JPH01129069A - 細かく分割された酸化鉄黒顔料、その製法と使用 - 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、青−黒色調を有する細かく分割された酸化鉄
黒顔料（ｉｒｏｎ　ｏｘｉｄｅ　ｂｌａｃｋ　ｐｉｇｍ
ｅｎｔｓ）に、これらの酸化鉄黒顔料の製造方法に、そ
して着色する基体のためのそれらの使用に関する。

発明の背景 工業規模での酸化鉄黒顔料の製造は、好ましくは、二つ
の方法即ち沈澱法またはアニリン法の一つによって実施
される（ウルマン（旧１ｍａｎｎｓ）、工業化学百科事
典、ｖｇ４版、ｌ９７９．６０３Ｘ、１．１．３）。

アニリン法は、ニトロベンゼンによって酸化鉄に酸化さ
れる金属鉄から出発し、一方沈澱法のために使用される
出発材料は、鉄−■塩、主に塩化物及び硫酸塩である。

沈澱法は、−段階法としてまたは二段階法としてのどち
らかで実施することができる。−段階法においては、空
気が、高められた温度でそして少し酸性ないし少しアル
カリ性のｐＨ値で鉄塩溶液中に導入され、それによって
二価の鉄が、磁鉄鉱Ｆｅ、Ｏ，の化学組成に対応する酸
化鉄黒に直接酸化され、そして沈澱させられる。

二段階法は、酸化が、鉄が針鉄鉱、α−ＦｅＯＯＨの段
階に酸化されるまで、最初に酸性領域で実施され、次に
針鉄鉱が、−段階法の条件下で水性懸濁液中で新たに沈
澱させたＦｅ（ＯＨ）　２でＦｅ、Ｏ，に転換されると
いう点で、この−段階法とは異なる。

得られた酸化鉄黒懸濁液は、顔料を単離するために濾過
され、完全に洗浄され、乾燥されそして最後に粉砕され
る。

粉砕の細かさは、顔料の意図された応用の分野に従って
変化し、主な基準はふるい残査（ｓｃｒｅｅｎｒｅｓ　
１ｄｕｅ）及び粒度（ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ）である
。酸化鉄黒顔料が建築産業において使用される時には、
通常のローラーミル中の普通の粉砕で十分である。

ラッカー及びプラスチック分野での使用のためには、し
ばしば、より細かな粉砕が望まれる。

無機着色顔料を粉砕するに際して、ジェットミルを使用
すれば、発生されるより大きな粉砕エネルギーのために
、より大幅なサイズの減少を達成できることが知られて
いる。非常に過熱されたスチームが、しばしば、ジェッ
トミル中の粉砕媒体として使用される。このタイプの粉
砕は、一般に、微粉化（ｍｉｃｒｏｎｉｓａｔｉｏｎ）
と呼ばれている（ピー、クレツセ（Ｐ、Ｋｒｅｓｓｅ）
　：デファゼットーアクツエル（ｄｅｆａｚｅｔ−ａｋ
ｔｕｅｌ＋）　２６、Ｎ００５．１９７２．２５５−２
５９頁）。

スチームジェット粉砕による微粉化は、これまでのとこ
ろ、酸化鉄黒顔料には使用されてこなかった。何故なら
ば、ミル出口での雰囲気中の酸素による酸化の危険があ
り、これが、顔料の色品質に悪い影響を与えるであろう
からである。酸化鉄黒顔料は、温度が明らかに１００℃
以下でなければ、空気の存在下で赤い酸化鉄■に酸化さ
れることなしに容器中に充填することができないことが
経験から知られている。不活性ガス雰囲気下での冷却は
思考上は可能であろうが、それは非常に高価でかつ困難
であろう。

粉砕媒体として空気を使用するジェットミル中の微粉化
によって着色顔料を粉砕することもまた知られるように
なってきたが、空気でのジェットミル粉砕は、これまで
のところ、酸化鉄黒顔料のためには工業的には使用され
てこなかった。これは、明らかに、高い粉砕エネルギー
が活性表、面の出現の原因となり（アール、シュレイジ
ー（Ｒ，５ｃｈｒａｄｅｒ）：テクニック（Ｔｅｃｈｎ
ｉｋ）　２４．１９６９．２．８８−９６頁またはティ
ー、ジー、バートン（Ｔ、Ｇ、Ｂｕｒｔｏｎ）ニドラン
ス、インストン、ケム、エングル（Ｔｒａｎｓ、Ｉｎ５
ｔｎ。

ｃｈｅｍ、Ｅｎｇｒ、）　４４．１９６６、Ｔａ２−７
４１頁）、そしてこれが、容易に磁鉄鉱と空気の酸素と
の反応をもたらすことができるであろうと恐れられてい
たからである。　例えばトナーとして使用される磁鉄鉱
酸化鉄黒の微粉化のために空気ジェット粉砕を用いるこ
とが、日本６０−１４０２６３から知られているけれど
も、その場合の・酸化鉄は、いずれにせよ最終のトナー
には必要とされるワックス及びバインダーでそれを被覆
することによって、酸化に対して保護されている。

現在の技術水準においては、酸化鉄黒から成りそしてラ
ッカーまたはプラスチックにおいて使用されるための着
色顔料は、それらを、分粒器のためのより鋭い設定を用
いるローラーミル中でのより激しい粉砕にかけることに
よって得られている。

この方法の欠点は、ミル中で必要とされる長い滞留時間
の結果である低い時間あたりの顔料処理量に起因する高
いコストにある。

本発明の目的は、述べられた方法の欠点を持たない改良
された細かく分割された酸化鉄黒顔料の製造方法を提供
することである。

発明の詳細な説明 粉砕媒体として空気を用いてジェットミル中で酸化鉄黒
顔料を微粉化する時に、粉砕される原料とともに導入さ
れる水の量に依存して、ローラーミル中でのものよりも
改良された色合い及びより強い色の強度（ｃｏｌｏｒ　
１ｎｔｅｎｓｉｔｙ）を有する顔料が得られることが見
い出された。色の強度の正の展開があることを見い出す
ことは、これは１ないし６重量％の範囲で添加される水
の量でかなり変化するけれども、特に予期されていなか
った。

詳細な説明 本発明は、沈澱法またはアニリン法によって得られる酸
化鉄黒懸濁液をついで濾過し、洗浄し、乾燥しそして粉
砕する、細かく分割された酸化鉄黒顔料の改良された製
造方法であって、乾燥された酸化鉄黒顔料の粉砕を、粉
砕媒体として空気を使用して、そしてこの方法に投入さ
れる酸化鉄黒の量を基にして１ないし６重量％、好まし
くは３ないし４重量％の水含量で、ジェットミル中で実
施することを特徴とする方法に関する。

粉砕される酸化鉄黒と一緒にまたは別にミル中に導入さ
れてよい、本発明に従って添加される水の量の範囲内に
、得られる色の強度が最適である点があることが見い出
された。この最適点は、添加される水の量が、酸化鉄黒
を基にして３ないし４重量％である時に到達される。色
の強度における予期せぬ急峻な降下が、０ないし１重量
％そして特に６ないし７重量％の領域で観察された。

第１図は、水含量（横軸）に依存した買置距離（ｙｅｌ
ｌｏｗ−ｂｌｕｅ　ｄｉｓｔａｎｃｅ）６５本（右手の
縦軸）（鎖線のグラフ）を示す。正の６５本値は茶の色
合いを有する顔料を表し、そして負の６５本値は青の色
合いを有する顔料に対応する。

第１図かられかるように、青の色合いは、ＤＩＮ６１７
４に従って白いブレンド中で買置距離Δｂ本によって測
定して、水含量とともに増加する。得られる顔料が、ロ
ーラーミル中での粉砕によって得られる生成物よりも一
層顕著な茶の色合いを有するのは、水含量が１重量％以
下に落ちる時だけである。

顔料の与えられた品質のために本発明による方法で必要
とされる水の量は、好都合には、乾燥の段階で水の部分
的な除去によって調節することができる。

好ましい具体例においては、水含量は、酸化鉄黒°顔料
と一緒にまたは別にミル中に導入される。

粉砕のために供給される空気の量は、粉砕される酸化鉄
黒を基にしてｌないし８重量部、好ましくは３ないし５
重量部の範囲内に留どめるべきである。

これより低い量は、結果として不完全な粉砕をもたらし
、一方示された範囲以上の高い量は、顔料の品質に悪い
影響を与えるかもしれない。空気の予備の圧力は、２な
いし１２ｂａ「、好ましくは４ないし３ｂａｒの値に調
節されるべきである。

粉砕方法は、０．０１ないし帆１重量％の量で添加され
る、アミン、アルコール、カルボン酸、シロキサンまた
はスルホン酸塩の群からの粉砕助剤によって助けられる
。これらの物質は、水と一緒にまたは第二の流入口から
別に添加されてよい。広い範囲の異なる構造のジェット
ミル、例えばオーバルチューブジェットミル、カウンタ
ージェットミルまたは螺旋（ｓｐｉｒａｌ）ジェットミ
ルを用いてよい。酸化鉄黒顔料を粉砕するためには螺旋
ジェットミルが好ましい。それらは、細かく粉砕された
粒子が固まる傾向を減らす、より効果的な統合された分
粒器を有する。粉砕する空気は、周囲に配置されたノズ
ルを通して導入される。もしラノ（ル（Ｌａｖａｌ）ノ
ズルとしてデザインされていれば、それらは、空気が超
音速で粉砕室中に噴き出すのを可能にする。粉砕された
顔料は、ミルの下流に装備されｔ；サイクロンまたはフ
ィルターによって容易に分離される。

以下の基準を、粉砕作用を評価するために使用した： ｌ）すすぎ流体として水を用いて４０μｍメ・クシュの
金網ふるい基板（ｗｉｒｅ　５ｃｒｅｅｎ　ｂａｓｅ）
上のＤＩＮ　５３１９５によるふるい残査、 ２）ヘゲマン（Ｈｅｇｎ＋ａｎ）による粉砕メーターＣ
ｇｒ　ｉｎｄｏｍｅｔｅｒ）を用いて、ＤＩＮ　５３２
０３による粒度；使用されたバインダー：アルキダル（
Ａｌｋｙｄａｌ）’−Ｆ　６８１ラツカー（バイエルＡ
Ｇの商品）、３　）　ＤＩＮ　６１７４による色距離（
ｃｏｌｏｒ　ｄｉｓｔａｎｃｅ）の比色測定（ＣＩＥＬ
ＡＢ値）、バインダー：アルキダル（Ａｌｋｙｄａｌ）
＠−Ｆ　４８ラツカー（バイエルＡＧの商品）、 ４　）　ＤＩＮ　５５９８６による色の強度。５倍重量
のＴｉＯ２顔料バイエルチタン（Ｂａｙｅｒｔｉｔａｎ
）ＯＲ−ＫＢ　２との白い混合物、バインダー：アルキ
ダル（Ａｌｋｙｄａｌ）’Ｂ−Ｆ　４３ラツカー（どち
らもバイエルＡＧの商品）。比較の基準−輝度（ｂｒｉ
ｇｈｔｎｅｓｓ）。

ローラーミル中での激しい粉砕によって製造される普通
の商業製品と比較して、本発明による方法によって得ら
れる酸化鉄黒顔料は、色合い及び色の強度に関する上で
述べられた色の技術的利点ばかりでなく、与えられたふ
るい残査に関する改良された粒度をも有する。

それ故、本発明はまた、本発明による方法によつて得ら
れる酸化鉄黒顔料にも関する。

本発明は、さらに、ラッカーまたはプラスチックを着色
するための本発明による酸化鉄黒顔料の使用に関する。

本発明を、以下の実施例の助けを借りて以下に説明する
が、これらの実施例は本発明を限定しない。

実施例１ アニリン法によって製造され、そして約０．１ないし０
　、５ｍｍの粒度（ｇｒ２ｉ１ｉｎｅｓｓ）を有する酸
化鉄黒を１時間あたり２０ｋｇで、６のノズルを備えそ
して２００ｍｍの内径及び２０ｍｍの粉砕空洞（ｃａｖ
ｉｔｙ）の高さを有する螺旋ジェットミルに供給した。

注入ノズルを通しての物質の導入のために１時間あたり
１３．５Ｎｍ３の空気が必要とされた。粉砕される材料
の水含量は、５．０重量％であった。８ｂａｒの予備圧
力の空気を、１．３ｍｍの空の（ｃｌｅａｒ）内径を有
する粉砕ノズルを通して１時間あたり３３．５Ｎｍ３の
速度でミル中に導入しｔ；。それ故、導入された空気の
総量は、１時間あたり６０ｋｇであった。分離された粉
砕された材料を試験すると、０．００１％の４０μｍ以
上のふるい残金及び３０μｍの粒度を示した。普通に微
粉化された酸化鉄黒顔料、タイプバイフェロックス（Ｂ
ａｙｆｅｒｒｏｘ）＠３１８Ｍ　（バイエルＡＧの商業
顔料−以下比較顔料と呼ぶ）と比較して実施された、５
重量倍のバイエルチタンＲ−ＫＢ　２　（バイエルＡＧ
の商品）との白いブレンドでの比色評価は、以下の色距
離を示した：赤−緑距離Δａ　＊＝　−０，２及び黄−
青距離Δｂ＊−−０，３゜この顔料の色は、比較のため
に使用された顔料よりも一層際立った青みがかった黒で
ある。色の強度は比較顔料の強度の１０７％であった。

比較顔料のふるい残金は０．００２重量％でありそして
その粒度は４０μｍであった。

実施例２ 粉砕を、実施例１におけるようにして、以下の修正を行
って実施した二予備の空気圧力は４ｂａｒに減らした。

それ故、全部の粉砕する空気は、１時間あたり８．３ｋ
ｇの生成物取り出し速度に対して１時間あたり２５ｋｇ
であった。粉砕のために導入された材料中の水含量は３
．０重量％であり、そして粉砕の過程で１．０重量％に
落ちた。

白いブレンドでの比色評価は、−０，１の６３本値及び
−帆ｌのΔｂ木値を与えた。それ故、この顔料は、比較
顔料よりも少しだけ一層際立った青の色合いを有する。

粒度は３０μｍであり、そして４０μｍ以上のふるい残
金は０．００２％であった。色の強度は、比較顔料の強
度を基にして、１０９％であった。

実施例３ 粉砕を、０６１重量％のモノプロピレングリコールを添
加して、実施例２におけるようにして実施した。白いブ
レンド中の比色評価は、−０，２の６３本値及び−０，
７のΔｂ木値、そして比較顔料の強度の１１０％の色の
強度を与えた。ふるい残金は０．００１％で、粒度は２
５μｍであった。

実施例４ 実施例２におけるようにして、しかし未粉砕の酸化鉄黒
中の水含量１．０重量％で、粉砕を実施した。得られた
微粉化顔料の色合い及び色の強度は比較顔料のものと同
じ範囲にあった。ふるい残金及び粒度もまた比較顔料の
ものと同一であった。

比較実施例１ この場合の粉砕される材料は、０．５％の水含量を持っ
ていた。その他の条件は、実施例１で示されたものと同
じであった。白いブレンドでの比色評価は、−０，１の
Δａ木値及び＋０．５の６５本値を示した。

そのより高い黄色含量のために、生成物は、比較顔料よ
りも一層際立った茶の色合いを持っていた。

色の強度はわずかに９５％であり、ふるい残金は０．０
０２重量％でありそして粒度は４０μｍであった。

比較実施例２ ミル中に投入された材料は、７重量％の水含量を有する
酸化鉄黒であった。得られた顔料は、ＴｉＯ□ブレンド
中で−０，１の６３本値及び−帆８の６５本値を有する
ことが見い出された。色の強度は、わずかに７５％であ
った。粒度は４５μｍそしてふるい残金は０．００２％
であった。

本発明の主なる特徴及び態様は以下の通りである。

■、沈沈澱土たはアニリン法によって得られた酸化鉄黒
懸濁液をついで濾過し、洗浄し、乾燥しそして粉砕する
、細かく分割された酸化鉄黒顔料の改良された製造方法
であって、 該改良が、乾燥された酸化鉄顔料の粉砕を、粉砕媒体と
しての空気とともに、そしてこの方法に投入される酸化
鉄黒顔料を基にして約１ないし６重量％の水含量で、ジ
ェットミル中で実施することから成る、方法。

２、粉砕工程における水含量が、酸化鉄黒顔料を基にし
て３ないし４重量％である、上記ｌに記載の改良された
方法。

３、水及び粉砕される酸化鉄黒顔料が、−緒にまたは別
々にミル中に導入される、上記ｌに記載の改良された方
法。

４、粉砕空気の粉砕される酸化鉄に対する重量比が、約
１ないし８の値に調節される、上記１に記載の改良され
た方法。

５、空気と酸化鉄の重量比が、約３ないし５である、上
記４に記載の改良された方法。

６、粉砕空気の予備の圧力が、約２ないし１２ｂａｒの
範囲内に維持される、上記１に記載の改良された方法。

７、粉砕空気の予備の圧力が、約４ないし８ｂａｒであ
る、上記６に記載の改良された方法。

８、アミン、アルコール、カルボン酸、シロキサン及び
スルホネートから成る群から選ばれた少なくとも一つの
粉砕助剤が、酸化鉄黒顔料に添加される、上記１に記載
の改良された方法。

９、上記ｌに記載の方法によって製造された酸化鉄黒顔
料。

１０、上記９に記載の酸化鉄黒顔料を着色する顔料とし
て含む着色されたラッカーまたはプラスチック。

【図面の簡単な説明】

第１図は、水含量（横軸）に依存した色の強度（左の縦
軸）（線−線のグラフ）の変化を示す。 特許出顕人　バイエル・アクチェンゲゼルシャフト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、沈澱法またはアニリン法によって得られた酸化鉄黒
   懸濁液をついで濾過し、洗浄し、乾燥しそして粉砕する
   、細かく分割された酸化鉄黒顔料の改良された製造方法
   であって、 該改良が、乾燥された酸化鉄顔料の粉砕を、粉砕媒体と
   しての空気とともに、そしてこの方法に投入される酸化
   鉄黒顔料を基にして約１ないし６重量％の水含量で、ジ
   ェットミル中で実施することから成る、改良された方法
   。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法によって製造され
   た酸化鉄黒顔料。 ３、特許請求の範囲第２項記載の酸化鉄黒顔料を着色す
   る顔料として含む着色されたラッカーまたはプラスチッ
   ク。