JPS63112664A - 耐熱性被覆顔料の製造方法 - 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】 〔技術分野〕 本発明は親水性無機顔料の表面に金属酸化物ないしシリ
カ（以下、金属酸化物という）の被覆を設けることによ
り化学的、熱的安定性および耐候性、耐熱性に優れた顔
料を製造する方法に関する。

〔従来技術と問題点〕

一般に高温に曝される顔料は、耐熱性を向上するため顔
料の表面に耐熱性の被覆が設けられる。

例えば、カドミウム系顔料では、主成分である硫化カド
ミウムが７００℃の番２に曝されると酸化カドミウム若
しくは硫酸カドミウムを生成するため変色し、鮮明な色
調を発揮し得ない。従って、磁器タイル等のように高温
で焼付けされるようなものにはカドミウム系顔料を使用
できない問題がある。また、クロム酸鉛を主成分とする
黄鉛やモリブデンレッドは２００℃以上で樹脂と混練す
ると還元され易く１分解して変色するのでエンジニアリ
ングプラスチック入用として使用することが出来ない、
そこで、これら顔料の表面を珪酸若しくは水に不溶性の
珪酸塩で被覆し、耐熱性を高めることが行なわれている
。従来、顔料の耐熱性向上を目的とした表面処理法とし
て次のような方法が知られている。

（ａ）顔料の原料となる沈殿の生成時に珪酸塩を添加し
シリカの微粉末を分散させ、沈殿表面に付い安定な物質
と顔料とを混合して焼成することにより、顔料の酸化分
解等を防止する方法。

（ｃ）焼成した顔料の水分散液中に水溶性の珪酸塩を添
加し、更に、酸あるいはアルカリ土類金属、亜鉛、アル
ミニウム、ジルコニウム等の水に可溶性の塩を加え、珪
酸若しくは水に不溶性の珪酸塩・　を沈殿生成させて顔
料表面に付着させ被膜を形成する方法。

ところが、従来の被覆方法では顔料の一次粒子の表面を
均一にかつ緻密に被膜することが困難であり、満足すべ
き効果を達成していない。

〔問題解決についての知見〕

本発明者等は、上記従来方法の問題を克服すべく、金属
酸化物の沈着による被膜形成方法について検討を進めた
結果、親水性顔料をフルキルシリケート等の金属アルコ
キシド或はこれら金属アルコキシドと溶媒の混合溶液に
浸漬すれば比較的低温下において均一かつ緻密な被覆が
形成されることを見出し、該知見に基ず〈発明を「耐熱
性被覆顔料の製造方法ｊ等として先に出願した（特願昭
６１−１４２８０８、同６１−１４２８０９、同６１−
１４２８１０、同６ｌ−１４２８１１）　、上記方法に
よれば、従来の被膜形成方法に比べ、格段に優れた化学
的、熱的安定性を有する被覆顔料を製造することが出来
る。

本発明者等は上記先願方法を更に改良し、親水性顔料に
金属アルコキシドあるいは金属アルコキシドと溶媒との
混合溶液を添加して湿式粉砕するば、より一層均−かつ
緻密な被膜が形成され、溶媒の使用量も大幅に軽減出来
ることを見出した。

〔発明の構成〕

本発明によれば親水性無機顔料に金属アルコキシドある
いは金属アルコキシドと溶媒の混合溶液を加えて湿式粉
砕し、該金属アルコキシドの加水分解により該顔料表面
に金属酸化物被膜を形成する耐熱性被覆顔料の製造方法
が提供される。

また、その好適な実施態様として、上記湿式粉砕と同時
に、又はその後に、水を添加して金属アルコキシドの加
水分解を促進する製造方法、あるいは上記金属アルコキ
シドとして、珪素、アルミニウム、ジルコニウム、チタ
ン、ボロン、亜鉛、錫の各金属元素を夫々含むアルコキ
シドを用いる製造方法が夫々提供される。

本発明で用いられる親水性無機顔料には、カドミウム系
顔料、黄鉛、水酸化鉄、酸化鉄１群青などの着色顔料、
更に酸化チタン、亜鉛華などの白色顔料および炭酸カル
シウム、硫酸バリウムなどの体質顔料その他の殆どの無
機質顔料が含まれる。

本発明で用いられる金属アルコキシドは各金属元素の他
に珪素を含むアルコキシドであり、例えば、アルミニウ
ム、ジルコニウム、チタン、ボロン、亜鉛、錫の各金属
ないし珪素とエトキシ、メトキシ、プロポキシ等のアル
コキシ基との化合物であり、具体的には、メチルシリケ
ート（シリコンテトラメトキシド）、エチルシリケート
（シリコンテトラエトキシド）などのアルキルシリケー
トおよびジルコニウムテトラブトキシド、チタニウムテ
トラプロポキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド
、ボロントリエトキシドなどが挙げられる。これらアル
コキシド溶液は２種以上を混合して用いても良い、この
場合、夫々異なった性質のものを組合せることにより耐
熱性の他に種々の特性を付加することが出来る。

金属アルコキシドを単独に用いる他に、金属アルコキシ
ドと溶媒との混合溶液も用いられる。溶媒には金属アル
コキシドと混合性の良いものが用いられ、具体的にはメ
チルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコー
ル、アセチルアセトン、酢酸エチルおよびエチレングリ
コール等が好適である。これら溶媒を添加することによ
り顔料の分散性が高まり、顔料の粉砕が促進される。

本発明の方法においては、上記金属アルコキシド或いは
金属アルコキシドと溶媒との混合溶液を上記顔料に添加
して湿式粉砕を行なう、該粉砕はボールミル、ライカイ
機、サンドミル等の通常用いられる粉砕機を用いて行な
えば良い、尚、溶媒の揮発を防止するため密閉型の混合
粉砕機を用いるのが好ましい。

混合する顔料および金属アルコキシド等の量比は、顔料
１００重量部に対して、金属アルコキシド０．１〜１０
０重量部、好ましくは１．０〜４０重量部であり、０．
１重量部未満では被覆効果に乏しく、出半番害１００重
量部を越える範囲においては着色力、発色性に劣る。必
要ならば、溶媒を６０重量部以下金属アルコキシドと混
合して、顔料１００重量部に対して金属アルコキシドあ
るいは金属アルコキシド混合液を３５〜１００重量部加
えて湿式粉砕を行なう、該混合液の添加量が３５重量部
未満および１００重量部を越える範囲においては粉砕効
果が小さい。

また、水の添加量は、特に規定しないが、加水分解のた
めに必要な量は２０重量部以下で十分である。

親水性無機顔料に上記金属アルコキシドないしその混合
溶液を添加して攪拌混合することにより、金属アルコキ
シド、例えばテトラエチルシリケートは顔料表面の親水
性基であるジアゾ基、水酸基。

ハロゲン基、アミノ基等と結合し、加水分解を生じ、該
顔料表面に金属酸化物被覆が形成される。

該金属酸化物被覆は、例えば、アルキルシリケート（Ｓ
ｉ（ＯＲ）いＲはアルキル基〕の場合、主に一３ｉＯ−
の結合からなり、一部−５ｉＯＲの重合したものも含ま
れる。尚、一部、金属水酸化物１例えば−５ｉＯＨとし
て存在するものは、被覆形成後、焼成することにより酸
化物に変る。

本発明は、該顔料の粉砕と金属アルコキシドとの混合と
を同時に行ない、顔料の粉砕を金属アルコキシドの存在
下で行なう、このため、顔料の粉砕により常に新しい表
面が現われ、該表面で上記加水分解が継続的な進行し、
更に粉砕時の熱によるメカノケミカルな作用により顔料
表面に均一かつ緻密な金属酸化物被覆が強固に形成され
る。

顔料の粉砕の程度は、−水粒子になれば良く、例えばボ
ールミルでは２４時間で十分である。むしろ粉砕時間は
金属アルコキシドの加水分解時間に依存する０例えば、
シリコンテトラエトキシドでは水を添加しない場合の粉
砕は２００時間以上必要であるが１本発明においては粉
砕により顔料表面が活性化され、顔料表面の親木基によ
り加水分解が進行するので、湿式混合粉砕時間は２４時
間で十分である。

上記金属アルコキシドの加水用片を促進するため、湿式
粉砕と同時に、或いは粉砕の後に水を添加すると良い、
粉砕時に水を添加することにより、粉砕により生じた顔
料の新しい表面で上記加水分解が迅速に進行する。また
粉砕後に水を添加することにより、粉砕混合工程を通じ
て顔料表面に沈着された金属アルコキシドの加水分解で
生じた金属酸化物が積層し、−層緻密な金属酸化物被膜
が強固に形成される。

添加する水の量は、金属アルコキシド、例えばシリコン
テトラエトキシド１００重量部をほぼ全量加水分解する
場合には通常１７．３重量部である。尚、長時間反応（
１００時間以上）させれば、水の添加量は８．６重量部
でも良く、また５００重量部まで水を加えてもアンモニ
ア水を添加してｐＨ５〜７に調整すればゲル化が促進さ
れ顔料ペーストは固化し、それを粉砕して乾燥した被覆
顔料も化学的、熱的安定性に優れる。なお、水を添加す
る際、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピル
アルコール、アセチルアセトン、酢酸エチル、エチレン
グリコール等を加えると金属アルキコキシドと混合性が
良くなる。さらに、酸触媒を加えると加水分解反応が促
進される。

尚、水等を添加して金属アルコキシドの加水分解を進め
る場合には、急激な加水分解が一時に進行しないように
、該加水分解の進行を調整するため不活性液状有機フッ
素化合物を添加すると良い。

該不活性有機フッ素化合物として、ペルフルオロアルカ
ン、例えば三菱金属−＠ｒイナートリキッドＥＦ−Ｌ１
００Ｊ　（ペルフルオロオクタン）；ペルフルオロ環状
エーテル、例えば三菱金属■製「イナートリキッドＥＦ
−Ｌ１０２Ｊ トリペルフルオロアルキルアミン、例えば三菱金属■製
「ＥＦ−Ｌ１７４」（トリペルフルオロブチルアミン）
、ペルフルオロポリエーテル油、例えばダイキン工業■
製「デムナム」等が使用できる。

〔発明の効果〕

本発明による被覆顔料は、化学的、熱的安定性および耐
候性に優れ、特に耐熱性を要求される窯業用顔料、エン
ジニアリングプラスチック用着色材として、高温におい
ても鮮明な色を呈する０例えばカドミウム系顔料は、１
１５０℃以上の高温での焼付けにも耐えることができ、
変色、脱色もなく鮮明な色を得ることができる。また、
黄鉛、モリブデンレッドでは、２８０℃の温度に耐える
ことができ、エンジニアリングプラスチック用の着色材
として使用することが可能となる。さらに、酸化チタン
に適用すれば、光や紫外線によって分解されにくくなり
、耐候性および耐光性が向上する。

また、本発明の製造方法では、高粘度下での顔料分散と
被覆反応が行われるので、金属アルコキシドの他に溶媒
を用いる場合、これらエチルアルコール等の溶剤の添加
量を従来の２０分の１から３０分の１に誠意しても、十
分なる被覆効果を高めることができる。

顔料と金属アルコキシドとの混合の際、粉砕を行わない
場合には、顔料の一次粒子表面を均一に金属アルコキシ
ドで被覆するために、エチルアルコール等の溶剤が多量
に必要となる。このため工業的生産においては該溶剤を
回収する必要があり、かつ残存する溶剤を乾燥する際に
廃ガス処理を施さなければならない等の問題がある。

本発明の製造方法においては溶剤の使用量が大幅に減少
するので、このような問題を生じない。

〔実施例〕

本発明を以下に実施例に従って具体的に示す。

実施例１〜５ 第１表の配合に従って、カドミウム系顔料と金属アルコ
キシドをボールミルで１２時間以上混合し、所定景の水
とＩＮ塩酸とエチルアルコールを加えた後、さらにボー
ルミルで２４時間以上混合し、減圧でエチルアルコール
を除去した後、１００℃で１０時間、２００℃で３時間
乾燥した。ここで得られた被覆顔料を中火度のフリット
釉（ＳＫ４〜６）に５重量部添加し、適当な水を加えて
スラリーとし、ボールミルで２時間混合した後、磁器タ
イルに施釉した。室温で十分に乾燥し、３００℃で３時
間乾燥した後、４〜５時間で１１００〜１２００’Ｃに
昇温し、５乃至３０分間焼付けを行ない色調の変化を調
べた。

この結果を第１表に示す。

実施例６，７ 第１表に従って実施例１〜５と同じ条件・方法で被覆反
応を行なった後、顔料ペーストをボールミルから移し替
え、高粘度用攪拌機で攪拌しながらＩＮアンモニア水を
加えてｐＨ５〜７に調整し、ゲル化を促進し、固化した
後粉砕し、１００℃で１０時間、２００℃で３時間乾燥
した。ここで得られた被覆顔料を実施例１〜５と同条件
で磁器タイルに施釉し、焼付けを行ない色調の変化を調
べた。この結果を第１表に示す。

実施例８〜１１ 第１表の配合に従って、黄鉛、モリブデン系顔料を実施
例と同じ条件、方法で被覆反応を行なった。その後、実
施例６．７と同様に高粘度用攪拌機で攪拌しながらＩＮ
アンモニア水を加えてｐＨ５〜７に調整し、ゲル化を促
進し、固化した後粉砕し、１００℃で１０時間乾燥した
。ここで得られた被覆顔料をポリプロピレン樹脂に０．
５％添加し、十分に混合後、射出成形機内にて２００℃
、２５０℃、２８０℃で１０分練り込み厚さ１ｍｍに成
形した後、ＪＩＳＺ　８７２２．８７３０に従いり、ａ
、ｂを求め色差ΔＥ＝（ΔＬ）２÷（Δａ）”＋（Δｂ
）Ｚ　を調べた。この結果を第１表に示す。

比較例１ 水１００重量部にメタ珪酸ナトリウム２重量部を添加し
、溶解後、カドミレッドを１０重量部を加え、２時間中
分に混合した後に、ＩＮ硫酸を少量づつ滴下し、ｐｉ（
６，５〜７．５に調整し、滴下終了後４０℃で５時間中
分に混合攪拌し、室温で２０時間以上攪拌した後、濾別
し水洗し、室温で風乾した後、１００℃で１０時間、２
００℃で３時間乾燥した。ここで得られた被覆顔料を実
施例と同様にフリット釉に添加し、適当な水を加えてス
ラリーとし、ボールミルで混合した後、磁器タイルに施
釉し、実施例と同様の条件で焼付けを行ない、色調の変
化を調べた。

比較例２ カドミレッド１００重量部とエチルシリケート３０重量
部とエチルアルコール２０重量部を攪拌機で２時間混合
し、水７重量部とエチルアルコール５重量部とＩＮ塩酸
０．５重量部の混合液を添加し、５時間攪拌した後、Ｉ
Ｎアンモニア水を添加してｐＨ５〜７に調整し、ゲル化
を促進し、固化した後、粉砕し、１００℃で１０時間、
２００℃で３時間乾燥した。

ここで得られた被ｙＩ顔料を実施例と同条件、同方法で
磁器タイルに施釉し、焼付けを行ない色調の変化を調べ
た。

上記実施例１〜７および比較例１．２について、中火変
軸のフリット釉で１１００〜１２００℃で色調の変化を
調べたところ１本発明によって得られる被覆顔料と比較
例２の被ｙｔｍ料は１１００℃で焼付けを行なっても色
調の変化がなく、優れた耐熱性を有しているのに対し、
比較例１の被覆顔料は黒味を帯び、脱色が甚だしかった
。さらに、１２００℃以上の温度においては比較例２の
被覆顔料の変色、脱色が甚だしいのに対して１本発明に
よって得られる被覆顔料は変色、脱色が少なく、比較例
の被覆顔料との差が一層顕著であった。また実施例８〜
１１に示す黄鉛、モリブデンレッドについても、本発明
による被覆顔料は、温度を２５０℃まで加熱しても色差
ΔＥは１以内であり、さらに２８０℃まで加熱しても変
色が小さく、本発明に係る被覆顔料は。

耐熱性および化学的安定性に優れていることが確認され
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、親水性無機顔料に金属アルコキシドあるいは金属ア
   ルコキシドと溶媒の混合溶液を加えて湿式粉砕し、該金
   属アルコキシドの加水分解により該顔料表面に金属酸化
   物被膜を形成する耐熱性被覆顔料の製造方法。 ２、上記湿式粉砕と同時に、又はその後に、水を添加し
   て金属アルコキシドの加水分解を促進する特許請求の範
   囲第１項の製造方法。 ３、上記金属アルコキシドとして、珪素、アルミニウム
   、ジルコニウム、チタン、ボロン、亜鉛、錫の各金属元
   素を夫々含むアルコキシドを用いる特許請求の範囲第１
   項の製造方法。