JPH0442811A - 微細な黒色粉末の製造方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、黒色度、着色力に優れたプラスチック用黒色
材の製造方法に関する。

（従来の技術と問題点） 黒色顔料はカーボン粉末（Ｃ）、マグネタイト（Ｆｅ、
Ｏ，）　、焼成顔料（Ｃｕ−Ｃｒ−Ｍｎ−（−Ｆｅ）複
合酸化物）が一般に知られている。カーボン粉末は表面
に活性官能基が存在するためにプラスチック中での分散
の困難とプラスチックの劣化の問題がある。マグネタイ
トは熱安定性と磁性に由来する分散性の劣悪の問題があ
り、焼成顔料は粒子の粗大化による着色力の低下があり
、また生理的安全性にも問題がある。

以上の欠点を解決した黒色顔料としてＴｉｎ０□イー１
（ｎ：２〜６）で表されるチタンの低原子価の酸化物及
びＴｉＯｘＮｙ　（０，３＜Ｘ＋Ｙ＜１．７）の酸窒化
チタンの粉末がある。黒色の低次酸化チタン系粉末は二
酸化チタンをチタン金属粉またはアンモニアガスなどと
、加熱反応させることによって得られ、微細化するに伴
って、顔料特性（黒色度、着色力等）は向上する。この
ため出発物質となる二酸化チタン粉末を微細化する必要
があり、通常、水酸化チタン粉末、好ましくは水酸化チ
タンゾルが利用される（特開昭６０−２００８２７．６
２−５６３２４）。

なお、二酸化チタンとアンモニアの反応には、バナジウ
ムの共存が有利なことが知られており（特開昭６１−２
０２６２０．特願平１−１９２７２６）、今日では、こ
の方法によって造られることが多い。

上記の方法においては、微細な水酸化チタンゾルはメタ
チタン酸（ＴｉＯ（ＯＨ）２）−オルトチタン酸（Ｔｉ
（Ｏ）ｌ）＊）　、チタン酸アルカリを塩酸、硝酸、酢
酸等の鉱酸、有機酸で解膠することによって得られるが
、極めて粒子が細かい（２００Å以下）ために洗浄、固
液分離が困難であった。

（問題解決に係わる知見） 本発明者らは、この問題を解決すべく研究を進め、この
水酸化チタンゾルに水可溶性のポリアクリルアミド高分
子化合物を添加すると凝集体を形成し、洗浄、固液分離
が容易になり、しかも、その後の処理が容易になること
を見出した。

（発明の構成） 本発明は水酸化チタンゾル液に水可溶性のポリアクリル
アミド高分子化合物を添加し、固液分離、乾燥した後、
アンモニアガスを含む還元性雰囲気中、６００〜１００
０℃で加熱処理することからなる微細な黒色粉末の製造
方法を提供する。

前述のように、二酸化チタンとアンモニアの反応におい
てバナジウムを共存させることは当技術分野の確立され
た技法であり、本発明の技術範囲に含まれる。バナジウ
ムはバナジウム塩の形でバナジウムとしてＴｉＯ□換算
量に対して重量で０．１〜７．０％の割合で水酸化チタ
ンゾルに添加される。

本発明の製法において用いるポリアクリルアミド高分子
は分子量１０００万以上のノニオン系の高分子で −［ＣＨ２−ＣＨＣＯＮＨ２コ− の繰り返し単位を有する。このものは凝集剤として作用
し、水酸化チタンのフロックを造り、沈降速度を速める
働きをするので作業時間を短縮できる。

本発明の製法において、ポリアクリルアミド高分子化合
物は、その添加量が水酸化チタンゾルのＴｉＯ□換算量
に対し重量比で０．００１〜０．０５の範囲にある場合
にその効果が著しく現れる。

本発明の製法において、二酸化チタンのアンモニアによ
る還元を進行させるためには６００〜１０００℃に加熱
することを要する。これは１０００℃を越える温度では
焼結により黒色粉末が粗大になり６００℃より低い温度
では十分に黒色化が進まないからである。

本発明の製法において、水酸化チタンゾル液に水可溶性
のポリアクリルアミド高分子化合物を添加し、固液分離
して得られる固体を３５０〜４５０℃の範囲の温度で乾
燥すると、粉砕工程なしに自然に５１角程度の小塊とな
り、これをアンモニアガスによる還元性雰囲気で加熱処
理すると、黒色化が促進され、通常の粉砕工程を経て微
細な（比表面積２５ｍ”　７ｇ以上の）黒色粉末が得ら
れる利点を有する。その理由は明らかではないが、生成
複合体がアンモニアガスの浸透しやすい構造を有してい
るためと推察される。

（発明の具体的記載） 実施例１ メタチタン酸スラリー６０ｋｇ　（ＴｉＯ□換算２０ｋ
ｇに相当）をリパルプしたものに、２５％アンモニア水
３Ｑを攪拌しながら注入し、攪拌した後に静置して自然
沈降させた。上澄液を除去したものを３６％塩酸４．０
ｋｇで解膠させた。これを２５％アンモニア水３Ωでｐ
Ｈ値を７．０前後に調整し十分な水で洗浄した。

このようにして得られた水酸化チタンゾルにノニオン系
ポリアクリルアミド高分子（分子量１３００万）６０ｇ
　（酸化チタン分に対して重量比０．００３）を投入し
て静止し自然沈殿させた後上澄液を除去し、フィルター
プレスで脱水して４００℃で１２時間乾燥することによ
り５■角程度の酸化チタン小塊が得られた。この方法で
得られた酸化チタンは造粒工程を経ずにそのまま還元炉
に入れることができ、アンモニアガスを含む還元性雰囲
気中６００〜１０００℃で加熱処理した後にボールミル
によって粒子の凝集を解きほぐすことにより微細な黒色
粉末が得られた。

第１表に高分子凝集剤を添加した場合としない場合の収
率とアンモニアの原単位を示す。

有　　　　　　　　　７５．２　　　　　　　　１２．
４無　　　　　　　　　５９，７　　　　　　　１７．
５実施例２ 実施例１と同様にして得られた水酸化チタンにノニオン
系ポリアクリルアミド高分子化合物（分子量１０００万
）　６００ｇ　（酸化チタン分に対して重量比で０．０
３）を加え、以下実施例１と同様に処理することにより
微細な黒色粉末を得た。

第２表に高分子凝集剤を添加した場合としない場合の収
率とアンモニアの原単位を示す。

ｊ！Ｌ別表 有　　　　　　　　　７１，６　　　　　　　　１３．
１無　　　　　　　　　５９．７　　　　　　　　１７
．５実施例３ 実施例１と同様にして得られた水酸化チタンゾルに、バ
ナジウム４００ｇ　（メタバナジン酸アンモニウムとし
て９１８．５ｇ）を添加し、リパルプして２％バナジウ
ム添加水酸化チタンゾルを得た。

これにノニオン系ポリアクリルアミド高分子（分子量１
４００万）　１２０ｇ　（酸化チタン分に対して重量比
で０．００６）を加え、以下実施例１と同様に処理した
後、ハンマーミルによって粒子の凝集を解きほぐすこと
により微細な黒色粉末を得た。

第３表に高分子凝集剤を添加した場合としない場合の収
率とアンモニアの原単位を示す。

１３表 有　　　　　　　　　７４．６　　　　　　　　　４．
７無　　　　　　　　　５８．４　　　　　　　　７．
０（発明の効果） このようにポリアクリルアミド高分子を加えることによ
り水酸化チタンゾルの沈降速度が速くなり、ろ過作業性
は著しく向上した。また３５０〜４５０℃の温度で乾燥
を行なったこの水酸化チタンゾルの乾燥物は５■角程度
に割れており、粉砕工程を経ずに造粒することができ、
そのまま還元炉に投入することも可能である（この酸化
チタンの大きさは小さすぎるとキャリーオーバーされ、
大きすぎると還元が十分におこなわれない）。また原単
位において従来の３分の２、作業時間において従来の３
分の２の時間で同じ特性を持つ黒色粉末を得ることがで
きる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２、特許の請求範囲 １、水酸化チタンゾルに水溶性のポリアクリルアミド高
   分子化合物を混合し、固液分離、乾燥した後、アンモニ
   アガスを含む還元性雰囲気中、６００〜１０００℃で加
   熱することからなる微細な黒色粉末の製造方法。 ２、ポリアクリルアミド化合物が分子量１０００万以上
   のノニオン系の高分子で−［ＣＨ＿２−ＣＨＣＯＮＨ＿
   ２］−の繰り返し単位を有するものである請求項１に記
   載の方法。 ３、ポリアクリルアミド高分子化合物の添加量が水酸化
   チタンゾル中のＴｉＯ＿２換算量に対し重量比０．００
   １〜０．０５である請求項１に記載の方法。 ４、水酸化チタンゾルに、水溶性バナジウム塩をバナジ
   ウムとしてＴｉＯ＿２換算量に対して重量で０．１〜７
   ．０％の割合で添加する請求項１に記載の方法。 ５、水酸化チタンゾルに水溶性のポリアクリルアミド高
   分子化合物を混合し、固液分離して得られる固体の乾燥
   を３５０〜４５０℃の範囲の温度で行なう請求項１に記
   載の方法。