JPH10120934A - 水和酸化物コーティングを有する二酸化チタン顔料を媒体ミルを使用して製造する方法 - Google Patents
水和酸化物コーティングを有する二酸化チタン顔料を媒体ミルを使用して製造する方法Info
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- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
Abstract
(57)【要約】
【課題】 水和酸化物で表面がコートされた二酸化チタ
ン顔料を製造する方法の提供。 【解決手段】 ａ） ベースＴｉＯ2粒子を含む水性ス
ラリーを用意し、 ｂ） 水和酸化物からなるコーティングをベースＴｉＯ
2粒子に施してコートされたＴｉＯ2粒子を含むスラリー
を作り、 ｃ） コートされたＴｉＯ2粒子を含むこのスラリーを
濾過して脱水されたスラリーを作り、 ｄ） 脱水されたスラリーを媒体ミル粉砕し、 ｅ） 媒体ミル粉砕されたスラリーを乾燥して乾いたＴ
ｉＯ2顔料生成物を作り、そして ｆ） この乾いたＴｉＯ2顔料生成物を流体エネルギー
ミル粉砕する 工程からなる。
ン顔料を製造する方法の提供。 【解決手段】 ａ） ベースＴｉＯ2粒子を含む水性ス
ラリーを用意し、 ｂ） 水和酸化物からなるコーティングをベースＴｉＯ
2粒子に施してコートされたＴｉＯ2粒子を含むスラリー
を作り、 ｃ） コートされたＴｉＯ2粒子を含むこのスラリーを
濾過して脱水されたスラリーを作り、 ｄ） 脱水されたスラリーを媒体ミル粉砕し、 ｅ） 媒体ミル粉砕されたスラリーを乾燥して乾いたＴ
ｉＯ2顔料生成物を作り、そして ｆ） この乾いたＴｉＯ2顔料生成物を流体エネルギー
ミル粉砕する 工程からなる。
Description
【０００１】
【発明の背景】 発明の分野 本発明は水和酸化物で表面処理した二酸化チタン粒子の
水性スラリーを媒体粉砕にかける二酸化チタン顔料の製
造方法に関する。粉砕したスラリーを乾燥してその乾い
た生成物を流体エネルギーで粉砕して、良好な粒子サイ
ズ分布を有する二酸化チタン顔料が生成される。
水性スラリーを媒体粉砕にかける二酸化チタン顔料の製
造方法に関する。粉砕したスラリーを乾燥してその乾い
た生成物を流体エネルギーで粉砕して、良好な粒子サイ
ズ分布を有する二酸化チタン顔料が生成される。
【０００２】関連技術に関する説明 二酸化チタン（ＴｉＯ2）は周知「塩化物」法および
「硫酸塩」法により商業的に製造される。「塩化物法」
では、四塩化チタン（ＴｉＣｌ4）が典型的には塩化ア
ルミニウムの存在下で酸素含有ガスによって気相で酸化
されて、ＴｉＯ2の固体粒子の熱ガス状懸濁物が生成さ
れる。この粗ＴｉＯ2粒状物は後続する処理をうけてＴ
ｉＯ2顔料の最終品に製造される。
「硫酸塩」法により商業的に製造される。「塩化物法」
では、四塩化チタン（ＴｉＣｌ4）が典型的には塩化ア
ルミニウムの存在下で酸素含有ガスによって気相で酸化
されて、ＴｉＯ2の固体粒子の熱ガス状懸濁物が生成さ
れる。この粗ＴｉＯ2粒状物は後続する処理をうけてＴ
ｉＯ2顔料の最終品に製造される。
【０００３】Storyらの米国特許第５,３３２,４３３号
においては顔料ＴｉＯ2を製造するための典型的方法が
略述されている。この方法は（１）粗ＴｉＯ2を水性媒
体中に分散してスラリーを生成し、（２）スラリーを湿
式ミル粉砕し、（３）水和酸化物（例えばアルミナ、シ
リカ）を湿式ミル粉砕したＴｉＯ2の粒子表面上に沈殿
させ、（４）水和酸化物で表面処理したＴｉＯ2を濾過
により水性媒体から回収し、（５）ＴｉＯ2を洗浄しそ
して濾過して塩およびその不純物を除去し、（６）洗浄
したＴｉＯ2生成物を乾燥し、そして（７）乾燥したＴ
ｉＯ2顔料生成物を、例えば流体エネルギーミルを使用
して所望のサイズまで粉砕する工程を包含する。Hinky
などの米国特許第３,９４２,９９９号もまた一種または
それ以上の水和酸化物でコートするのに先立ってＴｉＯ
2顔料が典型的には湿式ミル粉砕することを開示してい
る。
においては顔料ＴｉＯ2を製造するための典型的方法が
略述されている。この方法は（１）粗ＴｉＯ2を水性媒
体中に分散してスラリーを生成し、（２）スラリーを湿
式ミル粉砕し、（３）水和酸化物（例えばアルミナ、シ
リカ）を湿式ミル粉砕したＴｉＯ2の粒子表面上に沈殿
させ、（４）水和酸化物で表面処理したＴｉＯ2を濾過
により水性媒体から回収し、（５）ＴｉＯ2を洗浄しそ
して濾過して塩およびその不純物を除去し、（６）洗浄
したＴｉＯ2生成物を乾燥し、そして（７）乾燥したＴ
ｉＯ2顔料生成物を、例えば流体エネルギーミルを使用
して所望のサイズまで粉砕する工程を包含する。Hinky
などの米国特許第３,９４２,９９９号もまた一種または
それ以上の水和酸化物でコートするのに先立ってＴｉＯ
2顔料が典型的には湿式ミル粉砕することを開示してい
る。
【０００４】Bersteinらの米国特許第３,２１２,９１１
号は、液体媒体または可塑性媒体中に一層容易に分散可
能なＴｉＯ2顔料を製造する方法を記載しており、この
方法はアルカリ金属の硅酸塩、アルミン酸塩またはチタ
ン酸塩の溶液の存在下でＴｉＯ2を機械的に摩砕（例え
ばボールミル、ヘプルミルまたはコロイドミルでの粉
砕）することからなる。ミル粉砕工程に続いて、水和酸
化物（例えばアルミナまたはチタニア）で粒子のコーテ
ィングを行うために、二酸化チタンは追加的なアルカリ
金属化合物で後処理することができる。Tearらの米国特
許第４,４４８,６０９号中に記載されているように、顔
料粒子がアルミナを含む一種またはそれ以上の水和酸化
物で表面処理されたＴｉＯ2顔料の水性スラリーを製造
することができることも知られている。ＴｉＯ2は濾過
により水性媒体から回収され、そして得られるフィルタ
ーケーキを水洗する。洗浄されたフィルターケーキの固
体濃度が６０wt％を越えるように増大されそしてアミン
分散剤と陰イオン分散剤とからなる分散剤の組み合わせ
が分散物（湿ったフィルターケーキ）に導入される。次
に分散物はボールミル、ビードミルまたはサンドミルの
ような、粉砕要素を使用する好適な粉砕機内でミル粉砕
される。
号は、液体媒体または可塑性媒体中に一層容易に分散可
能なＴｉＯ2顔料を製造する方法を記載しており、この
方法はアルカリ金属の硅酸塩、アルミン酸塩またはチタ
ン酸塩の溶液の存在下でＴｉＯ2を機械的に摩砕（例え
ばボールミル、ヘプルミルまたはコロイドミルでの粉
砕）することからなる。ミル粉砕工程に続いて、水和酸
化物（例えばアルミナまたはチタニア）で粒子のコーテ
ィングを行うために、二酸化チタンは追加的なアルカリ
金属化合物で後処理することができる。Tearらの米国特
許第４,４４８,６０９号中に記載されているように、顔
料粒子がアルミナを含む一種またはそれ以上の水和酸化
物で表面処理されたＴｉＯ2顔料の水性スラリーを製造
することができることも知られている。ＴｉＯ2は濾過
により水性媒体から回収され、そして得られるフィルタ
ーケーキを水洗する。洗浄されたフィルターケーキの固
体濃度が６０wt％を越えるように増大されそしてアミン
分散剤と陰イオン分散剤とからなる分散剤の組み合わせ
が分散物（湿ったフィルターケーキ）に導入される。次
に分散物はボールミル、ビードミルまたはサンドミルの
ような、粉砕要素を使用する好適な粉砕機内でミル粉砕
される。
【０００５】本発明は最終的なＴｉＯ2顔料製品に所望
の粒子サイズ分布を与えるように流体エネルギーミル粉
砕される乾燥したＴｉＯ2顔料製品を製造するための方
法に関する。上述したように、このような製品をつくる
方法においては、コートされていないＴｉＯ2粒子が湿
式ミル粉砕され、そして得られるＴｉＯ2粒子が水和酸
化物でコートされる。コートされたＴｉＯ2粒子の湿式
ミル粉砕されたスラリーは濾過されそして乾燥され、ま
た乾いたＴｉＯ2顔料は流体エネルギーミル粉砕され
る。この流体エネルギーミル粉砕工程はエネルギー集約
的でありまた大きな資本投資を必要とする。製品の品質
を維持しまたは改善しつつ、より低いエネルギー経費で
操業できる乾燥したＴｉＯ2顔料製品を製造する工程を
有することは好ましい。追加的な投資をせずにＴｉＯ2
顔料の製造速度を改善できるのも好ましい。本発明は上
記の要件を満足する方法を提供するものである。
の粒子サイズ分布を与えるように流体エネルギーミル粉
砕される乾燥したＴｉＯ2顔料製品を製造するための方
法に関する。上述したように、このような製品をつくる
方法においては、コートされていないＴｉＯ2粒子が湿
式ミル粉砕され、そして得られるＴｉＯ2粒子が水和酸
化物でコートされる。コートされたＴｉＯ2粒子の湿式
ミル粉砕されたスラリーは濾過されそして乾燥され、ま
た乾いたＴｉＯ2顔料は流体エネルギーミル粉砕され
る。この流体エネルギーミル粉砕工程はエネルギー集約
的でありまた大きな資本投資を必要とする。製品の品質
を維持しまたは改善しつつ、より低いエネルギー経費で
操業できる乾燥したＴｉＯ2顔料製品を製造する工程を
有することは好ましい。追加的な投資をせずにＴｉＯ2
顔料の製造速度を改善できるのも好ましい。本発明は上
記の要件を満足する方法を提供するものである。
【０００６】
【発明の概要】本発明は、 ａ） ベースＴｉＯ2粒子を含む水性スラリーを用意
し、 ｂ） 水和酸化物からなるコーティングをベースＴｉＯ
2粒子に施してコートされたＴｉＯ2粒子を含むスラリー
を作り、 ｃ） コートされたＴｉＯ2粒子を含むこのスラリーを
濾過して脱水されたスラリーを作り、 ｄ） 脱水されたスラリーを媒体ミル粉砕し、 ｅ） 媒体ミル粉砕されたスラリーを乾燥して乾いたＴ
ｉＯ2顔料生成物を作り、そして ｆ） この乾いたＴｉＯ2顔料生成物を流体エネルギー
ミル粉砕する 工程からなる二酸化チタン顔料を製造する方法を提供す
る。
し、 ｂ） 水和酸化物からなるコーティングをベースＴｉＯ
2粒子に施してコートされたＴｉＯ2粒子を含むスラリー
を作り、 ｃ） コートされたＴｉＯ2粒子を含むこのスラリーを
濾過して脱水されたスラリーを作り、 ｄ） 脱水されたスラリーを媒体ミル粉砕し、 ｅ） 媒体ミル粉砕されたスラリーを乾燥して乾いたＴ
ｉＯ2顔料生成物を作り、そして ｆ） この乾いたＴｉＯ2顔料生成物を流体エネルギー
ミル粉砕する 工程からなる二酸化チタン顔料を製造する方法を提供す
る。
【０００７】絶対に必要とは云えないが、固体高含有の
水性スラリーを使用することができ、その場合、水性ス
ラリー中のベースＴｉＯ2粒子の濃度はスラリーの全重
量に基づき約３０〜約８５wt％の範囲である。コーティ
ングはシリカ、アルミナ、ジルコニアおよびこれらの混
合物からなる群から選択される水和酸化物を含むのが好
ましい。水和酸化物コーティングはシリカからなってよ
く、その場合シリカの量はＴｉＯ2顔料の全重量に基づ
き典型的には約０.５〜約３０wt％の範囲である。シリ
カの量は約２〜約１１wt％の範囲であるのが好ましい。
水和酸化物コーティングはアルミナからなってよく、そ
の場合アルミナの量はＴｉＯ2顔料の全重量に基づき典
型的には約０.５〜約１０wt％の範囲である。アルミナ
の量は約０.５〜約５wt％の範囲であるのが好ましい。
水性スラリーを使用することができ、その場合、水性ス
ラリー中のベースＴｉＯ2粒子の濃度はスラリーの全重
量に基づき約３０〜約８５wt％の範囲である。コーティ
ングはシリカ、アルミナ、ジルコニアおよびこれらの混
合物からなる群から選択される水和酸化物を含むのが好
ましい。水和酸化物コーティングはシリカからなってよ
く、その場合シリカの量はＴｉＯ2顔料の全重量に基づ
き典型的には約０.５〜約３０wt％の範囲である。シリ
カの量は約２〜約１１wt％の範囲であるのが好ましい。
水和酸化物コーティングはアルミナからなってよく、そ
の場合アルミナの量はＴｉＯ2顔料の全重量に基づき典
型的には約０.５〜約１０wt％の範囲である。アルミナ
の量は約０.５〜約５wt％の範囲であるのが好ましい。
【０００８】水性スラリー中のコートされたＴｉＯ2粒
子の濃度は、スラリーの濾過以前には、スラリーの全重
量に基づき４０wt％より少ないのが好ましい。スラリー
が濾過されて脱水された後、コートされたＴｉＯ2粒子
の濃度は脱水されたスラリーの全重量に基づき３０wt％
より多くそして６０wt％より少ない。脱水されたスラリ
ーを媒体ビーズの入った粉砕チャンバー中に供給するこ
とによりスラリーが媒体ミル粉砕されてよく、またミル
粉砕されたスラリーは水が５wt％より少なくなるまで乾
燥されてよい。乾いたＴｉＯ2顔料生成物は、これを空
気または水蒸気とともにチャンバー内に供給することに
より流体エネルギーミル粉砕されてよい。
子の濃度は、スラリーの濾過以前には、スラリーの全重
量に基づき４０wt％より少ないのが好ましい。スラリー
が濾過されて脱水された後、コートされたＴｉＯ2粒子
の濃度は脱水されたスラリーの全重量に基づき３０wt％
より多くそして６０wt％より少ない。脱水されたスラリ
ーを媒体ビーズの入った粉砕チャンバー中に供給するこ
とによりスラリーが媒体ミル粉砕されてよく、またミル
粉砕されたスラリーは水が５wt％より少なくなるまで乾
燥されてよい。乾いたＴｉＯ2顔料生成物は、これを空
気または水蒸気とともにチャンバー内に供給することに
より流体エネルギーミル粉砕されてよい。
【０００９】
【発明の詳述】本発明は、水和酸化物で表面処理したＴ
ｉＯ2顔料のスラリーを媒体ミル粉砕にかける、二酸化
チタン顔料を製造する方法を提供する。ミル粉砕したス
ラリーを乾燥しそして乾燥した生成物を流体エネルギー
ミル粉砕して、良好な粒子サイズ分布を有するＴｉＯ2
顔料が生成される。本発明の顔料を製造するのに使用す
るＴｉＯ2は塩化物法または硫酸塩法のいずれかにより
製造される通常のルチル型のものである。塩化物法がよ
り好ましい。この方法は典型的には、ＴｉＣｌ4とＡｌ
Ｃｌ3との混合物を酸素または酸素含有ガスで酸化する
ことからなり、ＡｌＣｌ3の量はＴｉＯ2中で０.１〜１.
５％のＡｌ2Ｏ3を生成するのに十分な量である。
ｉＯ2顔料のスラリーを媒体ミル粉砕にかける、二酸化
チタン顔料を製造する方法を提供する。ミル粉砕したス
ラリーを乾燥しそして乾燥した生成物を流体エネルギー
ミル粉砕して、良好な粒子サイズ分布を有するＴｉＯ2
顔料が生成される。本発明の顔料を製造するのに使用す
るＴｉＯ2は塩化物法または硫酸塩法のいずれかにより
製造される通常のルチル型のものである。塩化物法がよ
り好ましい。この方法は典型的には、ＴｉＣｌ4とＡｌ
Ｃｌ3との混合物を酸素または酸素含有ガスで酸化する
ことからなり、ＡｌＣｌ3の量はＴｉＯ2中で０.１〜１.
５％のＡｌ2Ｏ3を生成するのに十分な量である。
【００１０】本発明の方法ではベースＴｉＯ2粒子の水
性スラリーはまず当該技術分野で知られた技術により製
造される。「ベースＴｉＯ2粒子」とは、顔料を構成す
るＴｉＯ2粒子が表面処理法によってコートされていな
いことを意味する。このベースＴｉＯ2粒子は約０.４ミ
クロンより小さい、一次粒子平均サイズを有するのが好
ましい。ベースＴｉＯ2粒子はスラリーを生成するよう
に水中に分散され、スラリー中のベースＴｉＯ2粒子の
濃度は後続するコーティング工程に応じて変化する。ス
ラリーは典型的にはスラリーの全重量に基づき３０wt％
より多いＴｉＯ 2顔料固形（ベースＴｉＯ2粒子）分を有
する。ＴｉＯ2顔料固形分は約３０〜約８５wt％の範囲
である。
性スラリーはまず当該技術分野で知られた技術により製
造される。「ベースＴｉＯ2粒子」とは、顔料を構成す
るＴｉＯ2粒子が表面処理法によってコートされていな
いことを意味する。このベースＴｉＯ2粒子は約０.４ミ
クロンより小さい、一次粒子平均サイズを有するのが好
ましい。ベースＴｉＯ2粒子はスラリーを生成するよう
に水中に分散され、スラリー中のベースＴｉＯ2粒子の
濃度は後続するコーティング工程に応じて変化する。ス
ラリーは典型的にはスラリーの全重量に基づき３０wt％
より多いＴｉＯ 2顔料固形（ベースＴｉＯ2粒子）分を有
する。ＴｉＯ2顔料固形分は約３０〜約８５wt％の範囲
である。
【００１１】水性スラリーのＴｉＯ2粒子は次いで当該
技術分野で知られた技術により、水和酸化物を含むコー
ティングで表面処理される。慣用のコーティング法を使
用することができる。コーティング法の例は米国再発行
特許第２７,８１８号；米国特許第４,７８１,７６１
号；同第４,１２５,４１２号であり、これらの開示は参
照によって本記載に加入されている。本発明はこれらの
方法に限定されるものではなく、既知の他の多くのコー
ティング法が用いられてもよい。一般にこれらのコーテ
ィング技術は、コーティング溶液をスラリーに添加しそ
して水和酸化物が所望の重量百分率で粒子の表面に沈殿
するようにスラリーの温度とpHとを調節することからな
る。例えば硅酸ナトリウムを含有する溶液をスラリーに
添加して、スラリーのpHを８以上にそして通常は１１以
上に増大させることができる。次いで希酸（例えばＨＣ
ｌ）をスラリーに添加することにより、スラリーのpHを
数時間にわたって徐々に低下させる。酸が添加されるに
つれＳｉＯ2がＴｉＯ2粒子の表面に付着される。
技術分野で知られた技術により、水和酸化物を含むコー
ティングで表面処理される。慣用のコーティング法を使
用することができる。コーティング法の例は米国再発行
特許第２７,８１８号；米国特許第４,７８１,７６１
号；同第４,１２５,４１２号であり、これらの開示は参
照によって本記載に加入されている。本発明はこれらの
方法に限定されるものではなく、既知の他の多くのコー
ティング法が用いられてもよい。一般にこれらのコーテ
ィング技術は、コーティング溶液をスラリーに添加しそ
して水和酸化物が所望の重量百分率で粒子の表面に沈殿
するようにスラリーの温度とpHとを調節することからな
る。例えば硅酸ナトリウムを含有する溶液をスラリーに
添加して、スラリーのpHを８以上にそして通常は１１以
上に増大させることができる。次いで希酸（例えばＨＣ
ｌ）をスラリーに添加することにより、スラリーのpHを
数時間にわたって徐々に低下させる。酸が添加されるに
つれＳｉＯ2がＴｉＯ2粒子の表面に付着される。
【００１２】好適な水和金属酸化物には例えば、硅素、
チタン、ジルコニウム、亜鉛、マグネシウム、アルミニ
ウム、イットリウム、アンチモニー、セリウムおよび錫
の酸化物がある。本発明のためには、コーティングがシ
リカを含有するならば、シリカは一般にＴｉＯ2顔料の
全重量に基づき約０.５〜約３０wt％を構成し、また２
〜１１wt％の範囲にあるのが好ましい。コーティングが
アルミナを含有するならば、アルミナは一般にＴｉＯ2
顔料の全重量に基づき約０.５〜約１０wt％を構成し、
また０.５〜５wt％の範囲にあるのが好ましい。ある場
合には、スラリーの表面処理した粒子をまず硬化し、次
いでアルミン酸ナトリウムをスラリーに添加してpHを調
節することにより、ＴｉＯ2粒子にトップコートとして
沈殿させてよい。コーティング工程を出るとスラリーは
一般に４０wt％より少ない固形分を含有する。次にこの
スラリーは濾過され、洗浄されそして既知の技術により
再度濾過された、脱水されたスラリーが得られる。本明
細書で用いる場合、「脱水されたスラリー」という用語
は、スラリーが濾過されていることを意味する。場合に
より濾過工程で、ポリオール（例えばトリメチロールプ
ロパン）、アルカノールアミン（例えばトリエタノール
アミンおよび２−アミノ−２−メチル−１−プロパノー
ル）などのような粉砕助剤をスラリーに添加することが
できる。濾過、洗浄および再濾過の後、スラリーは３０
wt％より多い固体含量（コートされたＴｉＯ 2粒子）を
有する。固体の濃度は６０wt％より少ないのが好まし
く、より好ましくは、固体の濃度は３０〜５０wt％であ
る。
チタン、ジルコニウム、亜鉛、マグネシウム、アルミニ
ウム、イットリウム、アンチモニー、セリウムおよび錫
の酸化物がある。本発明のためには、コーティングがシ
リカを含有するならば、シリカは一般にＴｉＯ2顔料の
全重量に基づき約０.５〜約３０wt％を構成し、また２
〜１１wt％の範囲にあるのが好ましい。コーティングが
アルミナを含有するならば、アルミナは一般にＴｉＯ2
顔料の全重量に基づき約０.５〜約１０wt％を構成し、
また０.５〜５wt％の範囲にあるのが好ましい。ある場
合には、スラリーの表面処理した粒子をまず硬化し、次
いでアルミン酸ナトリウムをスラリーに添加してpHを調
節することにより、ＴｉＯ2粒子にトップコートとして
沈殿させてよい。コーティング工程を出るとスラリーは
一般に４０wt％より少ない固形分を含有する。次にこの
スラリーは濾過され、洗浄されそして既知の技術により
再度濾過された、脱水されたスラリーが得られる。本明
細書で用いる場合、「脱水されたスラリー」という用語
は、スラリーが濾過されていることを意味する。場合に
より濾過工程で、ポリオール（例えばトリメチロールプ
ロパン）、アルカノールアミン（例えばトリエタノール
アミンおよび２−アミノ−２−メチル−１−プロパノー
ル）などのような粉砕助剤をスラリーに添加することが
できる。濾過、洗浄および再濾過の後、スラリーは３０
wt％より多い固体含量（コートされたＴｉＯ 2粒子）を
有する。固体の濃度は６０wt％より少ないのが好まし
く、より好ましくは、固体の濃度は３０〜５０wt％であ
る。
【００１３】濾過、洗浄および再濾過の工程の後、脱水
されたＴｉＯ2スラリーは媒体ミル粉砕にかけられる。
本発明のために、媒体ミル粉砕は例えばボールミル粉
砕、サンドミル粉砕またはペブルミル粉砕によりまたは
他の媒体を用いる好適な任意の方法で実施することがで
きる。多くの種類の媒体または異なるサイズを用いるこ
とができ、当該技術分野における通常の技能を用いる
と、慣用のプロトコルに従って出発物質中の粒子サイズ
分布に基づいて所望の結果を得るように媒体を調整する
ことができる。ＴｉＯ2スラリーは媒体ビーズが充填さ
れた粉砕チャンバー内に供給される。媒体は、回転軸に
取付けられた一連の円板によって粉砕チャンバー内で撹
拌される。媒体の動きはスラリーがポンプで送られる方
向に対して垂直であり、従ってＴｉＯ2粒子は媒体によ
り剪断される。一般に金網は媒体を粉砕チャンバー内に
保持するが、ＴｉＯ2スラリーはミル粉砕機から排出す
ることができる。所望によりミル粉砕機からの生成物を
さらに篩分けすることができる。
されたＴｉＯ2スラリーは媒体ミル粉砕にかけられる。
本発明のために、媒体ミル粉砕は例えばボールミル粉
砕、サンドミル粉砕またはペブルミル粉砕によりまたは
他の媒体を用いる好適な任意の方法で実施することがで
きる。多くの種類の媒体または異なるサイズを用いるこ
とができ、当該技術分野における通常の技能を用いる
と、慣用のプロトコルに従って出発物質中の粒子サイズ
分布に基づいて所望の結果を得るように媒体を調整する
ことができる。ＴｉＯ2スラリーは媒体ビーズが充填さ
れた粉砕チャンバー内に供給される。媒体は、回転軸に
取付けられた一連の円板によって粉砕チャンバー内で撹
拌される。媒体の動きはスラリーがポンプで送られる方
向に対して垂直であり、従ってＴｉＯ2粒子は媒体によ
り剪断される。一般に金網は媒体を粉砕チャンバー内に
保持するが、ＴｉＯ2スラリーはミル粉砕機から排出す
ることができる。所望によりミル粉砕機からの生成物を
さらに篩分けすることができる。
【００１４】驚くべきことに、粒子サイズ低下の増強が
水和酸化物での表面処理の前でなくむしろ後に媒体ミル
粉砕工程を設けることにより、達せられることが判っ
た。ＴｉＯ2顔料を製造する方法においては、粒子サイ
ズ低下が増強すると、１）製造工程での必要エネルギー
の減少、２）ＴｉＯ2顔料の製造速度の増大および３）
ＴｉＯ2顔料製品の品質の改良という利点が得られる。
媒体ミル粉砕の後、スラリーは例えばフラッシュ乾燥、
噴霧乾燥またはオーブンのような適当な手段によって乾
燥される。スラリーは水が５wt％より少なく、より望ま
しくは０.７wt％より少なくなるまで乾燥される。最後
に、乾燥されたＴｉＯ2顔料生成物は流体エネルギーミ
ル粉砕にかけられる。流体エネルギーミル粉砕機ではＴ
ｉＯ2顔料を粉砕するのに流体例えば空気または水蒸気
が使用される。参照によってその開示が本明細書に加入
されている米国特許第４,４２７,４５１号の流体エネル
ギーミル粉砕法においては、ＴｉＯ 2集塊物を破砕する
ために渦巻流れのハウジングに向けてＴｉＯ2を高速度
で搬送するように、内方へ渦巻流れの外方部に乾燥した
ＴｉＯ2顔料が空気または水蒸気とともに導入される。
水和酸化物での表面処理の前でなくむしろ後に媒体ミル
粉砕工程を設けることにより、達せられることが判っ
た。ＴｉＯ2顔料を製造する方法においては、粒子サイ
ズ低下が増強すると、１）製造工程での必要エネルギー
の減少、２）ＴｉＯ2顔料の製造速度の増大および３）
ＴｉＯ2顔料製品の品質の改良という利点が得られる。
媒体ミル粉砕の後、スラリーは例えばフラッシュ乾燥、
噴霧乾燥またはオーブンのような適当な手段によって乾
燥される。スラリーは水が５wt％より少なく、より望ま
しくは０.７wt％より少なくなるまで乾燥される。最後
に、乾燥されたＴｉＯ2顔料生成物は流体エネルギーミ
ル粉砕にかけられる。流体エネルギーミル粉砕機ではＴ
ｉＯ2顔料を粉砕するのに流体例えば空気または水蒸気
が使用される。参照によってその開示が本明細書に加入
されている米国特許第４,４２７,４５１号の流体エネル
ギーミル粉砕法においては、ＴｉＯ 2集塊物を破砕する
ために渦巻流れのハウジングに向けてＴｉＯ2を高速度
で搬送するように、内方へ渦巻流れの外方部に乾燥した
ＴｉＯ2顔料が空気または水蒸気とともに導入される。
【００１５】本発明の方法によって製造される乾燥した
ＴｉＯ2顔料の粒子の集塊化は少ない。顔料の粒子集塊
化は一般に顔料の粒子サイズ分布（コースティル）によ
って測定される。０.６ミクロンより大きい粒径を有す
る粒子の重量百分率が小さい（例えば３０％より小さ
い）顔料は、粒子の臭塊化が少なく、またこのような顔
料でつくられるコーティング（例えばペイント）は強い
光沢を有する傾向がある。０.６ミクロンより大きい粒
径を有する粒子の重量百分率が大きい顔料は、粒子の集
塊化が大きい傾向がありまたこのような顔料でつくられ
る最終製品の光沢はより劣る傾向にある。
ＴｉＯ2顔料の粒子の集塊化は少ない。顔料の粒子集塊
化は一般に顔料の粒子サイズ分布（コースティル）によ
って測定される。０.６ミクロンより大きい粒径を有す
る粒子の重量百分率が小さい（例えば３０％より小さ
い）顔料は、粒子の臭塊化が少なく、またこのような顔
料でつくられるコーティング（例えばペイント）は強い
光沢を有する傾向がある。０.６ミクロンより大きい粒
径を有する粒子の重量百分率が大きい顔料は、粒子の集
塊化が大きい傾向がありまたこのような顔料でつくられ
る最終製品の光沢はより劣る傾向にある。
【００１６】本発明は以下の実施例によりさらに例示さ
れるが、これらは本発明の範囲を限定するものと解され
るべきでない。 〔試験方法〕 粒子サイズ分布 顔料製品の粒子サイズ分布は、一定水準の超音波処理に
より水性懸濁液中に分散された後、Sedigraph(Norcross
のMicrometrics Instrument Corp.製)による沈降分析に
より測定した。粒子サイズ測定および０.６ミクロンを
越える部分の百分率により、最終製品の光沢の最高値が
示されるが、これは適用するエネルギーの水準を任意の
適切なものにしながら越えてはならない値である。
れるが、これらは本発明の範囲を限定するものと解され
るべきでない。 〔試験方法〕 粒子サイズ分布 顔料製品の粒子サイズ分布は、一定水準の超音波処理に
より水性懸濁液中に分散された後、Sedigraph(Norcross
のMicrometrics Instrument Corp.製)による沈降分析に
より測定した。粒子サイズ測定および０.６ミクロンを
越える部分の百分率により、最終製品の光沢の最高値が
示されるが、これは適用するエネルギーの水準を任意の
適切なものにしながら越えてはならない値である。
【００１７】エマルジョンの光沢 スラリー試料を用いてエマルジョンペイント処方物を用
意し、黒色のＰＶＣパネル上にペイントを塗布し、定
温、定湿度（ＣＴＣＨ）のキャビネット内でパネルを３
時間乾燥し、Hunter光沢計(Hunter Laboratories社から
入手可能）を使用して６０°光沢を測定しそして標準の
反射率値に対して光沢を計算することによってエマルジ
ョン光沢を測定した。
意し、黒色のＰＶＣパネル上にペイントを塗布し、定
温、定湿度（ＣＴＣＨ）のキャビネット内でパネルを３
時間乾燥し、Hunter光沢計(Hunter Laboratories社から
入手可能）を使用して６０°光沢を測定しそして標準の
反射率値に対して光沢を計算することによってエマルジ
ョン光沢を測定した。
【００１８】アルキド光沢 アルキドベヒクル中に顔料を分散することによりアルキ
ド光沢を測定した。分散体をサンドミル粉砕しそして噴
霧稠度まで樹脂で薄めた。厚さと表面特性とを均一にす
るように制御された条件下で自動噴霧塗装装置を使用し
てアルミニウムパネルを噴霧塗装した。ペイントフィル
ムを焼付けた。Hunter光沢計を使用してパネルの２０°
反射率を測定しそして標準の反射率値に対して光沢を計
算することによって光沢を測定した。
ド光沢を測定した。分散体をサンドミル粉砕しそして噴
霧稠度まで樹脂で薄めた。厚さと表面特性とを均一にす
るように制御された条件下で自動噴霧塗装装置を使用し
てアルミニウムパネルを噴霧塗装した。ペイントフィル
ムを焼付けた。Hunter光沢計を使用してパネルの２０°
反射率を測定しそして標準の反射率値に対して光沢を計
算することによって光沢を測定した。
【００１９】
比較例Ａ 米国特許第２,５５９,６３８号および第２,４８８,４３
９号に開示されている塩化物法によってベースＴｉＯ2
を製造した。ベースＴｉＯ2を水中でスラリー化しそし
て米国特許第４,７８１,７６１号に開示のようにアルミ
ナとシリカでコートした。コーティング工程の後、コー
トされたＴｉＯ2を含有するスラリーを０.２５％のトリ
メチロールプロパン（ＴＭＰ）を用いて濾過し、噴霧乾
燥し、そして２７インチのvortac流体エネルギーミル粉
砕機内で顔料１ポンドあたり水蒸気４.２ポンドの水蒸
気対顔料比で流体エネルギーミル粉砕した。上記した試
験方法に従って粒子サイズ分布、エマルジョン光沢およ
びアルキド光沢を測定し、その結果を下記の表１に示
す。
９号に開示されている塩化物法によってベースＴｉＯ2
を製造した。ベースＴｉＯ2を水中でスラリー化しそし
て米国特許第４,７８１,７６１号に開示のようにアルミ
ナとシリカでコートした。コーティング工程の後、コー
トされたＴｉＯ2を含有するスラリーを０.２５％のトリ
メチロールプロパン（ＴＭＰ）を用いて濾過し、噴霧乾
燥し、そして２７インチのvortac流体エネルギーミル粉
砕機内で顔料１ポンドあたり水蒸気４.２ポンドの水蒸
気対顔料比で流体エネルギーミル粉砕した。上記した試
験方法に従って粒子サイズ分布、エマルジョン光沢およ
びアルキド光沢を測定し、その結果を下記の表１に示
す。
【００２０】比較例Ｂ １リットルあたり約３２５〜３５０ｇを有するベースＴ
ｉＯ2スラリーをpH７.０に中和しそして媒体ミル粉砕し
た。媒体ミル粉砕条件は円板端面速度２１００フィート
／分、媒体装荷率８５％、動力負荷約２９〜３０キロワ
ットであった。比較例Ａに述べたのと同じ方法に従っ
て、媒体ミル粉砕したＴｉＯ2スラリーをコートし、０.
２５％のＴＭＰを用いて濾過し、乾燥しそして顔料１ポ
ンドあたり水蒸気４.５ポンドとして流体エネルギーミ
ル粉砕した。上記した試験方法によって、粒子サイズ分
布、エマルジョン光沢およびアルキド光沢を測定し、そ
の結果を下記の表１に示す。
ｉＯ2スラリーをpH７.０に中和しそして媒体ミル粉砕し
た。媒体ミル粉砕条件は円板端面速度２１００フィート
／分、媒体装荷率８５％、動力負荷約２９〜３０キロワ
ットであった。比較例Ａに述べたのと同じ方法に従っ
て、媒体ミル粉砕したＴｉＯ2スラリーをコートし、０.
２５％のＴＭＰを用いて濾過し、乾燥しそして顔料１ポ
ンドあたり水蒸気４.５ポンドとして流体エネルギーミ
ル粉砕した。上記した試験方法によって、粒子サイズ分
布、エマルジョン光沢およびアルキド光沢を測定し、そ
の結果を下記の表１に示す。
【００２１】実施例１ 比較例Ａに述べたのと同じ方法に従って、ベースＴｉＯ
2を製造しそしてコートした。コートされたＴｉＯ2粒子
のスラリーを、０.２５％のＴＭＰを使用して濾過しそ
して比較例Ｂに述べたのと同様の方法で洗浄した。次
に、脱水されたスラリーを比較例Ｂに述べたのと同じ方
法で媒体ミル粉砕した。媒体ミル粉砕機からの排出物を
乾燥しそして比較例Ｂに述べたのと同じ方法で顔料１ポ
ンドあたり水蒸気４.３ポンドで流体エネルギー粉砕し
た。上記した試験方法に従って粒子サイズ分布、エマル
ジョン光沢およびアルキド光沢を測定しその結果を下記
の表１に示す。
2を製造しそしてコートした。コートされたＴｉＯ2粒子
のスラリーを、０.２５％のＴＭＰを使用して濾過しそ
して比較例Ｂに述べたのと同様の方法で洗浄した。次
に、脱水されたスラリーを比較例Ｂに述べたのと同じ方
法で媒体ミル粉砕した。媒体ミル粉砕機からの排出物を
乾燥しそして比較例Ｂに述べたのと同じ方法で顔料１ポ
ンドあたり水蒸気４.３ポンドで流体エネルギー粉砕し
た。上記した試験方法に従って粒子サイズ分布、エマル
ジョン光沢およびアルキド光沢を測定しその結果を下記
の表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１からわかるように、水和酸化物でコー
トした後、媒体ミル粉砕を行う実施例１の顔料製品によ
って、最良の結果が得られた。つまり０.６ミクロンを
越えるものの百分率が最小でありまた光沢値が最大であ
った。水和酸化物でのコーティングの前に媒体ミル粉砕
を行うと、媒体ミル粉砕を行わない場合（比較例Ａ）と
比べ顔料特性が改善するが、水和酸化物でのコーティン
グの後に媒体ミル粉砕工程を導入することによりさらに
一層の改善が得られたことが判る。
トした後、媒体ミル粉砕を行う実施例１の顔料製品によ
って、最良の結果が得られた。つまり０.６ミクロンを
越えるものの百分率が最小でありまた光沢値が最大であ
った。水和酸化物でのコーティングの前に媒体ミル粉砕
を行うと、媒体ミル粉砕を行わない場合（比較例Ａ）と
比べ顔料特性が改善するが、水和酸化物でのコーティン
グの後に媒体ミル粉砕工程を導入することによりさらに
一層の改善が得られたことが判る。
Claims (11)
- 【請求項１】 ａ） ベースＴｉＯ2粒子を含む水性ス
ラリーを用意し、 ｂ） 水和酸化物からなるコーティングをベースＴｉＯ
2粒子に施してコートされたＴｉＯ2粒子を含むスラリー
を作り、 ｃ） コートされたＴｉＯ2粒子を含むこのスラリーを
濾過して脱水されたスラリーを作り、 ｄ） 脱水されたスラリーを媒体ミル粉砕し、 ｅ） 媒体ミル粉砕されたスラリーを乾燥して乾いたＴ
ｉＯ2顔料生成物を作り、そして ｆ） この乾いたＴｉＯ2顔料生成物を流体エネルギー
ミル粉砕する 工程からなる二酸化チタン顔料の製造方法。 - 【請求項２】 水性スラリー中のベースＴｉＯ2粒子の
濃度がスラリーの全重量に基づき約３０〜約８５wt％の
範囲にある請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 水和酸化物がシリカ、アルミナ、ジルコ
ニアおよびこれらの混合物からなる群から選択される請
求項１記載の方法。 - 【請求項４】 水和酸化物がシリカからなり、またシリ
カの量がＴｉＯ2顔料の全重量に基づき約０.５〜約３０
wt％の範囲にある請求項３記載の方法。 - 【請求項５】 水和酸化物がアルミナからなり、またア
ルミナの量がＴｉＯ 2顔料の全重量に基づき約０.５〜約
１０wt％の範囲にある請求項３記載の方法。 - 【請求項６】 水性スラリー中のコートされたＴｉＯ2
粒子の濃度がスラリーの濾過以前のスラリーの全重量に
基づき４０wt％より少ない請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 水性スラリー中のコートされたＴｉＯ2
粒子の濃度が脱水されたスラリーの全重量に基づき３０
wt％より多くまた６０wt％より少ない請求項１記載の方
法。 - 【請求項８】 脱水されたスラリーを媒体ビーズの入っ
た粉砕チャンバー内に供給することにより、スラリーを
媒体ミル粉砕する請求項１記載の方法。 - 【請求項９】 粉砕されたスラリーを、水が５wt％より
少なくなるまで乾燥させる請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】 スラリーを空気または水蒸気とともに
チャンバーに供給することにより、乾いたＴｉＯ2顔料
生成物を流体エネルギーで粉砕する請求項１記載の方
法。 - 【請求項１１】 水和酸化物がシリカとアルミナとの混
合物からなり、ＴｉＯ2顔料の全重量に対してシリカが
約２〜約１１wt％の範囲にあり、またＴｉＯ2顔料の全
重量に対してアルミナが約０.５〜約５wt％の範囲にあ
る請求項３記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/710,927 US5730795A (en) | 1996-09-24 | 1996-09-24 | Process for manufacturing titanium dioxide pigment having a hydrous oxide coating using a media mill |
| US710927 | 1996-09-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10120934A true JPH10120934A (ja) | 1998-05-12 |
Family
ID=24856094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9256746A Ceased JPH10120934A (ja) | 1996-09-24 | 1997-09-22 | 水和酸化物コーティングを有する二酸化チタン顔料を媒体ミルを使用して製造する方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5730795A (ja) |
| EP (1) | EP0832944B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10120934A (ja) |
| AU (1) | AU711805B2 (ja) |
| CA (1) | CA2214244A1 (ja) |
| DE (1) | DE69713017T2 (ja) |
| SG (1) | SG65022A1 (ja) |
| ZA (1) | ZA978545B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2002531390A (ja) * | 1998-12-01 | 2002-09-24 | アベンティス・フアーマ・リミテッド | 微粉砕医薬物質を製造するための粉砕方法 |
| JP2015525199A (ja) * | 2013-03-15 | 2015-09-03 | トロノックス エルエルシー | 超音波処理を用いた二酸化チタン顔料の製造方法 |
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| US6375923B1 (en) | 1999-06-24 | 2002-04-23 | Altair Nanomaterials Inc. | Processing titaniferous ore to titanium dioxide pigment |
| US6440383B1 (en) | 1999-06-24 | 2002-08-27 | Altair Nanomaterials Inc. | Processing aqueous titanium chloride solutions to ultrafine titanium dioxide |
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