JP4190715B2 - コバルト系黒色顔料の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、コバルト系黒色顔料の製造方法に関し、耐熱性、絶縁性、発色性に優れた微粒子状のコバルト系黒色顔料の製造方法に関する。
【０００２】
更に詳しくは、ブラウン管、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等のブラックマトリックス用顔料、塗料、インキ、セラミックス等の着色剤として有用なコバルト系黒色顔料の製造方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】
従来、金属酸化物系の黒色顔料としては、Ｃｕ−Ｃｒ系、Ｃｕ−Ｃｒ−Ｍｎ系などのクロム含有の複合酸化物がしられているが、有害な金属であるクロムを含み、かつ粒径の小さな微粒子状の顔料が得られないなどの欠点がある。
【０００４】
また、黒色顔料としてカーボンブラックが使用されているが、導電性を有しているため、絶縁性が必要な用途には使用できないという欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、金属酸化物系の黒色顔料として、絶縁性を有し、クロムを含有せず、粒径の小さな微粒子状の黒色顔料が要望されている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、コバルト原料を消費アノード電極として、直流アークプラズマ法で製造したＣｏＯおよびＣｏ ３ Ｏ ４ の結晶構造を持つ略茶色のコバルト酸化物微粒子を製造した後、該コバルト酸化物微粒子を用いて、酸素含有雰囲気中で焼成することによりＣｏ ３ Ｏ ４ の結晶構造を持つ微粒子を得ることを特徴とするコバルト系黒色顔料の製造方法である。
【０００７】
また、上記のＣｏ ３ Ｏ ４ の結晶構造を持つ黒色微粒子は、平均粒径が、８０〜３００ｎｍ、好ましくは１００〜２５０ｎｍである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、コバルト系黒色顔料の製造法について鋭意検討した結果、直流アークプラズマ法で製造した平均粒径が２０〜９０ｎｍのＣｏＯおよびＣｏ ３ Ｏ ４ の結晶構造を持つ略茶色のコバルト酸化物微粒子を製造した後、酸素含有雰囲気下で加熱処理することにより黒色顔料として優れた平均粒径８０〜３００ｎｍの微粒子が得られることを見いだした。
【０００９】
本発明で使用される直流アークプラズマ法は、直流アークプラズマ装置を用い、コバルト金属や酸化コバルトなどの各種コバルト原料を消費アノード電極とし、カソード電極からアルゴンガス等のプラズマフレームを発生させ、消費アノードのコバルト原料を加熱、蒸発させ、そのプラズマ状態のコバルトを酸化、冷却することによって酸化コバルトの球状微粒子を製造することができる。このプラズマ法で製造した酸化物微粒子は、Ｘ線回折装置で測定すると、ＣｏＯおよびＣｏ ３ Ｏ ４ の結晶構造が共存し、略茶色の酸化物微粒子である。
【００１０】
上記の略茶色の酸化物微粒子を電気炉等で、酸素含有雰囲気中、例えば大気雰囲気中で６５０〜８５０℃、好ましくは７００〜８００℃で約３０分間ないし２時間程度焼成することにより、ＣｏＯの結晶構造が酸化され、ほぼ全体がＣｏ ３ Ｏ ４ の結晶構造に変換し、微粒子状の黒色顔料が得られる。この焼成温度が６５０℃未満であると酸化が促進されず、また、８５０℃を超えると焼成によって微粒子同士が溶融して粒径が大きくなるので好ましくない。
【００１１】
【実施例】
以下に実施例を挙げて、具体的に本発明を説明する。
【００１２】
実施例１
直流アークプラズマ装置で、金属コバルトを消費アノード電極とし、カソード電極からアルゴンガスのプラズマフレームを発生させ、該コバルトを加熱、蒸発させ、そのプラズマ状態のコバルトを酸化、冷却し、平均粒径が５０ｎｍのＣｏＯおよびＣｏ ３ Ｏ ４ の結晶構造を持つ略茶色のコバルト酸化物微粒子を得た。次に、この略茶色のコバルト酸化物微粒子をセラミック容器に入れ、電器炉を用いて大気雰囲気中で、７５０℃で１時間焼成した。得られた黒色微粒子は、Ｘ線回折装置（理学電機社製）で測定すると、Ｃｏ ３ Ｏ ４ の結晶構造を持ち、平均粒径が１５０ｎｍ（ＢＥＴ法による換算値）であった。
【００１３】
実施例２
実施例１の略茶色のコバルト酸化物微粒子を使用し、電気炉を用いて大気雰囲気中で、８００℃で１時間焼成した。得られた黒色微粒子は、Ｘ線回折装置で測定すると、Ｃｏ ３ Ｏ ４ の結晶構造を持ち、平均粒径が１７０ｎｍ（ＢＥＴ法による換算値）であった。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によって製造されたＣｏ ３ Ｏ ４ の結晶構造を持つ黒色顔料は、平均粒径８０〜３００ｎｍのほぼ球状の微粒子で、耐熱性、着色力、発色性に優れているという効果がある。
Claims (3)
- コバルト原料を消費アノード電極として、直流アークプラズマ法で製造したＣｏＯおよびＣｏ ３ Ｏ ４ の結晶構造を持つ略茶色のコバルト酸化物微粒子を製造した後、該コバルト酸化物微粒子を用いて、酸素含有雰囲気中で焼成することによりＣｏ ３ Ｏ ４ の結晶構造を持つ黒色微粒子を得ることを特徴とするコバルト系黒色顔料の製造方法。
- 焼成温度が６５０〜８５０℃であることを特徴とする請求項１に記載のコバルト系黒色顔料の製造方法。
- 上記のＣｏ ３ Ｏ ４ の結晶構造を持つ黒色微粒子の平均粒径が、８０〜３００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載のコバルト系黒色顔料の製造方法。
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