酸塩)の場合には、ある程度の層の混合も除外するものではない。多重塗膜の場合には、最も内側の層として1種以上の金属弗化物塗膜をバナジン酸ビスマス顔料に塗膜するのが有利である。しかし塗膜の順番は変えてもよい。
【0016】
金属酸化物塗膜用の有利な材料は、アルカリ土類金属、特にマグネシウム、カルシウム、ストロンチウム及びバリウム、アルミニウム、珪素、錫、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオビウム、タンタル、亜鉛及びランタニド金属、特にランタン、セリウム及びイットリウムの酸化物及び酸化水和物である。これら金属の混合酸化物、特に金属珪酸塩が特に好適である。これらの化合物は1層の同じ層中に一緒に存在していてもよい。
【0017】
特に有利な酸化物の例は、酸化アルミニウム、酸化アルミニウム水和物、二酸化セリウム及び二酸化珪素及び珪酸カルシウムCaSiO3及びCa2SiO5であり、その中、CaSiO3及び二酸化珪素が最も有利である。金属酸化物層が外側層に存在する場合には、二酸化珪素層が特に有利である。
【0018】
金属燐酸塩塗膜用に有利な材料は、アルカリ土類金属、特にマグネシウム及びカルシウム、亜鉛及びアルミニウムの燐酸塩、特にオルト燐酸塩であり、これは1層の同じ層中に一緒に混合した形で存在していてもよく、これはアルカリ土類金属及び亜鉛に関して有利である。
【0019】
本発明のバナジン酸ビスマス顔料は、いくつの塗膜を有してもよい。塗膜の数は有利には1から4の範囲内である。特に有利な塗膜の例は、オキシ弗化ビスマスの単一塗膜及び弗化カルシウム、メタ珪酸カルシウム及び二酸化珪素又はオキシ弗化ビスマス、弗化カルシウム、メタ珪酸カルシウム及び二酸化珪素の組み合わせ塗膜である。その他の好適な組み合わせは実施例に記載する。
【0020】
使用されるバナジン酸ビスマスの粒度及び比表面積により、本発明の安定化されたバナジン酸ビスマス顔料は通常、塗膜される顔料の重量に対して2〜40質量%、有利には4〜20質量%の塗膜材料を含有する。弗化物含分は、通常、塗膜される顔料の重量に対して0.05〜10質量%の範囲内、有利には1〜5質量%の範囲内である。
【0021】
本発明のバナジン酸ビスマス顔料は、その高い安定性、特に非常に良好な耐候性及び低いフォトクロミズムを特徴とする。フォトクロミズムは、可視光線又は紫外線による化合物の異なる色への可逆的変化である(吸収スペクトル)。本明細書で使用するフォトクロミズムの尺度は、CIELAB △E総色相違である。本発明のバナジン酸ビスマス顔料は、オキシ弗化ビスマス層を塗膜する場合に優れた酸安定性も有する。
【0022】
しかし本発明のバナジン酸ビスマス顔料は、その安定性に関して優れているだけでなく、意外にも優れた色特性、特に高い彩度及び明度も有する。
【0023】
本発明のバナジン酸ビスマス顔料を製造するために、塗膜は有利には選択した基礎顔料上に湿式化学的に沈澱させる。
【0024】
金属弗化物層を沈澱させるために、支持体(これは塗膜してないバナジン酸ビスマス顔料であってもよいし、金属酸化物又は金属燐酸塩で既に塗膜したバナジン酸ビスマス顔料であってよい)の懸濁液、カルシウム、ビスマス又はランタニド金属塩の溶液及び弗化物イオンの溶液を完全に混合するが、水性の溶液及び懸濁液の使用が有利である。
工程的に種々の方法で行うことができる:支持体懸濁液を初装入材料として導入し、カルシウム、ビスマス又はランタニド金属塩溶液及び弗化物イオン溶液を同時に加えることができる。しかし、弗化物イオン溶液を初装入材料として支持体懸濁液と一緒に導入し、カルシウム、ビスマス又はランタニド金属塩溶液を加えてもよいし、又はその反対にカルシウム、ビスマス又はランタニド金属塩溶液を初装入材料として支持体懸濁液と一緒に導入し、弗化物イオン溶液を加えてもよい。
【0025】
カルシウム、ビスマス又はランタニド金属塩溶液及び/又は弗化物イオン溶液の添加中の混合物のpHは有利には、2〜11の範囲内、有利には5〜9の範囲内に保つ。
【0026】
沈澱中の温度は、室温から混合物の沸点の範囲内であってよい(還流温度)。20〜80℃の範囲内の温度が有利である。
【0027】
金属酸化物層を用いる塗膜が所望される場合には、常法で支持体懸濁液(塗膜してないか又は下塗りしたバナジン酸ビスマス顔料)を各金属の塩の有利には水溶液と混合し、酸化物又は酸化物水和物を支持体上に沈澱させる(その際、通常3〜10の範囲内、有利には5〜9の範囲内であるpHを維持する)ことによって行うことができる。
【0028】
金属燐酸塩層も同様に公知方法のようにして、通常はpHを3〜10に範囲内に、有利には5〜9の範囲内に維持して、支持体懸濁液を相応する金属塩溶液及び燐酸塩イオン溶液と混合することによって沈澱させることができる。
【0029】
沈澱反応用に必要な金属塩溶液を製造するために原則として、水中に可溶性(必要な場合には、酸の添加により)である金属の無機又は有機酸との任意の塩を使用することができる。有利な金属塩の例は、硝酸カルシウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、酢酸アルミニウム、アルカリ金属珪酸塩、例えば珪酸ナトリウム及び珪酸カリウム、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、硝酸ビスマス、硝酸セリウム、硝酸セリウムアンモニウム、硫酸セリウム、塩化セリウム、硝酸ランタン、硫酸ランタン、塩化ランタン、硝酸イットリウム、硫酸イットリウム及び塩化イットリウムである。
【0030】
弗化物イオン溶液は、有利にはアルカリ金属弗化物、弗化アンモニウム又は錯体弗化物含有塩から製造される。特に好適な弗化物の例は、弗化ナトリウム、弗化カリウム、二弗化水素カリウム、弗化アンモニウム、弗化水素アンモニウム、硼弗化ナトリウム及び硼弗化アンモニウムである。
【0031】
有利な燐酸塩イオン溶液の例は、アルカリ金属燐酸塩及び燐酸水素塩、特に燐酸ナトリウム及び燐酸カリウム、特に燐酸である。
【0032】
最後の層を沈澱させた後又は最後の添加完了時に、懸濁液を通常1〜5時間攪拌する。次いで塗膜バナジン酸ビスマス顔料を、場合により室温に冷却後、常法で濾過により単離し、洗浄し、乾燥させることができる。
【0033】
所望により、塗膜バナジン酸ビスマス顔料に粉砕工程を施すことができる。湿式粉砕工程が有利であり、この工程を有利には顔料洗浄後に挿入する。
【0034】
顔料に熱処理を施す場合に、高い明度及び彩度の着色力に関して特に有用なバナジン酸ビスマス顔料が得られる。
【0035】
熱処理を行う時期は、通常は重要でない。合成に引き続いて常法で非塗膜基礎顔料を熱処理してもよいし、乾燥後に塗膜顔料を熱処理してもよい。
【0036】
乾燥した塗膜顔料を熱処理するために、通常は>300℃に、有利には350〜700℃に0.5〜20時間加熱する。
【0037】
有利には次いで熱処理した塗膜顔料に湿式粉砕工程を施す。この場合に、もちろん塗膜後に顔料を粉砕する必要はない。
【0038】
所望により、本発明によるバナジン酸ビスマス顔料に付加的に、例えばペイント系中の分散性を改善するために、有機添加物を塗膜することができる。
【0039】
本発明のバナジン酸ビスマス顔料は、ペイント、印刷インキ及びプラスチックの着色用に非常に有用である。
【0040】
【実施例】
例
本発明のバナジン酸ビスマス顔料の製造及び評価
着色力特性及びフォトクロミズムを下記のようにして製造した塗膜に関して評価した。各顔料15g及びアルキド−メラミン焼付ワニス35gの混合物をスカンデックス(Skandex)機で60分間ガラス玉(直径1mm)70gと一緒に攪拌し、次いで白黒塗膜を有するアルミニウムシートに隠蔽するように塗膜し、蒸発させ、130℃で30分間焼き付けた。
【0041】
フォトクロミズムを評価するために、塗膜を各々金属ステンシルで半分被い、次いでNXe1500Bキセノンランプ(Original、Hanau製)を用いて2時間照射した。△E値は、試料を暗所で30分間保存した後に、塗膜の照射部分及び非照射部分をツァイス(Zeiss)RFC16分光光度計を用いて測定することによって測定した。
【0042】
耐候性は、DIN53387により周期的操業でキセノテスト(Xenotest)1200(Heraeus製)で80日間促進暴露を用いて上色で評価した。評価はDIN EN20105−A02により行った(色変化を評価するための無彩色スケール)。評価スケールは、0(劣悪な耐候性)から5(優れた耐候性)であった。
【0043】
色相H[°]、明度C*及び彩度L*のCIELAB値を測定するために、得た塗膜を前記分光光度計を用いて測定した。得た値を下記の表に記載する。
【0044】
例1
a)水1000g、バナジン酸ナトリウム水溶液(バナジウム7質量%)418g及び85質量%濃度の燐酸5.5gの混合物に、攪拌しながら硝酸ビスマス水溶液(ビスマス11.05質量%)1130gを30分間に亘って加えた。次いで混合物のpHを30質量%濃度の水酸化ナトリウム溶液を用いて1時間に亘って4.5に調整し、次いで5質量%濃度の水酸化ナトリウム溶液を用いて10分間に亘って5に調整した。
【0045】
次いで生じた懸濁液をpH5を維持しながら95℃に加熱した。約40分後に懸濁液は暗黄色に代わり、pHは短時間で8.1に上昇した。懸濁液を95℃で攪拌して、一定のpHにした。
【0046】
室温に冷却後、生成物を濾取し、洗浄して塩不含にし、更に加工するために必要となるまでプレスケーキの形(固形分:20〜30質量%;この場合:23.8質量%)に保った。
【0047】
得られたバナジン酸ビスマス顔料は、ビスマス含分63.0質量%及びバナジウム含分14.9質量%を有した。
【0048】
b)a)で得たバナジン酸ビスマス顔料を乾燥後450℃で1時間熱処理した。その後、顔料に水の存在で湿式粉砕操作を行って平均粒度0.8μmにし、空気循環乾燥室中で100℃で乾燥させた。
【0049】
得られた非塗膜バナジン酸ビスマス顔料は、促進暴露試験で評点3であり、そのフォトクロミズム△Eは2.5であった。
【0050】
例2
水875ml中の例1a)と同様にして製造したバナジン酸ビスマスプレスケーキ(固形分23.8質量%)1100gの懸濁液を、室温で水325ml中の弗化カリウム28.7gの溶液及び水1l中の硝酸カルシウム四水和物116gの溶液(これは攪拌しながら2.5時間に亘って一緒に滴加した)と混合した。溶液添加完了時に懸濁液のpHは5.8であった。
【0051】
懸濁液を80℃に加熱し、珪酸ナトリウム溶液(Si15g/l)1050mlを1.5時間に亘って加えた。pHは8.2に上昇した。
【0052】
80℃で1時間攪拌し、次いで室温に冷却した後、塗膜顔料を濾取し、水で洗浄し、110℃で空気循環乾燥室中で乾燥させ、400℃で1時間熱処理した。その後、顔料に湿式粉砕操作を行って平均粒度0.8μmにし、空気循環乾燥室中で100℃で乾燥させた。
【0053】
得られたCaF2/CaSiO3/SiO2塗膜バナジン酸ビスマス顔料は、カルシウム含分4.7質量%、珪素顔料4.3質量%及び弗化物含分2.7質量%を有し、促進暴露試験で評点は5であり、そのフォトクロミズム△Eは0.6であった。
【0054】
例3
水450ml中の例1b)と同様にして製造したバナジン酸ビスマス顔料117gの懸濁液に、弗化カリウム10.8gを加えた。攪拌懸濁液を80℃に加熱し、10質量%濃度の硝酸の添加によりpH6にし、硝酸ビスマス水溶液(ビスマス23.7質量%)55gを45分間に亘って加えたが、その間、pHを30質量%濃度の水酸化ナトリウム溶液の同時添加により6に保った。
【0055】
80℃で1時間攪拌し、次いで室温に冷却した後、塗膜顔料を濾取し、水で洗浄し、湿式粉砕工程を行って平均粒度0.8μmにし、空気循環乾燥室中で100℃で乾燥させた。
【0056】
得られたBiOF塗膜バナジン酸ビスマス顔料は、弗化物含分0.84質量%を有し、促進暴露試験で評点は4〜5であり、そのフォトクロミズム△Eは0.7であった。
【0057】
例4
水220ml中の例1a)と同様にして製造したバナジン酸ビスマスプレスケーキ(固形分27.5質量%)272gの懸濁液を室温で水325ml中の弗化カリウム8.2gの溶液及び水325l中の硝酸カルシウム四水和物33gの溶液(これは攪拌しながら2時間に亘って滴加した)と混合した。溶液添加完了時に懸濁液のpHは5.8であった。
【0058】
懸濁液を2時間還流し、次いで80℃に冷却し、この時点で6.75質量%濃度の硝酸亜鉛水溶液79ml及び3.4質量%濃度の燐酸78mlを同時に30分に亘って加え、この間、10質量%濃度の炭酸ナトリウム水溶液の同時添加によりpHを5.8に保った。
【0059】
80℃で1時間攪拌し、次いで室温に冷却した後、塗膜顔料を濾取し、水で洗浄し、110℃で空気循環乾燥室中で乾燥させ、400℃で1時間熱処理した。その後、顔料に湿式粉砕操作を行って平均粒度0.8μmにし、空気循環乾燥室中で110℃で乾燥させた。
【0060】
得られたCaF2/(Ca,Zn)3(PO4)2塗膜バナジン酸ビスマス顔料は、カルシウム含分4.1質量%、亜鉛含分2.1質量%、燐含分1.0質量%及び弗化物含分3.0質量%を有し、促進暴露試験で評点は4〜5であり、そのフォトクロミズム△Eは1.1であった。
【0061】
例5
水220ml中の例1a)と同様にして製造したバナジン酸ビスマスプレスケーキ(固形分27.5質量%)270gの懸濁液を室温で水325ml中の弗化カリウム8.2gの溶液及び水325ml中の硝酸カルシウム四水和物33gの溶液(これは攪拌しながら2時間に亘って同時に滴加した)と混合した。溶液添加完了時に、懸濁液のpHは5.8であった。
【0062】
懸濁液を還流温度に加熱し、珪酸ナトリウム溶液(Si15g/l)150mlを1.5時間に亘って加えた。pHは6.4に上昇した。
【0063】
引き続き懸濁液を80℃で30分間攪拌し、25質量%濃度の硝酸の添加によりpH5.8にし、この時点で6.75質量%の硝酸亜鉛水溶液79ml及び3.4質量%濃度の燐酸78mlを30分間に亘って同時に加え、その間、10質量%濃度の炭酸ナトリウム水溶液の同時添加によりpHを5.8に保った。
【0064】
80℃で1時間攪拌し、次いで室温に冷却した後、塗膜顔料を濾取し、水で洗浄し、110℃で空気循環乾燥室中で乾燥させ、450℃で1時間熱処理した。その後、顔料に湿式粉砕操作を行って平均粒度0.8μmにし、空気循環乾燥室中で100℃で乾燥させた。
【0065】
得られたCaF2/CaSiO3/SiO2/Zn3(PO4)2塗膜バナジン酸ビスマス顔料は、カルシウム含分2.8質量%、亜鉛含分1.8質量%、燐含分0.8質量%及び弗化物含分2.8質量%を有し、促進暴露試験で評点は4〜5であり、そのフォトクロミズム△Eは1.1であった。
【0066】
例6
例1b)と同様にして製造したバナジン酸ビスマス顔料100gを水725ml中に懸濁させ、懸濁液を攪拌しながら80℃に加熱し、7.5質量%濃度の硝酸アルミニウム水溶液110gを40分間に亘って加え、その間、10質量%濃度の炭酸ナトリウム水溶液の同時添加によりpHを6.2に保った。
【0067】
70℃に冷却後、水440ml中の弗化カリウム10.9gの溶液及び水440ml中の硝酸カルシウム四水和物44.4gの溶液を攪拌しながら90分間に亘って同時に滴加した。溶液添加完了時にpHは6.2であった。
【0068】
新たに80℃に加熱した後、6.75質量%濃度の硝酸亜鉛水溶液106g及び3.4質量%濃度の燐酸104gを同時に35分間に亘って加え、その間、10質量%濃度の炭酸ナトリウム水溶液の同時添加により5.8に保った。
【0069】
80℃で30分間攪拌し、次いで室温に冷却した後、塗膜顔料を濾取し、水で洗浄し、湿式粉砕操作を行って平均粒度0.8μmにし、110℃で空気循環乾燥室中で乾燥させた。
【0070】
得られたAlO(OH)/CaF2/(Ca,Zn)3(PO4)2塗膜バナジン酸ビスマス顔料は、アルミニウム含分0.9質量%、カルシウム含分3.7質量%、亜鉛含分1.9質量%、燐含分1.0質量%及び弗化物含分3.0質量%を有し、促進暴露試験で評点は4〜5であり、そのフォトクロミズム△Eは1.1であった。
【0071】
例7
例1a)と同様にして製造したバナジン酸ビスマスプレスケーキ(固形分27.1質量%)276gを水300ml中に懸濁させ、懸濁液を攪拌しながら還流温度に加熱し、珪酸ナトリウム溶液(Si15g/l)300mlを1時間に亘って加え、この間pHは25質量%濃度の硝酸の同時添加により8.8に保った。
【0072】
攪拌しながら1時間還流し、次いで55℃に冷却した後、水325ml中の弗化カリウム8.2gの溶液及び水325ml中の硝酸カルシウム四水和物33.2gの溶液を攪拌しながら75分間に亘って同時に滴加した。溶液添加完了時に、懸濁液のpHは5.5であった。
【0073】
55℃で1時間攪拌し、室温に冷却した後、塗膜顔料を濾取し、水で洗浄し、110℃で空気循環乾燥室中で乾燥させ、450℃で1時間熱処理した。その後、顔料に湿式粉砕操作を行って平均粒度0.8μmにし、空気循環乾燥室中で100℃で乾燥させた。
【0074】
得られたSiO2/CaF2塗膜バナジン酸ビスマス顔料は、カルシウム含分2.8質量%、珪素含分4.4質量%及び弗化物含分2.6質量%を有し、促進暴露試験で評点は4〜5であり、そのフォトクロミズム△Eは1.2であった。
【0075】
例8
水300ml中の例1a)と同様にして製造したバナジン酸ビスマスプレスケーキ(固形分27.1質量%)276gの懸濁液に水50ml中の弗化カリウム0.8gの溶液、水50ml中の硝酸カルシウム四水和物3.3gの溶液及び珪酸ナトリウム溶液(Si15g/l)300mlを室温で攪拌しながら60分間に亘って同時に滴加し、その間、pHを25質量%濃度の硝酸の同時添加により8.8に保った。
【0076】
還流温度に加熱し、この温度で1時間攪拌し、室温に冷却した後、塗膜顔料を濾取し、水で洗浄し、110℃で空気循環乾燥室中で乾燥させ、450℃で1時間熱処理した。その後、顔料に湿式粉砕操作を行って平均粒度0.8μmにし、空気循環乾燥室中で100℃で乾燥させた。
【0077】
得られたCaF2/CaSiO3/SiO2塗膜バナジン酸ビスマス顔料は、カルシウム含分0.74質量%、珪素含分4.6質量%及び弗化物含分0.1質量%を有し、促進暴露試験で評点は4〜5であり、そのフォトクロミズム△Eは1.1であった。
【0078】
例9
a)水1000g、バナジン酸ナトリウム水溶液(バナジウム7質量%)411g及び85質量%濃度の燐酸10gの混合物に、攪拌しながら先ず60分間に亘って硝酸ビスマス水溶液(ビスマス24質量%)488gを、次いで水酸化カルシウム2.2g及び酸化亜鉛2.3gを加えた。
【0079】
次いで混合物のpHを30質量%濃度の水酸化ナトリウム溶液を用いて2時間に亘って4.5に調整し、次いで5質量%濃度の水酸化ナトリウム溶液を用いて6分間に亘って4.7に調整した。
【0080】
次いで生じた懸濁液をpH4.7を維持しながら95℃に加熱した。約2時間後に、懸濁液は暗黄色に代わり、pHは短時間で7.9に上昇した。懸濁液を95℃で攪拌して、一定のpHにした。
【0081】
室温に冷却後、生成物を濾取し、洗浄して塩不含にし、更に加工するために必要となるまでプレスケーキの形(固形分:20〜35質量%;この場合:28.2質量%)に保った。
【0082】
得られたドーピングされたバナジン酸ビスマス顔料は、ビスマス含分61.0質量%、バナジウム含分14.8質量%、カルシウム含分0.6質量%、亜鉛含分0.9質量%及び燐含分0.8質量%を有した。
【0083】
b)a)で得たドーピングされたバナジン酸ビスマス顔料を乾燥後450℃で1時間温度処理した。その後、顔料に水の存在で湿式粉砕操作を行って平均粒度0.8μmにし、空気循環乾燥室中で100℃で乾燥させた。
【0084】
得られた非塗膜バナジン酸ビスマス顔料は、促進暴露試験で評点3〜4であった。
【0085】
例10
水700ml中の例9a)と同様にして製造したドーピングされたバナジン酸ビスマスプレスケーキ(固形分30.9質量%)647gの懸濁液を、室温で水325ml中の弗化カリウム21.9gの溶液及び水900ml中の硝酸カルシウム四水和物89gの溶液(これは攪拌しながら75分間に亘って滴加した)と混合した。溶液添加完了時に、懸濁液のpHは7.1であった。
【0086】
懸濁液を還流温度に加熱し、珪酸ナトリウム溶液(Si15g/l)800mlを1時間に亘って加えた。pHは8.2に上昇した。
【0087】
この温度で30分間攪拌し、次いで室温に冷却した後、塗膜顔料を濾取し、水で洗浄し、110℃で空気循環乾燥室中で乾燥させ、450℃で1時間熱処理した。その後、顔料に湿式粉砕操作を行って平均粒度0.8μmにし、空気循環乾燥室中で100℃で乾燥させた。
【0088】
得られたCaF2/CaSiO3/SiO2塗膜ドーピングバナジン酸ビスマス顔料は、カルシウム含分5.3質量%、珪素含分4.0質量%及び弗化物含分2.5質量%を有し、促進暴露試験で評点は5であった。
【0089】
例11
水1200ml中の例9a)と同様にして製造したドーピングされたバナジン酸ビスマスプレスケーキ(固形分30.9質量%)647gの懸濁液を、室温で水325ml中の弗化カリウム4.4gの溶液及び水325ml中の硝酸カルシウム四水和物8.7gの溶液(これは攪拌しながら60分間に亘って滴加した)と混合した。溶液添加完了時に、懸濁液のpHは7.0であった。
【0090】
懸濁液を還流温度に加熱し、珪酸ナトリウム溶液(Si15g/l)360mlを50分間に亘って加えた。pHは7.9に上昇した。
【0091】
次いで7.5質量%濃度の硝酸アルミニウム水溶液219gを45分間に亘って加え、その間、pHを10質量%濃度の炭酸ナトリウム水溶液の同時添加により6.1に保った。
【0092】
30分間還流温度で攪拌後、5.2質量%濃度の硝酸カルシウム水溶液164g及び3.4質量%濃度の燐酸157gを45分間に亘って加え、この間、pHを10質量%濃度の炭酸ナトリウム水溶液の同時添加により5.8に保った。
【0093】
新たに30分間還流温度で攪拌後、6.75質量%濃度の硝酸亜鉛溶液212g及び3.4質量%濃度の燐酸207gを最後に加え、その間、pHを10質量%濃度の炭酸水素ナトリウム水溶液の同時添加により、5.8に保った。
【0094】
最終的に30分間還流温度で攪拌し、室温に冷却した後、塗膜顔料を濾取し、水で洗浄し、110℃で空気循環乾燥室中で乾燥させ、500℃で1時間熱処理した。その後、顔料に湿式粉砕操作を行って平均粒度0.8μmにし、空気循環乾燥室中で100℃で乾燥させた。
【0095】
得られたCaF2/SiO2/AlO(OH)/Ca3(PO4)2/Zn3(PO4)2塗膜ドーピングバナジン酸ビスマス顔料は、カルシウム含分2.1質量%、珪素含分1.4質量%、アルミニウム含分0.9質量%、亜鉛含分2.9質量%、燐含分2.1質量%及び弗化物含分0.6質量%を有し、促進暴露試験で評点は4〜5であった。
【0096】
例12
例9a)と同様にして製造したドーピングされたバナジン酸ビスマスプレスケーキ(固形分24.8質量%)403gを水400ml中に懸濁させ、懸濁液を攪拌しながら80℃に加熱し、5.2質量%濃度の硝酸カルシウム水溶液103g及び3.4質量%濃度の燐酸98gを30分間に亘って同時に滴加し、その間、pHを10質量%濃度の炭酸ナトリウム水溶液の同時添加により5.8に保った。
【0097】
30分間攪拌し、次いで55℃に冷却した後、水325ml中の弗化カリウム7.8gの溶液及び水325ml中の硝酸カルシウム四水和物33gの溶液を45分間に亘って同時に滴加した。溶液添加完了時にpHは7.1であった。
【0098】
懸濁液を還流温度に加熱し、珪酸ナトリウム溶液(Si15g/l)300mlを1時間に亘って加えた。pHは8.3に上昇した。
【0099】
最終的に30分間還流温度で攪拌し、室温に冷却した後、塗膜顔料を濾取し、水で洗浄し、110℃で空気循環乾燥室中で乾燥させ、450℃で1時間熱処理した。その後、顔料に湿式粉砕操作を行って平均粒度0.8μmにし、空気循環乾燥室中で100℃で乾燥させた。
【0100】
得られたCa3(PO4)2/CaF2/CaSiO3/SiO2塗膜ドーピングバナジン酸ビスマス顔料は、カルシウム含分5.8質量%、珪素含分3.4質量%、燐含分1.5質量%及び弗化物含分2.0質量%を有し、促進暴露試験で評点は5であった。
【0101】
例13
例9a)と同様にして製造し、次いで乾燥させたドーピングされたバナジン酸ビスマス顔料50gを500℃で1時間熱処理した。次いで冷却した顔料に水365ml中でガラス玉(直径0.8mm)の存在で湿式粉砕工程を行い、次いでガラス玉除去後、更に水400mlと混合した。
【0102】
この懸濁液に弗化カリウム0.78gを加えた。10質量%濃度の硝酸の添加によりpHを6にした後、硝酸ビスマス溶液(ビスマス23.8質量%)11.6gを室温で20分間に亘って加え、その間、10質量%濃度の炭酸水素ナトリウム水溶液の同時添加によりpHを6に保った。
【0103】
1時間攪拌後、水150ml中の弗化カリウム2.73gの溶液及び水150ml中の硝酸カルシウム四水和物11.1gの溶液を室温で攪拌しながら30分間に亘って同時に加えた。溶液添加完了時に懸濁液のpHは5.4であった。
【0104】
懸濁液を80℃に加熱し、珪酸ナトリウム溶液(Si15g/l)100mlを1時間に亘って加えた。pHは8.2に上昇した。
【0105】
次いで80℃で1時間攪拌し、室温に冷却した後、塗膜顔料を濾取し、水で洗浄し、湿式粉砕操作を行って平均粒度0.8μmにし、空気循環乾燥室中で100℃で乾燥させた。
【0106】
得られたBiOF/CaF2/CaSiO3/SiO2塗膜ドーピングバナジン酸ビスマス顔料は、カルシウム含分2.7質量%、珪素含分2.1質量%及び弗化物含分1.6質量%を有し、促進暴露試験で評点は4〜5であった。
【0107】
【表1】
Claims (7)
- 弗化カルシウム又はオキシ弗化ビスマス又はその混合物から成る、少なくとも1種の金属弗化物含有塗膜を有するバナジン酸ビスマス顔料。
- 付加的に少なくとも1種の金属酸化物含有塗膜から成ることを特徴とする、請求項1に記載のバナジン酸ビスマス顔料。
- 金属酸化物含有塗膜が、アルカリ土類金属、アルミニウム、珪素、錫、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオビウム、タンタル、亜鉛又ランタニド金属の酸化物又は酸化水和物又はこのような金属の混合酸化物又はこのような化合物の混合物であることを特徴とする、請求項2に記載のバナジン酸ビスマス顔料。
- 付加的に少なくとも1種の金属燐酸塩含有塗膜から成ることを特徴とする、請求項1に記載のバナジン酸ビスマス顔料。
- 付加的に少なくとも1種の金属酸化物含有塗膜及び少なくとも1種の金属燐酸塩含有塗膜から成ることを特徴とする、請求項1に記載のバナジン酸ビスマス顔料。
- 金属燐酸塩含有塗膜が、アルカリ土類金属燐酸塩、燐酸アルミニウム又は燐酸亜鉛又はこのような燐酸塩の混合物から成ることを特徴とする、請求項4又は5に記載のバナジン酸ビスマス顔料。
- 請求項1から6に記載のバナジン酸ビスマス顔料のペイント、印刷インキ及びプラスチックの着色用の使用。
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