JPS60260426A - 整粒酸化クロムおよびその製造法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、微細でかつ整粒された酸化クロムレよびその
製造方法に関する。その目的とするこころは、高性能顔
料、金属あるいはセラミックスの精密研摩材、セラミッ
クス原料として最適な酸化クロムを提供することにある
。

従来技術 従来、顔料、研摩材、耐火物、電子材料に用いられてい
る粉末状の酸化クロムは、無水クロム酸の熱分解する、
いわゆる乾式法と重クロム酸塩の還元、水酸化クロムの
加熱脱水した後、焼成するいわゆる湿式法があり、いず
れも得られたもの゛を粉砕、分級することにより工！的
に製造されている。かかる方法に基づく市販の従来、工
業的に市販されている酸化クロムをコールタ−カウンタ
ーによる粒度分布測定法で粉末度をみると、そのほとん
どＱ、７４乃至３μｍの範囲にあり粒度分布が広く、Ｄ
２５／Ｄ７５で表わすと２．２から７．５である。２戸
以上の粗粒は、２０％乃至６０％を含有して比較的粒子
が粗く、かつばらつきが非常に大きい。

他方、このようなことから微細酸化クロムを得る方法も
従来から知られており、例えば無水クロム酸に窒素化合
物を添加して焼成する方法（特願昭５０−０８００７８
号、特願昭５０−９０２１４号）、重クロム酸ナトリウ
ムと硫安とを原料として焼成する方法（特開昭５２−８
９９９号）が提案されている。しかし、この方法でも平
均粒子径を０．８乃至１．１μｍ程度に比較的微細化す
ることは可能であるが粒度分布は他の方法と同じく非常
に分布の幅が広く、例えば累積分布比（Ｄ２゜／Ｄ７５
）　で２．２から４程度と広く、２μｍ以上の粗粒分を
１５％から３５％と高濃度に含有する。

これら、従来の酸化クロム製造法ではいずれも近時使用
増加しているファイン他高機能製品の原料としては粒度
分布のバラツキが大きく、粒径が制御されていないため
に、これに追従する品質をもった酸化クロムを提供でき
ない欠点があった。

また、窒素酸化物を存在させて微細酸化クロムを製造す
る方法はＮＯｘガスの発生を伴う欠点がある。

発明が解決しようとする問題点 酸化クロムを工業的に製造するには乾式法であれ湿式法
であれ必ず焼成、粉砕、分級の工程を経由するわけであ
るが、上記のように粉末度に大きなバラツキが生ずる原
因として原料中の不純物が偏在することや焼成炉におけ
る温度分布の不均一によって、生成する酸化クロムの粒
子径が不揃いになったり、凝集状態が不均一となると考
えられるという他の酸化物の製造と同様の一般的原因の
外に、酸化クロム固有の原因として粒子の静電気特性の
ゆえに、微細に粉砕又は分級工程を経るにも拘らず再凝
集して結果的には常に上記のようなブロードな粒度分布
を至ると考えられる。

本発明者は、ファインセラミックス、電子材料、高性能
顔料等に要求される酸化クロム１こついて鋭意研究した
ところ、特に粒度特性多こついてみると、特定の平均粒
子径と粒度分布のノくラツキは著しく小さいことが好ま
しいことを知見した０ 問題を解決するための手段 本発明は、このように従来では得られなかった新規な整
粒酸化クロムおよびその工業的１こ有利な製造法を提供
するものである。

すなわち、本発明の要旨とするところは、微細酸化クロ
ムであって、その粉末度をコールタ−カウンター法によ
り粒度分布測定でめられた体積メディアン径が０．３〜
１．５μｍの範囲にあり、かつ累積粒度分布比（Ｄ２５
／Ｄ７５）が１．５〜２．０であることを特徴とする整
粒酸化クロムおよびその製造法にかかる。

本発明にがかる整粒酸化クロムは、現在の市場にも全く
がいのみならず、文献的にも知られていない、粒度分布
がシャープでかつ微細な粉末である。

かかる粒度特性を有しているか否かは、代表的粒度分布
測定法の１つであるコールタ−カウンター法において容
易に調べることができる。

ここに、体積メディアン径（Ｄ、。）というのは一般的
には平均粒子径に相当するものであり、また累積粒度分
布比というのは、上記測定法でめられる累積分布曲線の
勾配をみることにより杷握することができる。

〔式中Ｒは累積分布比Ｄ２５又はＤ７５は累積分布曲線
の累積２５％又は累積７５％に相当する粒子径（μｍ）
を示す〕 で表わされるものであり、Ｒの値が１．５〜２．０の範
囲にあって粉末度のノ（ラツキが非常に狭いことを意味
するものである。

かかる上記の観点から、従来市販されている内外の酸化
クロムについて調べてみると次の如くである１、 ゛　第　１　表 本発明において、粒度特性が上記ζこ限定された理由は
後述する製造上の理由から基づかれたことは勿論である
が、ファインセラミックス、着色剤又は精密研摩材等の
用・途□において好適な特性値であることを見い出した
ことによる。

例えば２〜３μｍ以上の粗粒部分が多いと、他の金属酸
化物で固溶化あるいはスピネル化した焼結体のファイン
セラミックスを裂遺する場合、その焼結体の均一な一溶
化反応等が不完全のみならず、相対密度の高い高緻密化
された焼結体が仲々得られない。

又、着色剤として使用した場合には、着色力が非常にす
ぐれ従来品と比較してみると、その使用量を２０〜４０
％も著しく減らす、ことができる。

従って、体積メディアン径Ｄ５０を０．３以下にすると
と悼、その微細化技術上の問題もさることながら、逆２
に透明性が生じて陰べい力が低下するのみならず、研摩
材としてもその効果が低減してくることになる。

このように本発明にかかる酸化クロムは、技術的かつ用
途的な理由又は目的から、上記の如く極めてよく整粒さ
れたもので、−に従来品と異外るところは約２μｍ以上
の粗粒部分が著しく少ないことが特徴的であると云うこ
とができる。

次に、本発明にがかる整粒酸化クロムの製造法について
説明する。

すなわち、本発明にがかる整粒酸化クロムの製造法は、
会知の方法により製造された酸化クロム粉末を更に４０
℃以上の温風下で乾式遠心分級して整粒することを特徴
とするものである。

本発明において原料酸化クロムは乾式法又は湿式法を問
わず、いずれの製法で得らｉた履歴の酸化クロムであっ
ても全く差支えない。このことは、２〜３μｍ以上の粗
粒部分を含む゛ことは勿論、平均粒子−がその範囲にあ
る場合のものであってもよい。

いずれかの、製法で得られた酸化クロム粉末を本発明で
は更に４０℃以上好ましく−は５５℃以上の温風下で乾
式分級機を用いて整粒するところに、その特徴がある。

分級機内の気流温度４０℃以上好ましくは５５℃以上の
温風下で分級する理由の詳細な機構は明らかでないが、
恐らくは鹸化クロムの粒子表面の静電気特性分子間相互
作用あるいは水分量等に変化が生じた゛ことによると推
定され、この温度において粒子のアグロメレート性が実
質的になくなって、目的の分級が効果的に行えると同時
に分級機本体および周辺機器内部の粉体の付着が防止で
きることによる。

従って、分級機内部への付着性についてみると分級機ケ
ーシング内側材質を種々変えて分級機内の通風温度を変
えた場合、本発明者の実験によれば、次表め結果が得ら
れた。

第　２　表 ×・・・・・・・・・付着により連続運転不可能へ・・
・・・・・・・一部付層するが、架橋防止対ｔｔｉこよ
り連続運転可能 Ｏ・・・・・・・・・付着殆んどなく、連続運転に特別
の対策不要 この実験の結果、ケーシングの材質を選択すれば分級機
運転時の装置内の気流の温度が分級機内の付着性に影響
することがわかり、４ｏ乃至５０℃では若干付着がみら
れるものの一分級装置一ζハンマリング、バイブレータ
を施すこトニより運ａ運転が可能であり１．６ｏ乃至７
０’Ｃ以上では殆ど付着がみられず、特別な架橋防止対
策を施さずに安定な連続運転ができる。

このように、本発明は遠心分級機に属する乾式分級機を
用いて分級することに他の特徴があるが、かかる分級機
としては、例えばミクロンセパレーター、スパーセパレ
ーター（ボッカワミクロン株式会社製）、アキュカット
（日本ドナルドソン株式会社ｌ１ｌ）、ミクロプレ、ク
ス（アピネ株式会社製）、ホイ、アーエアセパレ一ター
（奈良機械株式会社製）などがあげられる。

かる酸化クロムの整粒に際しては、上記粉末度に適合す
るようにローターの周速度又は回転数を設定して分級限
界粒子径を設定すればよい。

従って、本発明ではこの分級限界粒子径が０４〜２Ｉｔ
Ｐｎの範囲にあれば多くの場合、上記粉末度特性のもの
が得られる。

このようにして、分級機微粉出口から排出された整粒酸
化クロムは、バッグフィルターあるいは電気集塵機で捕
集回収し製品とする。他方分級機粗粉出口から得られる
粗粉は必要に応じて粉砕機、例えば衝撃式粉砕機、ボー
ルミル。

振動ボールミル、口〜ラーミル、ジェット粉砕機などｌ
こより再粉砕し、再び分級＊ｉｃ戻し製品化することも
できる。

なお、本発明にかかる酸化クロム粉末は、分級の際又は
分級後必要に応じ有機シリケート化合物、高級脂肪酸又
はその金属塩、その他高級アルコール、油脂、ロウ、ワ
ックス等の炭化水素類を用いてその粒子表面と疎水化処
理しておくことにより、−要分散性を向上させることが
できる。

有機シリケート化合物としては、例えば、ビニルトリス
（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリメトキシ
シラン、ビニルトリエトキシシラン、α−メタクリロキ
シプロピルメトキシシラン、β−（３，４エポキシシク
ロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、ｒ−グリシト
キシプロビルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチ
ル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（
アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシ
ラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等のシラ
ンカップリング剤、テトラメチルシラン、ジメチルエチ
ルシラン、トリメチルブチルシラン、トリメチルフェニ
ルシラン、トリエチルプロピルシラン、テトラエチルシ
ラン、テトラエチルシラン等のシラン化合物、ポリジメ
チルシロキサン、ノチルハイドロジエンボリシロキサン
、メチルフェニルシロキサン、エーテル変性ポリシロキ
チン、オレフィン変性ポリシロキサン、フッ素変性ポリ
シロキサン、アルコール変性ポリシロキサン、高級脂肪
酸変性ポリシロキサン、アミン変性ポリシロキサン等の
シリコーンオイル等があげられる。

高級脂肪酸としては例えば、カプロン酸、カプリン酸、
ラウリン酸、ミリスチン酸、バルミチン酸、ステアリン
酸、ベエニン酸、オレイン酸、リノール酸、υルイン酸
、リグノセリン酸、セロチン酸等であり、それらの金属
塩としては、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム
又は亜鉛の塩類であり、油脂類としては、例えばオリー
ブ油、アーモンド油、落花生油、ヒマシ油、ヤシ油、綿
実油、パーム油、ゴマ油等であり、ロウ類としては、例
えばミツロウ、カルナバロウ、ケイロウ等であり、高級
アルコールとしては例えばセタノール、ステアリルアル
コール、ラノリンアルコール、パチルアルコール、ヘキ
サデシルアルコール類であり、炭化水素としては、例え
ばスクワラン、スクワレン、流動パラフィン、ワセリン
、固形パラフィン、オシケライト、マイクロクリスタリ
ンワックス等であり、エステル類としては、イングロビ
ルミリステート、イソプロピルパルミステート、ミリス
テルセテレート、蔗糖脂肪酸エステル、ミリスチルパル
ミテート、ステアリン酸エチル、エチレングリコールジ
ステアレート等がアケられる。

かくして、得られた酸化クロム粉末はいわゆる平均粒子
径０．３ｆｉＷＬ乃至１．５μｍでかツＤｇ６／Ｄ７５
比でＯＬ５乃至２．０で表わされる整粒された粉末であ
り、特に２μｍ以上の粗粒分が著しく少いためファイン
セラミ、り原料、ファインケミカルの原料、高級仕上げ
研磨剤、高性能顔料として全く理想的であり、関連の工
業の発展に大いに寄与するところが極めて大きい。

実施例１ 分級機は１次空気の温度を７０℃に保ち、分級点（分離
限界粒子径）を０．８μｍで運転した。分級機の微粉出
口からバグフィルタ−を経由して整粒酸化クロムを回収
し、粗粉出口から粗粉を分離した。

得られた整粒酸化クロムは収量が毎時０．２５ゆで平均
粒子径Ｄ６０は０．８５．、、、　Ｄ２５／Ｄ７．比１
・６であ、す、２μｍ以上の粗粒部は３％であつた。分
級機内の付着は認められず連続運転は可能であった。

なお、粒度分布はコールタ−カウンター法にてめたもの
であり、以下同じ。

実施例２ 実施例１で用いたと同じ酸化クロムを原料として毎時３
０時を乾式分級機供÷（スパーセバレー９−Ｍ５Ｓ−１
型：ホソカワミクロン株式会社製）に供給し、分級機は
１次空気の温度を７０℃に保ち、分級点を０．８μｍで
運転した。分級機の微粉出口からバグフィルタ−を経由
して整粒酸化クロムを回収し、粗粉出口から粗粉を分離
した。

得られた整粒酸化クロムは収量が毎時１０ゆで、平均粒
子径４１０．８０ｔｔｍで、Ｄ２５７′Ｄ７６比１．６
であり、２μｍ以上の粗粒部分は３％以下であった。分
級機内の付着は認められず連続運転は可能であった。な
お、粗粉部分は粉砕助剤を添加してジェット粉砕機にか
けて粉砕した後、再び分級機にかけて連続運転した。

実施例３ 乾式法で得られた酸化クロム（平均粒子径１、１７”’
　、　Ｄ　２５／　Ｄ　７５比２．６）を原料として毎
時３０に９を実施例２と同じ乾式分級機に供給し、分級
機は１次空気の温度を７０℃に保ち、分級点を０．８μ
ｍで運転した。分級機の微粉出口からバグフィルタ−を
経由して整粒酸化クロムを回収し、粗粉出口から粗粉を
分離した。

得られた整粒酸化クロムは収量が毎時１０ｋｆで、平均
粒子径は０．８０＃ｔｔｓで、Ｄ２．　／Ｄ７５比２．
０であった。分級機内の付着は認められず連続運転は可
能であった。゛ 実施例４ 実施例３において分級点を０．５μｍ、かつ分級機の１
次空気温度を８０℃に保った以外は実施例３と同じ条件
で分級操作したところ、得られた整粒酸化クロムは収量
が毎時７．２ユで平均粒子径は０．５０ｆｉｍでＤｊ！
５／Ｄ７５比１．６であり、粗粒部分は粉砕助剤を添加
して振動ボールミルにかけて粉砕した後、再び分級原料
として使用した。

実施例５ 実施例１と同じ酸化クロム（平均粒子径２．２ｆｉｍ、
　Ｄ２５”Ｄ７５比５．４）を原料として毎時３０ゆを
実施例２と同じ乾式分級機に供給し、分級機は１次空気
の温度を４゛０℃に保ち、分級点を０．８μｍで運転し
た。分級機の微粉出口からパグフィルターを経由して整
粒酸化クロムを回収し、粗粉出口から粗粉を分離した。

得られた整粒酸化クロムは収量は毎時１０ゆで、平均粒
子径はｏ、　ｓ　ｏ　ｔｔｍで、Ｄ！５／Ｄ７５比１．
６であった。

分級機内の付着は少量認められたが、自動ノ・ンマリン
グ装置を取り付けると連続運転は可能であった。

比較例１ 乾式法によって得られた酸化クロム（平均粒子径１．８
　ｐｍ　、　Ｄ　２５／Ｄ　７５比５．４）を原料とし
て毎時３０ｖを実施例２と同じに供給し、分級機は１次
空気の温度を室温として、分級点を０．８μｍで運転し
た。

分級機内の付着が著しく、装置内で閉塞を起し連続運転
は不可能で分級することができなかった。

実施例６ 実施例２又は実施例４で得られた整数酸化クロム１００
重量部にメチルノ１イドロジェンボリシロキチン３重量
部をベンゼン１８重量部に溶解した液を添加して充分混
練して均一化する。

次いで、室温にて風乾してベンゼンを除いた後１３０℃
で３時間焼付処理してオルガリシリコンで表面処理した
ところ、いずれも分散性は一層良好になった。

参考例 実施例２又は実施例６で得られた整粒酸化クロムと市販
の顔料用酸化クロムとの着色力を比較した。

比較方法： 試料酸化クロムを０．２５　＃　、顔料用酸化チタｙ（
ＫＲＯＮＯ８ＫＲ−４８０チ９７エ業株式会社　）を０
．７５　Ｐ、試薬ひまし油を０５＃をクーバーマラーで
１５０ボンドの荷重で３００回混練しペーストを得る。

ペースト１．０　Ｏｆをクリアーラッカー（パイラック
−３２００日本ペイント株式会社　）４．Ｏｆと混合し
たのち、ドクターグレードで厚み９．１５ｍｍでアート
紙に塗布し、乾燥後カラーメータ（スガ試験機３Ｍ−２
）で測色し、ＪＩＳ　Ｚ８７３０　色差表示方法におけ
るり、ａ、ｂ値をめた。緑色顔料の酸化クロムを白色顔
料の酸化チタンでうすめた場合の白色度Ｗの大きさで着
色力を比較した。

白色度Ｗの小さい程、着色力が優れていることを示す。

但、Ｗは次式による。

Ｗ　＝　１００−　（（１００−Ｌ）２＋　ａ２＋ｂ２
〕１測定結果： ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　微細酸化クロムであって、その扮末度をコール
   タ−カウンター法による粒度分布測定でめられた体積メ
   ディアン径（Ｄ５ｏ）が０．３〜１．５μｍの範囲にあ
   り、かつ累積粒度分布比Ｒ（Ｄ、、／Ｉ）７５）が１．
   ５〜２．０の範囲にあることを特徴とする整粒酸化クロ
   ム。 （２）　微細酸化クロムが表面改質剤で疎水化されたも
   のである特許請求の範囲第１項記載の整粒酸化クロム。 （３）　表面改質剤がオルガノシリカ化合物である特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の一粒酸化クロム。 （４）　酸化クロム粉末を４０℃以上の温風下で乾式遠
   心分級することを特徴とする整粒酸化クロムの製造法。 （５＋　遠心分級の分級点（分離限界粒子径）を０．５
   〜１．４μｍに設定する特許請求の範囲第３項記載の整
   粒酸化クロムの製造法。