JPS589051B2

JPS589051B2 - 鉄系黄色顔料粉末の製造法

Info

Publication number: JPS589051B2
Application number: JP17245179A
Authority: JP
Inventors: 山口好美; 中野昭夫; 服部勲史
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 1979-12-28
Filing date: 1979-12-28
Publication date: 1983-02-18
Also published as: JPS5695955A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、Ｆｅとｋとから成る複合酸化物である鉄系黄
色顔料粉末の製造法に関するものであり、その目的とす
るところは、平均粒子径０．１０〜０．５０μｍであり
、粒子径の平均値に対する標準偏差の割合が２２パーセ
ント以下であって、黄色を呈し、且つ顔料分散性にも優
れた鉄系黄色顔料を提供するところにある。

従来、無機物質より成る黄色顔料としては黄色酸化鉄（
含水酸化第二鉄）顔料の他、黄鉛、カドミウム・エロ一
等が存在する。

しかしながら、前者の黄色酸化鉄（含水酸化第二鉄）顔
料は他の黄色顔料に比べ耐熱性が劣るという欠点を有し
、後者の黄鉛、カドミウム・エロー等の顔料は、鉛、ク
ロム、カドミウム等の人体に対し有害な金属を含んでい
るものであり、公害問題がクローズアップされて来つつ
ある昨今においては、これに代る無公害性黄色顔料の開
発が望まれている。

一方、上掲のもの以外に、黄色顔料としてＦｅとＺｒと
から成る複合酸化物粉末（以下、このものを特に限定す
る場合を除き「鉄系黄色顔料」と称する。

）が知られている。この「鉄系黄色顔料」は、耐熱性は
勿論、耐候性、耐光性にも優れた無公害の黄色顔料とさ
れており、その需要は近年増大の一途をたどっている。

しかしながら、現在、市販されている「鉄系黄色顔料」
は、一般に粉末の粒度や粒度分布が不均斉であり、また
粒子形状も不揃いのものである。

粗大粒子や極微細な粒子を含む粉末は不適当な粒度、不
均斉な粒度分布であるために色調が不鮮明となり望まし
い黄色を呈する顔料粒子が得られないばかりでなく、塗
料化に際しては、顔料粒子が分散し難く、また塗料の貯
蔵に際してはケーキンク等を生起して安定性が悪いとい
う欠点を有するものである。

ところで色材工業界に於いては、その使用上の顔料特性
は益々高品質、高性能化が要求されている。

特に、鮮明な黄色を呈する塗料や着色効果を得ようとす
る場合には、塗料化時の顔料粒子の分散性の向上を始め
とし、塗料の貯蔵安定性が重要となる。

そこで本発明者は従来の「鉄系黄色顔料」の欠点を解消
すべく永年に亘って研究を進めて来た。

そして本発明者は「鉄系黄色顔料」の色調の鮮明さ及び
顔料分散性は、出発原料である酸化鉄粒子の平均粒子径
、粒度分布に依存していることを確めたのである。

従来、「鉄系黄色顔料」の製造に当っては、出発原料で
ある酸化鉄粒子の増扱いに対する配慮が充分でなく、従
ってその生成物粒子に与える影響に関しても明らかにさ
れていなかった。

本発明者等は生成物であるＦｅとＺｎとから成る複合酸
化物である鉄系黄色顔料粉末の粉体特性と出発原料であ
る酸化鉄粒子との関連性について検討した。

出発原料である酸化鉄粒子とＺｎｏ粒子の混合物を８０
０℃以上の高温度で焼成すると、固相反応によりＦｅと
Ｚｋとから成る複合酸化物が生成する。

この生成過程は出発原料である酸化鉄粒子へのＺｎＯの
拡散反応によるＦｅとＺｎとから成る複合酸化物粒子の
生成と高温度（８００℃以上）下に於ける生成物粒子の
急速な粒子成長とが併合して生起するものである。

出発原料である酸化鉄粒子への均一なＺｎＯの拡散反応
に依れば出発原料である酸化鉄粒子の形骸を保持継承さ
せなからＦｅとｋとから成る複合酸化物を生成する事が
可能であるが、出発原料である酸化鉄粒子への均一なＺ
ｈＯの拡散反応と高温度（８００℃以上）下に於ける粒
子成長の制御を充分に配慮しない従来法では不均一な拡
散反応と急速な粒子成長の為に出発物である酸化鉄の形
骸粒子の大きさにとどまらないで粗大な粒子に成長する
。

この為、後に粉砕して得たＦｅとＺｎとから成る複合酸
化物粉末は粒度や粒度分布が不均斉なものとなる。

本発明者は、出発原料である酸化鉄粒子粉末として、あ
らかじめ、粒度、並びに粒度分布を所望する大きさに調
整することにより、固相反応の不均一性と過度の粒子成
長を抑制し、出発原料である酸化鉄粒子への均一なＺｎ
Ｏの拡散反応によるＦｅとＺｎとから成る複合酸化物の
生成条件を見い出し、粒子、並びに粒度分布が極めて均
斉な鉄系黄色顔料を得、本発明を完成したのである。

即ち本発明は、平均粒子径Ｏ、０７〜０．０４μｍであ
り、且つ粒子径の平均値に対する標準偏差の割合が２５
パーセント以下である酸化鉄ＦｅＯｘ（但し、１．３３
≦Ｘ≦１．５０）粉末を出発原料とし、該出発原料４７
〜５３モル％（Ｆｅｅｄこ於いてＸ＝１．５０換算）に
対し、ＺｎＯを５３〜４７モル係混合し、８００〜９５
０℃の温度範囲で焼成することにより得られるＦｅ（Ｚ
ｒとから成る複合酸化物を粉砕し、平均粒子径０．１０
〜０、５０μｍ，粒子径の平均値に対する標準偏差の割
合が２２パーセント以下である粉末とすることを特徴と
する鉄系黄色顔料粉末の製造法である。

次に本発明の構成、効果について説明する。

先ず、本発明の出発原料について説明する。

本発明の目的とする黄色を呈し、且つ顔料分散性にも優
れた鉄系黄色顔料粉末を得るためには、平均粒子径０６
０７〜０４μｍであり、且つ粒子径の平均値に対する標
準偏差の割合が２５パーセント以下である酸化鉄ＦｅＯ
ｘ（但し、１．３３≦ＸＸ≦１．５０）粉末でなければ
ならない。

ここでの平均粒子径については電子顕微鐘写真により測
定した値であり、０．０７μｍ以下の場合には、酸化鉄
粒子の凝集が起り易く、更にはＺｎＯとの固相反応時に
粒子間の焼結が生じ易く、一方、０．４０μｍ以上の場
合には、均一な固相反応が起りに＜＜、その結果、鮮黄
色を有する鉄系黄色顔料粉末が得られず好ましくない。

また粒子径の平均値に対する標準偏差の割合が２５パー
セント以上の割合、粒度分布が不埼斉な鉄系黄色顔料と
なり望ましい鮮黄色が得難く、しかも顔料分散性に悪影
響を及ぼす等好ましくない。

尚、工業的見地からすると平均粒子径０．１０〜０．３
０μｍであり、且つ粒子径の平均値に対する標準偏差の
割合が２０パーセント以下とするのが好ましい。

７次に出発原料である酸化鉄と混合させるＺｎＯにつ
いて説明すると、ＺｎＯは、８００〜９５０℃の温度範
囲で、出発原料である酸化鉄粒子に拡散反応し得るもの
であればいかなるものでもよいが、作業性等が勘案する
と亜鉛酸化物、亜鉛水酸化物が好ましい。

次に、本発明の目的物である鉄系黄色顔料粉末とする為
の原料配合割合について説明する。

本発明の目的とする鉄系黄色顔料粉末を得るためには、
酸化鉄ＦｅＯｘ（但し、１．３３≦Ｘ≦１．５０）粉末
７４７〜５３七ル％（Ｘ＝１．５０換算）に対し、ｚｎ
ｏ（酸化亜鉛）を５３〜４７モル係混合できる範囲に設
定することが必要である。

何如ならば、酸化鉄が５３モル％を越える場合、即ち酸
化亜鉛が４７モル％以下の場合に於いては赤味を帯びて
いる顔料が得られ易く、酸化鉄が４７モル係以下の場合
、即ち酸化亜鉛が５３モル係を越える場合に於いても本
発明の目的とする鮮黄色を有する鉄系黄色顔料が得られ
にくく好１しくない。

次に焼成温度について説明すると、本発明方法において
焼成温度は、８００〜９５０℃の範囲でなければならな
い。

９５０℃以上の場合には生成物粒子が過度に粒子成長を
起し、塗料化するに当って樹脂中に顔料粒子が均一に分
散せず不適当な顔料特性を示すとともに不鮮明な色調を
呈する顔料となる。

一刀、焼成温度が８００℃以下の場合、固相反応が生起
し難く本発明の目的とする鮮明な黄色系の顔料が得られ
ず赤味が帯びた顔料が得られ好呼しくない。

次にＦｅとＺｎとから成る複合酸化物である鉄系黄色顔
料の粉体特性について述べると、平均粒子径０．１０〜
０．５０μｍ（電子顕微鏡写真により測定した値）であ
り、粒子径の平均値に対する標準偏差の割合が２２パー
セント以下でなければならない。

平均粒子径０．１０〜０，５０μｍの範囲外であれば鮮
黄色を有する鉄系黄色顔料粉末が得られず、また粒子径
の平均値に対する標準偏差の割合が２２パーセント以上
の場合には粒度分布が広く、不均斉なものとなり鉄系黄
色顔料として望ましい鮮黄色が得られないばかりでなく
塗料化するに当っての顔料分散性に悪影響を及ぼすため
好ましくない。

以上詳細に亘り説明した本発明の奏する効果について述
べる。

本発明方法を使用すれば、出発原料である酸化鉄粒子の
平均粒子径及び粒子径の平均値に対する標準偏差の割合
を適当に制御することで黄色を呈し、且つ顔料分散性に
優れた鉄系黄色顔料粉末を容易に得ることができる。

また、上記したような顔料分散性に優れていることに起
因して、鉄系黄色顔料の着色力、穏ペイ力等の特性も従
来品と比較してはるかに向士したものとなる。

次に本発明を実施例及び比較例により説明する。

尚、実施例及び比較例に於ける分散性の度合の評価は以
下に示す様にして行なったものである。

即ち、顔料とフェス（ミラミン及びアルキツド樹脂）を
分散機で塗料化し、一定時間毎に塗料の一部を抜き増り
ＪＩＳＫ５４００に従いグラインドゲージで粗粒分を読
みとり塗料化分散速度とじて表したものである。

実施例１平均粒子径０．１１μｍであり、粒子径の平均値に対す
る標準偏差の割合が１９．１パーセントであるＦｅ２０
３粉末（ＦｅＯｘに於いてＸ＝１．５０）と酸化亜鉛粉
末とを混合させるに際して、Ｆｅ２０３：５１モルチ、
ＺｎＯ：４９モル係の配合化で充分に混合させ１０００
Ｂの混合物を得た後、該混合物を造粒し、電気炉にて８
５０℃で３時間維持焼成した。

焼成後、常法に従い粉砕し、平均粒子径０．１３μｍで
あり、粒子径の平均値に対する標準偏差の割合が１８．
５パーセントである鉄系黄色顔料粉末を得た。

得られた鉄系黄色顔料粉末を用いて測色用試験片を作成
し、この試験片の塗膜を色差計にて測定した結果、明度
Ｌ：４２．８色度ａおよびｂはそれぞれａ：３１、ｂ：
２５．３であった。

才た顔料として重要な塗料化時の顔料分散性の度合は、
分散機により鉄系黄色顔料を分散させ１０μｍ以下に分
散させるのに要する時間を測定して塗料化分散速度とし
て表した。

その結果１５ｍｍ７１０μｍであった。

実施例２平均粒子径０．３０μｍであり、粒子径の平均値に対す
る標準偏差の割合が１９，３パーセントであるＦｅ３０
４粉末（ＦｅＯｘに於いてＸ＝１．３３）と酸化亜鉛粉
末とを混合させるに際して、Ｆｅ３０４（ＦｅＯＸに於
いてＸ＝１．５０換算）：５３モル係、２ｎＯ：４７モ
ルチの配合比で充分に混合させ１０００ｇの混合物を得
た後、該混合物を造粒し、電気炉にて９００℃で３時間
維持焼成した。

焼成後、常法に従い粉砕し、平均粒子径０．３２μｍで
あり、粒子径の平均値に対する標準偏差の割合が１９．
３パーセントである鉄系黄色顔料粉末を得た。

得られた鉄系黄色顔料粉末を用いて測色用試験片を作成
し、この試験片の塗膜を色差計にて測定した結果、明度
Ｌ：３７．６、色度ａおよびｂはそれぞれａ：３０．６
、ｂ：２２．５であった。

また顔料として重要な塗料化時の顔料分散性の度合は、
分散機により鉄系黄色顔料を分散させ１０μｍ以下に分
散させるのに要する時間を測定して塗料化分散速度とし
て表わした。

その結果２７１１／１０μｍであった。

比較例１平均粒子径０．１８μｍであり、粒子径の平均値に対す
る標準偏差の割合が３１．０パーセントであるＦｅ２Ｏ
３粉末（ＦｅＯｘに於いてＸ＝１−５０）と酸化亜鉛粉
末とを混合させるに際して、Ｆｅ２０３：５１モル係、
ＺｎＯ：４９モル係の配合比で充分に混合させ１０００
ｇの混合物を得た後、該混合物を造粒し、電気炉にて８
５０℃で３時間維持焼成した。

焼成後、常法に従い粉砕し、平均粒子径０．２１μｍで
あり、粒子径の平均値に対する標準偏差の割合が２５．
８バーセントである鉄系黄色顔料粉末を得．た。

得られた鉄系黄色顔料粉末を用いて測色用試験片を作成
し、この試験片の塗膜を色差計にて測定した結果、明度
Ｌ：３３．８色度ａおよびｂはそれぞれａ：２８．５、
ｂ：１７．９であった。

１た顔料として重要な塗料化時の顔料分散性の度合は分
散機により鉄系黄色顔料を分散させ１０μｍ以下に分散
させるのに要する時間を測定して塗料化分散速度として
表わした。

その結果３８ｍｍ７１０μｍであった。

【図面の簡単な説明】

図面は、鉄系黄色顔料の分散度合を表わしたものであり
、図中Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ実施例１、実施例２、比較
例１により得られた鉄系黄色顔料の分散度合を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１平均粒子径０．０７〜０．４０μｍであり、且つ粒
子径の平均値に対する標準偏差の割合が２５パーセント
以下である酸化鉄ＦｅＯｘ（但し１．３３≦×≦１．５
０）粉末を出発原料とし、該出発原料４７〜５３モル％
（ＦｅＯｘに於いてｘ＝１．５０換算）に対し、Ｚｎｏ
を５３〜４７モル％混合し、８００〜９５０℃の温度範
囲で焼成することにより得られるＦｅとｋとからなる複
合酸化物を粉砕し、平均粒子径０．１０〜０．５０μｍ
１粒子径の平均値に対する標準偏差の割合が２２パーセ
ント以下である粉末とすることを特徴とする鉄系黄色顔
料粉末の製造法。２平均粒子径０．１０〜０．３０μｍであり、且つ粒
子径の平均値に対する標準偏差の割合が２０パーセント
以下である酸化鉄ＦｅＯｘ（但し、１．３５≦Ｘ≦１．
５０）粉末を出発東料とする特許請求の範囲第１項記載
の鉄系黄色顔料粉末の製造法。