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JP4988983B2 - 酸化鉄顔料の製造方法 - Google Patents
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、純粋色の酸化鉄赤顔料の製造方法ならびにこれら顔料およびその使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】
赤色の酸化鉄顔料を製造する方法が文献[T.C.Patton, Pigment Handbook, Vol.1, New York 1988]に記載されている。さらに、文献[SHEN,Qing; SUN,Fengzhi; Wujiyan Gongye 1997, (6), 5-6 (CH), Wujiyan Gongye Bianjib (CA 128:218378n)]において、希硝酸を高温で鉄元素に作用させ、これにより、ヘマタイト(赤鉄鉱)核の懸濁液を生成させる方法が報告されている。このような懸濁液を赤顔料の懸濁液に転換する方法およびこの顔料を回収する方法は知られている。しかし、この方法によって製造した赤顔料は、比較的低い色彩度を有しており、このため、主に建築材料工業において使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、Shenらが記載している核を生成させる簡単な方法の利点は有するが、不適当な色純度の不都合は有することのない改善された酸化鉄赤顔料を提供することである。
【０００４】
ここに、Shenらが推奨しているように核生成の反応温度を８６℃に維持するのではなく、９０℃以上に維持することによって、酸化鉄赤顔料に対する市場の比較的高い要求が満たされることを見い出した。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、酸化鉄赤顔料の製造方法であって、９０℃以上での希硝酸と鉄元素の間の反応によってヘマタイト核の懸濁液を生成させ、このヘマタイト核の懸濁液をヘマタイト顔料の懸濁液に変換し、所望によりこの顔料を固体として回収することを含んでなる方法に関する。
【０００６】
また本発明は、色試験において３９ ＣＩＥＬＡＢ単位以上の色彩度(Ｃ＊)を有する顔料に関する。
【０００７】
さらに本発明は、コンクリート、プラスチック、ペイント、ラッカーを着色するためにこれら顔料を使用すること、ならびに、このように着色または被覆された基材に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の方法の好ましい態様においては、核の懸濁液を調製するために、
(ａ)鉄元素を、９０〜９９℃、特に好ましくは９５〜９９℃の反応温度で水中に加える。
本発明の方法の別の好ましい態様においては、
(ｂ)鉄元素を、２〜６重量％ＨＮＯ3の濃度を有する硝酸と反応させる。
本発明の方法の他の好ましい態様においては、
(ｃ)鉄と硝酸を、モル比Ｆe：ＨＮＯ3が１.５〜１６になるようにして反応させる。
これにより、赤色の核懸濁液が得られる。この懸濁した粒子は、Ｘ線相分析により専らヘマタイトからなることが示される。
【０００９】
鉄元素は、好ましくはスクラップ鉄であり、特に好ましくはシートの形態にある。
【００１０】
本変換方法は、鉄(II)塩およびアルカリ金属水酸化物との反応ならびに酸素含有ガスへの暴露によって、ヘマタイト核の懸濁液をヘマタイト顔料の懸濁液に転換する工程をさらに含むことができる。
【００１１】
本変換方法は、鉄元素、鉄(II)塩および酸素含有ガスを用いて、ヘマタイト核の懸濁液をヘマタイト顔料の懸濁液に転換する工程をさらに含むことができる。
【００１２】
顔料形成は２つの方法で好都合に行うことができる。金属鉄および鉄(II)塩を核の懸濁液に添加し、全混合物を７０〜１００℃、好ましくは７５〜９０℃に加熱し、所望の色相が得られるまで、１時間あたりおよび懸濁液１Ｌあたり０.２〜５０Ｌの空気で酸化するか、あるいは、核の懸濁液を７０〜１００℃、好ましくは７５〜９０℃に加熱し、鉄(II)塩およびアルカリ溶液を添加し、所望の色相が得られるまで、全混合物を１時間あたりおよび懸濁液１Ｌあたり１〜４００Ｌの空気で酸化する。
【００１３】
ブラインを分離した後、赤色のペーストをスラリーに転換するか、または、乾燥および粉砕して粉末顔料を得ることができる。純粋色の柔らかい酸化鉄顔料が得られる。Ｘ線相分析(ＡＳＴＭ Ｎo.３３.０６６４)によって、α-Ｆe2Ｏ3が同定される。
【００１４】
好ましくは、酸化鉄赤顔料は、色試験において４０ ＣＩＥＬＡＢ単位以上の色彩度Ｃ＊を有する。
【００１５】
好ましくは、コンクリートおよびプラスチック押出物および自動車ラッカーを本発明の顔料で着色する。また、本発明に従い、プラスチック押出物は、上記顔料で着色された、電気機械的な印刷方法に使用されるトナーを含有する。ペイントには、エマルジョンペイントおよびインクジェットプリンター用インクが含まれる。
【００１６】
本発明の顔料は、既知の方法で顆粒化することができ、この形態で使用することができる。
【００１７】
被覆分野で使用するための顔料の色試験は、６３％の亜麻仁油および２３％の無水フタル酸を含むアルキッド樹脂(Alkydal L64, Bayer AG, Leverkusen, DE)において行う。粘度を増大させるために、これに５％のLuvotix HT添加剤(Lehmann & Voss)を添加する。顔料の容量濃度は１０％である。
【００１８】
ＣＩＥＬＡＢデータ(ＤＩＮ６１７４)は、表面反射を含むUlbrichtグローブ光度計(照明条件ｄ／８°、標準光源Ｃ／２°)を用いて測定する。色彩度(Ｃ＊)は、顔料の色純度の尺度とみなされる。
【００１９】
【実施例】
実施例１
鉄シート(１,７７３ｇ)を３００Ｌ／時の窒素ガス下の水(２４Ｌ)中に入れ、９５℃に加熱した。これに、３４.６重量％の硝酸(１,４４５.１ｇ)を１時間かけて加えた。次いで、この混合物を３０分間反応させた。ヘマタイト核の懸濁液が生成した。この核を回収せず、懸濁液をそれが得られた状態で次に使用した。
【００２０】
実施例２
Ｆeシート(６８５ｇ)、実施例１からのＦe2Ｏ3核(７０ｇ、固体物質)、水(４Ｌ)およびＦeＣl3(１７５ｇ)を、１００Ｌ／時の窒素ガス下に２００rev／分で撹拌し、７０℃に加熱した。次いで、ガス導入を１００Ｌ／時の空気に変更し、曝気を１００時間行った。
【００２１】
実施例３
実施例１からのＦe2Ｏ3核(０.２６モル、固体物質)、ＦeＣl2(４.９４モル)および水(６.３Ｌ)を１００Ｌ／時の窒素ガス下に置き、９０℃に加熱した。pＨ値を、水酸化ナトリウム溶液により５分間で２.０に調整し、このpＨにおいて、１５時間の１５０Ｌ／時の空気による曝気により酸化した。
【００２２】
【表１】
Figure 0004988983
【００２３】
本発明を説明の目的で上に詳細に記載したが、このような詳細が該目的のためだけのものであり、当業者なら、特許請求の範囲によって限定されることを除いて、本発明の思想および範囲から逸脱することなく、上記詳細に変更を加えうることを理解すべきである。

Claims (8)

  1. 酸化鉄赤顔料の製造方法であって、
    ・はじめに、希硝酸と鉄元素の間の反応によってヘマタイト核の懸濁液を生成させること、および
    ・続いて、得られた核の懸濁液を、
    −酸素含有ガスの作用下、鉄（II）塩およびアルカリ金属水酸化物と反応させることにより、または
    −鉄元素、鉄（II）塩および酸素含有ガスの反応により、
    ヘマタイト顔料懸濁液に転換させること、
    ・必要な場合、懸濁液中の顔料を分離すること
    を含み、希硝酸の濃度が２〜６重量％ＨＮＯ ３ 濃度であり、希硝酸と鉄元素の反応温度が９５〜９９℃である方法。
  2. ヘマタイト核懸濁液のヘマタイト顔料懸濁液への転換が、
    核懸濁液を７０〜１００℃まで加熱すること、
    鉄（II）塩およびアルカリ溶液を添加すること、および
    所望の色相が得られるまで、全混合物を１時間あたりおよび懸濁液１Ｌあたり１〜４００Ｌの空気で酸化すること
    を含んで行われる、請求項１に記載の方法。
  3. 核懸濁液を７５〜９０℃に加熱する、請求項２に記載の方法。
  4. ヘマタイト核懸濁液のヘマタイト顔料懸濁液への転換が、
    鉄（II）塩および金属鉄を核懸濁液に添加すること、
    全混合物を７０〜１００℃に加熱すること、および
    所望の色相が得られるまで、全混合物を１時間あたりおよび懸濁液１Ｌあたり０．２〜５０Ｌの空気で酸化すること
    を含んで行われる、請求項１に記載の方法。
  5. 全混合物を７５〜９０℃に加熱する、請求項４に記載の方法。
  6. ヘマタイト核懸濁液の生成において、１．５〜１６のモル比で鉄元素と希硝酸を反応させる、請求項１に記載の方法。
  7. ペイント試験における色彩度(Ｃ＊)が３９ ＣＩＥＬＡＢ単位以上である、請求項１〜６のいずれかに記載の方法により製造される酸化鉄赤顔料。
  8. ペイント試験において３９ ＣＩＥＬＡＢ単位以上の色彩度(Ｃ＊)を有する、請求項１〜６のいずれかに記載の方法により製造される有効量の酸化鉄赤顔料を含有するコンクリート。
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