JPH05246724A - 亜クロム酸亜鉛を基礎とする褐色スピネル顔料、その製法及び陶材製品の着色及び装飾法 - Google Patents

亜クロム酸亜鉛を基礎とする褐色スピネル顔料、その製法及び陶材製品の着色及び装飾法

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JPH05246724A
JPH05246724A JP4247945A JP24794592A JPH05246724A JP H05246724 A JPH05246724 A JP H05246724A JP 4247945 A JP4247945 A JP 4247945A JP 24794592 A JP24794592 A JP 24794592A JP H05246724 A JPH05246724 A JP H05246724A
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zinc
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oxide
brown spinel
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Dietrich Speer
シュペール ディートリッヒ
Akos Kiss
キス アコス
Jenny Horst
ホルスト ジェニー
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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G37/00Compounds of chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/34Compounds of chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/30Three-dimensional structures
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 亜クロム酸亜鉛を基礎とする褐色スピネル顔
料及びその製法。 【構成】 鉄不含であり、1:>0.5〜1:2の範囲
のクロム対亜鉛の原子比を有し、付加的にマンガンが導
入されており、マンガン対クロムの原子比が最大0.2
である亜クロム酸亜鉛を基礎とする褐色スピネル顔料
を、酸化クロム(III)及び酸化亜鉛又はこれらの酸化物
の前駆体を含有する粉末混合物の自体公知の方法での1
200℃より上の温度での灼熱及び灼熱生成物の仕上げ
処理により製造する。 【効果】 これを用いて、ガラスフリットの存在下で、
1200℃より上の焼付け温度で、陶材製品を着色及び
装飾する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、亜クロム酸亜鉛を基礎
とする新規の褐色スピネル顔料に関し、これは、これを
基礎とする公知の顔料とは対照的に鉄不含である。スピ
ネル顔料の製造は、自体公知の方法で行うが、その際、
粉末混合物の灼熱温度は、公知範囲より高い。新規顔料
は、高温燃焼で焼付けることのできる陶材の装飾に使用
することができる。
【0002】
【従来の技術】亜クロム酸亜鉛を基礎とするスピネル顔
料は、公知であるが、いろいろな点で陶材の装飾の製造
者に所望される特性を満たさない。式:ZnCr24
亜クロム酸亜鉛は、そのなかでZn2+−イオンが酸素原
子の立方最密パッキングの四面体の位置を占め、Cr3+
−イオンが正八面体の隙間を占める、スピネルである。
ZnCr24は、通例緑がかった灰色の生成物であり、
色的には魅力がない。
【0003】ZnO、TiO2及びCr23を基礎とす
るスピネルは、英国特許(GB−PS)第384473
号明細書から公知である。このようなスピネルは、緑色
である。このようなスピネルは、酸化物、金属又は酸化
物の前駆体の粉末混合物の800〜1100℃での灼熱
により製造でき、その際、灼熱すべき粉末混合物は、付
加的に公知の融剤又は成鉱剤、例えばアルカリハロゲニ
ド又はアルカリスルフェートを含有してよい。
【0004】亜クロム酸亜鉛のスピネル格子に鉄を導入
することにより褐色顔料が得られる。このスピネル顔料
の欠点は、これが多くの他の鉄含有スピネルにもあては
まるように、ガラスフリットの存在下でのその限定され
た温度安定性である。このような顔料は、陶材製品上の
それから製造された装飾染料の焼付けの際に、燃焼温度
の増加と共に変色する。従って、そのような顔料は、燃
焼温度1200℃より上、特に1300〜1500℃を
必要とする使用、例えば不焼性の陶器支持体及びその上
に塗布された装飾層を単独の燃焼サイクルで燃焼させる
新規の磁器燃焼法には、十分には適さない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、鉄含
有顔料に比べ、改良された温度安定性を有する、亜クロ
ム酸亜鉛を基礎とする新規の褐色スピネル顔料を合成す
ることであった。顔料の製造の際に、取り扱いが容易で
あり、毒性の懸念ができるだけない原料を使用すること
ができるべきである。顔料は、高温燃焼−装飾法で、重
要な変色無しで使用できるべきである。
【0006】
【課題を解決するための手段】亜クロム酸亜鉛を基礎と
する褐色スピネル顔料が発見され、これは、鉄不含であ
り、クロム対亜鉛の原子比は1:>0.5〜1:2の範
囲にあることを特徴とする。本発明による顔料におい
て、Cr対Znの原子比は、1:0.75〜1:2の範
囲にあるのが有利である。
【0007】本発明によるスピネルの格子中にクロム
は、部分的に四価の形で存在し、電荷平衡の目的のた
め、亜鉛イオンは、クロムの位置を占領していることが
想像される。通常、スピネル格子中に結合されていない
酸化亜鉛は、顔料の使用の際に、支障をもたらさない。
必要とあれば、過剰のZnOが酸洗浄により顔料から溶
出されうる。
【0008】顔料は、成分Cr23及びZnOの他に、
色調の修正のために及び/又は非常に高い燃焼温度での
色調の安定化のために、褐色が保存されている条件で、
付加的に他の金属をスピネル格子中に限られた量で含有
することができる。限られた量とは、これらの他の金属
対Crの原子比が最大0.2であることである。これら
の修正金属は、有利にマンガンであるが、スピネル中に
組み込まれる金属、例えばMg、Ti、Al、Sn、N
i、Co及びVも色調を修正することができる。
【0009】実質的にCr23及びZnOのみを含有す
る本発明による顔料は、うわ薬中で、増加する燃焼温度
では、僅かに緑に色変化を示し、このことは、L,a,
b−測色系(Farbmetriksystem)での、減少し、かつ場合
によっては負になるa−値により識別することができ
る。マンガンをスピネル格子中に導入することによりこ
の色変化をなおすことができる。特に有利な本発明によ
る顔料は、実質的にクロム、亜鉛及びマンガンの酸化物
のみを含有し、かつCr対Zn対Mnの原子比1:0.
75〜2:0.01〜0.15を有する。
【0010】本発明による亜クロム酸亜鉛を基礎とする
褐色スピネル顔料は、自体公知の方法で、酸化クロム(I
II)及び酸化亜鉛又は灼熱温度より下でこれらの酸化物
を形成する前駆体を含有する粉末混合物の灼熱及び灼熱
生成物の仕上げ処理により製造でき、その際、この方法
は、使用された粉末混合物は、酸化クロム(III)及び酸
化亜鉛又はこれらの酸化物の前駆体を、各々Cr23
びZnOとして計算して、1:>1〜1:4の範囲のモ
ル比で含有し、かつ1200℃より上の温度で灼熱され
ることよりなる。
【0011】前記の原料の他にこの粉末混合物は、色調
の修正及び/又は安定化のために、他の金属酸化物又は
その前駆体を、修正金属対クロムの原子比が値0.2を
越えないという条件で、限られた量含有しても良い。例
えばMn、Ti、Al、Mg、Sn、Ni、Co及びV
の酸化物、特にMnの酸化物がこれに該当する。金属酸
化物の前駆体とは、灼熱温度より下で酸化物に変わる化
合物のことであり、例えば硫酸塩、水酸化物、炭酸塩、
シュウ酸塩である。
【0012】顔料及びガラスフリットを含有する装飾系
の高い焼付け温度でも緑色への色変化を示さない有利な
顔料は、灼熱すべき粉末混合物は、実質的にCr23
ZnO及び一連のMnO、MnO2、Mn23又は過マ
ンガン酸塩からのMn−化合物から成り、その際、Cr
対Zn対Mnの原子比は、1:0.75〜2:0.01
〜0.15であることより製造することができる。「実
質的に」とは、粉末混合物が、スピネル格子中に組み込
まれない成鉱剤並びに使用原料に起因する不純物を、付
加的に含有しうることを意味する。
【0013】通常、顔料の製造には、成鉱剤の共用は、
必要ではなく、むしろ部分的に、マイナスの評価とな
る:意想外にも、前記量比でのCr23、ZnO及びK
MnO4からの粉末混合物を1250〜1350℃の有
利な灼熱温度で、開口るつぼ中で、空気の存在下で灼熱
する間、殆どクロム酸塩は生じない。成鉱剤として、例
えばフッ化ナトリウムを共用することにより、クロム酸
塩の含有率は増加する。
【0014】灼熱持続時間は、選択された灼熱温度に左
右される。1250〜1350℃の範囲の灼熱温度での
灼熱持続時間1〜5時間は、一般に十分である。灼熱す
べき粉末混合物を、灼熱の前に公知の方法で、例えばボ
ールミルでの粉砕により均一化し、、次いで開口るつぼ
中で又は成形体に圧縮後にそれに好適な炉中で灼熱す
る。灼熱を電気室炉(Elektrokammeroefen)又はトンネル
窯又は他の構造の炉中で実施することができる。
【0015】灼熱工程後に、灼熱生成物に慣用の後処理
を施す:所望の顔料細度までの粉砕が、これに属し、こ
のことは、例えばボールミル中で、水を用いる湿式粉砕
により実施するのが有利である。そのような湿式粉砕に
より同時に場合によっては僅かの濃度で形成されたクロ
ム酸塩を顔料から抽出する。粉砕及び水洗浄後に、慣用
の方法で乾燥させる。
【0016】本発明による、灼熱温度の上昇及び出発成
分のモル比の選択により、魅力のない灰緑色の公知Zn
Cr24−スピネルの代わりに魅力的な褐色スピネル−
顔料が得られることは、公知技術水準から予見されなか
った。更に、少量のマンガンを顔料中に導入することに
より、非常に高い温度での色安定性が明らかに上昇する
ことは、意外であった。
【0017】本発明の方法により得られた新規褐色スピ
ネル顔料は、ガラスフリットの存在下で、陶材製品、例
えば磁器、陶器及びせっ器の着色及び装飾のために使用
できる。その際、焼付け温度は、大抵700〜1100
℃の慣用の範囲又はそれより上であってよい。温度は、
特に組成、従って使用装飾系中に存在するガラスフリッ
トの軟化範囲に左右される。本発明による顔料の温度安
定性及びうわ薬安定性のため、1200℃より上、特に
1300〜1500℃の焼付け温度も可能である。この
予期せぬ利点は、所謂高温−燃焼法でも顔料を使用する
ことを可能にし、その際、陶器支持体及び装飾は同時に
単独の燃焼工程で燃焼される。
【0018】
【実施例】後述の例により、本発明による顔料及びその
製法並びにその使用を明らかにする。
【0019】例1〜6:顔料の製造 第1表に記載の出発物質及び組成(粉末混合物に対する
重量%で記載)の粉末混合物をボールミル中で20分間
均一化する。混合物を電気室炉中の開口シャモットるつ
ぼ中で反応させる。灼熱温度は、1300℃、灼熱持続
時間は、3時間である。灼熱生成物を湿式粉砕し、水分
離後に顔料を乾燥させる。各々、褐色顔料が得られる。
【0020】第1表 例 Cr23 ZnO KMnO4 ──────────────────────────────── 1 50 50 − 2 49.8 49.2 1.0 3 47.8 43.0 9.2 4 31.8 68.2 − 5 33 66 1 6 38.2 60.5 9.3 例7〜12:顔料の使用 a)例1〜6の顔料を、透明な検査うわ薬(Degus
sa AGのNo.40260型、SiO2 50.6
%、CaO 8.0%、Al23 11.2%、PbO
15.5%、B23 10%、K2O 3.2%を含
有する)中で、5重量%着色で試験した;灼熱温度10
60℃;L,a,b−値の測定(DIN5033による
CIE−Lab−システム)。結果は、第2表からでて
くる。
【0021】b)前記と同様にして、実際の硼酸不含の
衛生うわ薬(Sanitaerglasur:Degussa AG、
No.49230型)中で5重量%着色を試験した;灼
熱温度1250℃、加熱の割合150k/時間、保持時
間30分;L,a,b−値は、第2表を参照。
【0022】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェニー ホルスト ドイツ連邦共和国 ゲルンハウゼン アム ハレンバート 4

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 亜クロム酸亜鉛を基礎とする褐色スピネ
    ル顔料において、これらが鉄不含であり、1:>0.5
    〜1:2の範囲のクロム対亜鉛の原子比を有することを
    特徴とする、亜クロム酸亜鉛を基礎とする褐色スピネル
    顔料。
  2. 【請求項2】 付加的にマンガンが導入されており、マ
    ンガン対クロムの原子比が最大0.2である、請求項1
    記載の顔料。
  3. 【請求項3】 Cr対Znの原子比は、1:0.75〜
    1:2の範囲にある、請求項1又は2記載の顔料。
  4. 【請求項4】 酸化クロム(III)及び酸化亜鉛又はこれ
    らの酸化物の前駆体を含有する粉末混合物の自体公知の
    方法での灼熱及び灼熱生成物の仕上げ処理により、亜ク
    ロム酸亜鉛を基礎とする褐色スピネル顔料を製造する際
    に、使用された粉末混合物は、酸化クロム(III)及び酸
    化亜鉛又はこれらの酸化物の前駆体を、各々Cr23
    びZnOとして計算して、1:>1〜1:4の範囲のモ
    ル比で含有し、1200℃より上の温度で灼熱すること
    を特徴とする、亜クロム酸亜鉛を基礎とする褐色スピネ
    ル顔料の製法。
  5. 【請求項5】 灼熱すべき粉末混合物は、Cr23及び
    ZnO又はこれらの酸化物の前駆体以外に付加的に酸化
    マンガン又は酸化マンガンの前駆体を含有し、Mn対C
    rの原子比は、最大0.2である、請求項4記載の方
    法。
  6. 【請求項6】 粉末混合物は、Cr23、ZnO及び一
    連のMnO、Mn23、MnO2又は過マンガン酸塩か
    らのMn−化合物から成り、Cr対Zn対Mnの原子比
    は、1:0.75〜2:0.01〜0.15である、請
    求項4又は5記載の方法。
  7. 【請求項7】 粉末混合物を1250〜1350℃の範
    囲の温度で、1〜5時間灼熱し、灼熱生成物を湿式粉砕
    し、水で洗浄し、引き続き乾燥させる、請求項4から6
    までのいずれか1項記載の方法。
  8. 【請求項8】 請求項1から3までのいずれか1項記載
    の褐色スピネル顔料を用いて、ガラスフリットの存在下
    で、1200℃より上の焼き付け温度で、陶材製品を着
    色及び装飾する方法。
JP4247945A 1991-09-21 1992-09-17 亜クロム酸亜鉛を基礎とする褐色スピネル顔料、その製法及び陶材製品の着色及び装飾法 Pending JPH05246724A (ja)

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