JPH08259837A - 構造化顔料複合材料の製法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 二酸化チタンの一次粒子が効率よく分散して
いる、二酸化チタンからの顔料複合材料の製法を提供す
る。 【解決手段】 顔料級二酸化チタンの非被覆粒子の水性
分散系（この水性分散系は、前記二酸化チタン粒子が表
面電荷を有するようなｐＨを有する。）を形成し、前記
分散系を交差流濾過の作用に当て、前記分散系が二酸化
チタン５０重量％以上を含有するまで前記交差流濾過を
継続し、次いで、前記分散系と、前記二酸化チタン粒子
上の表面電荷と反対の符号の表面電荷を有し化学的に異
なる粒子の分散系とを混合し（混合によって前記粒子材
料の一方の表面電荷の符号が反転しないような条件下で
行う。）、次いで、顔料複合材料（顔料複合材料の中
で、前記表面電荷の結果として二酸化チタン粒子が化学
的に異なる粒子と結合した状態に保持される。）を形成
することから成る、構造化した顔料複合材料の製法。
いる、二酸化チタンからの顔料複合材料の製法を提供す
る。 【解決手段】 顔料級二酸化チタンの非被覆粒子の水性
分散系（この水性分散系は、前記二酸化チタン粒子が表
面電荷を有するようなｐＨを有する。）を形成し、前記
分散系を交差流濾過の作用に当て、前記分散系が二酸化
チタン５０重量％以上を含有するまで前記交差流濾過を
継続し、次いで、前記分散系と、前記二酸化チタン粒子
上の表面電荷と反対の符号の表面電荷を有し化学的に異
なる粒子の分散系とを混合し（混合によって前記粒子材
料の一方の表面電荷の符号が反転しないような条件下で
行う。）、次いで、顔料複合材料（顔料複合材料の中
で、前記表面電荷の結果として二酸化チタン粒子が化学
的に異なる粒子と結合した状態に保持される。）を形成
することから成る、構造化した顔料複合材料の製法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、顔料の複合材料の製
法、特に、二酸化チタン粒子と、化学的に異なる粒子と
の複合材料の製法に関する。
法、特に、二酸化チタン粒子と、化学的に異なる粒子と
の複合材料の製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、構造化した(structured,構造が与
えられた）多数の顔料複合材料が記述されてきた。例え
ば、英国特許出願番号ＧＢ２２６７５０３Ａ号明細書
は、顔料複合材粒子の組成物を開示する。その組成物
中、その複合材料の成分粒子は、その粒子表面のそれぞ
れ反対の電荷によって結合した状態に保持される。
えられた）多数の顔料複合材料が記述されてきた。例え
ば、英国特許出願番号ＧＢ２２６７５０３Ａ号明細書
は、顔料複合材粒子の組成物を開示する。その組成物
中、その複合材料の成分粒子は、その粒子表面のそれぞ
れ反対の電荷によって結合した状態に保持される。
【０００３】これらの複合材料は、表面のコーティング
中に改善済み隠ぺい力を与えることが分かってきた。な
ぜなら、信じられていることであるが、二酸化チタン等
の顔料成分の粒子が結合する粒子はスペーサ粒子(space
r particles)として作用するので、二酸化チタン等の顔
料成分の粒子はコーティング中に一層均一に分散するか
らである。隠ぺい力の改善はある程度、複合材料が形成
される以前に、前記複合材料を造る粒子がどの程度効率
よく分散されるかに依存する。商業的に入手可能な二酸
化チタン粒子から造られる分散系は通常、凝集化した一
次粒子をかなりの割合で含有する。なぜなら、幾分か
は、前記二酸化チタン粒子上に無機コーティングが付着
する間、凝集粒子が形成されるからであり、また幾分か
は、形成後の貯留(storage) 中に形成される凝集粒子が
破壊され難いからである。
中に改善済み隠ぺい力を与えることが分かってきた。な
ぜなら、信じられていることであるが、二酸化チタン等
の顔料成分の粒子が結合する粒子はスペーサ粒子(space
r particles)として作用するので、二酸化チタン等の顔
料成分の粒子はコーティング中に一層均一に分散するか
らである。隠ぺい力の改善はある程度、複合材料が形成
される以前に、前記複合材料を造る粒子がどの程度効率
よく分散されるかに依存する。商業的に入手可能な二酸
化チタン粒子から造られる分散系は通常、凝集化した一
次粒子をかなりの割合で含有する。なぜなら、幾分か
は、前記二酸化チタン粒子上に無機コーティングが付着
する間、凝集粒子が形成されるからであり、また幾分か
は、形成後の貯留(storage) 中に形成される凝集粒子が
破壊され難いからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、二酸
化チタンの一次粒子が効率よく分散している、二酸化チ
タンからの顔料複合材料を製造する方法を提供すること
にある。
化チタンの一次粒子が効率よく分散している、二酸化チ
タンからの顔料複合材料を製造する方法を提供すること
にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による、構造化し
た顔料複合材料の製法は、顔料級二酸化チタンの非被覆
粒子の水性分散系（但し、この水性分散系は、前記二酸
化チタン粒子が表面電荷を有するようなｐＨを有す
る。）を形成し、前記分散系を交差流濾過の作用に当
て、前記分散系が二酸化チタン５０重量％以上を含有す
るまで前記交差流濾過を継続し、次いで、前記分散系
と、前記二酸化チタン粒子上の表面電荷と反対の符号の
表面電荷を有し化学的に異なる粒子の分散系とを混合し
（但し、そのように混合することによって前記粒子材料
の一方の表面電荷の符号が反転しないような条件下で行
う。）、そうすることによって、顔料複合材料（但し、
その顔料複合材料の中で、前記表面電荷の結果として二
酸化チタン粒子が化学的に異なる粒子と結合した状態に
保持される。）を形成することから成る。
た顔料複合材料の製法は、顔料級二酸化チタンの非被覆
粒子の水性分散系（但し、この水性分散系は、前記二酸
化チタン粒子が表面電荷を有するようなｐＨを有す
る。）を形成し、前記分散系を交差流濾過の作用に当
て、前記分散系が二酸化チタン５０重量％以上を含有す
るまで前記交差流濾過を継続し、次いで、前記分散系
と、前記二酸化チタン粒子上の表面電荷と反対の符号の
表面電荷を有し化学的に異なる粒子の分散系とを混合し
（但し、そのように混合することによって前記粒子材料
の一方の表面電荷の符号が反転しないような条件下で行
う。）、そうすることによって、顔料複合材料（但し、
その顔料複合材料の中で、前記表面電荷の結果として二
酸化チタン粒子が化学的に異なる粒子と結合した状態に
保持される。）を形成することから成る。
【０００６】本発明の特に好ましい具体例では、その化
学的に異なる粒子はポリマー有機粒子から成る。
学的に異なる粒子はポリマー有機粒子から成る。
【０００７】本発明では、顔料級二酸化チタンの非被覆
粒子を使用する。この二酸化チタンは、含水無機酸化物
コーティング等の表面コーティングを形成するように意
図的には処理されていない。この二酸化チタンはしばし
ば、「未加工(raw) 」顔料級二酸化チタンと呼ばれる。
本発明の方法で使用される二酸化チタンはしばしば、二
酸化チタン顔料の製造工程から直接持ってくる。二酸化
チタンを「硫酸塩」法によって形成した場合、本発明の
方法のための未加工材料供給源は好ましくは、か焼炉の
排出物であり、「塩化物」法が使用される場合、好まし
い未加工材料供給源は反応器の排出物である。
粒子を使用する。この二酸化チタンは、含水無機酸化物
コーティング等の表面コーティングを形成するように意
図的には処理されていない。この二酸化チタンはしばし
ば、「未加工(raw) 」顔料級二酸化チタンと呼ばれる。
本発明の方法で使用される二酸化チタンはしばしば、二
酸化チタン顔料の製造工程から直接持ってくる。二酸化
チタンを「硫酸塩」法によって形成した場合、本発明の
方法のための未加工材料供給源は好ましくは、か焼炉の
排出物であり、「塩化物」法が使用される場合、好まし
い未加工材料供給源は反応器の排出物である。
【０００８】二酸化チタンの分散系は当初、本発明の方
法の中で形成される。「硫酸塩」法又は「塩化物」法か
らの顔料級二酸化チタンは通常、ミリングし、例えば、
ビード製粉機(bead mills)又は衝撃式製粉機(impact mi
lls)を使用しながら粒径分布を調整する。二酸化チタン
顔料工業界でしばしば使用されている製粉機の一つの型
は、砂うす(sand mill) として知られている。砂うす
中、か焼炉排出物又は反応器排出物の水性懸濁液(aqueo
us suspension,水性サスペンション）は、砂等の粉砕媒
体の存在下、速く撹拌される。砂うすからのアウトプッ
ト、即ち「あふれ物(overflow)」は、十分に分散され
た、二酸化チタンの懸濁液から成る。この懸濁液は、本
発明の方法に使用する上で理想的なものである。交差流
濾過(cross-flow filtration) によって処理して、硬質
で十分に分散した、顔料級二酸化チタンのスラリーが形
成する間、良好な分散系が維持される。しかし、顔料級
二酸化チタンのためにミリングを行うことは、本発明の
本質的な特徴ではなく、満足のいく生成物は、「硫酸
塩」法プラント又は「塩化物」法プラントから二酸化チ
タンを直接使用し、ミリング工程を行わないで、製造し
得る。
法の中で形成される。「硫酸塩」法又は「塩化物」法か
らの顔料級二酸化チタンは通常、ミリングし、例えば、
ビード製粉機(bead mills)又は衝撃式製粉機(impact mi
lls)を使用しながら粒径分布を調整する。二酸化チタン
顔料工業界でしばしば使用されている製粉機の一つの型
は、砂うす(sand mill) として知られている。砂うす
中、か焼炉排出物又は反応器排出物の水性懸濁液(aqueo
us suspension,水性サスペンション）は、砂等の粉砕媒
体の存在下、速く撹拌される。砂うすからのアウトプッ
ト、即ち「あふれ物(overflow)」は、十分に分散され
た、二酸化チタンの懸濁液から成る。この懸濁液は、本
発明の方法に使用する上で理想的なものである。交差流
濾過(cross-flow filtration) によって処理して、硬質
で十分に分散した、顔料級二酸化チタンのスラリーが形
成する間、良好な分散系が維持される。しかし、顔料級
二酸化チタンのためにミリングを行うことは、本発明の
本質的な特徴ではなく、満足のいく生成物は、「硫酸
塩」法プラント又は「塩化物」法プラントから二酸化チ
タンを直接使用し、ミリング工程を行わないで、製造し
得る。
【０００９】ミリングを使用する場合は、前記二酸化チ
タンに洗浄工程を行うことはしばしば好都合である。洗
浄工程によって、顔料粒子表面の可溶性塩の割合が減少
する。
タンに洗浄工程を行うことはしばしば好都合である。洗
浄工程によって、顔料粒子表面の可溶性塩の割合が減少
する。
【００１０】本発明の方法に有用な二酸化チタンは通
常、０．１〜０．４μｍの平均粒径を有する、アナター
ゼ又はルチルの結晶形態である。本発明で使用するルチ
ル二酸化チタンは好ましくは、０．２〜０．３μｍの平
均粒径を有し、顔料級のアナターゼ二酸化チタンは０．
１〜０．３５μｍの平均粒径を有する。
常、０．１〜０．４μｍの平均粒径を有する、アナター
ゼ又はルチルの結晶形態である。本発明で使用するルチ
ル二酸化チタンは好ましくは、０．２〜０．３μｍの平
均粒径を有し、顔料級のアナターゼ二酸化チタンは０．
１〜０．３５μｍの平均粒径を有する。
【００１１】前記二酸化チタンをミリング工程にかける
利点は、この工程が、結晶の凝集粒子(agglomerates)を
粉砕するのに役に立つということである。ミリングの効
果は、分散系中の二酸化チタンの平均粒径を測定するこ
とによって評価し得る。通常、アナターゼについては分
散系中０．１〜０．４μｍの平均粒径で、ルチルについ
ては０．２〜０．３５μｍの平均粒径で、大抵の凝集粒
子が粉砕される、有効な分散工程が示される。
利点は、この工程が、結晶の凝集粒子(agglomerates)を
粉砕するのに役に立つということである。ミリングの効
果は、分散系中の二酸化チタンの平均粒径を測定するこ
とによって評価し得る。通常、アナターゼについては分
散系中０．１〜０．４μｍの平均粒径で、ルチルについ
ては０．２〜０．３５μｍの平均粒径で、大抵の凝集粒
子が粉砕される、有効な分散工程が示される。
【００１２】二酸化チタンの分散系のｐＨ値は、その粒
子が表面電荷を帯びるような値である。ｐＨ値が粒子の
等電点未満であれば、この電荷は正符号であり、ｐＨ値
が粒子の等電点を越えれば、この電荷は負符号である。
好ましくは、二酸化チタン粒子が正符号の電荷を有する
分散系は、２．０〜５．５の範囲のｐＨ値で形成され、
二酸化チタン粒子が負符号の電荷を有する分散系は、
７．０〜１３．０の範囲のｐＨ値で形成される。本発明
で使用するのに適した、商業的に入手可能な多くの有機
ポリマー分散系は、負に帯電した粒子を含有するため、
化学的に異なる粒子がポリマー有機粒子である場合、通
常、正に帯電した粒子を含有する二酸化チタンの分散系
を形成するのが好ましい。必要ならば、分散系のｐＨ
は、酸又はアルカリを添加することによって調整し得
る。
子が表面電荷を帯びるような値である。ｐＨ値が粒子の
等電点未満であれば、この電荷は正符号であり、ｐＨ値
が粒子の等電点を越えれば、この電荷は負符号である。
好ましくは、二酸化チタン粒子が正符号の電荷を有する
分散系は、２．０〜５．５の範囲のｐＨ値で形成され、
二酸化チタン粒子が負符号の電荷を有する分散系は、
７．０〜１３．０の範囲のｐＨ値で形成される。本発明
で使用するのに適した、商業的に入手可能な多くの有機
ポリマー分散系は、負に帯電した粒子を含有するため、
化学的に異なる粒子がポリマー有機粒子である場合、通
常、正に帯電した粒子を含有する二酸化チタンの分散系
を形成するのが好ましい。必要ならば、分散系のｐＨ
は、酸又はアルカリを添加することによって調整し得
る。
【００１３】二酸化チタンの分散系はしばしば、分散剤
を添加しないで形成される。いくつかの用途で、分散剤
の存在は、本発明に係る生成物の性能に逆の効果を与え
る。顔料製造プラントで二酸化チタンをミリングすると
き、しばしば分散剤を添加してミリングを促進させる。
使用する分散剤には、モノイソプロパノールアミン等の
アルカノールアミン、ヘキサメタリン酸ナトリウム等の
リン酸塩、及びケイ酸ナトリウム等のケイ酸塩が含まれ
る。かかる分散剤は本発明の方法において許容される
が、かかる分散剤が存在すれば、通常、更に分散剤を追
加しない。分散剤が存在すれば、その濃度は通常、分散
系中のＴｉＯ2 の０．０５〜０．４重量％である。
を添加しないで形成される。いくつかの用途で、分散剤
の存在は、本発明に係る生成物の性能に逆の効果を与え
る。顔料製造プラントで二酸化チタンをミリングすると
き、しばしば分散剤を添加してミリングを促進させる。
使用する分散剤には、モノイソプロパノールアミン等の
アルカノールアミン、ヘキサメタリン酸ナトリウム等の
リン酸塩、及びケイ酸ナトリウム等のケイ酸塩が含まれ
る。かかる分散剤は本発明の方法において許容される
が、かかる分散剤が存在すれば、通常、更に分散剤を追
加しない。分散剤が存在すれば、その濃度は通常、分散
系中のＴｉＯ2 の０．０５〜０．４重量％である。
【００１４】交差流濾過以前の、分散系中の固体含有量
は、良好な分散系を確保するため、比較的小さい。従っ
て、固体含有量はしばしば、二酸化チタン４０重量％未
満であり、顔料級二酸化チタンを製造するときに生じる
典型的な懸濁液は２０〜３５重量％の固体含有量を有す
る。
は、良好な分散系を確保するため、比較的小さい。従っ
て、固体含有量はしばしば、二酸化チタン４０重量％未
満であり、顔料級二酸化チタンを製造するときに生じる
典型的な懸濁液は２０〜３５重量％の固体含有量を有す
る。
【００１５】次いで、前記分散系は交差流濾過にかけ
る。交差流濾過で、前記分散系は膜の表面を交差して流
動し、その間、圧力を加える。圧力を加えると、分散系
の水溶性成分と水とは、水には透水性があるが分散済み
二酸化チタンには透水性がない膜を通過して流れるよう
になる。その水と水溶性成分とは、添加剤を加えず圧力
のみにより膜を通過して流れるように誘導するのが、好
ましい。
る。交差流濾過で、前記分散系は膜の表面を交差して流
動し、その間、圧力を加える。圧力を加えると、分散系
の水溶性成分と水とは、水には透水性があるが分散済み
二酸化チタンには透水性がない膜を通過して流れるよう
になる。その水と水溶性成分とは、添加剤を加えず圧力
のみにより膜を通過して流れるように誘導するのが、好
ましい。
【００１６】交差流濾過はしばしば、通常の室温で実施
するが、３０O Ｃ〜８０O Ｃのような一層高い温度で実
施して良い。
するが、３０O Ｃ〜８０O Ｃのような一層高い温度で実
施して良い。
【００１７】交差流濾過の正確な操作モード(mode,方
法）はある程度、分散系の初期と最終との固体含有量、
導電率、使用する膜の表面積等の要因に依存する。しか
し、通常は、何回も膜を通過させて分散系を再循環さ
せ、好都合な大きさの濾過装置から分散系の固体含有量
を実質的に増加させる必要がある。バッチ方式の操作で
は、分散系は典型的には、望ましい濃度が得られるま
で、貯蔵器から膜を交差して再循環させ、次いで貯蔵器
へ戻す。交差流濾過は、膜を有する多数のユニット(uni
ts, 装置）を使用する連続的プロセスとしても操作し得
る。初期の分散系は第１ユニット中の膜表面を交差して
通過させ、次いで何回も再循環する。分散系の一部は第
２ユニットへ流す。第２ユニットでは、第２の膜システ
ムを再循環させて更に濃縮する。ユニットはこのように
幾つでも連結して、連続的方法で大きい固体含有量を得
るための有効手段を提供し得る。
法）はある程度、分散系の初期と最終との固体含有量、
導電率、使用する膜の表面積等の要因に依存する。しか
し、通常は、何回も膜を通過させて分散系を再循環さ
せ、好都合な大きさの濾過装置から分散系の固体含有量
を実質的に増加させる必要がある。バッチ方式の操作で
は、分散系は典型的には、望ましい濃度が得られるま
で、貯蔵器から膜を交差して再循環させ、次いで貯蔵器
へ戻す。交差流濾過は、膜を有する多数のユニット(uni
ts, 装置）を使用する連続的プロセスとしても操作し得
る。初期の分散系は第１ユニット中の膜表面を交差して
通過させ、次いで何回も再循環する。分散系の一部は第
２ユニットへ流す。第２ユニットでは、第２の膜システ
ムを再循環させて更に濃縮する。ユニットはこのように
幾つでも連結して、連続的方法で大きい固体含有量を得
るための有効手段を提供し得る。
【００１８】硫酸イオン、塩素イオン等の水溶イオンは
しばしば、二酸化チタンの分散系中に存在する。これら
のイオンは通常、濾過膜を通って拡散し、その濃度は、
初期の懸濁液中よりも濃縮済み分散系中において一層低
くなるかも知れない。
しばしば、二酸化チタンの分散系中に存在する。これら
のイオンは通常、濾過膜を通って拡散し、その濃度は、
初期の懸濁液中よりも濃縮済み分散系中において一層低
くなるかも知れない。
【００１９】本発明の方法に使用する膜は、交差流濾過
で使用するのに適した膜であればどんな膜でもよい。膜
を構成し得る材料には、多孔性ポリマー材料、多孔性金
属及び多孔性セラミックが含まれる。特に有用な膜は、
金属網がジルコニア等の多孔性セラミック材料の支持体
として機能する金属網複合材膜から成る。金属網複合材
膜は、円筒形チューブ（懸濁液はこの円筒形チューブを
通過して、又はこの円筒形チューブの周囲に流れるよう
にする。）等の好都合な形状であればどんな形状を取っ
てもよいが、金属網複合材膜は通常、平たいシートとし
て使用する。円筒形チューブ内でらせん状に巻いた金属
網複合材膜は特に有用であることが分かった。
で使用するのに適した膜であればどんな膜でもよい。膜
を構成し得る材料には、多孔性ポリマー材料、多孔性金
属及び多孔性セラミックが含まれる。特に有用な膜は、
金属網がジルコニア等の多孔性セラミック材料の支持体
として機能する金属網複合材膜から成る。金属網複合材
膜は、円筒形チューブ（懸濁液はこの円筒形チューブを
通過して、又はこの円筒形チューブの周囲に流れるよう
にする。）等の好都合な形状であればどんな形状を取っ
てもよいが、金属網複合材膜は通常、平たいシートとし
て使用する。円筒形チューブ内でらせん状に巻いた金属
網複合材膜は特に有用であることが分かった。
【００２０】膜の公称孔径は０．０１〜０．２μｍを通
常、使用する。公称孔径は好ましくは、０．０５〜０．
１５μｍである。
常、使用する。公称孔径は好ましくは、０．０５〜０．
１５μｍである。
【００２１】交差流濾過は通常、分散系にかける大気圧
よりも大きい圧力で操作する。分散系にかかる圧力を測
定するのに使用する通常のパラメータは、膜間圧力とし
て知られている。膜間圧力は式 Ｐｔ＝（１／２）（Ｐｉ＋Ｐｏ）−Ｐｐ （式中、Ｐｔは、膜間圧力であり、Ｐｉは、前記スラリ
ーが前記膜へ導かれる圧力（入口圧力）であり、Ｐｏ
は、前記スラリーが前記膜を去る圧力（出口圧力）であ
り、Ｐｐは、透過水が濾過装置から除去される圧力であ
る。）で計算される。
よりも大きい圧力で操作する。分散系にかかる圧力を測
定するのに使用する通常のパラメータは、膜間圧力とし
て知られている。膜間圧力は式 Ｐｔ＝（１／２）（Ｐｉ＋Ｐｏ）−Ｐｐ （式中、Ｐｔは、膜間圧力であり、Ｐｉは、前記スラリ
ーが前記膜へ導かれる圧力（入口圧力）であり、Ｐｏ
は、前記スラリーが前記膜を去る圧力（出口圧力）であ
り、Ｐｐは、透過水が濾過装置から除去される圧力であ
る。）で計算される。
【００２２】透過水はしばしば、大気圧で除去される。
そのとき、ＰｔはＰｉ及びＰｏ（Ｐｉ及びＰｏはゲージ
圧として表される。）の平均を取ることにより計算され
る。
そのとき、ＰｔはＰｉ及びＰｏ（Ｐｉ及びＰｏはゲージ
圧として表される。）の平均を取ることにより計算され
る。
【００２３】通常、０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａの膜間
圧力が適切であり、０．２ＭＰａ〜０．４ＭＰａの膜間
圧力が好ましい。
圧力が適切であり、０．２ＭＰａ〜０．４ＭＰａの膜間
圧力が好ましい。
【００２４】膜表面に固体が有意な量蓄積するのを防止
するためには、膜表面を交差する分散系の流れを十分早
い速度に維持することが重要であり、使用する速度は、
使用する濾過装置の構造に依存する。通常、０．５ｍ／
秒以上の交差流速度、好ましくは１ｍ／秒以上の交差流
速度を使用する。平たいシート状の金属網複合材膜を使
用する、実験室的規模の装置では、２ｍ／秒以上の交差
流速度が特に有用であることが分かった。一層大きい規
模の装置には、一層速い交差流速度、１０ｍ／秒以上が
有用であることが分かった。
するためには、膜表面を交差する分散系の流れを十分早
い速度に維持することが重要であり、使用する速度は、
使用する濾過装置の構造に依存する。通常、０．５ｍ／
秒以上の交差流速度、好ましくは１ｍ／秒以上の交差流
速度を使用する。平たいシート状の金属網複合材膜を使
用する、実験室的規模の装置では、２ｍ／秒以上の交差
流速度が特に有用であることが分かった。一層大きい規
模の装置には、一層速い交差流速度、１０ｍ／秒以上が
有用であることが分かった。
【００２５】交差流濾過は、分散系が二酸化チタンを少
なくとも５０重量％含有するまで継続する。好ましく
は、分散系が二酸化チタンを６０〜８０重量％含有する
まで継続する。
なくとも５０重量％含有するまで継続する。好ましく
は、分散系が二酸化チタンを６０〜８０重量％含有する
まで継続する。
【００２６】本発明の方法によって製造した顔料複合材
料は、二酸化チタン粒子と、化学的に異なる材料の粒子
との構造化した結合物から成る。この化学的に異なる材
料は、本発明に従って処理し得るあらゆる材料、及び光
学的に有効な手段で二酸化チタン粒子の間隔(spacing)
を与えるのに適した粒径のあらゆる材料で良い。典型的
な材料には、シリカ、ケイ酸塩（例えば、滑石及び雲
母）、酸化アルミニウム、水酸化物、硫酸塩（例えば、
セッコウ及び硫酸バリウム）、炭酸塩（例えば、炭酸カ
ルシウム）、粘土等の増量剤又は充填剤としてしばしば
使用される粒状物質が含まれる。
料は、二酸化チタン粒子と、化学的に異なる材料の粒子
との構造化した結合物から成る。この化学的に異なる材
料は、本発明に従って処理し得るあらゆる材料、及び光
学的に有効な手段で二酸化チタン粒子の間隔(spacing)
を与えるのに適した粒径のあらゆる材料で良い。典型的
な材料には、シリカ、ケイ酸塩（例えば、滑石及び雲
母）、酸化アルミニウム、水酸化物、硫酸塩（例えば、
セッコウ及び硫酸バリウム）、炭酸塩（例えば、炭酸カ
ルシウム）、粘土等の増量剤又は充填剤としてしばしば
使用される粒状物質が含まれる。
【００２７】ワックス、凝集タンパク質等の有機材料の
粒子も有用であり、ポリマー有機粒子は特に有用であ
る。本発明の方法に有用な有機材料粒子はしばしば、ミ
クロスフェア(microspheres)と呼ばれる。更に広範囲の
ポリマーが、ミクロスフェアを形成するのに適してお
り、多数種のミクロスフェアが商業的に入手できる。例
えば、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、
アクリル酸ポリマー、及び種々のコポリマー(copolymer
s)から成るミクロスフェアが入手可能であり、本発明の
方法で使用できる。
粒子も有用であり、ポリマー有機粒子は特に有用であ
る。本発明の方法に有用な有機材料粒子はしばしば、ミ
クロスフェア(microspheres)と呼ばれる。更に広範囲の
ポリマーが、ミクロスフェアを形成するのに適してお
り、多数種のミクロスフェアが商業的に入手できる。例
えば、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、
アクリル酸ポリマー、及び種々のコポリマー(copolymer
s)から成るミクロスフェアが入手可能であり、本発明の
方法で使用できる。
【００２８】ポリマー有機粒子は、固体粒子から成って
いても良いし、又はその粒子は空隙又は小孔を含んでい
ても良い。小孔で覆われた粒子を使用して、本発明の方
法によって製造した複合材料の顔料有効性に寄与させる
事ができる。
いても良いし、又はその粒子は空隙又は小孔を含んでい
ても良い。小孔で覆われた粒子を使用して、本発明の方
法によって製造した複合材料の顔料有効性に寄与させる
事ができる。
【００２９】化学的に異なる粒子の分散系（但し、その
分散系中でその粒子は表面電荷を有する。）を使用す
る。ポリマー有機粒子の多くの分散系は、容易に入手可
能であり、本発明で使用するのに適している。商業的に
入手可能な有機ポリマー分散系には、負に帯電したポリ
マー粒子が含まれており、そのため、それら分散系は、
正に帯電した粒子を含む二酸化チタンの分散系と一緒
に、本発明で使用する。
分散系中でその粒子は表面電荷を有する。）を使用す
る。ポリマー有機粒子の多くの分散系は、容易に入手可
能であり、本発明で使用するのに適している。商業的に
入手可能な有機ポリマー分散系には、負に帯電したポリ
マー粒子が含まれており、そのため、それら分散系は、
正に帯電した粒子を含む二酸化チタンの分散系と一緒
に、本発明で使用する。
【００３０】化学的に異なる材料の分散系は、好都合な
手段であればいかなる手段によっても調製し得る。前述
の通り、ポリマー有機粒子の分散系は、商業的に広く入
手し得るが、他の粒状材料は通常、水で撹拌することに
より、好ましくは分散剤が存在しない状態で、分散させ
る。乾燥した粒状材料を分散させることによって調製し
た分散系は好ましくは、ミリング工程にかけて、あらゆ
る集合体を破壊し、粒子の分散度合を最適化する。ミリ
ングは、例えば、高速インペラーミル(high speed impe
ller mill)、ボールミル、砂うす(sand mill) 又は超音
波使用によって実施し得る。
手段であればいかなる手段によっても調製し得る。前述
の通り、ポリマー有機粒子の分散系は、商業的に広く入
手し得るが、他の粒状材料は通常、水で撹拌することに
より、好ましくは分散剤が存在しない状態で、分散させ
る。乾燥した粒状材料を分散させることによって調製し
た分散系は好ましくは、ミリング工程にかけて、あらゆ
る集合体を破壊し、粒子の分散度合を最適化する。ミリ
ングは、例えば、高速インペラーミル(high speed impe
ller mill)、ボールミル、砂うす(sand mill) 又は超音
波使用によって実施し得る。
【００３１】化学的に異なる粒子の分散系は通常、少な
くとも２０重量％の固体を含有する。その分散系は好ま
しくは、少なくとも３０重量％、一層好ましくは少なく
とも４０重量％の固体を含有する。
くとも２０重量％の固体を含有する。その分散系は好ま
しくは、少なくとも３０重量％、一層好ましくは少なく
とも４０重量％の固体を含有する。
【００３２】化学的に異なる粒子の粒径は、非常に広範
囲に渡って変動する。本発明の方法に関わる製造物であ
る複合材料によって最適の顔料特性が実証されるよう
な、粒子の平均サイズが通常存在する。この最適条件は
通常、０．０２〜０．５μｍの範囲にある。特に好まし
い具体例は、０．２〜０．３μｍの平均結晶サイズを有
するルチル二酸化チタン粒子と、０．０４〜０．３μｍ
の平均粒径を有するポリマー有機粒子とから成る。ポリ
マー有機粒子の平均粒径は一層好ましくは、０．０５〜
０．１５μｍの範囲にある。
囲に渡って変動する。本発明の方法に関わる製造物であ
る複合材料によって最適の顔料特性が実証されるよう
な、粒子の平均サイズが通常存在する。この最適条件は
通常、０．０２〜０．５μｍの範囲にある。特に好まし
い具体例は、０．２〜０．３μｍの平均結晶サイズを有
するルチル二酸化チタン粒子と、０．０４〜０．３μｍ
の平均粒径を有するポリマー有機粒子とから成る。ポリ
マー有機粒子の平均粒径は一層好ましくは、０．０５〜
０．１５μｍの範囲にある。
【００３３】本発明の方法に関わる製造物の高められた
隠ぺい力は、その製造物の構造に起因し、その製造物に
おいて、化学的に異なる粒子は、二酸化チタン粒子と他
の二酸化チタン粒子との凝集（均質凝集(homoflocculat
ion)）を減少させるスペーサとして作用するものと考え
られる。従って、このスペーサ効果(spacing effect)を
生じさせるような、二酸化チタン粒子と化学的に異なる
粒子との割合を使用する必要がある。好ましい割合は、
二酸化チタンの結晶形態と、使用する粒子の平均サイズ
とに依存するが、通常は、化学的に異なる粒子対二酸化
チタン粒子の比は、０．３：１〜３．０：１の範囲を使
用する。０．２〜０．３μｍの範囲の平均結晶サイズを
有するルチル二酸化チタン粒子と、ポリマー有機粒子と
を使用する好ましい具体例においては、ポリマー：Ｔｉ
Ｏ2 の好ましい体積比は０．５：１〜１．７：１であ
る。
隠ぺい力は、その製造物の構造に起因し、その製造物に
おいて、化学的に異なる粒子は、二酸化チタン粒子と他
の二酸化チタン粒子との凝集（均質凝集(homoflocculat
ion)）を減少させるスペーサとして作用するものと考え
られる。従って、このスペーサ効果(spacing effect)を
生じさせるような、二酸化チタン粒子と化学的に異なる
粒子との割合を使用する必要がある。好ましい割合は、
二酸化チタンの結晶形態と、使用する粒子の平均サイズ
とに依存するが、通常は、化学的に異なる粒子対二酸化
チタン粒子の比は、０．３：１〜３．０：１の範囲を使
用する。０．２〜０．３μｍの範囲の平均結晶サイズを
有するルチル二酸化チタン粒子と、ポリマー有機粒子と
を使用する好ましい具体例においては、ポリマー：Ｔｉ
Ｏ2 の好ましい体積比は０．５：１〜１．７：１であ
る。
【００３４】二酸化チタンの分散系と、化学的に異なる
粒子の分散系とを混合する（但し、その混合工程の間
に、それら粒子上の表面電荷の符号が変化しないような
条件下で行う。）。しばしば、その両方の分散系を類似
のｐＨ値で形成することは可能である。二つの分散系の
ｐＨ値が実質的に類似しているとき、本発明の方法は、
これら二つの分散系を混合すること（その間、その混合
物は適切な手段ならどんな手段ででも撹拌する。）によ
って容易に実施される。この具体例では、二つの分散系
はせいぜい１．０だけｐＨ単位が相違するｐＨ値を有す
るのが好ましい。そのｐＨ値は好ましくは、せいぜい
０．５だけｐＨ単位が相違する。二つの分散系の十分な
る混合は、例えば、撹拌、再循環混合(recirculatory m
ixing)によって、又はＴ−ピースの分離アーム(separat
e arms) の中にそれら分散系を同時に導くことによっ
て、又は混合物を超音波振動効果にさらすことによっ
て、遂げ得る。典型的には、それら分散系の一方を他方
の分散系に徐々に添加するか、又は二つの分散系を、撹
拌し得る領域の中に同時に導く。
粒子の分散系とを混合する（但し、その混合工程の間
に、それら粒子上の表面電荷の符号が変化しないような
条件下で行う。）。しばしば、その両方の分散系を類似
のｐＨ値で形成することは可能である。二つの分散系の
ｐＨ値が実質的に類似しているとき、本発明の方法は、
これら二つの分散系を混合すること（その間、その混合
物は適切な手段ならどんな手段ででも撹拌する。）によ
って容易に実施される。この具体例では、二つの分散系
はせいぜい１．０だけｐＨ単位が相違するｐＨ値を有す
るのが好ましい。そのｐＨ値は好ましくは、せいぜい
０．５だけｐＨ単位が相違する。二つの分散系の十分な
る混合は、例えば、撹拌、再循環混合(recirculatory m
ixing)によって、又はＴ−ピースの分離アーム(separat
e arms) の中にそれら分散系を同時に導くことによっ
て、又は混合物を超音波振動効果にさらすことによっ
て、遂げ得る。典型的には、それら分散系の一方を他方
の分散系に徐々に添加するか、又は二つの分散系を、撹
拌し得る領域の中に同時に導く。
【００３５】例えば、一つの分散系の、混合するために
選択したｐＨ値での安定性が悪い場合、二つの分散系は
実質的に異なるｐＨ値で調製する必要があるかも知れな
い。実質的に異なるｐＨ値を有する分散系を使用するこ
とが必要な場合、両方の粒状材料の表面電荷の符号が、
混合している間に生じ得るｐＨのいかなる変化によって
も逆転しないような条件下で、前記二つの分散系を混合
することが重要である。例えば、酸又は塩基を添加し
て、混合工程中のｐＨを調整する必要がある。
選択したｐＨ値での安定性が悪い場合、二つの分散系は
実質的に異なるｐＨ値で調製する必要があるかも知れな
い。実質的に異なるｐＨ値を有する分散系を使用するこ
とが必要な場合、両方の粒状材料の表面電荷の符号が、
混合している間に生じ得るｐＨのいかなる変化によって
も逆転しないような条件下で、前記二つの分散系を混合
することが重要である。例えば、酸又は塩基を添加し
て、混合工程中のｐＨを調整する必要がある。
【００３６】例えば、正に帯電した粒子を含有する二酸
化チタンの分散系から複合材料を生成するのに適したｐ
Ｈ値は、約４〜５である。しかし、商業的に入手可能な
ポリマー有機粒子は、約７〜９のｐＨ値で負に帯電した
粒子を含有する分散系としてしばしば供給される。それ
にもかかわらず、本発明による製造物は、ｐＨ４〜５の
二酸化チタンの分散系へ、市販のポリマー有機粒子の分
散系を添加することによって、二酸化チタンとポリマー
有機粒子とから形成し得る。その間、結果として生じる
混合物のｐＨは、酸の同時添加によって、４〜５の範囲
に維持される。
化チタンの分散系から複合材料を生成するのに適したｐ
Ｈ値は、約４〜５である。しかし、商業的に入手可能な
ポリマー有機粒子は、約７〜９のｐＨ値で負に帯電した
粒子を含有する分散系としてしばしば供給される。それ
にもかかわらず、本発明による製造物は、ｐＨ４〜５の
二酸化チタンの分散系へ、市販のポリマー有機粒子の分
散系を添加することによって、二酸化チタンとポリマー
有機粒子とから形成し得る。その間、結果として生じる
混合物のｐＨは、酸の同時添加によって、４〜５の範囲
に維持される。
【００３７】本方法は類似的に、７．０〜１３．０の範
囲のｐＨで負に帯電した粒子を含有する二酸化チタンの
分散系と、同じく７．０〜１３．０の範囲のｐＨを有
し、正に帯電した粒子を含有する、化学的に異なる粒子
の分散系とを使用して、又は化学的に異なる粒子の分散
系がこの範囲外のｐＨを有する場合は、酸又は塩基を添
加して混合工程中のｐＨを７．０〜１３．０の範囲に維
持することによって、実施し得る。
囲のｐＨで負に帯電した粒子を含有する二酸化チタンの
分散系と、同じく７．０〜１３．０の範囲のｐＨを有
し、正に帯電した粒子を含有する、化学的に異なる粒子
の分散系とを使用して、又は化学的に異なる粒子の分散
系がこの範囲外のｐＨを有する場合は、酸又は塩基を添
加して混合工程中のｐＨを７．０〜１３．０の範囲に維
持することによって、実施し得る。
【００３８】本発明の方法に関わる製造物は、水性エマ
ルション塗料等の塗料組成物を調製するのに使用し得
る、構造化した顔料複合材料の分散系である。これらの
組成物は、しばしば６〜１０の範囲のｐＨ、一層一般的
には７〜９の範囲のｐＨで、式表示される。前述の通
り、本発明の方法はしばしば、６以下のｐＨ、例えば、
２．０〜５．５の範囲のｐＨで実施する。好ましい方法
では、粒子が正電荷を有する二酸化チタンの分散系を、
負電荷を有する化学的に異なる粒子の分散系と混合す
る。その混合は、３．０〜５．０のｐＨで行い、次い
で、得られる構造化した顔料複合材料の分散系は６〜１
０の範囲、好ましくは７〜９の範囲の値に調整する。
ルション塗料等の塗料組成物を調製するのに使用し得
る、構造化した顔料複合材料の分散系である。これらの
組成物は、しばしば６〜１０の範囲のｐＨ、一層一般的
には７〜９の範囲のｐＨで、式表示される。前述の通
り、本発明の方法はしばしば、６以下のｐＨ、例えば、
２．０〜５．５の範囲のｐＨで実施する。好ましい方法
では、粒子が正電荷を有する二酸化チタンの分散系を、
負電荷を有する化学的に異なる粒子の分散系と混合す
る。その混合は、３．０〜５．０のｐＨで行い、次い
で、得られる構造化した顔料複合材料の分散系は６〜１
０の範囲、好ましくは７〜９の範囲の値に調整する。
【００３９】
【発明の効果】本発明の方法に関わる製造物は、二酸化
チタンの乾燥済み塗膜中に同一体積部を含有するものの
従来の塗料製造技術に従って製造された類似塗料より
も、一層優れた隠ぺい力を有する塗料又は類似コーティ
ングを製造するのに有用である。本方法には、二酸化チ
タンは初期に十分に分散された状態で調製され、次いで
本発明の諸処理工程の間、十分に分散された状態に保持
されるという利点がある。従って、得られる隠ぺい力の
改善は非常に顕著である。驚愕すべきことに、この二酸
化チタン粒子は、二酸化チタンを含有する表面コーティ
ングの耐久性を改善すべく設計された従来のコーティン
グでは被覆されないが、本発明に関わる製造物を使用し
て造ったコーティングの耐久性は、非被覆二酸化チタン
を含有する従来のコーティングの耐久性よりも優れてい
る。非被覆二酸化チタンを利用し得るため、コスト節減
を図る価値がある。
チタンの乾燥済み塗膜中に同一体積部を含有するものの
従来の塗料製造技術に従って製造された類似塗料より
も、一層優れた隠ぺい力を有する塗料又は類似コーティ
ングを製造するのに有用である。本方法には、二酸化チ
タンは初期に十分に分散された状態で調製され、次いで
本発明の諸処理工程の間、十分に分散された状態に保持
されるという利点がある。従って、得られる隠ぺい力の
改善は非常に顕著である。驚愕すべきことに、この二酸
化チタン粒子は、二酸化チタンを含有する表面コーティ
ングの耐久性を改善すべく設計された従来のコーティン
グでは被覆されないが、本発明に関わる製造物を使用し
て造ったコーティングの耐久性は、非被覆二酸化チタン
を含有する従来のコーティングの耐久性よりも優れてい
る。非被覆二酸化チタンを利用し得るため、コスト節減
を図る価値がある。
【００４０】
【発明の実施の形態】本発明を次の実施例によって説明
する。実施例１ 本実施例で使用したルチル二酸化チタン顔料は、「塩化
物」法から得られた、従来の反応器排出スラリーであ
る。その排出スラリーは、約５０O Ｃで洗浄してムーア
・フィルタ(Moores filter) で塩を除去し、最終導電率
は１００μＳ未満となった。次いで、この物質を乾燥
し、流体エネルギー・ミルを行った(fluid energy mill
ed) 。
する。実施例１ 本実施例で使用したルチル二酸化チタン顔料は、「塩化
物」法から得られた、従来の反応器排出スラリーであ
る。その排出スラリーは、約５０O Ｃで洗浄してムーア
・フィルタ(Moores filter) で塩を除去し、最終導電率
は１００μＳ未満となった。次いで、この物質を乾燥
し、流体エネルギー・ミルを行った(fluid energy mill
ed) 。
【００４１】前記二酸化チタンは水で希釈し、得られた
スラリーのｐＨは、塩酸で３．５〜４．０に調整し、次
いで、スラリーは、公称平均サイズ０．６〜０．８ｍｍ
のジルコン・ビードを使用する実験室的砂うす工程にか
けた。ミリングしたスラリーは、二酸化チタンを３６．
２重量％含有し、そのｐＨは４．１であり、マルベルン
・マスターサイザー(Malvern Mastersizer) ＭＳ２０に
よって測定したメジアン粒径は０．３０μｍであり、良
好な分散を示した。スラリーは、導電率１６０μＳを有
した。
スラリーのｐＨは、塩酸で３．５〜４．０に調整し、次
いで、スラリーは、公称平均サイズ０．６〜０．８ｍｍ
のジルコン・ビードを使用する実験室的砂うす工程にか
けた。ミリングしたスラリーは、二酸化チタンを３６．
２重量％含有し、そのｐＨは４．１であり、マルベルン
・マスターサイザー(Malvern Mastersizer) ＭＳ２０に
よって測定したメジアン粒径は０．３０μｍであり、良
好な分散を示した。スラリーは、導電率１６０μＳを有
した。
【００４２】次いで、前記分散系は、公称孔径０．１μ
ｍのジルコニア／金属の複合膜を使用し、実験室的規模
の交差流濾過装置（セラメッシュ(Ceramesh)ＣＭＬ０
５）で濃縮した。膜間圧力は、約０．３５ＭＰａに維持
した。分散系は、洗浄せず、室温で２３０分以上濃縮し
た。濃縮済み分散系は、次の特徴、即ち、ＴｉＯ2 含有
量（重量測定により）１４０３ｇ／リットル（ＴｉＯ2
６７．６重量％と同等）、導電率２４０μＳ、ｐＨ４．
２を有した。平均粒径は、Ｘ線沈降(X-ray sedimentati
on) （ブルックハーベン・インスツルメント(Brookhave
n Instruments)ＸＤＣ）によって、０．２８μｍと測定
した。この値は、濃縮している間、良好な分散が維持さ
れたことを実証している。
ｍのジルコニア／金属の複合膜を使用し、実験室的規模
の交差流濾過装置（セラメッシュ(Ceramesh)ＣＭＬ０
５）で濃縮した。膜間圧力は、約０．３５ＭＰａに維持
した。分散系は、洗浄せず、室温で２３０分以上濃縮し
た。濃縮済み分散系は、次の特徴、即ち、ＴｉＯ2 含有
量（重量測定により）１４０３ｇ／リットル（ＴｉＯ2
６７．６重量％と同等）、導電率２４０μＳ、ｐＨ４．
２を有した。平均粒径は、Ｘ線沈降(X-ray sedimentati
on) （ブルックハーベン・インスツルメント(Brookhave
n Instruments)ＸＤＣ）によって、０．２８μｍと測定
した。この値は、濃縮している間、良好な分散が維持さ
れたことを実証している。
【００４３】前記濃縮済み分散系と、次の特徴、即ち、
固体含有量５０．５％（重量分析により）及び平均粒径
０．０６５μｍ（画像解析- ケンブリッジ・インスツル
メント・クオンティメット(Cambridge Instruments Qua
ntimet) ５７０と組合わせた透過電子顕微鏡により）を
有するポリスチレン微小球の分散系とから、顔料複合材
料を調製した。ＴｉＯ2 分散系及びポリマー・ビード分
散系は、希塩酸を使用し、それぞれ、ｐＨ３．７及びｐ
Ｈ４．２に調整した。濃縮済みＴｉＯ2 分散系は、固体
６２．７重量％に希釈し、ステータ・ロータ・ミキサー
(stator-rotor-mixer)（シルバーソン(Silverson) ）を
使用して、２、３分間、撹拌した。ＴｉＯ2 分散系９０
８．８ｇをポリスチレン微小球分散系２００．０ｇと、
それら分散系を同時に２リットル容器に２分間注ぐこと
によって混合した。その混合物は、形成の間、及び添加
が完了した後、更に５分間、羽根撹拌機(blade stirre
r)で連続的に撹拌した。得られた材料のｐＨは、水性水
酸化アンモニウムを添加することによって、ｐＨ８．５
に調整した。
固体含有量５０．５％（重量分析により）及び平均粒径
０．０６５μｍ（画像解析- ケンブリッジ・インスツル
メント・クオンティメット(Cambridge Instruments Qua
ntimet) ５７０と組合わせた透過電子顕微鏡により）を
有するポリスチレン微小球の分散系とから、顔料複合材
料を調製した。ＴｉＯ2 分散系及びポリマー・ビード分
散系は、希塩酸を使用し、それぞれ、ｐＨ３．７及びｐ
Ｈ４．２に調整した。濃縮済みＴｉＯ2 分散系は、固体
６２．７重量％に希釈し、ステータ・ロータ・ミキサー
(stator-rotor-mixer)（シルバーソン(Silverson) ）を
使用して、２、３分間、撹拌した。ＴｉＯ2 分散系９０
８．８ｇをポリスチレン微小球分散系２００．０ｇと、
それら分散系を同時に２リットル容器に２分間注ぐこと
によって混合した。その混合物は、形成の間、及び添加
が完了した後、更に５分間、羽根撹拌機(blade stirre
r)で連続的に撹拌した。得られた材料のｐＨは、水性水
酸化アンモニウムを添加することによって、ｐＨ８．５
に調整した。
【００４４】オーブンで１１０O Ｃで、続いて６５０O
Ｃで加熱した後の減量重量を測定することによって、製
造物（複合材料Ａ）を分析した。顔料複合材料６０．０
重量％を含有し、本材料：ＴｉＯ2 の体積比は０．９
３：１であることが分かった。導電率は３．８０ｍＳで
あった。
Ｃで加熱した後の減量重量を測定することによって、製
造物（複合材料Ａ）を分析した。顔料複合材料６０．０
重量％を含有し、本材料：ＴｉＯ2 の体積比は０．９
３：１であることが分かった。導電率は３．８０ｍＳで
あった。
【００４５】顔料複合材料の分散系は、以下の表１の
「実施例１」に示す通りの、体質顔料(extender)を含有
せず完全に結合したエマルション塗料を製造するために
使用した。対照塗料（「対照１」）は、水酸化アルミナ
で被覆された従来等級の二酸化チタン顔料（チオキサイ
ド(Tioxide) Ｒ−ＴＣ９０）を使用し、顔料の同等重量
部で、従来方法により造った。塗料の特性を表２に示
す。
「実施例１」に示す通りの、体質顔料(extender)を含有
せず完全に結合したエマルション塗料を製造するために
使用した。対照塗料（「対照１」）は、水酸化アルミナ
で被覆された従来等級の二酸化チタン顔料（チオキサイ
ド(Tioxide) Ｒ−ＴＣ９０）を使用し、顔料の同等重量
部で、従来方法により造った。塗料の特性を表２に示
す。
【００４６】塗料の隠ぺい力は、巻線アプリケータ(app
licator,散布機）バーを使用し、塗料を乾燥させなが
ら、ポリエステル（メリネックス(Melinex) フィルム上
に膜を引き下ろすことによって、一定の塗り坪(spreadi
ng rate)で測定した。隠ぺい率は、パシフィク・サイエ
ンティフィック・カラーガード測色計(Pacific Scienti
fic Colorgard Colorimeter)を用いて測定し、６０O 光
沢は、ラボトロン光沢度計(Labotron gloss meter)を用
いて測定した。色彩は、白色カード基板上に膜を引き下
ろして膜を乾燥させることによって造った塗料膜の上
で、パシフィク・サイエンティフィック測色計を用いて
測定した。その結果は、表３に示す。
licator,散布機）バーを使用し、塗料を乾燥させなが
ら、ポリエステル（メリネックス(Melinex) フィルム上
に膜を引き下ろすことによって、一定の塗り坪(spreadi
ng rate)で測定した。隠ぺい率は、パシフィク・サイエ
ンティフィック・カラーガード測色計(Pacific Scienti
fic Colorgard Colorimeter)を用いて測定し、６０O 光
沢は、ラボトロン光沢度計(Labotron gloss meter)を用
いて測定した。色彩は、白色カード基板上に膜を引き下
ろして膜を乾燥させることによって造った塗料膜の上
で、パシフィク・サイエンティフィック測色計を用いて
測定した。その結果は、表３に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
【表２】
【００４９】
【表３】
【００５０】実施例２ 実施例１で使用した、反応器排出の洗浄済みＴｉＯ2 の
試料を、オタワ砂(Ottawa sand) を使用し、初期ｐＨ３
〜４で、パイロットプラントで砂うすにかけた。この砂
うす処理済み分散系は、次の特徴、即ち、ＴｉＯ2 含有
量４８０ｇ／リットル（ＴｉＯ2 ３５．１重量％と同
等）、導電率４．０ｍＳ、ｐＨ４．５を有した。この分
散系は、実施例１に記載の実験室的交差流濾過装置を使
用し、膜間圧力０．３６ＭＰａ、周囲温度で、３００分
間に渡り濃縮した。この濃縮済みスラリーは、次の特
性、即ち、ＴｉＯ2 含有量１３４３ｇ／リットル（Ｔｉ
Ｏ2６６．２重量％と同等）、導電率１．３９ｍＳ、ｐ
Ｈ３．８を有した。メジアン粒径は、０．３２μｍと決
定した（マルベルン(Malvern) ）。この値は、良好な分
散系であることを示す。
試料を、オタワ砂(Ottawa sand) を使用し、初期ｐＨ３
〜４で、パイロットプラントで砂うすにかけた。この砂
うす処理済み分散系は、次の特徴、即ち、ＴｉＯ2 含有
量４８０ｇ／リットル（ＴｉＯ2 ３５．１重量％と同
等）、導電率４．０ｍＳ、ｐＨ４．５を有した。この分
散系は、実施例１に記載の実験室的交差流濾過装置を使
用し、膜間圧力０．３６ＭＰａ、周囲温度で、３００分
間に渡り濃縮した。この濃縮済みスラリーは、次の特
性、即ち、ＴｉＯ2 含有量１３４３ｇ／リットル（Ｔｉ
Ｏ2６６．２重量％と同等）、導電率１．３９ｍＳ、ｐ
Ｈ３．８を有した。メジアン粒径は、０．３２μｍと決
定した（マルベルン(Malvern) ）。この値は、良好な分
散系であることを示す。
【００５１】次いで、この分散系の一部を固体６２．４
重量％まで希釈し、ステータ・ロータ混合機（シルバー
ソン(Silverson))を使用して２、３分間撹拌した。この
希釈済み分散系と、次の特性、即ち、固体含有量４９．
３％（重量分析による）及び平均粒径０．１μｍ（画像
解析- ケンブリッジ・インスツメント・クオンティメッ
ト５７０と組合わせた透過電子顕微鏡により）を有する
ポリスチレン微小球の分散系とから、顔料の複合材料を
調製した。
重量％まで希釈し、ステータ・ロータ混合機（シルバー
ソン(Silverson))を使用して２、３分間撹拌した。この
希釈済み分散系と、次の特性、即ち、固体含有量４９．
３％（重量分析による）及び平均粒径０．１μｍ（画像
解析- ケンブリッジ・インスツメント・クオンティメッ
ト５７０と組合わせた透過電子顕微鏡により）を有する
ポリスチレン微小球の分散系とから、顔料の複合材料を
調製した。
【００５２】両分散系は、顔料複合材料を調製する前
に、塩酸を使用してｐＨ３．７に調整した。ＴｉＯ2 分
散系８９３．８ｇと、ポリスチレン微小球の分散系２０
０．０ｇとは、２リットル容器の中に両分散系を２分
間、同時に注ぐことによって、混合した。この混合物
は、形成する間、及び添加が完了した後更に５分間、羽
根撹拌機で連続撹拌した。次いで、得られた材料のｐＨ
は、水性水酸化アンモニウムを添加することにより、ｐ
Ｈ８．７に調整した。
に、塩酸を使用してｐＨ３．７に調整した。ＴｉＯ2 分
散系８９３．８ｇと、ポリスチレン微小球の分散系２０
０．０ｇとは、２リットル容器の中に両分散系を２分
間、同時に注ぐことによって、混合した。この混合物
は、形成する間、及び添加が完了した後更に５分間、羽
根撹拌機で連続撹拌した。次いで、得られた材料のｐＨ
は、水性水酸化アンモニウムを添加することにより、ｐ
Ｈ８．７に調整した。
【００５３】製造物（複合材料Ｂ）は、オーブン中、１
１０O Ｃで加熱した後、及び６５０ O Ｃで加熱した後、
減量重量を測定することによって、分析した。顔料複合
材料６０．１重量％を含有し、本材料は、ポリスチレ
ン：ＴｉＯ2 の体積比は０．７０：１であることが分か
った。
１０O Ｃで加熱した後、及び６５０ O Ｃで加熱した後、
減量重量を測定することによって、分析した。顔料複合
材料６０．１重量％を含有し、本材料は、ポリスチレ
ン：ＴｉＯ2 の体積比は０．７０：１であることが分か
った。
【００５４】顔料複合材料の分散系は、以下の表４の
「実施例２」に示す通りの、体質顔料を含有せず完全に
結合したエマルション塗料を製造するために使用した。
対照塗料（「対照２」）は、同じＴｉＯ2 の砂うす処理
したスラリーの一部と、前記複合材料を調製したポリス
チレン分散系とを使用して調製した。しかし、これら
は、通常通り、対照塗料に添加した。その塗料の特性を
表５に示す。
「実施例２」に示す通りの、体質顔料を含有せず完全に
結合したエマルション塗料を製造するために使用した。
対照塗料（「対照２」）は、同じＴｉＯ2 の砂うす処理
したスラリーの一部と、前記複合材料を調製したポリス
チレン分散系とを使用して調製した。しかし、これら
は、通常通り、対照塗料に添加した。その塗料の特性を
表５に示す。
【００５５】塗料の隠ぺい力は、実施例１に記載したの
と同じ方法で、一定の塗り坪（２０ｍ2 ／リットル）で
測定した。その結果は、表５に示す。
と同じ方法で、一定の塗り坪（２０ｍ2 ／リットル）で
測定した。その結果は、表５に示す。
【００５６】表４に示す諸塗料は、はけ塗りで、１５２
ｍｍ×６４ｍｍのステンレス鋼パネルに塗り、次いでそ
の塗料はそれぞれ、２４時間乾燥した。次いで、その塗
料は、促進耐候試験機（ゼノテスト(Xenotest)）で試験
する前に更に１４日間乾燥した。パネルは、紫外線暴露
の一定の間隔で取り除き、次いで、結合していないＴｉ
Ｏ2 がパネル上に現れる程度（「チョーキング」）を査
定し、無視し得るチョーキングを示す０、及び激しいチ
ョーキングを示す５の範囲の０〜５の尺度で評価した。
その結果は、表６に示す。
ｍｍ×６４ｍｍのステンレス鋼パネルに塗り、次いでそ
の塗料はそれぞれ、２４時間乾燥した。次いで、その塗
料は、促進耐候試験機（ゼノテスト(Xenotest)）で試験
する前に更に１４日間乾燥した。パネルは、紫外線暴露
の一定の間隔で取り除き、次いで、結合していないＴｉ
Ｏ2 がパネル上に現れる程度（「チョーキング」）を査
定し、無視し得るチョーキングを示す０、及び激しいチ
ョーキングを示す５の範囲の０〜５の尺度で評価した。
その結果は、表６に示す。
【００５７】
【表４】
【００５８】
【表５】
【００５９】
【表６】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デビッド トレバー ナイト イギリス国ノース ヨークシャー，ノーザ ラートン，ビショップスガース 11 (72)発明者 ロナルド ブラウン イギリス国クリーブランド，ストックト ン，フェアーフィールド，フェアーウェル ロード 15
Claims (16)
- 【請求項１】 構造化した顔料複合材料の製法におい
て、顔料級二酸化チタンの非被覆粒子の水性分散系（但
し、この水性分散系は、前記二酸化チタン粒子が表面電
荷を有するようなｐＨを有する。）を形成し、前記分散
系を交差流濾過の作用に当て、前記分散系が二酸化チタ
ン５０重量％以上を含有するまで前記交差流濾過を継続
し、次いで、前記分散系と、前記二酸化チタン粒子上の
表面電荷と反対の符号の表面電荷を有し化学的に異なる
粒子の分散系とを混合し（但し、そのように混合するこ
とによって前記粒子材料の一方の表面電荷の符号が反転
しないような条件下で行う。）、そうすることによっ
て、顔料複合材料（但し、その顔料複合材料の中で、前
記表面電荷の結果として二酸化チタン粒子が化学的に異
なる粒子と結合した状態に保持される。）を形成するこ
とから成る、上記製法。 - 【請求項２】 化学的に異なる粒子がポリマー有機粒子
から成る、請求項１に記載の製法。 - 【請求項３】 化学的に異なる粒子の分散系が、少なく
とも２０重量％の固体を含有する、請求項１又は２に記
載の製法。 - 【請求項４】 二酸化チタンが、０．１〜０．４μｍの
平均結晶サイズを有する、請求項１〜３のいずれか１項
に記載の製法。 - 【請求項５】 二酸化チタンの分散系が、２．０〜５．
５の範囲のｐＨ値を有する、請求項１〜４のいずれか１
項に記載の製法。 - 【請求項６】 二酸化チタンの分散系が、前記分散系中
の二酸化チタンの０．０５〜０．４重量％の濃度で分散
剤を含有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の製
法。 - 【請求項７】 二酸化チタンの分散系が、交差流濾過以
前に二酸化チタン４０重量％未満の濃度を有する、請求
項１〜６のいずれか１項に記載の製法。 - 【請求項８】 交差流濾過の間、水及び可溶性成分を、
圧力のみにより膜を通って流れるように誘導する、請求
項１〜７のいずれか１項に記載の製法。 - 【請求項９】 交差流濾過が、多孔性セラミック材料を
支持する金属網から構成される膜を利用する、請求項１
〜８のいずれか１項に記載の製法。 - 【請求項１０】 交差流濾過が、０．０１〜０．２μｍ
の間の公称孔径を有する膜を利用する、請求項１〜９の
いずれか１項に記載の製法。 - 【請求項１１】 交差流濾過を、０．１ＭＰａ〜１．０
ＭＰａの間の膜間圧力で行う、請求項１〜１０のいずれ
か１項に記載の製法。 - 【請求項１２】 二酸化チタンの分散系が二酸化チタン
６０〜８０重量％を含有するまで、交差流濾過を継続す
る、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の製法。 - 【請求項１３】 化学的に異なる粒子が、０．０２〜
０．５μｍの範囲の平均粒径を有する、請求項１〜１２
のいずれか１項に記載の製法。 - 【請求項１４】 化学的に異なる粒子と二酸化チタンと
が、０．３：１〜３．０：１の範囲の、化学的に異なる
粒子対二酸化チタンの体積比で、顔料複合材料中に存在
する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の製法。 - 【請求項１５】 二酸化チタン粒子の分散系のｐＨ値
と、化学的に異なる粒子の分散系のｐＨ値とが、その二
つの分散系を混合するとき、せいぜい１のｐＨ単位だけ
異なる、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の製法。 - 【請求項１６】 二酸化チタン粒子の分散系と、化学的
に異なる粒子の分散系とを、３〜５の範囲のｐＨで混合
し、次いで、得られる構造化した顔料複合材料の分散系
のｐＨを６〜１０の範囲の値に調整する、請求項１〜１
５のいずれか１項に記載の製法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB95049623 | 1995-03-11 | ||
| GBGB9504962.3A GB9504962D0 (en) | 1995-03-11 | 1995-03-11 | Composite pigmentary material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08259837A true JPH08259837A (ja) | 1996-10-08 |
Family
ID=10771062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8051996A Pending JPH08259837A (ja) | 1995-03-11 | 1996-03-08 | 構造化顔料複合材料の製法 |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5672201A (ja) |
| EP (1) | EP0732379B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08259837A (ja) |
| KR (1) | KR960034327A (ja) |
| CN (1) | CN1138068A (ja) |
| AR (1) | AR001198A1 (ja) |
| AT (1) | ATE179445T1 (ja) |
| AU (1) | AU692666B2 (ja) |
| BR (1) | BR9600889A (ja) |
| CA (1) | CA2169864A1 (ja) |
| DE (1) | DE69602221T2 (ja) |
| DK (1) | DK0732379T3 (ja) |
| ES (1) | ES2130748T3 (ja) |
| GB (1) | GB9504962D0 (ja) |
| GR (1) | GR3030622T3 (ja) |
| MY (1) | MY111928A (ja) |
| NO (1) | NO960960L (ja) |
| RU (1) | RU2149167C1 (ja) |
| ZA (1) | ZA961418B (ja) |
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| DE69802430T2 (de) * | 1997-01-09 | 2002-07-18 | Ciba Sc Holding Ag | Kompositpigment |
| US6387531B1 (en) * | 1998-07-27 | 2002-05-14 | Nanogram Corporation | Metal (silicon) oxide/carbon composite particles |
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| US6214467B1 (en) | 1998-07-24 | 2001-04-10 | Rohm And Haas Company | Polymer-pigment composites |
| US6562117B2 (en) * | 2000-09-18 | 2003-05-13 | Seiko Epson Corporation | Process for producing pigment dispersion |
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| KR102004560B1 (ko) | 2011-10-05 | 2019-07-26 | 이머리 | 침강성 탄산칼슘 입자 및 그의 용도 |
| US9487670B2 (en) | 2012-04-20 | 2016-11-08 | Valspar Sourcing, Inc. | Method for making titanium dioxide pigment grind dispersion and paint |
| CN104245854B (zh) * | 2012-04-20 | 2017-03-15 | 威士伯采购公司 | 二氧化钛颜料研磨分散体和油漆 |
| GB201409209D0 (en) * | 2014-05-23 | 2014-07-09 | Tioxide Europe Ltd | Titanium dioxide |
| JP6867751B2 (ja) | 2016-03-31 | 2021-05-12 | 大豊工業株式会社 | シュー及び当該シューを具備する斜板式コンプレッサー |
| US10703928B2 (en) | 2016-04-04 | 2020-07-07 | Rohm And Haas Company | Aqueous coating compositions having low or zero VOCs and comprising encapsulated or polymer adsorbed pigments and letdown binders |
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