JP6077433B2 - Composite oxide black pigment and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、国内外において環境上の制約を受けやすい元素であるクロム、コバルト、及びニッケルを実質的に含まず、従来のクロム系の高耐久性黒色顔料に匹敵する耐久性を有する複合酸化物黒色顔料、及びその製造方法に関する。 The present invention substantially does not contain chromium, cobalt, and nickel, which are easily subject to environmental restrictions at home and abroad, and has a composite oxide having durability comparable to conventional chromium-based highly durable black pigments It is related with a black pigment and its manufacturing method.
高耐久性黒色顔料としては、経済面、耐久性、耐フリット性、及び黒色度等の点で優位なCu−Cr−Mn系黒色顔料等の複合酸化物顔料が使用されている。複合酸化物顔料は耐候性等に特に優れた顔料であるため、耐久性を要求される分野において塗料、建材、及び樹脂等の着色剤として幅広く使用されている。 As highly durable black pigments, complex oxide pigments such as Cu—Cr—Mn black pigments that are superior in terms of economy, durability, frit resistance, and blackness are used. Since complex oxide pigments are particularly excellent in weather resistance and the like, they are widely used as colorants for paints, building materials, resins and the like in fields requiring durability.
複合酸化物顔料は異種金属の酸化物を複合化したものであるため、例えば、酸化チタンや酸化亜鉛のような単一金属の酸化物に比べて安定化しており、耐久性が向上していると考えられる。なお、複合酸化物顔料をより安定化させるためにクロムを固溶させることがある。クロムを固溶させた場合、他の金属元素を固溶させた場合に比べて、より耐久性が向上する傾向にある。関連する従来技術として、例えば、Fe2O3を必須成分とし、Cr2O3、Mn2O3又はNiOを含む焼成顔料からなる黒色顔料が知られている(特許文献1)。 Since complex oxide pigments are composites of oxides of different metals, they are more stable and more durable than single metal oxides such as titanium oxide and zinc oxide. it is conceivable that. In order to further stabilize the complex oxide pigment, chromium may be dissolved. When chromium is dissolved, the durability tends to be improved as compared with the case where other metal elements are dissolved. As a related prior art, for example, a black pigment made of a calcined pigment containing Fe 2 O 3 as an essential component and containing Cr 2 O 3 , Mn 2 O 3 or NiO is known (Patent Document 1).
しかしながら、Cu−Cr−Mn系黒色顔料や特許文献1等に記載の黒色顔料は、構成成分中にクロム(Cr)を含むため、法律上の制約を受けることが多い。さらに、近年の環境問題に対する関心の高まりとともに、クロムを含有する顔料については使用制限を受けやすくなっている。六価クロムの毒性や発がん性に注目が集まり、健康面に配慮してクロム含有製品が使用されなくなる傾向にあるためである。 However, the Cu—Cr—Mn-based black pigment and the black pigment described in Patent Document 1 or the like often have legal restrictions because they contain chromium (Cr) in the constituent components. Furthermore, with increasing interest in environmental issues in recent years, pigments containing chromium are more likely to be restricted in use. This is because attention has been paid to the toxicity and carcinogenicity of hexavalent chromium, and chromium-containing products tend not to be used in consideration of health.
これに対して、クロムを含有しないノンクロム系の複合酸化物顔料が提案されている。例えば、Ni−Fe系の複合酸化物顔料(特許文献2)、及びFe−Co−Al系の複合酸化物顔料(特許文献3)が提案されている。 On the other hand, non-chromium composite oxide pigments that do not contain chromium have been proposed. For example, Ni-Fe-based complex oxide pigments (Patent Document 2) and Fe-Co-Al-based complex oxide pigments (Patent Document 3) have been proposed.
特許文献2に記載のNi−Fe系の複合酸化物顔料は、構成元素としてニッケルを含有するものであり、耐酸性を有する。しかしながら、実際の色相が茶色に近いため、黒色が要求される用途には適用することが困難である。また、特許文献3に記載のFe−Co−Al系の複合酸化物顔料、ノンクロム系の複合酸化物顔料ではあるが、構成元素としてコバルトを含有する点に問題があるとともに、従来のクロム系の複合酸化物顔料と比較するとコスト面において不利である。 The Ni—Fe based complex oxide pigment described in Patent Document 2 contains nickel as a constituent element and has acid resistance. However, since the actual hue is close to brown, it is difficult to apply to applications where black is required. Moreover, although it is a Fe-Co-Al-based complex oxide pigment and a non-chromium-based complex oxide pigment described in Patent Document 3, there is a problem in that it contains cobalt as a constituent element, and the conventional chromium-based complex oxide pigment. Compared to complex oxide pigments, it is disadvantageous in terms of cost.
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、黒色度が高く、耐酸性、耐熱性、及び耐候性等の耐久性に優れているとともに、着色力が良好であり、かつ、安価であるとともに、環境面についても十分に配慮がなされた複合酸化物黒色顔料及びその製造方法を提供することにある。また、本発明の課題とするところは、この複合酸化物黒色顔料を含有する着色用製剤を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the subject is high blackness and excellent durability such as acid resistance, heat resistance, and weather resistance. In addition, the present invention provides a complex oxide black pigment that has good coloring power, is inexpensive, and that is sufficiently considered for the environment, and a method for producing the same. Another object of the present invention is to provide a coloring preparation containing the composite oxide black pigment.
すなわち、本発明によれば、以下に示す複合酸化物黒色顔料が提供される。
[1]銅、マンガン、及びアルミニウムを含む主成分金属の複合酸化物であり、銅、マンガン、及びアルミニウムの合計に対する各金属の含有割合が、銅 32〜45モル%、マンガン 25〜70モル%、及びアルミニウム 2〜40モル%であり、クロム、コバルト、及びニッケルを含有しない複合酸化物黒色顔料。
[2]スピネル構造を有する異相のない単一化合物である前記[1]に記載の複合酸化物黒色顔料。
That is, according to the present invention, the following composite oxide black pigment is provided.
[1] A composite oxide of main component metals including copper, manganese, and aluminum, and the content ratio of each metal with respect to the total of copper, manganese, and aluminum is 32 to 45 mol% copper and 25 to 70 mol% manganese. , and an aluminum 2-40 mol%, chromium, cobalt, and containing no composite oxide black pigment nickel.
[2] The composite oxide black pigment according to [1], which is a single compound having a spinel structure and having no heterogeneous phase.
また、本発明によれば、以下に示す複合酸化物黒色顔料の製造方法が提供される。
[3]前記[1]又は[2]に記載の複合酸化物黒色顔料の製造方法であって、銅、マンガン、及びアルミニウムを含む金属塩の混合塩水溶液及びアルカリ水溶液を混合して共沈物である顔料前駆体を析出させる工程と、析出した前記顔料前駆体を水洗及び乾燥後、500〜1000℃で焼成する工程と、を有する複合酸化物黒色顔料の製造方法。
[4]前記顔料前駆体を析出させる工程において、酸化剤の存在下で前記混合塩水溶液及び前記アルカリ水溶液を混合する前記[3]に記載の複合酸化物黒色顔料の製造方法。
Moreover, according to this invention, the manufacturing method of the complex oxide black pigment shown below is provided.
[ 3 ] The method for producing a composite oxide black pigment according to [1] or [2] , wherein a mixed salt aqueous solution and an alkaline aqueous solution of a metal salt containing copper, manganese, and aluminum are mixed and coprecipitated. And a step of precipitating the pigment precursor, and a step of washing the precipitated pigment precursor with water and drying, followed by firing at 500 to 1000 ° C.
[ 4 ] The method for producing a composite oxide black pigment according to [ 3 ], wherein in the step of depositing the pigment precursor, the mixed salt aqueous solution and the alkaline aqueous solution are mixed in the presence of an oxidizing agent.
また、本発明によれば、以下に示す着色用製剤が提供される。
[5]前記[1]又は[2]に記載の複合酸化物黒色顔料を含有する着色用製剤。
Moreover, according to this invention, the formulation for coloring shown below is provided.
[ 5 ] A coloring preparation containing the composite oxide black pigment according to [1] or [2] .
本発明によれば、黒色度が高く、耐酸性、耐熱性、及び耐候性等の耐久性に優れているとともに、着色力が良好であり、かつ、安価であるとともに、環境面についても十分に配慮がなされた複合酸化物黒色顔料、及びその製造方法が提供される。また、本発明によれば、上記の複合酸化物黒色顔料を含有する着色用製剤が提供される。 According to the present invention, the degree of blackness is high, the acid resistance, the heat resistance, the weather resistance, and the like are excellent, the coloring power is good, the cost is low, and the environment is sufficient. Provided are complex oxide black pigments that have been considered, and methods for producing the same. Moreover, according to this invention, the formulation for coloring containing said complex oxide black pigment is provided.
<複合酸化物黒色顔料>
本発明の複合酸化物黒色顔料(以下、単に「黒色顔料」とも記す)は、銅、マンガン、及びアルミニウムを含む主成分金属の複合酸化物である。そして、金属元素の合計に対する各金属の含有割合が、銅 25〜45モル%、マンガン 25〜70モル%、及びアルミニウム 2〜40モル%であり、クロム、コバルト、及びニッケルを実質的に含有しないものである。本発明の複合酸化物黒色顔料を構成する金属元素には、銅、マンガン、及びアルミニウムが含まれているが、クロム、コバルト、及びニッケルが実質的に含まれていない。以下、好ましい実施の形態を例に挙げ、本発明の複合酸化物黒色顔料の詳細について説明する。
<Composite oxide black pigment>
The composite oxide black pigment of the present invention (hereinafter also simply referred to as “black pigment”) is a composite oxide of main component metals including copper, manganese, and aluminum. And the content rate of each metal with respect to the sum total of a metal element is copper 25-45 mol%, manganese 25-70 mol%, and aluminum 2-40 mol%, and does not contain chromium, cobalt, and nickel substantially. Is. Although the metal element which comprises the complex oxide black pigment of this invention contains copper, manganese, and aluminum, chromium, cobalt, and nickel are not contained substantially. Hereinafter, preferred embodiments will be described as examples, and the details of the composite oxide black pigment of the present invention will be described.
環境問題への対策は、国内だけに留まらず、グローバル化する傾向にある。このような状況下、日本、米国、及び欧州における業界団体が作成したジョイント・インダストリー・ガイドライン(Joint Industry Guide for Material Composition Declaration for Electronic Products : JIG)には、使用制限を受ける化合物リストが掲載されている。この化学物質リストの「レベルA」にはカドミウム及び六価クロム等が含まれており、「レベルB」にはニッケル等が含まれている。また、労働安全衛生法が改正され(平成25年1月1日施行)、特化則第二類物質にコバルトが追加された。 Countermeasures for environmental problems are not limited to Japan, but tend to be globalized. Under these circumstances, the Joint Industry Guide for Material Composition Declaration for Electronic Products (JIG) prepared by industry associations in Japan, the United States, and Europe contains a list of restricted compounds. Yes. “Level A” of this chemical substance list includes cadmium and hexavalent chromium, and “Level B” includes nickel and the like. In addition, the Industrial Safety and Health Act was amended (enforced on January 1, 2013), and cobalt was added to the Specialized Law Class II substance.
本発明の複合酸化物黒色顔料は、上述のジョイント・インダストリー・ガイドライン及び労働安全衛生法において使用制限等を受けるクロム、コバルト、及びニッケルを含有せず、環境への配慮が十分になされている。また、これらの金属元素を含有しなくとも、主成分金属である銅、マンガン、及びアルミニウムの含有割合をそれぞれ適切な範囲に設定したことで、黒色度が高く、着色力が良好であるとともに、クロムを含有する従来のクロム系高耐久黒色顔料と同等以上の優れた耐久性(耐酸性、耐熱性、及び耐候性)を有する。 The complex oxide black pigment of the present invention does not contain chromium, cobalt, and nickel, which are subject to use restrictions in the above-mentioned joint industry guidelines and occupational safety and health law, and is sufficiently considered for the environment. In addition, even if these metal elements are not contained, by setting the content ratios of copper, manganese, and aluminum, which are main component metals, in appropriate ranges, the blackness is high and the coloring power is good. It has excellent durability (acid resistance, heat resistance, and weather resistance) equivalent to or better than conventional chromium-based high durability black pigments containing chromium.
また、本発明の複合酸化物黒色顔料は、金属元素の合計に対する銅(Cu)の含有割合が25〜45モル%であり、好ましくは32〜35モル%である。金属元素の合計に対する銅の含有割合が25モル%未満であると、結晶性が低下する。一方、銅の含有割合が45モル%を超えると、過剰になった銅が固溶しにくくなる。 In the composite oxide black pigment of the present invention, the content ratio of copper (Cu) to the total of metal elements is 25 to 45 mol%, preferably 32 to 35 mol%. Crystallinity falls that the content rate of copper with respect to the sum total of a metal element is less than 25 mol%. On the other hand, if the copper content exceeds 45 mol%, the excess copper becomes difficult to dissolve.
さらに、本発明の複合酸化物黒色顔料は、金属元素の合計に対するマンガン(Mn)の含有割合が25〜70モル%であり、好ましくは40〜55モル%である。金属元素の合計に対するマンガンの含有割合を上記の数値範囲とすることで、十分な黒色度を得ることができる。ただし、マンガンの含有割合が25モル%未満であると、黒色度が不十分になる。一方、マンガンの含有割合が70モル%を超えると、黒色度は向上するが耐酸性が低下する。 Furthermore, the composite oxide black pigment of the present invention has a manganese (Mn) content ratio of 25 to 70 mol%, preferably 40 to 55 mol%, based on the total amount of metal elements. Sufficient blackness can be obtained by making the content rate of manganese with respect to the sum total of a metal element into said numerical range. However, if the manganese content is less than 25 mol%, the blackness becomes insufficient. On the other hand, when the content ratio of manganese exceeds 70 mol%, the blackness is improved but the acid resistance is lowered.
また、本発明の複合酸化物黒色顔料は、金属元素の合計に対するアルミニウム(Al)の含有割合が2〜40モル%であり、好ましくは10〜25モル%である。金属元素の合計に対するアルミニウムの含有割合が2モル%未満であると、耐酸性等の耐久性が低下する。一方、アルミニウムの含有割合が40モル%を超えると、着色力が低下してしまい、固く締まった顔料となる。 In the composite oxide black pigment of the present invention, the content ratio of aluminum (Al) to the total of metal elements is 2 to 40 mol%, preferably 10 to 25 mol%. When the content ratio of aluminum with respect to the total of the metal elements is less than 2 mol%, durability such as acid resistance is lowered. On the other hand, when the aluminum content exceeds 40 mol%, the coloring power is lowered, resulting in a tight pigment.
このように、主成分金属の含有割合をそれぞれ上記の範囲とした本発明の複合酸化物黒色顔料は、銅(Cu)−クロム(Cr)−マンガン(Mn)系黒色顔料等の従来のクロム系高耐久黒色顔料と比較しても、何ら遜色のない耐酸性、耐熱性、及び耐候性等の耐久性を有している。さらに、本発明の複合酸化物黒色顔料の黒色度と着色力は、従来のクロム系高耐久黒色顔料よりも優れている。 As described above, the composite oxide black pigment of the present invention in which the content of the main component metal is within the above range is a conventional chromium-based pigment such as a copper (Cu) -chromium (Cr) -manganese (Mn) -based black pigment. Compared with a highly durable black pigment, it has durability such as acid resistance, heat resistance, weather resistance and the like that is comparable to that of a highly durable black pigment. Furthermore, the blackness and coloring power of the composite oxide black pigment of the present invention are superior to conventional chromium-based high durability black pigments.
色調を表す方法として、国際照明委員会(CIE)が策定した、目で見える色を色空間として表現するCIE L*a*b*表色系(色空間)がある。このCIE L*a*b*表色系においては色を3つの座標で表現し、明度が「L*」、赤(マゼンタ)〜緑が「a*」(正がマゼンタ、負が緑味)、黄〜青を「b*」(正が黄味、負が青味)にそれぞれ対応する。そして、黒(ブラック)の色調は、a*値とb*値がいずれも0に近いほど好ましい。 As a method for expressing the color tone, there is a CIE L * a * b * color system (color space) which is expressed by the International Commission on Illumination (CIE) and expresses a visible color as a color space. In this CIE L * a * b * color system, a color is expressed by three coordinates, lightness is “L * ”, red (magenta) to green is “a * ” (positive is magenta, negative is green) , Yellow to blue correspond to “b * ” (positive is yellow, negative is blue), respectively. Further, it is preferable that the color tone of black (black) is closer to 0 for both the a * value and the b * value.
本発明の複合酸化物黒色顔料を用いれば、例えば、明度L*値が13以下、好ましくは6以下、さらに好ましくは3以下の着色部分を少なくとも有する物品を製造することができる。明度L*値は、黒色度の傾向を示す一指標である。明度L*値が13超であると、黒色度が不十分となる傾向にある。 By using the composite oxide black pigment of the present invention, for example, an article having at least a colored portion having a lightness L * value of 13 or less, preferably 6 or less, more preferably 3 or less can be produced. The lightness L * value is an index indicating the tendency of blackness. When the lightness L * value exceeds 13, the blackness tends to be insufficient.
また、本発明の複合酸化物黒色顔料を用いれば、例えば、a*値が1〜3であるとともに、b*値が−5〜0である着色部分を少なくとも有する物品を製造することができる。b*値にかかわらずa*値が1未満であると、赤味が強くなる傾向にある。一方、b*値にかかわらずa*値が3超であると、緑味が強くなる傾向にある。いずれにしても目的とする黒色を得ることが困難になる場合がある。また、a*値にかかわらずb*値が−5未満であると、青味が強くなる傾向にある。一方、a*値にかかわらずb*値が0超であると、黄味が強くなる傾向にある。いずれにしても目的とする黒色を得ることが困難になる場合がある。 Moreover, if the composite oxide black pigment of the present invention is used, for example, an article having at least a colored portion having an a * value of 1 to 3 and a b * value of −5 to 0 can be produced. When the a * value is less than 1 regardless of the b * value, redness tends to increase. On the other hand, if the a * value is more than 3 regardless of the b * value, the greenness tends to become strong. In any case, it may be difficult to obtain the target black color. Further, when the b * value is less than −5 regardless of the a * value, the bluish color tends to be strong. On the other hand, if the b * value is more than 0 regardless of the a * value, the yellowness tends to become strong. In any case, it may be difficult to obtain the target black color.
また、明度L*値と同様に黒色度の指標となる、下記式(1)より算出される無彩色度C*は、0〜5であることが好ましく、0〜4であることがさらに好ましい。
無彩色度C*が5超であると、黒色度が不十分となる傾向にある。
無彩色度C*=(a*2+b*2)1/2 ・・・(1)
Further, the achromaticity C * calculated from the following formula (1), which is an index of blackness as in the lightness L * value, is preferably 0 to 5, and more preferably 0 to 4. .
If the achromatic chromaticity C * is more than 5, the blackness tends to be insufficient.
Achromaticity C * = (a * 2 + b * 2 ) 1/2 (1)
<複合酸化物黒色顔料の製造方法>
次に、本発明の複合酸化物黒色顔料の製造方法について説明する。本発明の複合酸化物黒色顔料の製造方法は、銅、マンガン、及びアルミニウムを含む金属塩の混合塩水溶液及びアルカリ水溶液を混合して共沈物である顔料前駆体を析出させる工程(1)と、析出した顔料前駆体を水洗及び乾燥後、500〜1000℃で焼成する工程(2)とを有する、いわゆる湿式合成法である。
<Method for producing composite oxide black pigment>
Next, the manufacturing method of the complex oxide black pigment of this invention is demonstrated. The method for producing a composite oxide black pigment of the present invention comprises a step (1) of mixing a mixed salt aqueous solution of metal salts containing copper, manganese, and aluminum and an alkaline aqueous solution to precipitate a pigment precursor as a coprecipitate. This is a so-called wet synthesis method including a step (2) in which the precipitated pigment precursor is washed with water and dried and then calcined at 500 to 1000 ° C.
工程(1)では、主成分金属を含む金属塩を用いて混合塩水溶液を調製する。金属塩としては、例えば、各金属の硫酸塩、硝酸塩、塩化物、又は酢酸塩等、従来の複合酸化物顔料の製造に用いられる塩類を挙げることができる。より具体的な金属塩の例としては、塩化アルミニウム6水塩、及び硫酸マンガン1水塩等を挙げることができる。また、上記以外の金属塩を用いることもできる。また、工程(1)ではアルカリ剤を用いる。アルカリ剤としては、例えば、ソーダ灰(無水炭酸ナトリウム)や苛性ソーダ(水酸化ナトリウム)等を用いることができる。また、上記以外のアルカリ剤を用いることもできる。なお、アルカリ剤は、その所定量を水に溶解させて得られるアルカリ水溶液の状態で用いることができる。予め用意した所定の沈殿槽中に混合塩水溶液とアルカリ水溶液を同時滴下して、金属塩の炭酸塩及び/又は水酸化物を共沈物である顔料前駆体として析出(沈殿)させればよい。 In step (1), a mixed salt aqueous solution is prepared using a metal salt containing a main component metal. Examples of the metal salt include salts used for the production of conventional composite oxide pigments such as sulfate, nitrate, chloride, or acetate of each metal. More specific examples of the metal salt include aluminum chloride hexahydrate and manganese sulfate monohydrate. Moreover, metal salts other than the above can also be used. In step (1), an alkaline agent is used. As the alkaline agent, for example, soda ash (anhydrous sodium carbonate), caustic soda (sodium hydroxide), or the like can be used. Moreover, alkali agents other than the above can also be used. In addition, an alkaline agent can be used in the state of the aqueous alkali solution obtained by dissolving the predetermined amount in water. A mixed salt aqueous solution and an alkaline aqueous solution are simultaneously dropped into a predetermined precipitation tank prepared in advance to deposit (precipitate) a metal salt carbonate and / or hydroxide as a pigment precursor which is a coprecipitate. .
混合塩水溶液中の金属塩の濃度は、約5〜50質量%とすることが適当である。混合塩水溶液は、例えば、沈殿剤として用いられるアルカリ水溶液とともに、予め用意した沈殿槽中に滴下すればよい。金属塩換算の反応濃度は、沈殿物(共沈物)に対して特に悪い影響を及ぼす程度ではなければよい。作業性及びその後の工程を考慮すると、金属塩換算の反応濃度は0.05〜0.2モル/Lとすることが好ましい。金属塩換算の反応濃度が0.05モル/L未満であると、得られる乾燥物が非常に硬くなるとともに、収量も少なくなる傾向にある。一方、金属塩換算の反応濃度が0.2モル/L超であると、合成物が不均一になる場合がある。 The concentration of the metal salt in the mixed salt aqueous solution is suitably about 5 to 50% by mass. The mixed salt aqueous solution may be dropped into a precipitation tank prepared in advance together with an alkaline aqueous solution used as a precipitant, for example. The reaction concentration in terms of metal salt is not required to have a particularly bad influence on the precipitate (coprecipitate). In consideration of workability and subsequent steps, the reaction concentration in terms of metal salt is preferably 0.05 to 0.2 mol / L. When the reaction concentration in terms of metal salt is less than 0.05 mol / L, the resulting dried product tends to be very hard and the yield tends to decrease. On the other hand, if the reaction concentration in terms of metal salt is more than 0.2 mol / L, the synthesized product may be non-uniform.
共沈物である顔料前駆体を析出させる際の溶液(反応液)のpHは10〜13であることが好ましい。反応液のpHを上記の範囲とすることで、各成分がより均一に混合した顔料前駆体が形成される。反応液のpHが上記の範囲外であると、得られる顔料前駆体の均一性が低下する場合があり、安定したスピネル組成の化合物を得ることが困難になる傾向にある。また、焼成時の熱処理温度が高くなる等の障害が発生しやすくなり、粗大粒子などの、不揃いの粒子が生成する場合がある。 The pH of the solution (reaction solution) when the pigment precursor that is a coprecipitate is precipitated is preferably 10-13. By setting the pH of the reaction solution in the above range, a pigment precursor in which each component is more uniformly mixed is formed. When the pH of the reaction solution is outside the above range, the uniformity of the obtained pigment precursor may be lowered, and it tends to be difficult to obtain a compound having a stable spinel composition. In addition, obstacles such as an increase in the heat treatment temperature during firing tend to occur, and irregular particles such as coarse particles may be generated.
共沈物である顔料前駆体を析出させる際の反応液の温度(合成温度)は、20〜30℃とすることが好ましい。合成温度が低すぎると、生成粒子が小さくなり、焼き上がりが硬くなる場合がある。一方、合成温度が高すぎると、生成粒子は大きくなる傾向にあり、着色濃度の低下につながる。次いで、得られた顔料前駆体スラリーは、50℃以上、好ましくは60℃以上に加熱し熟成を行う。この際にマンガンの酸化が促進され、安定したスピネル組成を得やすくなる。 It is preferable that the temperature (synthesis temperature) of the reaction liquid when depositing the pigment precursor which is a coprecipitate is 20 to 30 ° C. If the synthesis temperature is too low, the generated particles may be small and the baking may be hard. On the other hand, when the synthesis temperature is too high, the generated particles tend to be large, leading to a decrease in the color density. Next, the obtained pigment precursor slurry is heated to 50 ° C. or higher, preferably 60 ° C. or higher for aging. At this time, oxidation of manganese is promoted, and a stable spinel composition is easily obtained.
また、顔料前駆体を析出させる工程(1)においては、酸化剤の存在下で混合塩水溶液及びアルカリ水溶液を混合することが好ましい。酸化剤の存在下で混合塩水溶液とアルカリ水溶液を混合すると、酸化が促進され、得られる顔料前駆体の性状が変化しうる。具体的には、より微細な粒子状の顔料前駆体が生成されるため、黒色度及び着色力がより向上した複合酸化物黒色顔料を得ることができる。なお、酸化剤の具体例としては、次亜塩素酸ソーダ、過酸化水素、過マンガン酸カリウムなどの公知の酸化剤を挙げることができる。 In the step (1) of depositing the pigment precursor, it is preferable to mix the mixed salt aqueous solution and the alkaline aqueous solution in the presence of an oxidizing agent. When the mixed salt aqueous solution and the alkaline aqueous solution are mixed in the presence of the oxidizing agent, the oxidation is promoted and the properties of the obtained pigment precursor can be changed. Specifically, since a finer particulate pigment precursor is generated, a composite oxide black pigment with improved blackness and coloring power can be obtained. Specific examples of the oxidizing agent include known oxidizing agents such as sodium hypochlorite, hydrogen peroxide, and potassium permanganate.
この酸化剤の使用は、湿式合成法である本発明の複合酸化物黒色顔料の製造方法において有用である。所定の金属酸化物や金属炭酸塩等の混合物を焼成する、いわゆる乾式合成法においては、酸化剤を混合しても均一性が保証されるわけではない。このため、酸化剤を用いて安定性の高いスピネル結晶を形成するには、湿式合成法がより適している。ただし、乾式合成法であっても湿式合成法と同様に、耐酸性、耐熱性、及び耐候性等の耐久性に優れているとともに、着色力が良好な複合酸化物黒色顔料を安価に製造することが可能である。このため、湿式合成法と乾式合成法のいずれの方法であっても本発明の複合酸化物黒色顔料を製造することができる。 The use of this oxidizing agent is useful in the method for producing the composite oxide black pigment of the present invention, which is a wet synthesis method. In a so-called dry synthesis method in which a mixture of a predetermined metal oxide or metal carbonate is baked, uniformity is not guaranteed even if an oxidizing agent is mixed. For this reason, the wet synthesis method is more suitable for forming a highly stable spinel crystal using an oxidizing agent. However, even in the case of a dry synthesis method, a composite oxide black pigment having excellent durability such as acid resistance, heat resistance, and weather resistance and good coloring power can be produced at a low cost as in the case of the wet synthesis method. It is possible. For this reason, the composite oxide black pigment of the present invention can be produced by either a wet synthesis method or a dry synthesis method.
工程(2)では、析出した顔料前駆体を水洗及び乾燥する。水洗することで、合成中に副生した水溶性のアルカリ金属塩を除去することができる。なお、ろ液の電気伝導率が500μs/cm以下となるまで水洗することが好ましく、300μs/cm以下となるまで水洗することがさらに好ましい。ろ液の電気伝導率が上記の範囲以下となるまで水洗すると、後の焼成工程に悪影響が出にくくなる。一方、水洗が不足すると粗大粒子が生成してしまう場合がある。 In step (2), the precipitated pigment precursor is washed with water and dried. By washing with water, the water-soluble alkali metal salt by-produced during the synthesis can be removed. In addition, it is preferable to wash with water until the electrical conductivity of a filtrate will be 500 microseconds / cm or less, and it is further more preferable to wash with water until it will be 300 microseconds / cm or less. Washing with water until the electrical conductivity of the filtrate falls below the above range makes it difficult to adversely affect the subsequent firing step. On the other hand, if water washing is insufficient, coarse particles may be generated.
工程(2)では、水洗及び乾燥した顔料前駆体を500〜1000℃で焼成する。焼成することで顔料前駆体を結晶化させることができる。焼成温度が上記の温度範囲よりも低いと、発色しにくくなる。一方、焼成温度が上記の温度範囲よりも高いと、焼結してしまう。焼成後は、焼成により副生したアルカリ金属塩を除去するために水洗することが好ましい。なお、ろ液の電気伝導率が300μs/cm以下となるまで水洗することが好ましい。その後、約120℃で約12時間程度乾燥することが好ましい。これにより、本発明の複合酸化物黒色顔料を得ることができる。このようにして得られる複合酸化物黒色顔料を、例えば粉末X線回折により分析すれば、スピネル構造を有する異相のない単一化合物であることを確認することができる。 In the step (2), the washed and dried pigment precursor is fired at 500 to 1000 ° C. The pigment precursor can be crystallized by firing. When the firing temperature is lower than the above temperature range, color development is difficult. On the other hand, if the firing temperature is higher than the above temperature range, sintering occurs. After firing, it is preferable to wash with water in order to remove the alkali metal salt by-produced by firing. In addition, it is preferable to wash with water until the electrical conductivity of a filtrate will be 300 microseconds / cm or less. Then, it is preferable to dry at about 120 ° C. for about 12 hours. Thereby, the complex oxide black pigment of the present invention can be obtained. When the composite oxide black pigment thus obtained is analyzed by, for example, powder X-ray diffraction, it can be confirmed that it is a single compound having a spinel structure and having no heterogeneous phase.
<着色用製剤>
次に、本発明の着色用製剤について説明する。本発明の着色用製剤は、前述の複合酸化物黒色顔料を含有するものである。着色用製剤の具体例としては、塗料等の塗工液を着色するために用いる、複合酸化物黒色顔料を高濃度に含有する顔料分散液等の塗工液着色用製剤;樹脂成形品等を構成する樹脂材料を着色するために用いる、複合酸化物黒色顔料を高濃度に含有するマスターバッチ等の樹脂着色用製剤を挙げることができる。
<Coloring preparation>
Next, the coloring preparation of the present invention will be described. The coloring preparation of the present invention contains the aforementioned complex oxide black pigment. Specific examples of coloring preparations include coating liquid coloring preparations such as pigment dispersions containing a high concentration of complex oxide black pigment used for coloring coating liquids such as paints; resin molded articles, etc. A resin coloring preparation such as a masterbatch containing a complex oxide black pigment at a high concentration, which is used for coloring the constituent resin material, can be mentioned.
塗工液着色用製剤として用いられる顔料分散液は、通常、前述の複合酸化物黒色顔料と、この複合酸化物黒色顔料を分散させる分散媒と、各種の樹脂とを含有する。分散媒としては、従来公知の有機溶媒等を用いることができる。顔料分散液中の複合酸化物黒色顔料の含有割合は、樹脂100質量部に対して、通常、0.1〜40質量部、好ましくは0.5〜20質量部である。 The pigment dispersion used as a coating liquid coloring preparation usually contains the above-described composite oxide black pigment, a dispersion medium in which the composite oxide black pigment is dispersed, and various resins. A conventionally well-known organic solvent etc. can be used as a dispersion medium. The content ratio of the composite oxide black pigment in the pigment dispersion is usually 0.1 to 40 parts by mass, preferably 0.5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin.
樹脂着色用製剤として用いられるマスターバッチは、通常、前述の複合酸化物黒色顔料と、この複合酸化物黒色顔料を分散させるコンパウンド用樹脂とを含有する。コンパウンド用樹脂としては、ポリアミド樹脂やポリオレフィン樹脂等の従来公知の樹脂等を用いることができる。マスターバッチ中の複合酸化物黒色顔料の含有割合は、コンパウンド用樹脂100質量部に対して、通常、0.05〜100質量部、好ましくは0.4〜40質量部である。 A masterbatch used as a resin coloring preparation usually contains the aforementioned composite oxide black pigment and a compound resin in which the composite oxide black pigment is dispersed. As the compound resin, conventionally known resins such as polyamide resin and polyolefin resin can be used. The content ratio of the composite oxide black pigment in the master batch is usually 0.05 to 100 parts by mass, preferably 0.4 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the compound resin.
顔料分散液及びマスターバッチ等の着色用製剤には、必要に応じて、各種の添加剤や分散助剤等をさらに含有させてもよい。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、紫外線防止剤、帯電防止剤、抗菌剤、安定剤、架橋剤、可塑剤、潤滑剤、離型剤、難燃剤、無機充填剤等を挙げることができる。分散助剤としては、例えば、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、パルミチン酸マグネシウム、オレイン酸カルシウム、オレイン酸コバルト等の金属石けん類;一般重合型、分解型、変成型等のポリエチレンワックス等を挙げることができる。 Various additives, dispersion aids, and the like may be further contained in the coloring preparations such as the pigment dispersion and the master batch as necessary. Examples of the additive include an antioxidant, an ultraviolet ray inhibitor, an antistatic agent, an antibacterial agent, a stabilizer, a crosslinking agent, a plasticizer, a lubricant, a release agent, a flame retardant, and an inorganic filler. . Examples of the dispersion aid include metal soaps such as lithium stearate, magnesium stearate, zinc stearate, calcium stearate, magnesium palmitate, calcium oleate, and cobalt oleate; general polymerization type, decomposition type, modification, etc. And polyethylene wax.
また、着色用製剤には、必要に応じて、本発明の複合酸化物黒色顔料以外の各種有機顔料や無機顔料をさらに含有させてもよい。有機顔料としては、例えば、フタロシアニン系顔料、アゾ系顔料、アゾメチン系顔料、イソインドリノン系顔料、キナクリドン系顔料、アンスラキノン系顔料、ジオキサジン系顔料、ペリノン・ペリレン系顔料等を挙げることができる。また、無機顔料としては、黒色以外の複合酸化物系顔料、カーボンブラック、群青、ベンガラ等の他、酸化チタン系白色顔料、酸化チタン系黄色顔料、酸化チタン系黒色顔料等の酸化チタン系顔料等を挙げることができる。 Moreover, you may make the preparation for coloring further contain various organic pigments and inorganic pigments other than the complex oxide black pigment of this invention as needed. Examples of organic pigments include phthalocyanine pigments, azo pigments, azomethine pigments, isoindolinone pigments, quinacridone pigments, anthraquinone pigments, dioxazine pigments, and perinone / perylene pigments. In addition, as inorganic pigments, other than complex oxide pigments other than black, carbon black, ultramarine blue, red rose, etc., titanium oxide pigments such as titanium oxide white pigments, titanium oxide yellow pigments, titanium oxide black pigments, etc. Can be mentioned.
樹脂着色用製剤として用いられるマスターバッチは、例えば、コンパウンド用樹脂に複合酸化物黒色顔料を配合するとともに、必要に応じて、その他の顔料、各種の添加剤、及び分散助剤等をさらに配合して得たマスターバッチ用混合物をヘンシェルミキサー等の混合機を使用して混合することによって製造することができる。また、上記のようにして得られたマスターバッチをニーダーや加熱二本ロールミルを使用してさらに混練した後、冷却後粉砕機を使用して粉砕して粗粉状のマスターバッチとしてもよい。さらに、上記のようにして得られたマスターバッチを押出成形機を使用して押出成形し、ビーズ状又は柱形状に成形してもよい。 The masterbatch used as a resin coloring preparation, for example, contains a compound oxide black pigment in a compound resin and, if necessary, further contains other pigments, various additives, and dispersion aids. The master batch mixture obtained in this manner can be produced by mixing using a mixer such as a Henschel mixer. The master batch obtained as described above may be further kneaded using a kneader or a heated two-roll mill, and then cooled and pulverized using a pulverizer to obtain a coarse powder master batch. Furthermore, the master batch obtained as described above may be extruded using an extruder and formed into a bead shape or a column shape.
以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。なお、以下の文中、「部」及び「%」は特に断らない限り質量基準である。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example, this invention is not limited at all by the following Example, unless the summary is exceeded. In the following text, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified.
<複合酸化物黒色顔料>
[実施例1]
硫酸銅5水塩195部、硫酸マンガン1水塩131.9部、及び塩化アルミニウム6水塩188.5部を水1000部に溶解させて混合塩水溶液を調製した。また、苛性ソーダ250部を水1300部に溶解させてアルカリ水溶液を調製した。得られた混合塩水溶液とアルカリ水溶液を水1300部中に同時に滴下して顔料前駆体を析出させた。なお、析出pHは12に制御するとともに、温度が30℃以上とならないように注意し、必要に応じて冷却材を使用した。顔料前駆体の析出が完了した後、70℃に加熱して1時間熟成して顔料前駆体スラリーを得た。得られた顔料前駆体スラリーをデカンテーションして、ろ液の電気伝導度が300μS/cm以下になるまで沈殿物を水洗した後、120℃で約12時間乾燥して顔料前駆体を得た。得られた顔料前駆体を700℃で1時間熱処理(焼成)した後、デカンテーションして、ろ液の電気伝導度が300μS/cm以下になるまで水洗した。次いで、120℃で10時間乾燥して黒色の顔料約160部を得た。得られた顔料を粉末X線回折により分析したところ、スピネル構造を有する異相のない単一化合物であることが分かった。なお、得られた顔料はやや硬めであったが、分散性には問題がなかった。また、耐酸性等の耐久性は良好であるとともに、黒色度及び着色力については後述する参考例2の顔料よりも優れていた。
<Composite oxide black pigment>
[Example 1]
A mixed salt aqueous solution was prepared by dissolving 195 parts of copper sulfate pentahydrate, 131.9 parts of manganese sulfate monohydrate, and 188.5 parts of aluminum chloride hexahydrate in 1000 parts of water. Further, 250 parts of caustic soda was dissolved in 1300 parts of water to prepare an aqueous alkaline solution. The obtained mixed salt aqueous solution and alkaline aqueous solution were simultaneously dropped into 1300 parts of water to precipitate a pigment precursor. In addition, while controlling precipitation pH to 12, care was taken so that temperature might not become 30 degreeC or more, and the coolant was used as needed. After the precipitation of the pigment precursor was completed, it was heated to 70 ° C. and aged for 1 hour to obtain a pigment precursor slurry. The obtained pigment precursor slurry was decanted, and the precipitate was washed with water until the electric conductivity of the filtrate reached 300 μS / cm or less, and then dried at 120 ° C. for about 12 hours to obtain a pigment precursor. The obtained pigment precursor was heat treated (calcined) at 700 ° C. for 1 hour, then decanted and washed with water until the filtrate had an electric conductivity of 300 μS / cm or less. Subsequently, it dried at 120 degreeC for 10 hours, and obtained about 160 parts of black pigments. When the obtained pigment was analyzed by powder X-ray diffraction, it was found to be a single compound having a spinel structure and having no heterogeneous phase. The obtained pigment was slightly hard, but there was no problem in dispersibility. Moreover, while durability, such as acid resistance, was favorable, it was superior to the pigment of the reference example 2 mentioned later about blackness and coloring power.
[実施例2]
硫酸銅5水塩195部、硫酸マンガン1水塩250.7部、及び塩化アルミニウム6水塩18.8部を水1000部に溶解させて混合塩水溶液を調製した。また、苛性ソーダ228部を水1300部に溶解させてアルカリ水溶液を調製した。このようにして得られた混合塩水溶液とアルカリ水溶液を用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして黒色の顔料180部を得た。得られた顔料を粉末X線回折により分析したところ、スピネル構造を有する異相のない単一化合物であることが分かった。なお、得られた顔料は、耐酸性等の耐久性が良好であるとともに、黒色度及び着色力については後述する参考例2の顔料よりも優れていた。また、黒色度及び着色力については、後述する参考例1の顔料と同等であった。
[Example 2]
A mixed salt aqueous solution was prepared by dissolving 195 parts of copper sulfate pentahydrate, 250.7 parts of manganese sulfate monohydrate, and 18.8 parts of aluminum chloride hexahydrate in 1000 parts of water. Further, 228 parts of caustic soda was dissolved in 1300 parts of water to prepare an alkaline aqueous solution. 180 parts of a black pigment were obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixed salt aqueous solution and the alkaline aqueous solution thus obtained were used. When the obtained pigment was analyzed by powder X-ray diffraction, it was found to be a single compound having a spinel structure and having no heterogeneous phase. The obtained pigment had excellent durability such as acid resistance, and was superior to the pigment of Reference Example 2 described later in terms of blackness and coloring power. Moreover, about blackness and coloring power, it was equivalent to the pigment of the reference example 1 mentioned later.
[実施例3]
硫酸銅5水塩195部、硫酸マンガン1水塩210部、及び塩化アルミニウム6水塩68.2部を水1000部に溶解させて混合塩水溶液を調製した。また、苛性ソーダ230部を水1300部に溶解させてアルカリ水溶液を調製した。このようにして得られた混合塩水溶液とアルカリ水溶液を用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして黒色の顔料175部を得た。得られた顔料を粉末X線回折により分析したところ、スピネル構造を有する異相のない単一化合物であることが分かった。なお、得られた顔料は、耐酸性等の耐久性が良好であるとともに、黒色度及び着色力については後述する参考例2の顔料よりも優れていた。また、黒色度及び着色力については、後述する参考例1の顔料と同等であった。
[Example 3]
A mixed salt aqueous solution was prepared by dissolving 195 parts of copper sulfate pentahydrate, 210 parts of manganese sulfate monohydrate, and 68.2 parts of aluminum chloride hexahydrate in 1000 parts of water. Moreover, 230 parts of caustic soda was dissolved in 1300 parts of water to prepare an aqueous alkaline solution. 175 parts of a black pigment was obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixed salt aqueous solution and the alkaline aqueous solution thus obtained were used. When the obtained pigment was analyzed by powder X-ray diffraction, it was found to be a single compound having a spinel structure and having no heterogeneous phase. The obtained pigment had excellent durability such as acid resistance, and was superior to the pigment of Reference Example 2 described later in terms of blackness and coloring power. Moreover, about blackness and coloring power, it was equivalent to the pigment of the reference example 1 mentioned later.
[実施例4]
顔料前駆体を析出させる際に、30%過酸化水素水100部をさらに添加したこと以外は、前述の実施例3と同様にして黒色の顔料173部を得た。得られた顔料を粉末X線回折により分析したところ、スピネル構造を有する異相のない単一化合物であることが分かった。なお、得られた顔料は、耐酸性等の耐久性が良好であるとともに、黒色度及び着色力については後述する参考例2の顔料よりも優れていた。また、黒色度及び着色力については、後述する参考例1の顔料と同等であった。
[Example 4]
When the pigment precursor was precipitated, 173 parts of a black pigment was obtained in the same manner as in Example 3 except that 100 parts of 30% aqueous hydrogen peroxide was further added. When the obtained pigment was analyzed by powder X-ray diffraction, it was found to be a single compound having a spinel structure and having no heterogeneous phase. The obtained pigment had excellent durability such as acid resistance, and was superior to the pigment of Reference Example 2 described later in terms of blackness and coloring power. Moreover, about blackness and coloring power, it was equivalent to the pigment of the reference example 1 mentioned later.
[実施例5]
塩基性炭酸銅1水塩62.7部、二酸化マンガン83.8部、及び酸化アルミニウム26.1部を、乾式アトライターを使用して十分に粉砕及び混合した後、1000℃で4時間焼成して黒色の顔料98部を得た。得られた顔料を粉末X線回折により分析したところ、スピネル構造を有するものではあったが、一部に異相が存在していることが分かった。なお、得られた顔料はやや黒味が薄かった。そして、やや硬く、粉砕するのに若干の時間を要した。また、他の実施例の顔料と比べて黒色度及び着色力が若干低かった。
[Example 5]
62.7 parts of basic copper carbonate monohydrate, 83.8 parts of manganese dioxide, and 26.1 parts of aluminum oxide were sufficiently pulverized and mixed using a dry attritor, and then calcined at 1000 ° C. for 4 hours. As a result, 98 parts of a black pigment were obtained. When the obtained pigment was analyzed by powder X-ray diffraction, it was found that although it had a spinel structure, a heterogeneous phase was partially present. The obtained pigment was slightly dark. It was somewhat hard and took some time to grind. Also, the blackness and coloring power were slightly lower than those of the pigments of other examples.
[比較例1]
硫酸銅5水塩149.7部、硫酸マンガン1水塩380.0部、及び塩化アルミニウム6水塩36.2部を水1000部に溶解させて混合塩水溶液を調製した。また、苛性ソーダ336部を水1300部に溶解させてアルカリ水溶液を調製した。このようにして得られた混合塩水溶液とアルカリ水溶液を用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして黒色の顔料230部を得た。得られた顔料を粉末X線回折により分析したところ、スピネル構造を有するものではあったが、一部に異相が存在していることが分かった。なお、得られた顔料の黒色度及び着色力については、後述する参考例2の顔料よりも優れており、参考例1の顔料と同等であった。しかし、耐酸性等の耐久性については参考例1の顔料よりも劣っていた。
[Comparative Example 1]
A mixed salt aqueous solution was prepared by dissolving 149.7 parts of copper sulfate pentahydrate, 380.0 parts of manganese sulfate monohydrate, and 36.2 parts of aluminum chloride hexahydrate in 1000 parts of water. Further, 336 parts of caustic soda was dissolved in 1300 parts of water to prepare an alkaline aqueous solution. 230 parts of a black pigment were obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixed salt aqueous solution and the alkaline aqueous solution thus obtained were used. When the obtained pigment was analyzed by powder X-ray diffraction, it was found that although it had a spinel structure, a heterogeneous phase was partially present. In addition, about the blackness and coloring power of the obtained pigment, it was superior to the pigment of the reference example 2 mentioned later, and was equivalent to the pigment of the reference example 1. However, the durability such as acid resistance was inferior to that of the pigment of Reference Example 1.
[比較例2]
硫酸銅5水塩374.2部、硫酸マンガン1水塩101.0部、及び塩化アルミニウム6水塩217.3部を水1000部に溶解させて混合塩水溶液を調製した。また、苛性ソーダ300部を水1300部に溶解させてアルカリ水溶液を調製した。このようにして得られた混合塩水溶液とアルカリ水溶液を用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして黒色の顔料211部を得た。得られた顔料を粉末X線回折により分析したところ、スピネル構造を有するものではあったが、一部に異相が存在していることが分かった。なお、得られた顔料の黒色度及び着色力については、後述する参考例2の顔料よりも優れており、参考例1の顔料と同等であった。しかし、耐酸性等の耐久性については参考例1の顔料よりも劣っていた。
[Comparative Example 2]
A mixed salt aqueous solution was prepared by dissolving 374.2 parts of copper sulfate pentahydrate, 101.0 parts of manganese sulfate monohydrate, and 217.3 parts of aluminum chloride hexahydrate in 1000 parts of water. Moreover, 300 parts of caustic soda was dissolved in 1300 parts of water to prepare an aqueous alkaline solution. 211 parts of a black pigment were obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixed salt aqueous solution and the alkaline aqueous solution thus obtained were used. When the obtained pigment was analyzed by powder X-ray diffraction, it was found that although it had a spinel structure, a heterogeneous phase was partially present. In addition, about the blackness and coloring power of the obtained pigment, it was superior to the pigment of the reference example 2 mentioned later, and was equivalent to the pigment of the reference example 1. However, the durability such as acid resistance was inferior to that of the pigment of Reference Example 1.
[比較例3]
硫酸銅5水塩149.7部、硫酸マンガン1水塩101.3部、及び塩化アルミニウム6水塩434.7部を水1000部に溶解させて混合塩水溶液を調製した。また、苛性ソーダ336部を水1300部に溶解させてアルカリ水溶液を調製した。このようにして得られた混合塩水溶液とアルカリ水溶液を用いたこと以外は、前述の実施例1と同様にして黒色の顔料182部を得た。得られた顔料を粉末X線回折により分析したところ、スピネル構造を有するものではあったが、一部に異相が存在していることが分かった。なお、得られた顔料の黒色度及び着色力については、後述する参考例2の顔料よりも優れていたが、参考例1の顔料よりも劣っていた。そして、耐酸性等の耐久性については、参考例2の顔料と同等であった。
[Comparative Example 3]
A mixed salt aqueous solution was prepared by dissolving 149.7 parts of copper sulfate pentahydrate, 101.3 parts of manganese sulfate monohydrate and 434.7 parts of aluminum chloride hexahydrate in 1000 parts of water. Further, 336 parts of caustic soda was dissolved in 1300 parts of water to prepare an alkaline aqueous solution. 182 parts of a black pigment were obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixed salt aqueous solution and the alkaline aqueous solution thus obtained were used. When the obtained pigment was analyzed by powder X-ray diffraction, it was found that although it had a spinel structure, a heterogeneous phase was partially present. In addition, although the blackness and coloring power of the obtained pigment were superior to the pigment of Reference Example 2 described later, they were inferior to those of Reference Example 1. The durability such as acid resistance was the same as that of the pigment of Reference Example 2.
[参考例1及び2]
市販のCu−Fe−Mn系黒色顔料を参考例1とした。このCu−Fe−Mn系黒色顔料はノンCr系の顔料であるが、耐久性にやや劣るものである。また、市販のCu−Cr−Mn系黒色顔料を参考例2とした。
[Reference Examples 1 and 2]
A commercially available Cu—Fe—Mn black pigment was used as Reference Example 1. This Cu—Fe—Mn black pigment is a non-Cr pigment, but is slightly inferior in durability. A commercially available Cu—Cr—Mn black pigment was used as Reference Example 2.
実施例、比較例、及び参考例の顔料のそれぞれの組成を表1に示す。 Table 1 shows the compositions of the pigments of Examples, Comparative Examples, and Reference Examples.
<評価>
[L*値、a*値、b*値及びC*値]
アクリルラッカー樹脂30PHR(樹脂100部に対して顔料30部を含有する)となるように顔料と樹脂を配合し、ペイントコンディショナーで1時間分散させて塗料を調製した。調製した塗料を黒帯つきアート紙に6ミルアプリケーターで展色して、評価用試料(乾燥膜厚:20μm)を作製した。カラコム測色機(大日精化工業社製)を使用して、作製した評価用試料のCIE LAB(L*a*b*)表色系におけるL*値、a*値、及びb*値を測定するとともに、下記式(1)にしたがって無彩色度C*を算出した。結果を表2に示す。なお、明度L*値は明るさの尺度となる値であり、数値が小さいほど黒く見える。また、無彩色度C*の値が0(ゼロ)に近いほど黒く見える。そして、C*とL*の両方の値が小さいほど黒色度が高く、より黒く見える。
無彩色度C*=(a*2+b*2)1/2 ・・・(1)
<Evaluation>
[L * value, a * value, b * value and C * value]
A pigment and a resin were blended so as to be an acrylic lacquer resin 30PHR (containing 30 parts of pigment with respect to 100 parts of resin), and dispersed for 1 hour with a paint conditioner to prepare a paint. The prepared paint was developed on art paper with a black belt with a 6 mil applicator to prepare a sample for evaluation (dry film thickness: 20 μm). Using a Karacom colorimeter (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.), the L * value, a * value, and b * value in the CIE LAB (L * a * b * ) color system of the prepared evaluation sample While measuring, achromaticity C * was calculated according to the following formula (1). The results are shown in Table 2. The lightness L * value is a value that is a measure of brightness. Also, the closer the value of the achromaticity C * is to 0 (zero), the blacker it looks. And the smaller the value of both C * and L * , the higher the blackness and the more black it looks.
Achromaticity C * = (a * 2 + b * 2 ) 1/2 (1)
[色相及び着色力]
アクリルラッカー樹脂と黒色の顔料を混合し、30PHR(樹脂100部に対して顔料30部を含有する)の原色塗料を調製した。また、アクリルラッカー樹脂と顔料(酸化チタン:黒色の顔料(質量比)=9:1)を混合し、30PHR(樹脂100部に対して顔料30部を含有する)の淡色塗料を調製した。調製した原色塗料及び淡色塗料を、6ミルアプリケーターを使用して白色アート紙にそれぞれ展色して、原色試料及び淡色試料(乾燥膜厚:20μm)を作製した。作製した原色試料を目視観察し、色相を評価した。結果を表2に示す。また、カラコム測色機(大日精化工業社製)を使用して淡色試料の分光反射率を測定し、参考例1の分光反射率を「100%」として算出した分光反射率の相対値を「着色力(%)」とした。結果を表2に示す。
[Hue and tinting strength]
An acrylic lacquer resin and a black pigment were mixed to prepare a primary color paint of 30 PHR (containing 30 parts of pigment with respect to 100 parts of resin). Further, an acrylic lacquer resin and a pigment (titanium oxide: black pigment (mass ratio) = 9: 1) were mixed to prepare a light-color paint of 30 PHR (containing 30 parts of pigment with respect to 100 parts of resin). The prepared primary color paint and light color paint were respectively developed on white art paper using a 6 mil applicator to produce a primary color sample and a light color sample (dry film thickness: 20 μm). The produced primary color sample was visually observed and the hue was evaluated. The results are shown in Table 2. Moreover, the spectral reflectance of the light color sample was measured using a Karakom colorimeter (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.), and the relative value of the spectral reflectance calculated with the spectral reflectance of Reference Example 1 as “100%” was calculated. It was set as “coloring power (%)”. The results are shown in Table 2.
[耐酸性]
5%硫酸水溶液20mL中に顔料1gを投入し、室温で2日間放置して上澄み液が着色するか否か観察し、以下に示す基準にしたがって顔料の耐酸性を評価した。結果を表2に示す。
◎:上澄み液が着色しない。
○:上澄み液がほんの僅かに着色した。
△:上澄み液が僅かに着色した。
×:明らかに差がある。
[Acid resistance]
1 g of pigment was put into 20 mL of 5% sulfuric acid aqueous solution and left at room temperature for 2 days to observe whether the supernatant liquid was colored or not, and the acid resistance of the pigment was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2.
A: The supernatant liquid is not colored.
○: The supernatant liquid was slightly colored.
Δ: The supernatant liquid was slightly colored.
X: There is a clear difference.
[耐熱性]
顔料を700℃に設定した炉内に5時間放置した。冷却後に顔料粉末の色相を目視観察し、以下に示す基準にしたがって顔料の耐熱性を評価した。結果を表2に示す。
◎:加熱の前後で差が認められない。
〇:加熱の前後でわずかに差が認められる(加熱後に白っぽくなる)。
△:加熱の前後で差がはっきり認められる。
[Heat-resistant]
The pigment was left in an oven set at 700 ° C. for 5 hours. After cooling, the hue of the pigment powder was visually observed, and the heat resistance of the pigment was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2.
A: No difference is observed before and after heating.
A: A slight difference is observed before and after heating (becomes whitish after heating).
Δ: A difference is clearly recognized before and after heating.
[耐候性]
顔料とフッ素樹脂を配合し、ペイントコンディショナーを使用して1時間分散させて、フッ素樹脂30PHR(樹脂100部に対して顔料30部を含有する)分散液である塗料(塗工液)を調製した。次いで、SWOM促進試験を2,000時間行って顔料の耐候性を評価した。具体的には、先ず、調製した塗料をアルミ板に展色して塗板(乾燥膜厚:20〜30μm)を作製した。次いで、サンシャインウェザオメーターを使用し、作製した塗板にカーボンアーク光を2,000時間照射した。照射前後の塗板の色差及びグロスを目視観察し、以下に示す基準に従って顔料の耐候性を評価した。結果を表2に示す。
◎:色差もグロスも差がない。
○:色差もグロスもほとんど差がない。
△:色差及びグロス低下が確認できる(マットになる)。
[Weatherability]
A pigment and a fluororesin were blended and dispersed for 1 hour using a paint conditioner to prepare a paint (coating liquid) that was a fluororesin 30PHR (containing 30 parts of pigment with respect to 100 parts of resin) dispersion. . Subsequently, the SWOM acceleration test was conducted for 2,000 hours to evaluate the weather resistance of the pigment. Specifically, first, the prepared paint was spread on an aluminum plate to prepare a coated plate (dry film thickness: 20 to 30 μm). Next, using a sunshine weatherometer, the produced coated plate was irradiated with carbon arc light for 2,000 hours. The color difference and gloss of the coated plate before and after irradiation were visually observed, and the weather resistance of the pigment was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2.
A: There is no difference in color difference and gloss.
○: There is almost no difference in color difference and gloss.
(Triangle | delta): A color difference and gloss fall can be confirmed (it becomes a mat).
<応用例>
[応用例1:塗工液]
実施例1の顔料6部、市販のメラミン樹脂(固形分:60%)3.5部、及びシンナー2部を混合し、ペイントシェイカーを使用して120分間分散させて分散スラリーを得た。得られた分散スラリーに、樹脂固形分100部に対して顔料40部となるようにアクリルポリオール樹脂(固形分:55%)を添加して塗工液を調製した。6ミルアプリケーターを使用して、調製した塗工液をアート紙、ポリエチレンシート、及びガラス板にそれぞれに塗工して評価用試料を作製した。作製した各評価用試料について、色相を評価した。その結果、いずれの評価用試料についても、無彩色度C*が5以下であるとともに、着色力、及び耐候性に優れていることを確認した。
<Application example>
[Application Example 1: Coating liquid]
6 parts of the pigment of Example 1, 3.5 parts of a commercially available melamine resin (solid content: 60%), and 2 parts of thinner were mixed and dispersed using a paint shaker for 120 minutes to obtain a dispersed slurry. To the obtained dispersion slurry, an acrylic polyol resin (solid content: 55%) was added so as to be 40 parts of pigment with respect to 100 parts of resin solid content to prepare a coating solution. Using the 6 mil applicator, the prepared coating solution was applied to art paper, a polyethylene sheet, and a glass plate, respectively, to prepare samples for evaluation. Hue was evaluated about each produced sample for evaluation. As a result, it was confirmed that any sample for evaluation had an achromatic chromaticity C * of 5 or less, and was excellent in coloring power and weather resistance.
[応用例2:樹脂成形品]
高密度ポリエチレン(密度:0.949g/cm3、MFR:0.10g/10min.)100部、実施例2の顔料0.4部、及びポリエチレンワックス(商品名「サンワックス151P」、三洋化成工業社製)0.1部を、二本ロールを使用して180℃で4分間混練して着色樹脂を得た。得られた着色樹脂を加熱プレスして、厚さ2mmのプレスシートを作製した。なお、プレスシートの作製条件は、230℃で予熱2分間(20kg/cm2)、加圧2分間(200kg/cm2)、20℃で冷却5分間とした。また、作製したプレスシートから20mm×120mmの試験片を作製した。作製した試験片について、塩素水を用いる退色評価及びブリスター発生試験を行った。試験条件を以下に示す。その結果、試験片はほとんど退色せず、優れた色調堅牢性及びブリスター発生に対する耐久性を有することが判明した。
・塩素水濃度:2000±100ppm
・塩素水温度:60±1℃
・pH:6.5±0.5
・試験時間:336時間
[Application Example 2: Resin molded product]
100 parts of high density polyethylene (density: 0.949 g / cm 3 , MFR: 0.10 g / 10 min.), 0.4 part of pigment of Example 2, and polyethylene wax (trade name “Sunwax 151P”, Sanyo Chemical Industries) 0.1 part) was kneaded at 180 ° C. for 4 minutes using a two roll to obtain a colored resin. The obtained colored resin was hot-pressed to produce a press sheet having a thickness of 2 mm. The press sheet was prepared under conditions of preheating at 230 ° C. for 2 minutes (20 kg / cm 2 ), pressing for 2 minutes (200 kg / cm 2 ), and cooling at 20 ° C. for 5 minutes. Moreover, a test piece of 20 mm × 120 mm was produced from the produced press sheet. About the produced test piece, the fading evaluation using a chlorine water and the blister generation | occurrence | production test were done. Test conditions are shown below. As a result, it was found that the test piece hardly fades and has excellent color fastness and durability against blistering.
・ Chlorine water concentration: 2000 ± 100ppm
・ Chlorine water temperature: 60 ± 1 ℃
・ PH: 6.5 ± 0.5
・ Test time: 336 hours
本発明の複合酸化物黒色顔料は、塗料、建材、道路、インキ、及びガラスの他;複写機のトナー;インクジェット用インキ;液晶(LCD)、フィールドエミッションディスプレー(FED、SED)、有機及び無機EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレー等フラットパネルディスプレー用のニュートラルグレー及びブラックマトリクス等;に好適に用いることができる。 The composite oxide black pigment of the present invention includes paints, building materials, roads, inks, and glass; copying machine toners; ink jet inks; liquid crystals (LCDs), field emission displays (FEDs, SEDs), organic and inorganic ELs. (Electroluminescence) It can be suitably used for neutral gray and black matrix for flat panel displays such as displays.
Claims (5)
銅、マンガン、及びアルミニウムの合計に対する各金属の含有割合が、銅 32〜45モル%、マンガン 25〜70モル%、及びアルミニウム 2〜40モル%であり、
クロム、コバルト、及びニッケルを含有しない複合酸化物黒色顔料。 It is a complex oxide of main component metals including copper, manganese, and aluminum,
Copper, manganese, and the content of each metal to the total of aluminum, copper 32-45 mol%, manganese 25 to 70 mol%, and an aluminum 2-40 mol%,
Chromium, cobalt, and containing no composite oxide black pigment nickel.
銅、マンガン、及びアルミニウムを含む金属塩の混合塩水溶液及びアルカリ水溶液を混合して共沈物である顔料前駆体を析出させる工程と、
析出した前記顔料前駆体を水洗及び乾燥後、500〜1000℃で焼成する工程と、
を有する複合酸化物黒色顔料の製造方法。 A method for producing the complex oxide black pigment according to claim 1 or 2 ,
A step of precipitating a pigment precursor that is a coprecipitate by mixing a mixed salt aqueous solution and an alkaline aqueous solution of a metal salt containing copper, manganese, and aluminum;
A step of calcining the precipitated pigment precursor at 500 to 1000 ° C. after washing and drying;
The manufacturing method of the complex oxide black pigment which has this.
酸化剤の存在下で前記混合塩水溶液及び前記アルカリ水溶液を混合する請求項3に記載の複合酸化物黒色顔料の製造方法。 In the step of precipitating the pigment precursor,
The method for producing a complex oxide black pigment according to claim 3 , wherein the mixed salt aqueous solution and the alkaline aqueous solution are mixed in the presence of an oxidizing agent.
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