JP5892990B2 - 希土類マンガン酸化物を顔料として含有する調製物、該顔料を用いることによる媒体の着色法、並びに、該顔料の使用 - Google Patents
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Description
顔料は、塗料、インキ、プラスチック、ゴム、セラミックス、エナメル及びガラスのような種々の用途に広く用いられている。無機顔料を用いるための種々の理由が存在している。顔料は、色特性及び反射特性を可視光反射スペクトルにおけるのと同等に紫外線(UV)反射スペクトル及び赤外線(IR)反射スペクトルに付与することもある。この作用を該顔料の能力は、どの波長が散乱し、光が顔料に干渉する際に吸収されるのかに左右される。幅広く多様な用途に適するようにするために、顔料は、高度な耐光堅牢性と高温安定性を示していなければならない。多数の無機顔料及びその用途の多くの概要は、非特許文献1(Kirk−Othmer Encyclopedia of Chemical Technologyの第4版、第18巻、1996年)に見出される。従来の顔料の分類は、非特許文献2(「DCMA:Classification and Chemical Description of the Mixed Metal Oxide Inorganic Colored Pigments」、第2版、1982年、1月)中にも記載されている。
本発明は、式:(RExMn)Oy〔式中、REは、イットリウム、ランタン及び周期律表のランタン系列の元素から選択された少なくとも1つの希土類元素であり、xは、0.01〜99であり、yは、電気的中性を維持するのに必要とされる酸素原子の個数を示す〕で示すことができる希土類マンガン酸化物顔料に関するものである。有利に、xは、0.08〜12、更に有利に0.25〜4の範囲内であり、yは、x+1〜2s+2の範囲内である。これらの着色剤は、塗料、インキ、プラスチック、ガラス、セラミックス等のような用途でのその使用によって、着色された物体又はコーティングを形成させるために使用することができる。
本発明は、希土類マンガン酸化物の顔料としての使用に関するものである。該顔料は、式:(RExMn)Oy〔式中、REは、Y、La及び周期律表のランタン系列の元素、例えばCe、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLuから選択された少なくとも1つの元素である〕のものである。前記式中、xは、0.01〜99であり、yは、電気的中性を維持するのに必要とされる酸素原子の個数を示している。有利に、xは、0.08〜12、更に有利に0.25〜4の範囲内である。yの値は、有利にx+1以上、2x+2以下である。1つの有利な化合物は、式:REMnO3である。しかしながら、他の化合物、例えばREMn2O5も顔料としての使用に適している。有利な希土類元素には、Y、La、Ce、Pr、Nd、及びSmが含まれる。多くの用途にとって、特に有利な希土類には、Y、La、Pr及びNdが含まれる。
顔料を、MnO287.0gとY2O3112.9gとを配合機中で混合し、次に、粉体をハンマーミル中で0.02インチ(約0.05cm)のスクリーンを通して混合することによって製造する。この粉体混合物を、窯の中で加熱して1200℃にし、この温度で4時間保持し、この後、冷却して室温にする。このか焼粉体を、1時間湿式粉砕し、濾過し、かつ乾燥させる。得られた乾燥粉体は、イットリウム対マンガンの比1:1を有する式:YMnO3のイットリウム−水マンガン鉱相である。この粉体は、高いIR反射特性を示す青黒色顔料である。
YMnO3サンプルのチント及びマストーンの明度及びIR反射率値
赤外線により誘発された発熱測定値ASTM D4803
顔料を、例1中で記載したように製造するが、1200℃のか焼温度の代わりに、各粉体混合物を窯の中で1100℃又は1300℃の温度になるまで加熱し、この温度で、4時間保持し、次に、室温にまで冷却した。
チントYMnO3サンプルの明度及びIR反射率値
例1と同様に製造したYMnO3顔料を、代表的なCu−Crスピネルブラックと比較してガラス支持体上で、代表的な自動車ガラスエナメルコーティングを試験した。露出温度は、100〜1250°Fの範囲内であった。YMnO3顔料は、ガラスエナメル中で1200°Fの温度までは安定性であった。約2000°Fの温度で、支持体ガラスは溶融した。本発明のイットリウムマンガン酸化物顔料が、溶融ガラスの着色を示さなかった場所では、通常のCu−Crブラックは、ガラス表面上に、緑の色を残したが、これは、残留Cr酸化物によるものと思われる。これは、本発明の希土類マンガン酸化物顔料が、着色されたガラス物体がリサイクルされる用途に一層適していることがあることを証明している。
いくつかの顔料組成物は、以下のようにして製造される。表4に挙げた調製物を、調理用ミキサーで2分間混合した。各粉体混合物を窯の中で1200℃になるまで加熱し、この温度で4時間に亘って保持し、次に、室温にまで冷却した。か焼した粉体を、ジルコニアビーズ媒体を用いて6時間、湿式造粒し、濾別及び乾燥させる。この乾燥粉体を、RPVCチントサンプル中で試験した。
顔料出発材料(質量[g])
チントサンプルの明度及びIR反射率値
顔料を、MnO2234.2gとY2O3112.9gとをミキサーの中で混合し、次に、粉体をハンマーミル中で0.02インチ(約0.05cm)のスクリーンを通して混合することによって製造する。この粉体混合物を窯の中で1100℃になるまで加熱し、この温度で、4時間に亘って保持し、次に、室温にまで冷却させる。か焼した粉体を、ジルコニア媒体を用いて2時間、湿式造粒し、濾過及び乾燥させる。結果として生じたYMn2O5乾燥粉体を、例1と同じ方法でチントサンプル中に練り込んだ。このチントサンプルは、L*=54.58、a*=1.04及びb*=−1.25の明度を有している。また、このチントサンプルは、1100nmで82.10%のIR反射率値を有している。該組成物は、高いIR反射特性を有する帯赤の色合いの黒色である。
顔料を、MnO243.5gとPr6O1185.0gとをミキサーの中で混合することによって製造する。この粉体混合物を、窯の中で1200℃になるまで加熱し、この温度で、4時間に亘って保持し、次に、室温にまで冷却した。か焼した粉体を、ジルコニア媒体を用いて6時間、湿式造粒し、濾過及び乾燥させる。この顔料を、RPVCマストーンサンプル中で、同じRPVCマストーンサンプル中の市販のCu−Cr顔料、Shepherd 1 Cu−Crスピネルと比較して試験した。明度は、表6中に示してある。
マストーンサンプルの明度
ガラスエナメルサンプルの明度
再加熱したガラスエナメルサンプルの明度
例6のPr−Mn−O顔料を、例1で記載したRPVCチント施与において試験した。明度は、表9に記載してある。
顔料を、MnO243.5gとLa2O367.6gとをミキサーの中で混合することによって製造する。この粉体混合物を、窯の中で1200℃になるまで加熱し、この温度で、4時間に亘って保持し、次に、室温にまで冷却した。か焼した粉体を、ジルコニア媒体を用いて6時間、湿式造粒し、濾過及び乾燥させる。生じたLa−Mn−O顔料を、RPVCチント施与において試験する。明度は、表9に記載してある。
顔料を、MnO243.5gとCeO281.1gとをミキサーの中で混合することによって製造する。この粉体混合物を、窯の中で1200℃になるまで加熱し、この温度で、4時間に亘って保持し、次に、室温にまで冷却した。か焼した粉体を、ジルコニア媒体を用いて6時間、湿式造粒し、濾過及び乾燥させる。生じたCe−Mn−O顔料を、RPVCチント施与において試験する。明度は、表9に記載してある。
顔料を、MnO210.88gとNd2O321.02gとを乳鉢及び乳棒で混合することによって製造する。この粉体混合物を、窯の中で1200℃になるまで加熱し、この温度で、4時間に亘って保持し、次に、室温にまで冷却した。か焼した粉体を、ジルコニア媒体を用いて6時間、湿式造粒し、濾過及び乾燥させる。生じたNd−Mn−O顔料を、RPVCチント施与において試験する。明度は、表9に記載してある。
チントサンプルの明度
Prを含有するいくつかの付加的な顔料組成物を、例6で記載したのと同じ方法で調製した。出発材料の質量(グラム)、各サンプルのか焼温度、各サンプルのチント施与におけるL*、a*及びb*の値を表10に挙げてある。表10において、CoOxは、金属顔料が、ほぼ72.5質量%である混合した酸化状態の酸化コバルトを表している。
チントサンプルの明度
チントサンプルの相対濃度及び明度
Claims (14)
- 媒体と、
該媒体の中に又は該媒体の上に施与される顔料と
を含む顔料含有調製物であって、
前記顔料は、希土類マンガン酸化物CeMnO 3 、PrMnO 3 またはNdMnO 3 の少なくとも1種であり、前記希土類マンガン酸化物が、灰チタン石結晶構造又は斜方結晶構造を有する、前記顔料含有調製物。 - 前記顔料が、0.2〜10ミクロンの平均的大きさを有する粒子で構成される、
請求項1に記載の顔料含有調製物。 - 前記顔料が、黒色又は青灰色を構成する、
請求項1または2に記載の顔料含有調製物。 - 前記顔料が、RPVC(リジッドポリビニルクロリド)のチント塗布における標準的なCu−Cr黒色顔料に比して、少なくとも50%の濃さの値を達成することができる、
請求項1から3までのいずれか1項に記載の顔料含有調製物。 - 前記顔料が、インキ又は塗料塗布における標準的なCu−Cr黒色顔料に比して、少なくとも50%の濃さの値を達成することができる、
請求項1から4までのいずれか1項に記載の顔料含有調製物。 - 前記顔料が、可視波長に比して赤外波長で増大した反射率を示す、
請求項1から5までのいずれか1項に記載の顔料含有調製物。 - 前記顔料が、800nmを上回る赤外波長における散乱比K/Sが、可視波長に比して、50%未満までの吸収を示す、
請求項1から6までのいずれか1項に記載の顔料含有調製物。 - 前記媒体が前記顔料を分散させるための液体キャリアであり、かつ、該顔料含有調製物が、前記顔料を0.1〜50質量%の量で含有するコーティング組成物である、
請求項1から7までのいずれか1項に記載の顔料含有調製物。 - 前記媒体が少なくとも1種のガラスフリットであり、かつ、該顔料含有調製物が、前記顔料を0.1〜70質量%の量で含有するとともに、前記の少なくとも1種のガラスフリットを30〜99.9質量%の量で含有するエナメル組成物である、請求項1から7までのいずれか1項に記載の顔料含有調製物。
- 前記媒体が前記顔料を分散させるための支持体マトリクスであり、かつ、
該顔料含有調製物は、前記顔料が前記支持体マトリクス中に分散されることにより一の製品を構成する、
請求項1から7までのいずれか1項に記載の顔料含有調製物。 - 前記媒体が前記顔料で少なくとも一部が被覆される支持体であり、かつ、
該顔料含有調製物は、前記顔料を前記媒体上の被覆物として備えた一の製品を構成する、
請求項1から7までのいずれか1項に記載の顔料含有調製物。 - 媒体を着色するための方法であって、
前記媒体の中に又は前記媒体の上に、CeMnO 3 、PrMnO 3 またはNdMnO 3 であり且つ灰チタン石結晶構造又は斜方結晶構造を有する、希土類マンガン酸化物の少なくとも1種を、顔料として施与する工程を含む、前記方法。 - 前記媒体がガラス又はプラスチックであり、かつ、
前記の顔料を適用する工程では、前記顔料が前記媒体の上に塗布される、
請求項12記載の方法。 - CeMnO 3 、PrMnO 3 またはNdMnO 3 であり且つ灰チタン石結晶構造又は斜方結晶構造を有する希土類マンガン酸化物の少なくとも1種の使用であって、媒体の中に又は上へ施与される顔料としての使用。
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