JPS6021923B2

JPS6021923B2 - 鉄系黄色顔料粉末の製造法

Info

Publication number: JPS6021923B2
Application number: JP920380A
Authority: JP
Inventors: 好美山口; 勲史服部; 昭夫中野
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 1980-01-28
Filing date: 1980-01-28
Publication date: 1985-05-30
Also published as: JPS56106961A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、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０．１〜０．ｙｍであり、粒
子径の平均値に対する標準偏差の割合が松％以下であっ
て、鮮明且つ顔料分散性も優れた鉄系黄色顔料を提供す
るところにある。

従来、機機物質より成る黄色顔料としては黄色酸化鉄（
合水酸化第二鉄）顔料の他、黄鉛、カドミウム・ェロー
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・ェロー等の顔料は、鉛、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釆つつある昨今
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Ｆ
ｅとＺｎ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
子が分散し驚く、また塗料の貯蔵に際してはケーキング
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優れた着色効果を得よ
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〈永
年に亘つ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粒子径、粒
度分布に依存していることを緩めたのである。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
鉄粒子の取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Ｚｎ○粒子の混合物を８００
午○以上の高温度で焼成すると、固相反応によりＦｅと
Ｚｎ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Ｚｎ○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（８００ｑｏ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
発原料として針状晶含水酸化第二鉄粒子を用いた場合に
は、焼成時に針状晶含水酸化第二鉄粒子が脱水されて酸
化第二鉄粒子になる反応と、該酸化鉄粒子へのＺｎ○の
拡散反応が同時に生起するために、酸化鉄粒子へのＺｎ
０の拡散が均一、且つ速やかに起るものと思われ、従っ
て鮮明な鉄系黄色顔料とすることができるが、出発原料
である酸化鉄粒子への均一なＺ肘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→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、出発原料として針
状晶酸化第二鉄粒子を用い、且つ粒度並びに粒度分布を
所望する大きさに予じめ調整しておくことにより、出発
原料である酸化鉄粒子への均一なＺｎ○の拡散反応を起
こさせてＦｅとＺｎとからなる複合酸化物を得る条件を
見し、出し、粒度並びに粒度分布が極めて均斉な鉄系黄
色顔料を得ることを可能とし、本発明を完成したのであ
る。

即ち本発明は、長軸の平均粒子径０．４〜１．坪ｍであ
り、且つ最軸の粒子径の平均値に対する標準偏差の割合
が２５％以下である針状晶含水酸化第二鉄粒子を出発原
料とし、該出発原料４７〜５３モル％（Ｆｅ２０３換算
）に対し、Ｚｎ○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Ｚｎとからなる複合酸化物を粉砕し、平均粒子径０．
１〜０．科ｍ、粒子径の平均値に対する標準偏差の割合
が２２％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
的とする鮮明な黄色を呈し、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長軸の平均粒子径０．
４〜１．坪ｍであり、且つ長軸粒子径の平均値に対する
標準偏差の割合が２５％以下である針状晶含水酸化第二
鉄粒子でなければならない。ここでの長藤の平均粒子径
につＣ、ては電子顕微鏡写真により測定した値であり、
０．叫ｍ以下の場合には、焼成時において酸化鉄粒子の
凝集が起り易く、更にはＺｎＯとの固相反応時に粒子間
焼給が生じ易く、一方、１．＆ｍ以上の場合には、均一
な間相反応が起りにくく、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。また長藤の粒
子径の平均値に対する標準偏差の割合が２５％以上の場
合、粒度分布が不均斉な鉄系黄色顔料となり望ましい群
黄色が得難く、しかも顔料分散性に悪影響を及ぼす為好
ましくない。尚、工業的見地からすると長鰍の平均粒子
径０．７〜１．０仏ｍであり、且つ最軸の粒子径の平均
値に対する標準偏差の割合が２０％以下とするのが好ま
しい。尚、上記した出発原料とする針状晶含水酸化第二
鉄は例えば以下に示す様な製法により得ることができる
。

即ち、第一鉄塩水溶液にアルカリを添加して水酸化第一
鉄を生成し、所定のｐＨ、温度で空気を吹き込み酸化し
て針状晶含水酸化第二鉄粒子とする製法がある。上記し
た製法により得られる針状晶舎水酸化第二鉄は通常軸比
（最軸／短軸）が２以上の形状異方性を有するものであ
る。

また、針状晶含水酸化第二鉄としてはＱ一Ｆｅ００日、
３一Ｆｅ００日、ｙ‐Ｆｅ００日等が知られているが、
いずれもまったく同様に使用できる。次に出発原料であ
る針状晶含水酸化第二鉄粒子と混合させるＺｎ０につい
て説明すると、Ｚｎ０は、８００〜９５ぴ０の温度範囲
で、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、作業性等を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、
針状晶含水酸化第二鉄４７〜５３モル％（Ｆｅ２Ｑ換算
）に対し、Ｚｄ０（酸化亜鉛）を５３〜４７モル％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、
針状晶含水酸化第二鉄が５３モル％（Ｆｅ２０３換算）
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、針状晶含
水酸化第二鉄が４７モル％（Ｆｅ２０３換算）以下の場
合、即ち酸化亜鉛が５３モル。０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
られにくく好ましくない。

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、８００〜９５び０の範囲でなければならな
い。

９５０ｏｏ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。

一方、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
ず赤味を帯びた顔料が得られ好ましくない。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０．１〜０．秋ｍ（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％以下でなければなら
ない。

平均粒子径０．１〜０．５〆ｍの範囲外であれば鮮黄色
を有する鉄系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％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、鮮明、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、隠ぺい力等の特性も従
来品と比較してはるかに向上したものとなる。

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、顔料とワニス（ミラミン及びアルキッド樹脂）を
分散機で塗料化し、一定時間毎に塗料の一部を抜き取り
ＪＩＳＫ５４００に従いグラィンドゲージで粗粒分を読
みとり塗料化分散速度として表したものである。実施例
１長藤の平均粒子径０．７ムｍであり、長軸の粒子径の平
均値に対する標準偏差の割合が１９．４％である針状晶
含水酸化第二鉄粒子と酸化亜鉛粉末とを混合させるに際
してＱ一Ｆｅ００日（Ｆｅ２０３換算）：５１モル％、
Ｚｎ０：４９モル％の配合比で充分に混合させ１００雌
の混合物を得た後、該混合物を造粒し、電気炉にて８５
０つ０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０．１４ｒｍで
あり、粒子蓬の平均値に対する標準偏差の割合が１８．
１％である鉄系黄色顔料粉末を得た。得られた鉄系黄色
顔料粉末を用いて頚。色用談験片を作成し、この試験片
の塗膜を色差計にて測定した結果、明度Ｌ：４３．０色
度ａおよびｂはそれぞれａ：３１．３ｂ：２５．５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ｌｏｗｍ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１８ｈｉｎ／１０仏ｍであ
った。実施例２長軸の平均粒子径１．かｍであり、長軸の粒子蓬の平均
値に対する標準偏差の割合が２４．１％である針状晶含
水酸化第二鉄粒子と酸化亜鉛粉末とを混合させるに際し
てａ−Ｆｅ００日（Ｆｅ２０３換算）：５１モル％、Ｚ
ｎ○：４９モル％の配合比で充分に混合させ１００雌の
混合物を得た後、実施例１と同様にして平均粒子軽０．
３秋ｍ、粒子蓬の平均値に対する標準偏差の割合が２１
．４％である鉄系黄色粉末を得た。

得られた鉄系黄色顔料粉末を用い実施例１と同様にして
明度及び色度を測定した結果、明度Ｌ：４０５色度ａお
よびｂはそれぞれａ：３０．ふｂ：２４．６であつっ
た。

また、実施例１と同様にして測定した塗料化分散速度は
２２ｍｉｎ／１似ｍであった。実施例３実施例１の出発原料として用いた針状晶含水酸化第二鉄
粒子と同一の針状晶含水酸化第二鉄粒子を用い、該絵十
状晶含水酸化第二鉄粒子と酸化亜鉛粉末とをａ−Ｆｅ０
０日（Ｆｅ２０３換算）：５３モル％、Ｚｎ０：４７モ
ル％の配合比で充分に混合させ１０００ｇの混合物を得
た後、焼成温度を９００℃とした以外は実施例１と同様
にして平均粒子径０．２１仏ｍであり、粒子径の平均値
に対する標準偏差の割合が１９．８％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実施例１と同様にして
明度および色度を測定したた結果、明度Ｌ：３７．９色
度ａおよびｂはそれぞれａ：３０．２、ｂ：２３０であ
った。また実施例１と同様にして測定した塗料化分散速
度は２３ｈｉｎ／１０舷ｍであった。比較例１長藤の平均粒子径１．かｍであり、長軸の粒子径の平均
値に対する標準偏差の割合が３５．５％である針状晶舎
水酸化第二鉄粒子と酸化亜鉛粉末とを混合させるに際し
てａ−Ｆｅ００日（Ｆｅ２０３換算）：５１モル％、Ｚ
ｎ０：４９モル％の配合比で充分に混合させ１００雌の
混合物を得た後、実施例１と同様にして平均粒子径０．
５秋ｍ、粒子径の平均値に対する標準偏差の割合が３８
．１％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実施例１と同様にして
明度および色度を測定した結果、明度Ｌ：３４．ふ色度
ａおよびｂはそれぞれａ：２８．１、ｂ：１８．８であ
った。

また実施例１と同様にして測定した塗料化分散速度は３
８ｈｉｎ／１似ｍであった。比較例２最軸の平均粒子蓬１．かｍであり、長軸の粒子径の平均
値に対する標準偏差の割合が２０％である針状晶含水酸
化第二鉄粒子と酸化亜鉛粉末とを混合させるに際してａ
‐Ｆｅ００日（Ｆｅ２０３換算）：５１モル％、Ｚｎ０
：４９モル％の配合比で充分に混合させ１００雌の混合
物を得た後、実施例１と同様にして平均粒子径１．３坪
ｍ、粒子径の平均値に対する標準偏差の割合が２７．２
％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実施例１と同様にして
明度および色度を測定した結果、明度Ｌ：３３ｕ色度ａ
およびｂはそれぞれａ：２６．５、ｂ：１６．５であっ
た。

また実施例１と同様にして測定した塗料化分散速度は４
１ｍｉｎ／１岬ｍ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。気１図

Claims

【特許請求の範囲】１長軸の平均粒子径０．４〜１．５μｍであり、且つ
長軸の粒子径の平均値に対する標準偏差の割合が２５％
以下である針状晶含水酸化第二鉄粒子を出発原料とし、
該出発原料４７〜５３モル％（Ｆｅ＿２Ｏ＿３換算）に
対し、ＺｎＯを５３〜４７モル％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とＺ
ｎとからなる複合酸化物を粉砕し、平均粒子径０．１〜
０．５μｍ、粒子径の平均値に対する標準偏差の割合が
２２％以下である粉末することを特徴とする鉄系黄色顔
料粉末の製造法。２長軸の平均粒子径０．７〜１．０μｍ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％以下で
ある針状晶含水酸化第二鉄粒子を出発原料とする特許請
求の範囲第１項記載の鉄系黄色顔料粉末の製造法。