JPS5936160A - 被覆したタルク及びその製法 - 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】 本発明は粒子の表面を１種又は２種以上の金属水和酸化
物で被覆したタルク及びその製法に関する。本発明の被
覆されたタルクは、分散性の改善された、また着色加工
された優れた顔料特性を有するタルク顔料である。

タルクは化学的には含水ケイ酸マダイ・シウムであって
式Ｍｇｔｓ　５ｃ４０　ｔｏ　（ＯＨ）　２で表わされ
る。

タルクは通常、微細な結晶の緻密腕又は葉状粗品の集合
塊をなして天然に産出する。良質のものは白色であるが
、不純物を含むものは灰色や淡緑色を呈する。滑らかな
感触に富むので滑石といわれる。わが国では緻密塊状の
滑石を石筆に用いたところから石筆石とも呼斤 ばれ、まだ、外国では鱗は状、粉状のものを石鹸に配合
したので石鹸石と呼ばれている。

タルク鉱石は広く世界各地に産出し、わが国でも産出す
るが、国内産は鉄などの不純物を多く含み白色度に劣る
。中国、韓国、ソ連のものが高品質である。鉱床から採
掘した原鉱は、機械的に粉砕し分級して目的とする粒度
分布、白色度などを整える。

タルクは代表的な体質顔料であり、多方面で使用され、
製紙用の充填剤として多量に用いられるほか、窯業原料
、ゴム、合成樹脂の充填剤として、寸だ絶縁材料として
使用される。医薬品及び化粧品の分野でも体質顔料とし
て広く用いられている。

従来、タルクの加工については、タルクを界面活性剤貧
有水溶液に分散させだ液に塩化第二鉄水溶液を加え、欠
いで苛性ソーダによりｐＨを９．５にし攪拌した後、水
洗、乾燥してタルクの着色加工粉末を得る方法が知られ
ている（特開昭５４−８６６３３号公報参照）。まだ、
酸化チタンとタルクを混合し焼成して白色の体質顔料を
得る方法も知られている（特公昭５３−１３４９１号公
報参照）。しかし、これらの方法によると、タルクの着
色粉末は得られるもののタルク粒子の一個一個の表面を
有効に被覆することができず、得られた製品は分散性や
色調等の顔料特性が不満足なものであった。

本発明者らは、タルクの粒子表向を漸動に被覆する技術
について研究した結果、タルクを、メタノール等の有機
溶媒を含有した水溶液に分散させ、この分散液に硫酸チ
タニル等の水溶性加水分解性金属化合物を添加すると、
タルク粒子の一個一個の表面を金属水和酸化物で首尾よ
く被覆できることを見出しだ。

すなわち、本発明は、タルクを有機溶媒含有水溶液に分
散させだ液に１種又は２種以上の水溶性加水分解性金属
化合物を混合し、タルク粒子の表面に金属水和酸化物の
沈殿を生せしめ被覆してなる粒子の表面を１種又は２種
以上の金属水和酸化物で被覆したタルりであり、また、
この被覆しだタルクを大気中又は還元雰囲気中で２００
〜１０００℃の範囲で熱処理しでなるものである。

さらに、本発明は、タルクを有機溶媒含有水溶面に分散
させ、この分散液に１種又は２種以上の水溶性加水分解
性金属化合物を混合い次いで酸又はアルカリを加えてｐ
ｉｔを調整しタルク粒子の表面に金属水和酸化物の沈殿
も生せしめ被覆することを特徴とする粒子の表面を１棟
又は２種以上の金属水和酸化物で被覆したタルクの製法
である。

タルクは、同じ粘土鉱物系体質顔料に属する雲母、カオ
リン等と異なり、粒子表面が疎水性であるため粒子が水
にぬれにくく水中に分散しにくいから、水分散系でタル
クの粒子表面に金属水利酸化物を被侘することは一般に
は困難視されていた。それだけに本発明によりタルク粒
子の被覆の目的が達成できたことは予想外のことであっ
た。

本発明のものは、タルク粒子表面の疎水性が改善された
分散性の良好な体質顔料であり、また、使用する水“溶
性金属化合物の神類により黒、赤、黄、緑、′青、橙等
の所望の色彩に着色加工された分散性の良好な着色顔料
である。本発明の被覆したタルクは、粒子の一個一個の
表面がカーに被覆されており、光学的効果により鮮明な
色彩と深みのある色調を与える。本発明のものは、混合
顔料とする場合基材がタルクであり凝集力が弱いだめ、
混合顔料製造工程において通常行われる強力な粉砕工程
を必ずしも必要とせず、粉砕工程を省略した場合でも混
合顔料に良好な色調を力えることができる。

まだ、一般に混合顔料の製造工程では顔料粉砕機例えば
アトマイザ−、ノ・ンマーミ）し、ボールミル、ジェッ
トミル等による粉砕混合が行われ、この場合従来の混合
顔料では粉砕により色調変化を起すことがあるが、本発
明の被覆したタルクはそのような色調変化を起すことが
ない。

次に、本発明について詳述する。

本発明で使用されるタルクは、体質顔料用の市販品でよ
く粒子径も特に制限がない。タルクの便用量がタルクの
粒子径によって異なることは、後に述べる。

本発明では、まず、かかるタルクを有機溶媒含有水溶液
中に分散させる。この場合、タルクをぬらして該水溶液
に分散させるのに必要な水溶液濃度、つまり水溶液にお
ける有機溶媒の必要含有量は、有機溶媒の種類によって
異なる。本発明で使用される有機溶媒は水６］溶性のも
ので、例えば１価又は多価のアルコール類、ケトン類、
エーテル類、エステル類に属するものが挙けられる。

有機溶媒の各具体例について、水溶液の必要最小限の濃
度、つまり有機溶媒の必要最小限の含有量を示すと次の
とおりである。

メタノール　　　　　　　　　　　　　　２０　　容量
％エタノール　　　　　　　　　　　　　１５ｎ−プロ
ノぐノール　　　　　　　　　　　１０ｉｓｏ　　−ノ
ロノやノール　　　　　　　　　　１住ｎ−ブタノール
　　　　　　　　　　　　５ｓｅｃ　　−ブタノール　
　　　　　　　　　　５ｉｓｏ−ブタノール　　　　　
　　　　　　５ｔｅｒｔ−ブタノール１０ エチレングリコール　　　　　　　　　４０プロピレン
グリコール　　　　　　　　３５グリセリン　　　　　
　　　　　　４５ブチレングリコール　　　　　　　　
　４５ノエチレングリコール　　　　　　　　３０アセ
トン　　　　　　　　　　　　　　１０メチルエチルケ
トン　　　　　　　　　　５ノアセトンアルコール　　
　　　　　　１０テトラヒドロフラン　　　　　　　　
　１０ギ酸メチル　　　　　　　　　　　　　　５酢酸
メチル　　　　　　　　　　　　　５グリコールカルボ
ナート　　　　　　　３０タルクを水溶液中に分散させ
るためには、有機溶媒はそれぞれここに示しだ量以上水
溶−液中に含廟させることが肝要である。

前記のように有機溶媒含有水溶液は、有機溶媒の種類に
よりタルク粒子の表面をぬらし液中に分散させるのに必
要な濃度が異なるが、これは有機溶媒の極性の違いによ
り粒子表面のぬれ性に違いを生ずるためと推察される。

かかる有機溶媒含有水溶液にタルクを分散させるに当っ
ては、過量のタルクを使用すると粒子表面がぬれず有効
な分散が達成できないので、適量のメルクを使用しなけ
ればならない。この場合、許容最大分散量は原料タルク
の粒子径によって異なり、その関係を示すと−Ｆ表のと
おりである。

第１表 水溶液中のタルクの分散量は、タルクの粒子径に応じて
第１表に示す許容最大分散量以静 下にすることが肝要である。この分散量をぎえると、タ
ルク粒子の表面が水溶液で充分にぬれないだめ被覆が有
効に行われず、水溶性加水分解性金属化合物の沈殿粒子
で被覆されない部分を生ずる。

本発明で使用される水溶性加水分解性金属化合物は、タ
ルクの粒子表面に金属水利酸化物を被覆させるものであ
ればよく、次のものを例示することができる。

硫酸チタン、硫酸チタニル、四塩化チタン、三塩化チタ
ン、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、塩化アルミ
ニウム、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、硫酸第一鉄、
硫酸第二鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硝酸第二鉄、燐
酸第一鉄、燐酸第二鉄、塩化コバルト、硝酸コノクル）
、燐酸コバルト、ｆａ酸コパルｌ−等（７）　無機基、
並ひに、酢酸コバルト、ギ酸コバルト、／ユウ酸コバル
ト等の有機塩、及びケイ酸すトリウム等のり゛イ酸塩な
ど。これらを１種又は２種以上使用することができる。

水溶性加水分解性金属化合物は、タルク分散液に固体の
一１寸、又は水溶液若しくは有機溶媒含有水溶液として
混合してよいが、液の形で混合するのが好ましい。

タルクに被覆させる水和酸化物の量は広い範囲で変化さ
せることができ、通常タルクに対して酸化物として０．
０５〜５０重ｆｉ：　％である。

０．０５　重量％±満の場合はメルクの粒子表面が均一
に被覆されないだめ被覆効果が現われず、また５０重量
係を超える場合はタルクの触感性が極瑞に悪くなる。

被覆の操作は、通常パンチ法で行われるが、タルクを含
んだ分散液を連続的に流しこれに金属化合物水溶液を加
えるごとき連続法で行ってもよい。

タルクを含む分散液に被擦試薬である水溶性加水分解性
金属化合物を添加し、所望の金属水利酸化物の沈殿を生
せしめる。

被覆試薬すなわち水溶性加水分解性金属化合物は１種又
は２種以上使用されるが、例えば２種使用する場合タル
ク分散液にはじめにチタン化合物等を加え加熱して沈殿
を生ぜしめ、次いで他の鉄化合物等を加え加熱して沈殿
を生せしめるか、又はタルク分散液に同時にこれら２種
の化合物を加え加熱して沈殿を生せしめてもよい。

被覆終了後、常法に従って顔料をｐ過、洗浄、乾燥して
製品を得る。製品はそのままで顔料として使用できるが
、種々の異なった色彩や使用感を得させるだめに、製品
を史に大気中又は還元雰囲気中で２００〜１０００℃の
温度範囲で熱処理することができる。過度に高温で処理
するとタルク顔料が脱水され触感性が悪くなる。好せし
い処理温度は９００℃以下である。加熱時間は通常０．
５〜２０時間である。

さらに、本発明は被覆したタルクの製法であって下記要
旨のものである。

タルクを有機溶媒含有水ａ液に分散させ、この分散液に
１種又は２棟以上の水溶性加水分解性金属化合物を混合
し、次いで酸又はアルカリを加えてｐＨを調整し、タル
ク粒子の表面に金属水和酸化物の沈殿を生せしめ被覆す
ることを特徴とする粒子の表面を１棟又は２棹以上の金
属水利酸化物で被覆したメルクの製法。

本発明の製法において、被覆試薬である水溶性加水分解
性金属化合物の徐加によりｐｌ＋が酸性になったときは
沈殿を起させるだめにアルカリを加え、また、逆に液の
ｐｌ＋がアルカリ　　性になったときは沈殿を起させる
だめに酸を加える。通常は被覆試薬を添加する前文ｉｄ
（及び）後に液を沸とう温度に加熱し沈殿を生ぜしめる
。

次に、本発明を実施例により説明する。例中で部とある
は重量部を表わす。

実施例１ メタノールの４０容量係水溶液ｌｏｏ　部に原料のタル
ク（平均粒子径５．０μｍ）２０部を加えて充分に攪拌
し均一に分散させた。得られた分散液に濃度４０重搦チ
の硫酸チタニル水溶液２８部を加えて、攪拌しながら加
熱し６時間沸とうさせた。放冷後、沖過、水洗し１００
℃で乾燥して、水利チタン酸化物で被覆されたタルク顔
料２４部を得た。

この製品タルク顔料の粒子の表面状態は第１図の走査型
電子顕微鏡写真に示すとおりである。これによれは、製
品メルク顔料の粒子−個一個の表面が微粒子状のもので
充分に被覆されている状態を観察することができる。

従来品である原料タルク（未処理）の同じ写真１ｌ−１
第２図に示すとおりである。寸だ、製品タルク顔料のＸ
線回折図（Ｃｕ　−Ｋｄ線）は第３図に示すとおりであ
り、これによれば回υｒ角（ブラック角２θ）２５°　
付近にブロードのピークが認められ、これはアナターゼ
弗酸化チタン［’；ｏ、、）の最強−一りの（１０１）
に相当し、製品タルク顔料の表面に被覆しているものが
酸化チタンであることがわかる。

従来品である原料タルクのＸ線回折図は第４図に示すと
おりである。

実施例２〜８ タルク（平均粒子径３．０μｍ）を原料として、下記第
２表に示すとおり、水溶性有機溶媒の種類、その水溶液
濃度、タルク使用量、加水分解性金属化合物の種類、加
水分解時のｐＨと温度を変えたほかは、実施例１と同様
にして＠属水和酸化物で被覆されたタルク顔料を得だ。

実施例９ タルク（平均粒径７．０μｍ）２０部をエタノールの３
０容量襲水溶液１００　部に加え充分攪拌して均一に分
散させた液に、濃度４０重量：％の硫酸チタニル水溶液
を１４部加えて、攪拌しながら加熱し２時間別とうさせ
た。放冷し液温か８０℃になってから濃度１４＠量％の
硫酸第１鉄水溶液を５３部加えた。次いで濃度１６重重
量％苛性ソーダ水溶液を滴下し液のｐＨを１１とし、８
０℃で攪拌しながら９６時間放置した。放冷後、濾過、
水洗し１（１０℃で乾燥して黒色の粉末２４部を得た。

このもののＸ線回折図は第５図に下すとおりてあり、こ
こでは、タルク、アナターゼ型酸化チタン及び黒酸化鉄
（Ｆｎ３０４　）の回折線が認められ、生成粉末が黒色
を呈している理由が黒酸化鉄のためであることがわかる
。壕だ、この黒色粉末の走査型電子顕微鏡写真（提示し
ていない）によると、タルク１７子の表面が酸化チタン
と黒酸化鉄で被覆されている状態を観察することができ
た。

実施例１０ 前記実施例９と同様にして黒色の粉末を作った後、この
ものを大気中８　Ｕ　０℃で焼成し赤色の粉末を得た。

得られた赤色粉末のＸ線回折図は第６図に示すとおりで
あり、ここではタルり、アナターゼ型酸化′ｆタン、光
酸化＃（（χ−／；″Ｑ２０３）の回折線が認められる
。これは８００℃焼成により黒酸化鉄がｒ−Ｆ’ｔｂ２
０３　　を経て赤酸化鉄に変化したことによる。まだ、
この赤色粉末の走査型電子顕微鏡写真（提示していない
）によると、メルク粒子の表面が酸化チタンと赤酸化鉄
で被覆されている状態を観察することかでき／こ。

実施例１１ 前記実施例９と同様にして、硫酸チタニル水溶液を加え
２時間別とうする１での操作を行った。液を室温まで放
冷しだ後、濃度１４重重量％硫酸第１鉄水溶液５３部を
加え、次いで濃度１６重重量％苛性ソーダ水溶液を滴下
し、液のｐＨを６とし、室温で攪拌しながら９６時間放
置した。濾過、水洗し残渣を１００℃で乾燥１〜で黄色
の粉末２４部を得だ。

得られた黄色粉末のＸ線回折図は第７図に示すとおりで
あり、ここではタルク、アナターゼ８！Ｉ酸化チタン、
黄酸化鉄（α−ｐｘｏｏｕ）の回折線が認められた。捷
た、この黄色粉末の走査型電子顕微鏡写真（提示してい
ない）によると、タルク粒子の表面が酸化チタンと黄酸
化鉄で被覆されている状態を観察することができた。

実施例１２ タルク（平均粒子径５，０μｍ）２０部をエタノール２
０容量係水溶液１００　部に加え充分攪拌し均一に分散
させだ液に、濃度４０重重量％硫酸チタニル水溶液１４
部を加えて、攪拌しながら加熱して２時間別とうさせた
。

放冷後、濃度２８重重量％硫酸コバルト水溶液７部を加
えた。＠度１６重量％の苛性ソーダ水溶液を滴下し液の
ｐＨを８とし、室温で攪拌しながら４時間放置した。そ
の後、と過、水洗して残渣を１００℃で乾燥した。乾燥
粉末を８５０℃にて３時間焼成したところ緑色の粉末２
３部を得だ。このものはコバルトチタネートで被〜され
たタルつてある。

実施例１３ タルク（平均粒子径３０μｍ）４０部をメタノール３０
谷量易水溶液８００　部に加え充分攪拌し均一に分散さ
せた液に、濃度１３．５重量％の塩化アルミニウム水溶
液１００　　部、及び濃度１６．５　重量％の塩化コバ
ルト水溶液３６．５　部を加えた。混合液に１６重重量
％苛性ソーダ水溶液を滴下し、液のｐＨを９としだ後、
室温で攪拌しながら２時間放置した。その後、濾過、水
洗して残渣を８０℃で乾燥した。乾燥粉末を８００℃で
４時間焼成し、青色の粉末５２部を得た。このものはコ
パル］・了ルミイ・−トで被覆されたタルクである。

以上の実施例１〜１３て得られた製品のうち代表的なも
のを選んで下記の顔料混合物を作り、これについて顔料
性能を試験した。比較のだめ、従来品からなる下記顔料
混合物を作って同じ試験を行った。

〔本発明顔料混合物〕

実用例１の製品　　　　　　　　　８０　　重量係実施
例９の製品　　　　　　　　　　０２８実施例１０の製
品　　　　　　　　　５．６４実施例１１の製品　　　
　　　　　１４．０８〔従来顔料混合物〕 タルク（浅田製粉社）　　　　　　　８８　　重量％酸
化チタンｐ−２５（デグザ社）１０ マビコブラツク（チタン工業社）　　　（１，０２８マ
ピコレツド（チタン工業社）　　　　０．５６４アマオ
ークル（尼崎製打所）　　　　　］、、４０８各顔料混
合物を２　Ｋ９秤量し、それぞれヘン７・エルミキザー
で充分混合し、混合粉末を５馬力のアトマイザ−にて１
０回粉砕した。混。

金粉末と１０回までの各粉砕粉末について分散性試験、
色分れ・色縞試険、及び色調試験を行った。試験方法と
試験結果は法のとおりであった。

■　分散性試験 混合粉末又は各回粉砕粉末１．５７をそれぞれ共栓目盛
セ１５０ｒｎ１．入り試験管に入れ、これに水を５０−
加えてポリ］・ロンにて３０秒間分散させた。分散後、
試験前立てにて静置し１時間後の分散状態を肉眼で観察
した。

水の代りに流動パラフィンを同情使用して、同様な操作
と観察を行った。

結果は下記表に示すとおりであった。

第　　３　　表 （注）◎印：極めて良好に均一分散している。

０印：均一に分散している。

×印：試験管壁面に顔料が付着し、分散状態が不良であ
る。

第３表の結果によれば、本発明顔料混合物１、従来顔料
混合物に比し、水中又は流動・ξｊフィン中の分散性が
優れていることがわかつ０ 」）　色分れ・色縞試験 混合粉末又は各回粉砕粉末６７をそれぞれＣ動パラフィ
ン４グに加え、小型３本ローラーを用いて充分に混練し
た。得られたスラリーを直径３　ａｎ　％深さ３胴のア
ルミ容器に流し７Δみ表面の状態を肉眼で観察した。

結果は下記表に示すとおりであった。

第　　４　　表 （注）　○印：表面が均一な状態になっており色縞は認
められない。

×印：表面が不均一な状態になってお り白色の色縞が認められる。

第４表の結果によれば、本発明顔料混合物は従来顔料混
合物と異なり色縞の発生がなく顔料特性が優れでいるこ
とがわかる。

■　色調試験 各回粉砕粉末について、それぞれ〃シーアナライザー６
０フ　型（日立製作所）を用いて粉末セル法で測色し、
混合粉末色を標準として各回粉砕粉末の色差を求めた。

結果ｄ、下記表に示すとおりであった。

第　　５　　表 第５表の結果によれば、本発明顔料混合物の場合、単に
ヘンシェル混合機によって混合した粉末を標準としたと
きの色差がアトマイザ−での粉砕回数によって余り増加
せず、しかも１０回粉砕したものの色差が１．１０　と
極めて小さく、′シたがって粉砕力により色調に殆んど
変化を生じないことがわかる。これに反し、従来顔料混
合物の場合には粉砕回数とともに色差が犬きくなり、粉
砕力により色調の変化が激しいことがわかる。

以上の各試験結果から明らかなように、本発明の製品で
ある金属水利酸化物で被覆しだタルクは、粉砕化しても
良好な分散性を保ち、色縞を生せず、色調変化を起さず
、優れた顔料特性を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１で得られた製品である水和チタン酸化
物で被覆したタルクの走査型電子顕微鏡写真（６，００
０倍）であり、第２図は従来品である実施例１の原料タ
ルクの走査型電子−顕微鏡写真（１０，旧）０倍）であ
る３、第３図は実施例１の製品タルクのＸ線回折図（Ｃ
ｕ　−Ｋα線）であり、第４図は従来品である実施例の
原料タルクのＸ綜目１ノｉ図（同）である９、 第５図は実施例９で得られた部第１１　’Ｆメタノ化物
と黒酸化鉄で被覆したタルクのＸ線回折図（同）である
。第６図は実施例１（］て得らｈた水和チタン酸化物と
赤酸化鉄で被覆したタルクのＸ線回折図（同）である。 第７図は実施例１１で得られた水オ［１チタン酸化物Ｊ
ゲ１酸化鉄で被覆り、たタルクのＸ線回折図（同）であ
る、１ 特許出願人　株式会社　資生堂 代理人　弁理士　　土　　居　　三　　部組　　１　　
図 手続補正書（方式） 昭和５７年１２月２５１１ 特許庁長官　若杉和夫　殿 １、事件の表示 特願昭５７−１４５４８８号 ３、補正をする者 °１１イ′１との関係　　特許出願人 ＩＩ所　　　東京都中央区銀座七丁目５番５号−４６２
−・ 第　　　１　　　図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　タルクを有機溶媒含有水溶液に分散させた液
   に１種又は２種以上の水溶性加水分解性金属化合物を混
   合し、タルク粒子の表面に金属水和酸化物の沈殿を生せ
   しめ被覆してなる、粒子の表面を１棟又は２種以」二の
   金属水和酸化物で被覆したタルク。
2. （２）有機溶媒が水口Ｙ溶性のアルコール類、ケ］・ン
   類、エーテル類、エステル類である特許請求の範囲（１
   ）のタルク。
3. （３）水溶性加水分解性金属化合物がチタン、アルミニ
   ウム、セリウム、亜鉛、鉄、コハル］・又はケイ素の化
   合物である特許請求の範囲（１）のタルク。
4. （４）　　被覆したタルクを乾燥後大気中又は還元雰囲
   気中で２００〜１０００℃の範囲で熱処理してなる特許
   請求の範囲（１）のタルク。
5. （５）　　タルクを有機溶媒含有水溶液に分散させ、こ
   の分散液に１種又は２種以上の水溶性加水分解性金属化
   合物を混合し、次いで酸又はアルカリを加えてｐＨを調
   整しタルク粒子の表面°　に金属水和酸化物の沈殿を生
   せしめ被覆することを特徴とする粒子の表面を１種又は
   ２棟以上の金属水和酸化物で被覆したタルクの製法。