JPS61281018A

JPS61281018A - 二酸化チタン顔料およびその製造法

Info

Publication number: JPS61281018A
Application number: JP12201885A
Authority: JP
Inventors: Sanji Fujiwara; 藤原　三治; Nobumoto Hiraoka; 平岡　延元; Tsuneo Hasegawa; 長谷川　常夫
Original assignee: Teikoku Kako Co Ltd
Current assignee: Tayca Corp
Priority date: 1985-06-04
Filing date: 1985-06-04
Publication date: 1986-12-11
Also published as: JPH0348136B2

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】 ′　゛よび一本発明は、耐候性、光沢および分散性にすぐれた二酸化
チタン顔料およびその製造法に関する。

二酸化チタン顔料は着色力、隠蔽力にすぐれた白８顔料
として広く使用されている。最近は自動車、家電製品、
カラートタンのような製品に使用する高級焼付型塗料用
白色顔料としての需要も多い。このような用途に対して
は高度の耐候性、光沢および分散性が要求される。これ
までこのような要請を満たす二酸化チタン顔料の開発に
は数多くの提案がなされており、一部は市場に出廻って
いるが完全にこれら要請を満足するものはない。

公知の提案は二酸化チタン結晶粒子の表面を被覆するこ
とに関するが、その一つは内層として高密度シリカの被
覆を施し、外層としてアルミニウムの含水酸化物の被覆
を施すものである。他の方法は高密度シリカを施さない
で、他の含水酸化物（例えば、亜鉛、マグネシウム、ジ
ルコニウム、セリウム、アルミニウム等）の被覆を施す
方法である。しかしながら前者は耐候性は改善されるが
光沢および分散性が劣り、後者は耐候性が十分でなく、
いずれも耐候性、光沢および分散性の全部を同時に満足
させることはできない。本発明はこれら性能の全部を同
時に満足させる二酸化チタン顔料と、その製造法を提供
することである。

麓汲１抜本発明は、中核となる二酸化チタン結晶表面に、中核二
酸化チタンの重量に対してＳｎＯ２として０゜１〜２％
のスズの含水酸化物およびＺｒＯ２として０．１〜２％
のジルコニウムの含水酸化物を最内層に被覆し、次に中
核二酸化チタンの重量に対してＴｉＯ２として０．１〜
２％のチタンの含水酸化物を中間層に被覆し、最後に中
核二酸化チタンの重量に対して八１２０ａとして００１
〜５％のアルミニウムの含水酸化物を最外層に被覆して
なる二酸化チタン顔料を提供する。

また本発明によれば、前記二酸化チタン顔料の製造法が
提供され、該方法は、中核となる二酸化チタン結晶の水
懸濁液へ、中核二酸化チタンの重量に対しＳｎＯ２とし
て０．１〜２％の水溶性スズ化合物およびＺｒ（ｌｚと
して０．１〜２％の水溶性ジルコニウム化合物を酸性条
件下で添加し、次いで該懸濁液を中和することによって
スズおよびジルコニウムの含水酸化物よりなる被覆を最
内層に形成し、次に該懸濁液へ中核二酸化チタンの重量
に対してＴｉＯ２として０．１〜２％の水溶性チタン化
合物とアルカリとをｐＨ５〜８を保って同時に添加する
ことによってチタンの含水酸化物よりなる被覆を中間に
形成し、さらに該懸濁液へ中核二酸化チタンの重量に対
してＡ　Ｉ　２０３として０．１〜５％の水溶性アルミ
ニウム化合物と中和剤とをｐ　Ｈ５〜８を保って同時に
添加することによりアルミニウムの含水酸化物よりなる
被覆を最外層に形成し、被覆した懸濁粒子を口過、水洗
および乾燥することを特徴とする。

■組星Ｉ論本発明において中核として用いる二酸化チタン結晶はア
ナタース型およびルチル型のいずれでもよ（、またその
製造法はいわゆる硫酸法であるか、塩素法であるかは問
わない。

二酸化チタン結晶は水中に懸濁し、スラリーとする。そ
の際水酸化ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、
モノイソプロパツールアミンのような分散助剤を加えて
もよい。スラリーはサンドミルのような分散機を通し、
二酸化チタン結晶を粉砕し、分散させるのが好ましい。

次いでスラリーへ例えば硫酸、塩酸、硝酸のような酸を
加え、酸性とする。その際ｐＨは３以ド。

特に２．０前後とするのが好ましい。

次にこの懸濁液へ水溶性スズ化合物および水溶性ジルコ
ニウム化合物を加える。添加量は、中核二酸化チタンの
重量を基準として、それぞれ！、Ｉ０２およびＺｒＯ２
として０．１〜２％である。添加量が不足すると十分な
効果が得られず、反対に多品ぎると経済的に不利である
ばかりでなく、悪影ｚが生ずる場合がある。水溶性ズス
化合物の例、１′！シては、塩化スズ、硫酸スズ、酢酸
スズ、スズｍナトリウム、スズ酸カリウムなどがあり、
水を容・生ジルコニウム化合物の例としては、塩化ジル
コ−ラム、硫酸ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、酢酸
ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニウムなどがある。

次に懸濁液へアルカリを加えてｐＨ約７．０へ中　　′
和する。アルカリとしては例えば水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、アンモニア等を使用し得る。

中和によりスズおよびジルコニウムの含水酸化物の細か
い粒子が析出し、中核二酸化チタン結晶の表面に沈着し
て最内層被覆層を形成する。

スズおよびジルコニウムの含水酸化物の被覆層を形成さ
せた後、水可溶性チタン化合物とアルカリとを液性をｐ
Ｈ５〜８に保ちながら同時に添加する。水溶性チタン化
合物の例としては硫酸チタニルおよび四塩化チタンがあ
り、その添加量は水溶性スズおよびジルコニウム化合物
の場合と同様な理由により、中核二酸化チタンの重量を
基準にＴｉＯ２として０．１〜２％とすべきである。も
しこの時アルカリを水溶性チタン化合物と同時添加しな
ければ、液性が酸性となり、先に形成した最内層のスズ
およびジルコニウムの含水酸化物が溶解し、アルカリに
よって中和する際これら物質との同時沈澱が発生する。

従って本発明において水溶性チタン化合物を添加する際
、同時にアルカリを添加し、液性を常にｐＨ５〜８の範
囲に保つことが肝要である。添加終了時のｐＨは約７．
０とする。

アルミニウムの含水酸化物よりなる最外層被覆層は、懸
濁液へ、中核二酸化チタンの重量に対してＡｌｚＯａと
して０．１〜５％の水溶性アルミニウム化合物と中和剤
とをｐＨ５〜８を保ちながら同時に添加することによっ
て形成できる。中和剤を水溶性アルミニウム化合物と同
時添加する理由は、上記と同様に中間層および最内層の
含水酸化物の再溶解および再沈澱を防止するためである
。水溶性アルミニウム化合物が例えば硫酸アルミニウム
、塩化アルミニウム等のアルミニウム塩である時は中和
剤として前記したアルカリを使用し、例えばアルミン酸
ナトリウムのようなアルミン酸塩である時は前記した酸
を使用すべきことは勿論である。

このようにして水懸濁液中で被覆した二酸化チタン粒子
は、懸濁液中で例えば６０℃へ加熱し、ｐ　Ｈを約７．
０に調節した後、例えば約３０分間攪拌して熟成するこ
とが好ましい。また熟成までの各工程は常時攪拌状態で
実施するのが好ましい。

熟成後懸濁液を常法により口過、水洗し、例えば１２０
℃で１５時間乾燥することにより目的とする二酸化チタ
ン顔料が得られる。乾燥後必要あらばスチームエネルギ
ーミル等の微粉砕機を使って微粉砕することが好ましい
。また本発明の二酸化チタン顔料は必要に応じ多価アル
コール、アルカノールアミン、シリコーンなどの有機物
のコーティングを施すこともできる。

本発明の二酸化チタン顔料は、従来の被覆二酸化チタン
顔料に比較して、耐候性、光沢および分散性のすべてに
おいてすぐれている。従って自動車、家電製品、カラー
トタン等に塗装される高級焼付塗料用の白色顔料として
有用であるが、塗料以外の分野、例えばインキ、プラス
チック、紙等にも使用し得ることは勿論である。

以下に実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳し
く説明する。

実施例１硫酸チタン溶液を加水分解して得られた含水酸化チタン
をか焼、粉砕、分級処理して製造されたルチル型二酸化
チタンを含有する水性スラリー（ＴｉＱｚ２１１度３０
０　ｇ／ｌ）に次の順に処理をした。

■　硫酸を添加してスラリーのｐＨを２．０に調整した
。

■　塩化第一スズ溶液を二酸化チタン重量基準でＳｎＯ
２として０．５％添加して１０分間攪拌した。

■　硫酸ジルコニウム溶液を二酸化チタンＭ量基準でＺ
ｒＯ２として０．５％添加して１０分間攪拌した。

■　水酸化ナトリウム溶液を添加してｐ　Ｈ＝　７．０
に調整して、二酸化チタンの表面にスズ、ジルコニウム
の含水酸化物を沈澱させた。

■　硫酸チタニル溶液を二酸化チタン重量基準でＴｉＯ
２として１．５％と水酸化ナトリウム溶液をｐＨ＝５〜
８で１０分間に同時添加後、ｐＨ＝　７．０で１０分間
攪拌し、チタンの含水酸化物を沈政させた。

■　アルミン酸ナトリウム溶液を二酸化チタン重量基準
でＴｉＯ２として３．０％と硫酸をｐＨ＝５〜８で１０
分間に添加後、ｐＨ＝７．０Ｔ：１０分間攪拌し、アル
ミニウムの含水酸化物を沈澱させた。

■　３０分間攪拌熟成した。

スラリーを口過、洗浄し、１２０℃、１５時間乾燥し、
流体スチームエネルギーミルで粉砕してスズ、ジルコニ
ウム、チタン、アルミニウムの含水酸化物で被覆された
本発明の二酸化チタン顔料を得た。（顔料Ａ）実施例２四塩化チタンを気相で酸化して得られた二酸化チタンを
使用する以外は実施例１と同様に被覆処理して本発明の
二酸化チタン顔料を得た。（顔料Ｂ）比較例Ｃ：　チタンの含水酸化物を表面被覆する際、水酸化ナ
トリウムを併用添加しない点以外は実施例１と同様に処
理した。

Ｄ：　アルミニウムの含水酸化物を表面被覆する際、硫
酸を併用添加しない点以外は実施例１と同様に処理した
。

Ｅ：　チタンの含水酸化物を被覆処理しない以外は実施
例１と同様に処理した。

Ｆ：　スズの含水酸化物を被覆処理しない以外は実施例
１と同様に処理した。

Ｇ：　ジルコニウムの含水酸化物を被覆処理しない以外
は実施例１と同様に処理した。

Ｈ：　アルミニウムの含水酸化物を被覆処理しない以外
は実施例１と同様に処理した。

■＝　チタンの含水酸化物を被覆する代わりにケイ酸ナ
トリウム溶液を使用してケイ素の含水酸化物を５ｉＯｚ
として１．０％被覆処理すること以外は実施例１と同様
に処理した。

Ｊ：　塩素法、市販高耐候性銘柄（高密度５１０２　％およびＡ　ｌ　２０１１被覆処理
品）実施例および比較例の二酸化チタン顔料ＡαＪにつ
いて、分散性、初期光沢および耐候性を測定した。結果
を次表に示す。

（以下余白）試験方法】６　試験板の作成二酸化チタン顔料を市販ヤシ油変性アルキド樹脂、ベー
コゾールＪ−５２４（大日本インキ化学工業製）／ブチ
ル化メラミン樹脂、スーパーベッカミンＪ−８２０（大
日本インキ化学工業製）中へ混和（Ｊ−５２４／Ｊ−８
２０／二酸化チタン顔料＝７／３／１０）し、ペイント
コンディショナー（レフトデビル社製、　＃５１１０）
で分散塗料化したものを、リン酸亜鉛処理鋼板（日本テ
ストパネル社製、　Ｂｔ　１４Ｃに約４０μｍ厚（乾燥
塗膜）で塗布し、１４０ｔ’で３０分間焼付けて白色試
験板を作成した。

２、分散性の評価ペイントコンディショナーで分散時５分毎に分散性をブ
ラインドゲージ（天祐機材社製）でチェックした。

３、　白色試験板の初期光沢測定− グロスメーター（スガ試験機側製、　ＵＧＶ−４０）で
２０°−２０’　、６０’−６０°光沢を測定した。

４、耐候性測定光沢保持率はカーボンアーク型タンシャインウェザ−メ
ーター装置（スガ試験機＠裂、すＥ−５ｔＪＮ−ＤＣ型
）内で白色試験板を曝露（６０分照射中に１２分降水、
ブラックパネル温度６３±３℃）し、４０時間毎に６０
°−６０°光沢を測定し評価した。

白亜化開始のはじまりは日本塗料検査協会の塗膜評価基
準に従って測定した。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）中核となる二酸化チタン結晶表面に、中核二酸化
チタンの重量に対してＳｎＯ＿２として０．１〜２％の
スズの含水酸化物およびＺｒＯ＿２として０．１〜２％
のジルコニウムの含水酸化物を最内層に被覆し、次に中
核二酸化チタンの重量に対してＴｉＯ＿２として０．１
〜２％のチタンの含水酸化物を中間層に被覆し、最後に
中核二酸化チタンの重量に対してＡｌ＿２Ｏ＿３として
０．１〜５％のアルミニウムの含水酸化物を最外層に被
覆してなる二酸化チタン顔料。
（２）中核となる二酸化チタン結晶の水懸濁液へ、中核
二酸化チタンの重量に対しＳｎＯ＿２として０．１〜２
％の水溶性スズ化合物およびＺｒＯ＿２として０．１〜
２％の水溶性ジルコニウム化合物を酸性条件下で添加し
、次いで該懸濁液を中和することによってスズおよびジ
ルコニウムの含水酸化物よりなる被覆を最内層に形成し
、次に該懸濁液へ中核二酸化チタンの重量に対してＴｉ
Ｏ＿２として０．１〜２％の水溶性チタン化合物とアル
カリとをｐＨ５〜８を保って同時に添加することによっ
てチタンの含水酸化物よりなる被覆を中間に形成し、さ
らに該懸濁液へ中核二酸化チタンの重量に対してＡｌ＿
２Ｏ＿３として０．１〜５％の水溶性アルミニウム化合
物と中和剤とをｐＨ５〜８を保って同時に添加すること
によりアルミニウムの含水酸化物よりなる被覆を最外層
に形成し、被覆した懸濁粒子をロ過、水洗および乾燥す
ることを特徴とする二酸化チタン顔料の製造法。