JPH02214783A

JPH02214783A - 二酸化チタン顔料及びその製造方法

Info

Publication number: JPH02214783A
Application number: JP3569189A
Authority: JP
Inventors: Nobumoto Hirama; 平間　延元; Takeshi Maki; 牧　豪
Original assignee: Tayca Corp
Current assignee: Tayca Corp
Priority date: 1989-02-15
Filing date: 1989-02-15
Publication date: 1990-08-27
Anticipated expiration: 2013-04-15
Also published as: JP2739227B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】童呈上坐Ｈ里分！本発明は、耐光安定性及び耐候性に優れた二酸化チタン
顔料に関するものである。

′　・な　　　び層二酸化チタン顔料は、高い屈折率を有するところから着
色力、隠蔽力等に優れた白色顔料として広く使用されて
いる。しかし、二酸化チタンは光化学活性が強いことか
ら、耐光安定性及び耐候性が悪く、使用媒体を崩壊劣化
させる欠点を有している。

二酸化チタン顔料の用途は塗料を始めとしてプラスチッ
ク、印刷インキ、紙、ゴム等多岐に渡っているが、この
中で特に耐光安定性及び耐候性が要求される用途は太陽
光に晒される自動車、カラートタンの様な製品に使用さ
れる高級焼付は塗料及び蛍光灯に晒される化粧板の表面
化粧材に使用される化粧板原紙である。

これまで、この様な要請を満たす二酸化チタン顔料の開
発には数多くの提案がなされており、−部は市場に出回
っているが、ごれらの要請を完全に満足するものではな
かったり、コストアップになる場合が多い。

特開昭５８−４７０６１号には、全顔料の重量に対しＳ
ｉｎ、として計算して約０．６ないし約１０重量％の無
定形濃密なシリカコーティングと、全顔料の重量に対し
ＡＩ、０．として計算して約１．５ないし約１０重量％
の水和アルミナコーティングとを有する二酸化チタン顔
料が、又特開昭５８−８４８６３号には、ルチル型二酸
化チタンのコア上にＴｉ０１の重量に対してＳｉＯ□と
して表わして高密度無定形シリカ１２重量％までの量の
内部被覆を有し、しかもこの内部被覆上にＴｉｅｔの重
量に対してＺｒＯ。

とじて表わしてジルコニウムの含水酸化物５重量％まで
の量の被覆を有し、またＴｉＯ□の重量に対してＡｈＯ
＊として表わしてアルミニウムの含水酸化物６重量％ま
での量を含有する二酸化チタン顔料が提案されている。

これらの特許による二酸化チタン顔料は、耐光安定性及
び耐候性の向上がある程度認められるが、満足できるも
のではない。

特開昭５７−１６７３５７号には、二酸化チタン粒子に
該二酸化チタン重量基準で■ｓｂ、ｏ、として０．１％
未満のアンチモンの水和酸化物を被覆し、■次いで５ｉ
Ｏ１として２〜６％及びＡＩ、Ｏ，として２〜６％から
なるアルミナ−シリカ共沈澱物を被覆し、その後４００
〜８００℃で仮焼する二酸化チタン顔料の製造方法が提
案されている。しかしながら、この方法は大幅なコスト
アップとなり工業的に成立しない場合が多い。

本発明は、これらの問題点を解決する二酸化チタン顔料
を提供するものである。

。　占　”るための本発明の課題は、チタンの硫酸化物或いは塩化物から用
意された０、１５〜０．４μｍの粒子径を持つ二酸化チ
タンに高密度シリカの含水酸化物を被覆し、次にアンチ
モンの含水酸化物を被覆し、最後にアルミニウムの含水
酸化物を被覆することにより、及び必要に応じ二酸化チ
タン粒子表面に被覆処理を行った後水熱処理を行うこと
により、優れた耐光安定性及び耐候性を有する二酸化チ
タン顔料及びその製造方法を提供することである。

本発明において、基体として用いる二酸化チタン結晶粒
子はアナタース形及びルチル形の何れでも良く、又製造
方法は所謂硫酸法であるか塩素法であるかは問わない。

二酸化チタン基体粒子は、水中に懸濁し、スラリーとす
る。該スラリーは、サンドミルのような分散機を通し、
二酸化チタン基体粒子が粉砕し、分散させるのが好まし
い。

該スラリーを６０°Ｃ以上、好ましくは７０〜９０°Ｃ
に加熱し、硫酸、塩酸、硝酸の様な酸又は水酸化ナトリ
ウム、アンモニア水の様なアルカリ荊によってｐ　Ｈ９
，０に調整する。

次に、この懸濁液に水溶性シリカ化合物と酸をｐＨ９〜
１０．５に保ちながら、１時間以上好ましくは２時間以
上かけて、同時に添加する。水溶性シリカ化合物の添加
量は、中核二酸化チタンの重量に対して、ＳｉＯ□とし
て１〜１０％、好ましくは２〜７％である。シリカの添
加量は、その量が不足すると充分な効果が得られず、又
反対に多すぎると光沢、分散性を損なう場合がある。水
溶性シリカ化合物としては、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸
カリウム等を使用することが出来る。同時添加する酸は
、硫酸、塩酸、硝酸の様な鉱酸が使用できる。

以上の操作を行うことにより、中核二酸化チタン基体粒
子上に高密度シリカの被覆処理を行うことが出来る。

次に、懸濁液にアンチモン化合物を添加する。

その添加量は、中核二酸化チタンの重量に対して、ｓｂ
冨Ｏコとして０．１〜２．０％、好ましくは０．５〜１
゜０％である。アンチモンの添加量は、その量が不足す
ると充分な効果が得られず、又反対に多すぎると経済的
に不利であるばかりでなく、悪影響が生ずる場合がある
。アンチモン化合物としては、三塩化アンチモン、酒石
酸アンチモニルカリウム、三酸化アンチモン等を使用す
ることが出来る。

続いて、懸濁液に水溶性アルミニウム化合物を添加する
。その添加量は、中核二酸化チタンの重量に対して、Ａ
Ｉ！０．とじて０．５〜５％、好ましくは１〜４％であ
る。水溶性アルミニウム化合物としては、アルミン酸ナ
トリウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム等を使
用することが出来る。

次に、懸濁液に酸又はアルカリを加えてｐＨ約７に中和
する。その場合、酸としては硫酸、塩酸、硝酸等が使用
でき、アルカリとしては水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、アンモニア等が使用出来る。

以上の操作により、高密度シリカ−アンチモン−アルミ
ニウムの含水酸化物の被覆が出来る。

次に、必要に応じて、これらの含水酸化物を被覆した二
酸化チタンスラリーをオートクレーブ中に仕込み、高温
高圧下で水熱処理を行う。水熱処理温度５０〜５００″
Ｃで行うことが出来るが、１００〜３００°Ｃが好まし
い条件であり、圧力は５〜６０気圧で行うことが出来る
が、１０〜５０気圧が好ましい条件である。又、オート
クレーブ中では撹拌状態で実施するのが好ましい。この
様に、水懸濁液中で被覆処理した後、水熱処理した二酸
化チタンスラリーはオートクレーブより取りだし、スラ
リー温度６０℃でｐＨを約７に調整した後、約３０分間
攪拌しながら熟成することが好ましい。

これら懸濁液を常法により濾過、水洗、乾燥することに
より、目的の二酸化チタン顔料が得られる。

乾燥後、必要あらばスチームエネルギーミル等の粉砕機
を使用して微粉化することが好ましい。

又、本発明の二酸化チタン顔料は、必要に応じて多価ア
ルコール、アルカノールアミン、シリコーン等の有機物
のコーティングを施すことも出来る。

この様にして得られる本発明の二酸化チタン顔料は、従
来の被覆二酸化チタン顔料に比較して耐先安定性、耐候
性が非常に優れている。従って、化粧板原紙用、自動車
、カラートタン等の塗装に使用される高級焼付は塗料用
の白色顔料として有用である。又、塗料、紙板外の分野
、例えばインキ、プラスチック、ゴム等にも使用し得る
ことは勿論である。

以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に詳細
に説明する。

実施例１硫酸チタニール溶液を加熱加水分解して得られた含水酸
化チタンを焼成、粉砕、分級処理して製造されたルチル
形二酸化チタンを含有する水性スラリー（ＴｉＯ□濃度
３００ｇ／ｌ）を次の順に処理した。

■スラリー温度を８０”Ｃに昇温した。

■スラリーのｐＨを９．０に調整した。

■二酸化チタン重量に対しＳｉＯ２として５％相当のケ
イ酸ナトリウムと硫酸をｐ　Ｈ９，０を保ちながら２時
間開時添加した後、ｐ　Ｈ７，０に調整し、１０分間攪
拌を継続した。

■三塩化アンチモン水溶液を二酸化チタン重量に対しｓ
ｂ、ｏ、として０．５％添加した後、１０分間攪拌を継
続した。

■アルミン酸ナトリウムを二酸化チタン重量に対しＡｌ
ｘＯｓとして３．０％添加した後、スラリーのｐＨを１
．０に中和した。

■引続き、温度８０℃で攪拌しながら３０分間熟成した
。

スラリーを濾過、洗浄、乾燥した後、流体エネルギーミ
ルで粉砕することにより、シリカ、アンチモン、アルミ
ニウムの含水酸化物で被覆された本発明の二酸化チタン
顔料を得た（顔料Ａ）。

実施例２実施例１の■までの処理を行った後、次の処理をした。

■スラリーをオートクレーブ中に仕込み、５０”Ｃ／　
ｈ　ｒで、２５０℃まで昇温し、約１時間熟成した。こ
の時の圧力は、４０気圧であった。

■放冷後、オートクレーブからスラリーを取り出した。

■温度６０℃のスラリーをｐ　Ｈ７，０に中和した。

■その後、攪拌しながら３０分間熟成した。

スラリーを濾過、洗浄、乾燥した後、流体エネルギーミ
ルで粉砕することにより、シリカ、アンチモン、アルミ
ニウムの含水酸化物で被覆された本発明の二酸化チタン
顔料を得た（顔料Ｂ）。

実施例３二酸化アンチモン水溶液の添加量を二酸化チタン重量に
対し５ｂ２０３として１．０％にした以外は、実施例１
と同様に処理をすることにより、シリカ、アンチモン、
アルミニウムの含水酸化物で被覆された本発明の二酸化
チタン顔料を得た（顔料Ｃ）。

実施例４三塩化アンチモン水溶液の添加量を二酸化チタン重量に
対しＳｂ！Ｏｆｆとして１．０％にした以外は、実施例
２と同様に処理することにより、シリカ、アンチモン、
アルミニウムの含水酸化物で被覆された本発明の二酸化
チタン顔料を得た（［４Ｄ）。

比較例顔料Ｅ：オートクレープ処理の代りに、６００°Ｃで１
時間仮焼すること以外は、実施例３と同様に処理した。

顔料Ｆ：アンチモンの含水酸化物を被覆処理することを
省略した以外は、実施例３と同様に処理した。

顔料Ｇ：市販の高耐候性塩素性銘柄（高密度シリカおよ
びアルミニウムの含水酸化物処理した銘柄）。

顔料Ｈ：市販の化粧板原紙用硫酸性銘柄（シリカ、アン
チモン、アルミニウムの含水酸化物を処理した後、仮焼した銘柄）。

（以下余白）試験方法 ■、塗料に於ける耐候性評価１）試験板の作成二酸化チタン顔料の市販ヤシ油変性アルキド樹脂のベッ
コゾールＪ−５２４（大日本インキ化学工業製）とブチ
ル化メラミン樹脂のスーパーベッカミンＪ−８２０（大
日本インキ化学工業製）の混合液中へ混和（Ｊ−５２４
／　Ｊ　　８２０／Ｔｉ０ｚ＝　７／　３／　１０　）
　　Ｌ、ペイントコンディショナー（レッドデビル社製
、＃５１１０）で分散塗料化したものを、リン酸亜鉛処
理鋼板（日本テストパネル社製。

Ｂｔ１４４）に約４０μｍ厚（乾燥膜厚）に塗布し、１
４０°Ｃで３０分間焼付けて白色試験板とした。

２）白色試験板の初期光沢測定グロスメーター（スガ試験機社製、　ＵＣ；Ｖ−４Ｄ）
で６０°−６０°鏡面反射率を測定した。

３）耐候性評価カーボンアーク型すンシャインウェザオメータ（スガ試
験機社製、ＷＥ−３ＵＮ−ＤＣ型）に白色試験板を曝露
（６０分照射中１２分降水、ブラックパネル温度６３±
３°Ｃ）Ｌ、４０時間毎に６０°−６０°鏡面反射率を
測定し、光沢保持率幅を求めた。

又、白亜化開始は、日本塗料検査協会の塗膜評価基準に
従って測定した。

＊ｌ　光沢保持率（％）＝（１！露後光沢値／初期光沢値）Ｘ１００２）　メラミ
ン化粧板による耐光安定性評価叩解した溶解パルプ（２
１，９％）６．４ｇに前記各供試顔料０．６３　ｇを添
加し、１００　ｇ／ｉの化粧板原紙を抄造した。

この化粧板原紙に水溶性メラミン樹脂の水溶液を二酸化
チタン顔料と樹脂固形分との重量比が１：４．５となる
様に含浸させ、１２０°Ｃで３分間乾燥した後、１５０
°Ｃに調整した１　５０　ｋｇ／ｃｄの圧搾機で加熱圧
縮してメラミン化粧板を製造した。

この様にして得られたものについて耐先安定性試験を行
った。

上記のメラミン化粧板試験片をカーボンアーク型すンシ
ャインウエザオメータ（八ＴＬＡＳ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ
ＤＥＶＩＣＥＳ　Ｃｏ、製、　ＷＥＡＴＨＥＲ−ＯＭＥ
ＴＥＲＭＯＥＴＥＲＭＯ［１ＥＬＣＸＷ）で、降雨無し
の条件で、１００時間曝露した後、色差計（スガ試験機
社製、５Ｍ−５）を用いて、Ｌ、ａ、ｂ値を測定し、そ
の値に基づいて計算したΔＥ′″″値をもって耐光安定
性の評価にした。

この数値が小さいもの程耐先安定性が良好であることを
示している。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）最内層被覆が高密度シリカの含水酸化物、中間層
被覆がアンチモンの含水酸化物及び最外層被覆がアルミ
ニウムの含水酸化物からなることを特徴とする優れた耐
光安定性及び耐候性を有する二酸化チタン顔料。
（２）特許請求の範囲第１項の表面被覆処理を行った後
、水熱処理することを特徴とする優れた耐光安定性及び
耐候性を有する二酸化チタン顔料。
（３）中核となる二酸化チタン基体粒子表面に中核二酸
化チタンの重量に対してＳｉＯ＿２として１〜１０％の
高密度シリカの含水酸化物を被覆し、引続いて中核二酸
化チタンの重量に対してＳｂ＿２Ｏ＿３として０．１〜
２．０％のアンチモンの含水酸化物を被覆し、最後に中
核二酸化チタンの重量に対してＡｌ＿２Ｏ＿３として０
．５〜５％のアルミニウムの含水酸化物を被覆すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項の二酸化チタン顔料
の製造方法。
（４）特許請求の範囲第３項の表面被覆処理を行った後
、５０〜５００℃、５〜６０気圧で水熱処理することを
特徴とする特許請求の範囲第２項の二酸化チタン顔料の
製造方法。