KR19990037191A - 산화철 황색 안료, 산화철 황색 안료의 제조 방법 및 그의 용도 - Google Patents

산화철 황색 안료, 산화철 황색 안료의 제조 방법 및 그의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산화철 황색 안료, 염화 제1철(II) 및 알칼리성 성분으로부터의 침전법에 의한 산화철 황색 안료의 제조 방법, 및 그의 용도에 관한 것이다.

Description

산화철 황색 안료, 산화철 황색 안료의 제조 방법 및 그의 용도
본 발명은 산화철 황색 안료, 염화 제1철(II) 및 알칼리성 성분으로부터의 침전법에 의한 산화철 황색 안료의 제조 방법, 및 그의 용도에 관한 것이다.
산화철 황색 안료 제조를 위한 침전법이 오랫 동안 알려져 왔다. 이런 방법의 통상적인 과정이 예를 들어, 문헌 [Ullmanns Enzyklopaedie der technischen Chemie, 5판, volume A 20, p. 297 이하]에 기재되어 있다. 강판의 산세척 중에 형성된 황산 제1철(II), 또는 황산법 (sulfate process)에 의한 이산화 티타늄의 제조 중에 형성된 황산 제1철(II)이 원료로 보통 사용된다.
TiO2제조용 합성 루틸 (rutile) 제조 중에 다량의 FeCl2가 형성된다. 산세척 산업에서는 산세액으로 염산을 사용하려는 추세가 수년간 증가되어 왔고, 그로 인해 산세척 중에 다량의 FeCl2가 형성된다. 또한, 이산화 티타늄을 제조하기 위해 염화법 (chloride process)이란 방법을 세계적으로 점점 더 사용하고 있다. 따라서, 염화 제1철(II) 함유 용액이 이런 방법들로부터 점점 더 많이 형성되고 있고, 유용한 물질로 가능한한 많이 전환시켜야 한다.
FeCl2폐액을 활용하는 한가지 통상적인 방법은 (통상 1000 ℃가 넘는) 고온에서 염화 제1철(II) 또는 염화 제2철(III)을 산화적 가수분해시키는 분무 배소법 (spray roasting process)이다. 산화철, 통상적으로 적철광, 및 산세척 공정으로의 재순환과 같이 유용한 물질로서 재순환될 수도 있는 염산이 이 방법에서는 최종 생성물이다.
일반적으로, 경질 아철산염 제조에 적당한 산화철이 어떠한 특정 정제 단계 없이 이 방법으로부터 얻어진다. 이런 방법으로 얻어진 산화철로부터 연질 아철산염을 제조하고자 한다면, 사용된 염화철 용액은 미리 추가의 정제 작업을 거쳐야 하고, 때문에 이 방법은 상당히 고비용이다. 주로 하등 품질의 염화철이 더욱더 많이 제조되고, 아철산염 시장의 수용량이 제한되어 있으므로, 이런 방법으로 얻어진 염화철로부터 유용한 물질을 제조하는 대안 방법을 모색하고 있다. 산화철 용액을 직접 매립하거나 바다에 버리는 것은 생태학적 이유 때문에 불가능하다.
따라서, 본 발명의 목적은 가능한한 간단한 저비용 방법으로 산화철 용액을 고품질의 유용한 물질로 전환시키는 방법을 제공하는 것이었다.
본 발명에 따른 산화철 황색 안료 및 본 발명에 따른 방법으로 이러한 목적을 달성하는 것이 가능하다고 판명되었다.
따라서, 본 발명은 순색에 대해서는 62.0 내지 64.0 CIELAB 단위의 명도 L*, 8.5 내지 10.5 CIELAB 단위의 a*값 및 48.5 내지 50.5 CIELAB 단위의 b*값, 및 백화 (whitening)시에는 81.6 내지 82.5 CIELAB 단위의 명도 L*, 3.8 내지 4.8 CIELAB 단위의 a*값 및 37.5 내지 39.5 CIELAB 단위의 b*값, 및 산화철 황색 안료 kg 당 40 mg 미만의 크롬 함량, 산화철 황색 안료에 대해 0.05 내지 0.3 중량%의 염화물 함량, 산화철 황색 안료에 대해 0.007 내지 0.055 중량%의 망간 함량을 갖는 산화철 황색 안료에 관한 것이다.
또한, 본 발명은
a) 50 내지 450 g/ℓ의 FeCl2함량을 갖는 산성 염화 제1철(II) 용액에 용액의 pH를 3 내지 5로 조정하기에 충분한 양의 알칼리성 성분을 격렬히 교반시키면서 첨가하고,
b) 임의로, 알칼리성 성분의 첨가 전후에 또는 알칼리성 성분과 함께 응집제를 이 용액에 첨가하고,
c) 임의로, 알칼리성 성분 및 임의의 응집제의 첨가 후 산화를 수행하고,
d) a) 내지 c)에서의 처리 후에 형성된 고체를 이 용액으로부터 분리하고,
e) 침전법에 의해 제조된 α-FeOOH 핵 (nuclei) 현탁액에 d)에서 형성된 용액을 총 핵 현탁액 중의 철 몰양 (즉, 수산화 산화철로부터의 철 및 반응하지 않은 철 화합물로부터의 철)의 4 내지 8 배에 상응하는 양으로 첨가하고,
f) e)에서 얻어진 현탁액을 철지히 혼합하면서, 30 내지 95 ℃, 바람직하게는 30 내지 85 ℃, 특히 바람직하게는 55 내지 75 ℃의 온도로 가열하고,
g) 이어서, 시간 당 0.5 내지 10 몰%의 철, 바람직하게는 시간 당 0.5 내지 2.0 몰%의 철이 산화되도록 첨가된 산화제를 사용하여 산화를 수행하고, 동시에 알칼리성 성분을 사용하여 0.01 내지 0.4 pH 단위/시간의 속도로 최종 pH를 3.0 내지 5.0로 증가시키고,
h) 임의로, 3.0 내지 5.0의 일정한 pH에서 산화를 계속 진행하고,
i) 현탁액 중의 제1철(II) 함량이 1 몰% 미만이 되자마자 산화를 중단하고,
j) 마지막으로 i)의 고체를 분리, 세척, 건조 및 연마시킴을 특징으로 하는 침전법에 의한 산화철 황색 안료의 제조 방법에 관한 것이다.
알칼리성 성분으로는 수산화 나트륨 용액, 탄산 나트륨, 탄산 마그네슘, 산화 마그네슘, 수산화 마그네슘, 산화 칼슘, 수산화 칼슘 또는 암모니아를 사용하는 것이 바람직하다.
강철 산세척으로부터의 염화 제1철(II) 용액, 또는 염화법에 의한 TiO2제조로부터의 염화 제1철(II) 용액을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 하기에서와 같이 이롭게 수행될 수 있다.
50 내지 450 g/ℓ의 FeCl2함량을 갖는 염화 제1철(II) 용액에 수산화 나트륨 용액을 pH가 3 내지 5로 맞추어지는 양으로 격렬히 교반시키면서 첨가한다. 또 다른 알칼리성 성분, 예를 들면, Ca(OH)2, Na2CO3또는 암모니아 등을 수산화 나트륨 용액 대신에 사용할 수 있다. 또한, 얻어진 수산화물 또는 탄산염 슬러지의 침강 거동이 응집 보조제 첨가에 의해 개선될 수 있다. 공지된 응집 보조제, 예를 들어 폴리아크릴레이트 또는 비슷한 작용을 갖는 그 밖의 물질을 사용할 수 있다. 또한 침전 성질을 개선시키기 위해 임의로 이어서 산화를 수행할 수 있다. 또한, 산화는 여러 금속 양이온을 분리가 더 용이한 더 높은 원자가의 산화물 또는 수산화물로 전환시키는 결과를 나타낸다.
형성된 수산화물 또는 탄산염 슬러지를 침강, 여과에 의해 또는 분리기를 사용하여 분리할 수 있다. 적당한 기기 또는 적당한 방법의 최적의 선택은 정확한 시험 조건, 매스 유동 및 사용된 원료에 달려 있다.
침전법에 의해 제조된 α-FeOOH 핵 현탁액 (여기서, 핵은 예를 들어 65 m2/g의 BET 표면적을 가짐)에 상기에서 제조된 염화 제1철(II) 용액을 총 핵 재료 중의 철 몰양 (즉, 수산화 산화철로부터의 철 및 반응되지 않은 FeCl2로부터의 철)의 4 내지 30 배에 상응하는 양으로 첨가한다. 바람직하게는, 얻어진 현탁액을 교반하면서 30 내지 95 ℃, 바람직하게는 30 내지 85 ℃, 특히 바람직하게는 55 내지 75 ℃의 온도로 가열한다. 이 온도에 다다랐을 때, 산화제를 사용하여 산화를 수행하고, 동시에 0.01 내지 0.4 pH 단위/시간의 속도로 최종 pH를 3.0 내지 5.0로 증가시킨다. 산화제의 첨가 속도, 온도, 용기 중에서의 혼합 및 pH에 의존하는 산화 속도는 바람직하게는 시간 당 철 0.5 내지 10 몰%, 특히 바람직하게는 시간 당 철 0.5 내지 2.0 몰%이어야 한다. 산화 속도가 상기 하한보다 상당히 느리다면, 이 방법은 비경제적이 되고, 산화 속도가 상기 상한보다 확실히 빠르다면, 원치 않는 붉은 색조를 띠는 산화철 황색 안료가 얻어진다.
이 안료 현탁액은 공지된 여과, 건조 및 연마 단계로 후처리된다.
다음은 사용될 수 있는 산화제의 예이다.
- 대기 중의 산소
- 순수한 산소
- 오존
- H2O2
- 차아염소산 나트륨 또는 표백액 또는 차아염소산 칼슘
- 아염소산염 또는 염소산염
- 과염소산염
- 질산염
- 염소
현탁액 중의 Fe(II) 함량이 1 몰% 미만이 되자 마자 산화를 중단시키는 것이 바람직하다. 반응이 완결될 때까지 산화를 더 진행시킬 수도 있다.
염화 제1철(II) 용액의 사용과는 별도로, 염화 제1철(II) 및 황산 제1철(II) 용액의 혼합물도 핵 제조 및 안료 제조 모두에 사용될 수 있다. 염화 제1철(II) 용액만을 사용하는 것이 바람직한 실시 형태이다. 예를 들어, 금속 철을 사용하여 염화 제2철(III)을 염화 제1철(II)로 미리 환원시킨다면, 염화법에 의한 TiO2제조 중에 형성된 염화 제2철(III)도 또한 사용될 수 있다.
얻어진 산화철 황색 안료는 가소성재 및 종이의 착색, 및 라텍스 페인트, 라커 및 염료와 같은 착색 제제의 제조에 특히 적당하다. 산화철 황색 안료는 구조재의 착색에 사용될 수 있다. 또한, 식료 산업에서 착색제의 제조에도 적당하다.
달리 언급하지 않는다면, 하기 실시예의 부 및 %는 중량부 및 중량%로 주어진다.
하기에서 설명되는 방법에 의해 색조가 결정되었다.
1.순색 측정을 위한 알키드 수지 라커의 조제
안료의 칭량:
Fe-적 (적철광) 1.00 g
Fe-황 (침철광) 0.80 g
Fe-흑 (자철광) 1.00 g
안료는 디스크 안료 연마기 (분쇄기)를 이용하여 비건조 시험 결합제 부형액으로 제조되었다. 시험 결합제 부형액 (페이스트)는 2가지 성분으로 이루어진다.
성분 1:
성분 1은 아마인유 및 무수 프탈산을 기재로 하는 알키드 수지 결합제 부형액이었다. 이는 착색 안료용 시험 결합제 부형액의 필수 조건으로 표준 DIN EN ISO 787-24 (1995년 10월), ISO 787-25:1993 및 DIN 55983 (1983년 12월)에서 주어진 명세 사항과 유사하다. 이전에는 알키달 (ALKYDAL) L 64 (등록 상표) (바이엘 아게 (Bayer AG)사 제품)이었던 자콜리드 (SACOLYD) L 640 (등록 상표) (크렘스 케미사 (Krems Chemie)사 제품)을 사용하였다.
성분 2:
성분 2는 페이스트의 틱소트로픽 (thixotropic) 거동을 확실히 하기 위해 첨가되는 유동성 첨가제이다. 여기서 사용된 첨가제는 분말 형태의 수소화 피마자유인 루보틱스(LUVOTHIX) HT (등록 상표) (레만 & 포스 & 코. (Lehmann & Voss & Co.)사 제품) 5.0 % 농도로 사용한다.
75 내지 95 ℃에서 루보틱스 HT를 자콜리드 L 640 중에 용해시켰다. 냉각된, 압축 덩어리를 삼축-롤밀에 한번 통과시켰다. 이 단계를 거쳐서 페이스트를 완성시켰다.
DIN EN ISO 8780-5 (1995년 4월)에 설명된 대로 디스크 안료 연마기 (분쇄기)을 사용하였다. 디스크 유효 직경이 24 cm의 엔겔스만 (ENGELSMANN) JEL 25/53 밀을 사용하였다. 하단 디스크의 회전 속도는 75 min-1였다. 하중 스터업 (sirrup)에 2.5 kg의 하중 분동을 걸어서 디스크 간의 힘을 약 0.5 kN으로 맞추었다. 상기 언급된 양의 안료 및 5.00 g의 페이스트를 DIN EN ISO 8780-5 (1995년 4월) 8.1절에서 설명된 방법을 따라서 각 회전수 25의 3 단계로 분산하였다.
이어서, DIN 55983 (1983년 12월)의 페이스트 트레이의 기능과 유사한 기능을 갖는 페이스트 트레이에 안료-페이스트 혼합물을 도포하였다. 페이스트 트레이에 달린 닥터 블레이드 (doctor blade)를 안료-페이스트 혼합물이 채워진 트레이의 오목한 부분을 걸쳐 매끄러운 표면이 만들어지도록 끌어당겼다. 이런 과정에서, 닥터 블레이드를 약 3 내지 7 cm/s의 속도로 한 방향으로 이동시켰다. 이 매끄러운 표면을 몇분 안에 측정하였다.
2.백화 (색 강도)
비건조 시험 결합제 부형액으로 디스크 안료 연마기 (분쇄기)를 사용하여 안료를 제조하였다. 시험 결합제 부형액 (페이스트)는 2가지 성분으로 이루어진다.
성분 1:
성분 1은 아마인유 및 무수 프탈산을 기재로 하는 알키드 수지 결합제였다. 이 결합제는 표준 DIN EN ISO 787-24 (1995년 10월), ISO 787-25:1993 및 DIN 55983 (1983년 12월)에서 안료 착색용 시험 결합제 부형액의 필수 조건으로 주어진 사항과 유사하다. 자콜리드 L 640 제품을 사용하였다.
성분 2:
성분 2는 페이스트의 틱소트로픽 거동을 확실히 하기 위해 첨가되는 유동성 첨가제이다. 여기에서 사용된 첨가제는 분말의, 개질 수소화 피마자유인 루보틱스 HT 5.0 % 농도로 사용한다.
75 내지 95 ℃에서 루보틱스 HT를 자콜리드 L 640 중에 용해시켰다. 냉각된 압축 덩어리를 삼축-롤밀에 한번 통과시켰다. 이 단계를 거쳐서 페이스트를 완성시켰다.
DIN EN ISO 8780-5 (1995년 4월)에 설명된 대로 디스크 안료 연마기 (분쇄기)을 사용하였다. 디스크 유효 직경이 24 cm의 엔겔스만 JEL 25/53 밀을 사용하였다. 하단 디스크의 회전 속도는 약 75 min-1이다. 하중 스터업에 2.5 kg의 하중 분동을 걸어서 디스크 간의 힘을 약 0.5 kN으로 맞추었다.
백화제로는 시판 중인 이산화 티타늄 안료 바이엘티탄 (BAYERTITAN) R-KB-2 (등록상표) (바이엘 아게사 제품)을 사용하였다. R-KB-2의 조성은 ISO 591-1977에서 R 2형의 조성에 상응한다. 또 다른 R 2 안료를 R-KB-2 대신 사용한다면, 색측정에서 다른 CIELAB 좌표를 얻을 수 있다.
DIN EN ISO 8780-5 (1995년 4월) 8.1절에서 설명된 방법에 따라서 각 회전수 25의 5 단계로 안료 0.400 g, 바이엘티탄 R-KB-2 2.000 g 및 페이스트 3.00 g을 분산시켰다.
이어서, DIN 55983 (1983년 12월)의 페이스트 트레이의 기능과 유사한 기능을 갖는 페이스트 트레이에 안료-페이스트 혼합물을 도포하였다. 페이스트 트레이에 달린 닥터 블레이드를 안료-페이스트 혼합물로 채워진 트레이의 오목한 부분을 걸쳐서 매끄러운 표면이 만들어지도록 끌어당겼다. 이런 과정 중에서, 닥터 블레이드를 약 3 내지 7 cm/s의 속도로 한 방향으로 이동시켰다. 이 매끄러운 표면을 몇분 안에 측정하였다.
3.비색계
광택 트랩 없이 d/8의 측정 기하 형태의 분광광도계 ("비색계")를 사용하였다. 이런 측정 기하 형태는 ISO 7724/2-1984 (E) 4.1.1항, DIN 5033 7부 (1983년 7월) 3.2.4항 및 DIN 53236 (1983년 1월) 7.1.1항에서 설명되어 있다.
데이터컬러 인터내셔날 (Datacolor International)사에 의해 공급된 데이터플래쉬 (DATAFLASH) 200 측정 기기를 사용하였다.
ISO 7724/2-1984 (E) 8.3항에서 설명된 대로 백색의, 세라믹 작업 표준에 대해 비색계를 보정하였다. 이상적인 무광택 백체 (white body)에 대한 작업 표준의 반사 데이터를 측정 기기에 저장해서, 백색의 작업 표준을 사용한 보정 후에 모든 색 측정이 이상적인 무광택 백체에 대해 얻어진다. 비색계 제조 회사에 의해 공급된 흑중공체를 사용하여 흑점 보정을 하였다.
4.색측정
존재하는 임의의 광택 트랩을 모두 절단하였다. 비색계 및 시험 견본의 온도는 약 25 ℃±5 ℃였다.
4.1라커 도막의 측정
측정 구멍이 라커 도막의 중심점을 덮도록 도막을 비색계 위에 놓았다. 어디든지 도막은 완전히 밀착되어야 한다. 측정 구멍은 라커 도막으로 완전히 덮혀야 한다. 그리고 나서 측정을 하였다.
4.2페이스트 트레이의 측정
페이스트 트레이에 도포를 한 후 즉시 색측정을 하였다. 측정 구멍이 페이스트로 코트되어 있는 트레이의 오목한 부분을 완전히 덮는 방식으로, 채워진 페이스트 트레이를 비색계에 놓았다. 어디든지 코트는 완전히 밀착되어야 한다. 그리고 나서 측정을 하였다.
5.CIE 좌표의 계산
반사 스펙트럼의 CIE 1976 (L*, a*, b*) 좌표 (CIELAB으로 약칭)는 측정 및 평가 중에 제한 조건에 따라 좌우된다. 400 nm 내지 700 nm의 파장 범위 및 20 nm의 간격에 해당하는 데이터를 (7/97의 상태)에서 사용 중인 데이터플래스 2000 비색계에 적용할 수 있다.
L*, a*및 b*좌표 만이 주어진다. 다른 모든 변수는 불필요하다.
ASTM E 308-1985, 7항에서 주어진 계산법에 따라서 측정된 반사 스펙트럼으로부터 1976년의 CIE 좌표 L*, a*및 b*를 측정하였다. 표준 발광 C형 및 ASTM E 308-1985, 표 5.6의 2°표준 관측자의 증량 함수를 사용하였다. 파장 범위는 400 nm 내지 700 nm였다. 파장 간격은 20 nm였다. 어떠한 광택도 계산에서 빼지 않았다. L*, a*및 b*는 모든 숫자를 어림한 결과였다.
L*a*b*색 입체의 좌표로서 DIN 5033 파트 3 (1992년 7월)에서 CIE 좌표라고 칭한다. ISO 7724/3-1984에서는, 약어 CIELAB 색 입체가 도입되었다. 좌표는 단위가 없다.
6.크롬 및 망간 함량의 측정
크롬 및 망간 함량을 ICP-MS로 측정하였다. 이런 방법의 검출 한계는 10 ㎍/kg이다.
7.염화물 함량의 측정
염화물 함량을 크로마토그래피로 측정하였다.
본 발명은 하기 실시예로 설명되는데, 이 실시예는 본 발명의 범위를 제한 하지는 않는다.
<실시예>
108.6 ℓ의 황색 핵 조성물 (BET 비표면적 61 m2/g, 72.7 g/ℓ FeSO4, 36.0 g/ℓ α-FeOOH)을 pH 조절기 및 공기 살포용 기구로 장착된 교반기에 놓았다. 228.6 g/ℓ의 FeCl2를 함유하는 예비 처리된 염화 제1철(II) 용액 169 ℓ를 이 핵 현탁액에 공급하였다. 이어서, 현탁액의 pH가 시간당 0.2 단위로 증가되는 속도로 수산화 나트륨 용액 [300 g/ℓ]을 첨가하였다. 동시에, 시간 당 80 리터의 공기로 뱃치를 산화시켰다. pH가 3.85에 다다르면 pH를 더 이상 증가시키지 않았다. 이 pH를 수산화 나트륨 용액으로 일정하게 유지시켰다. 살포 시스템은 작동되는 채로 두었다. Fe(II) 함량이 1 몰% 미만이 되자 마자 반응을 종결시켰다.
얻어진 산화철 황색 안료를 여과하고, 물로 세척하고, 분무 건조하고, 스팀 제트 밀 (steam jet mill)에서 연마시켰다.
이 생성물은 바이페록스 (Bayferrox) 3905 (바이엘 아게사 제품)와 비교하여 다음과 같은 순수한 착색 특성 및 착색 특성 각각을 보여 주었다:
색 강도의 측정 (바이엘티탄 R-KB2로 백화시):
색 강도: 100 % (기준: 바이페록스 3905 표준 87)
델타 a*: 0.1 CIELAB 단위
델타 b*: -0.6 CIELAB 단위
절대치:
L*: 82.1 CIELAB 단위
a*: 4.2 CIELAB 단위
b*: 38.0 CIELAB 단위
색 강도의 측정 (순색으로; 기준: 바이페록스 3905 표준 87)
델타 L*: -0.1 CIELAB 단위
델타 a*: -0.1 CIELAB 단위
델타 b*: -0.7 CIELAB 단위
절대치:
L*: 63.4 CIELAB 단위
a*: 9.0 CIELAB 단위
b*: 48.9 CIELAB 단위
Cr 함량: 10 mg/ 안료 kg
Mn 함량: 안료에 대해 0.013 %
Cl 함량: 안료에 대해 0.12 %
<비교예>
108.6 ℓ의 황색 핵 조성물 (BET 비표면적 61 m2/g, 72.7 g/ℓ FeSO4, 36.0 g/ℓ α-FeOOH)을 pH 조절기 및 공기 살포용 기구로 장착된 교반기에 투입하였다. 228.6 g/ℓ의 FeCl2를 함유하는 예비 처리되지 않은 염화 제1철(II) 용액 169 ℓ를 이 핵 현탁액에 공급하였다.
이어서, 현탁액의 pH가 시간당 0.2 단위로 증가되는 속도로 수산화 나트륨 용액 [300 g/ℓ]을 첨가하였다. 동시에, 시간 당 80 리터의 공기로 뱃치를 산화시켰다. pH가 3.85에 다다르면 pH를 더 이상 증가시키지 않았다. 이 pH를 수산화 나트륨 용액으로 일정하게 유지시켰다. 살포 시스템은 작동되는 채로 두었다. Fe(II) 함량이 1 몰% 미만이 되자 마자 반응을 종결시켰다.
얻어진 산화철 황색 안료를 여과하고, 물로 세척하고, 분무 건조하고, 스팀 제트 밀에서 연마시켰다.
이 생성물은 바이페록스 3905 (바이엘 아게사 제품)와 비교하여 다음과 같은 순수한 착색 특성 및 착색 특성 각각을 보여 주었다:
색 강도의 측정 (바이엘티탄 R-KB2로 백화시):
색강도: 100 % (기준: 바이페록스 3905 표준 87)
델타 a*: 0.1 CIELAB 단위
델타 b*: -0.4 CIELAB 단위
절대치:
L*: 82.1 CIELAB 단위
a*: 4.3 CIELAB 단위
b*: 38.2 CIELAB 단위
색 강도의 측정 (순색으로; 기준: 바이페록스 3905 표준 87)
델타 L*: -0.7 CIELAB 단위
델타 a*: -0.1 CIELAB 단위
델타 b*: -1.9 CIELAB 단위
절대치:
L*: 62.7 CIELAB 단위
a*: 9.1 CIELAB 단위
b*: 47.7 CIELAB 단위
Cr 함량: 180 mg/ 안료 kg
Mn 함량: 안료에 대해 0.017 %
Cl 함량: 안료에 대해 0.12 %
본 발명은 FeCl2폐액을 이용하는 방법으로서 저비용으로, 가능한한 간단히 산화철 용액을 고품질의 유용한 물질로 전환시키는 방법을 제공하였다.

Claims (15)

  1. a) 순색에 대해서는, 명도 L*62.0 내지 64.0 CIELAB 단위, a*값 8.5 내지 10.5 CIELAB 단위, 및 b*값 48.5 내지 50.5 CIELAB 단위;
    b) 백화 (whitening)시에는, 명도 L*81.6 내지 82.5 CIELAB 단위, a*값 3.8 내지 4.8 CIELAB 단위, 및 b*값 37.5 내지 39.5 CIELAB 단위; 및
    c) 안료를 기준으로 Mn 0.007 내지 0.55 중량%, Cl 0.05 내지 0.3 중량% 및 Cr 40 mg/kg 미만
    을 갖는 산화철 황색 안료.
  2. a) 50 내지 450 g/ℓ의 산성 FeCl2용액에 충분한 양의 알칼리성 성분을 강력 혼합하여 용액의 pH를 3 내지 5로 조정하는 단계,
    b) 임의로, 알칼리성 성분의 첨가 전후에 또는 알칼리성 성분의 첨가와 동시에 응집 보조제를 a) 단계의 FeCl2용액에 첨가하는 단계,
    c) 임의로, a) 또는 b) 단계의 용액을 산화시키는 단계,
    d) 이 용액과 a), b) 또는 c) 단계에서 생성된 고체를 분리하는 단계,
    e) 침전법에 의해 제조된 α-FeOOH 핵 현탁액에 d) 단계에서 형성된 용액을, 이 핵 현탁액 중의 수산화 산화철 및 반응하지 않은 철 화합물을 기준으로 총 철 몰양의 4 내지 8 배에 상응하는 양으로 첨가하는 단계,
    f) e)에서 형성된 현탁액을 철저히 혼합하면서, 30 내지 95 ℃로 가열하는 단계,
    g) 시간 당 0.5 내지 10 몰%의 철이 산화되기에 충분한 양의 산화제를 첨가하여 f) 단계의 생성물을 산화시키고, 동시에 0.01 내지 0.4 pH 단위/시간의 속도로 pH를 상승시키기에 충분한 알칼리성 성분을 첨가하여 최종 pH를 3.0 내지 5.0로 증가시키는 단계,
    h) g) 단계 후, 임의로 pH를 3.0 내지 5.0로 일정하게 유지시키면서 산화를 계속 진행하는 단계,
    i) g) 또는 h) 단계의 현탁액 중의 Fe(II) 함량이 1 몰% 미만일 때 산화를 중단하는 단계,
    j) i) 단계로부터의 산화철 황색 안료를 분리, 세척, 건조 및 연마하는 단계
    를 포함하는 침전에 의한 산화철 황색 안료의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, f) 단계에서의 온도가 30 내지 85 ℃인 방법.
  4. 제2항에 있어서, f) 단계에서의 온도가 55 내지 75 ℃인 방법.
  5. 제2항에 있어서, g) 단계에서의 산화 속도가 시간 당 0.5 내지 2.0 몰%인 방법.
  6. 제2항에 있어서, 알칼리성 성분이 수산화 나트륨, 탄산 나트륨, 탄산 마그네슘, 산화 마그네슘, 수산화 마그네슘, 산화 칼슘, 수산화 칼슘 및 암모니아로 구성되는 군 중에서 선택되는 것인 방법.
  7. a) 50 내지 450 g/ℓ의 산성 FeCl2용액에 충분한 양의 알칼리성 성분을 강력 혼합하여 용액의 pH를 3 내지 5로 조정하는 단계,
    b) 임의로, 알칼리성 성분의 첨가 전후에 또는 알칼리성 성분의 첨가와 동시에 응집 보조제를 a) 단계의 FeCl2용액에 첨가하는 단계,
    c) 임의로, a) 또는 b) 단계의 용액을 산화시키는 단계,
    d) 이 용액과 a), b) 또는 c) 단계에서 생성된 고체를 분리하는 단계,
    e) 침전법에 의해 제조된 α-FeOOH 핵 현탁액에 d) 단계에서 형성된 용액을, 이 핵 현탁액 중의 수산화 산화철 및 반응하지 않은 철 화합물을 기준으로 총 철 몰양의 4 내지 8 배에 상응하는 양으로 첨가하는 단계,
    f) e)에서 형성된 현탁액을 철저히 혼합하면서, 30 내지 95 ℃로 가열하는 단계,
    g) 시간 당 0.5 내지 10 몰%의 철이 산화되기에 충분한 양의 산화제를 첨가하여 f) 단계의 생성물을 산화시키고, 동시에 0.01 내지 0.4 pH 단위/시간의 속도로 pH를 상승시키기에 충분한 알칼리성 성분을 첨가하여 최종 pH를 3.0 내지 5.0로 증가시키는 단계,
    h) g) 단계 후, 임의로 pH를 3.0 내지 5.0로 일정하게 유지시키면서 산화를 계속 진행하는 단계,
    i) g) 또는 h) 단계의 현탁액 중의 Fe(II) 함량이 1 몰% 미만일 때 산화를 중단하는 단계,
    j) i) 단계로부터의 산화철 황색 안료를 분리, 세척, 건조 및 연마하는 단계
    를 포함하는 침전법에 의해 제조된 산화철 황색 안료.
  8. 제1항 또는 제7항의 산화철 황색 안료를 포함하는 구조재.
  9. 제1항 또는 제7항의 산화철 황색 안료를 구조재에 부가하는 것을 포함하는 구조재의 착색 방법.
  10. 제1항 또는 제7항의 산화철 황색 안료를 포함하는 종이 또는 가소성 재료.
  11. 제1항 또는 제7항의 산화철 황색 안료를 종이 또는 가소성 재료에 부가하는 것을 포함하는 종이 또는 가소성 재료의 착색 방법.
  12. 제1항 또는 제7항의 산화철 황색 안료를 포함하는 페인트 또는 라커.
  13. 제1항 또는 제7항의 산화철 황색 안료를 페인트 또는 라커에 부가하는 것을 포함하는 페인트 또는 라커의 착색 방법.
  14. 제1항 또는 제7항의 산화철 황색 안료를 포함하는 착색제.
  15. 제1항 또는 제7항의 산화철 황색 안료를 착색제에 부가하는 것을 포함하는 착색제의 제조 방법.
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