(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒子径が0.05〜5.00μｍ、ＢＥＴ比表面積が20m2/g以下で且つ黒色度が70以上、耐熱温度が300 ℃以上であることを特徴とする非磁性黒色顔料用ストロンチウム鉄酸化物粒子粉末。
【請求項２】
ストロンチウム化合物と、鉄酸化物及び／又は鉄の含水酸化物とをSr/Fe モル比が0.95〜1.20となるように混合した後、この混合物を酸素含有気体中700 〜1000℃で焼成し、得られたストロンチウム鉄酸化物を非水系液体中で湿式粉砕することを特徴とする非磁性黒色顔料用ストロンチウム鉄酸化物粒子粉末の製造方法。
【請求項３】
水に可溶なストロンチウム化合物と鉄化合物とを用いて、Sr/Fe モル比が0.95〜1.20となるように混合水溶液を調製し、この混合水溶液をスプレードライヤーにより乾燥して混合粉末を得、この混合粉末を酸素含有気体中700 〜1000℃で焼成し、得られたストロンチウム鉄酸化物を非水系液体中で湿式粉砕することを特徴とする非磁性黒色顔料用ストロンチウム鉄酸化物粒子粉末の製造方法。
【請求項４】
非水系液体がアルコールである請求項２又は３記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非磁性黒色顔料用ストロンチウム鉄酸化物粒子粉末、特に非磁性黒色顔料用ストロンチウム鉄酸化物ペロブスカイト粒子粉末及びその製造方法に関し、更に詳しくは、高い黒色度と優れた耐熱性を示すとともに、高い安全性と優れた作業性を有し、非磁性黒色顔料用として有用なストロンチウム鉄酸化物粒子粉末及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、非磁性黒色顔料として、カーボンブラック、マグネタイト等の酸化鉄、酸化クロム、酸化コバルト等が使用されている。これらの非磁性黒色顔料は、塗料、現像用トナー等の原料として広く使用されている。塗料原料の顔料としては、ビヒクル中での高い分散性と優れた作業性及び耐熱性が求められている。また、現像用トナー原料の顔料としては、高い黒色度の他、製造工程において150 ℃以上の温度においても色彩が安定しているという優れた耐熱性が求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、カーボンブラックは、0.01〜0.02μｍ程度の超微細粒子で嵩高い粉末であるため、粉塵となりやすく、取り扱いが困難でありかつ作業性が悪く、しかも発癌性を示し、安全性の点でも問題がある。また、酸化クロム、酸化コバルトは、クロムやコバルトのような有害な物質を使用するため、製造上の取り扱いに細心の注意が必要で作業性が悪いという問題がある。更に、マグネタイト等の酸化鉄は、発癌性および毒性を示さず安全性の点では問題はないが、熱の影響によりその色相が褐色に変化するという欠点がある。特に、150 ℃以上の温度で黒色から茶褐色に変色し、耐熱性に問題がある。
【０００４】
以上のように、従来の非磁性黒色顔料は、いずれも問題点を有し、高い黒色度、優れた耐熱性、発癌性及び毒性を示さない高い安全性、優れた作業性等のすべての要求を同時に満たすものではない。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い黒色度と優れた耐熱性を示すとともに、高い安全性と優れた作業性を有し、非磁性黒色顔料用として有用なストロンチウム鉄酸化物粒子粉末及びその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討を重ねた結果、ストロンチウム化合物と、鉄酸化物及び／又は鉄の含水酸化物とをSr/Fe 比が0.95〜1.20となるように混合した後、酸素含有気体中700 〜1000℃で焼成し、得られたストロンチウム鉄酸化物を非水系液体中にて湿式粉砕して得られた非磁性黒色顔料用ストロンチウム鉄酸化物粒子粉末、または、水に可溶なストロンチウム化合物と鉄化合物とを用いて、Sr/Fe 比が0.95〜1.20となるように混合水溶液を調製した後、スプレードライヤーにて乾燥して混合粉末を得、この混合粉末を空気中700 〜1000℃で焼成し、得られたストロンチウム鉄酸化物を非水系液体中にて湿式粉砕して得られた非磁性黒色顔料用ストロンチウム鉄酸化物粒子粉末が、所期の目的を達成しうることを見い出し、本発明を完成するに到った。
【０００６】
すなわち、本発明の第１は、平均粒子径が0.05〜5.00μｍ、ＢＥＴ比表面積が20m2/g以下で且つ黒色度が70以上、耐熱温度が300 ℃以上であることを特徴とする非磁性黒色顔料用ストロンチウム鉄酸化物粒子粉末を内容とする。
【０００７】
本発明の第２は、ストロンチウム化合物と、鉄酸化物及び／又は鉄の含水酸化物とをSr/Fe モル比が0.95〜1.20となるように混合した後、この混合物を酸素含有気体中700 〜1000℃で焼成し、得られたストロンチウム鉄酸化物を非水系液体中で湿式粉砕することを特徴とする非磁性黒色顔料用ストロンチウム鉄酸化物粒子粉末の製造方法を内容とする。
【０００８】
本発明の第３は、水に可溶なストロンチウム化合物と鉄化合物とを用いて、Sr/Fe モル比が0.95〜1.20となるように混合水溶液を調製し、この混合水溶液をスプレードライヤーにより乾燥して混合粉末を得、この混合粉末を酸素含有気体中700 〜1000℃で焼成し、得られたストロンチウム鉄酸化物を非水系液体中で湿式粉砕することを特徴とする非磁性黒色顔料用ストロンチウム鉄酸化物粒子粉末の製造方法を内容とする。
【０００９】
好ましい態様としては、非水系液体がアルコールである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の非磁性黒色顔料用ストロンチウム鉄酸化物粒子粉末は、平均粒子径が0.05〜5.00μｍ、ＢＥＴ比表面積が20m2/g以下で且つ黒色度が70以上、耐熱温度が300 ℃以上であることを特徴とする。平均粒子径が0.05μｍ未満では粉塵となりやすく、取り扱い性、作業性が悪くなり、一方、5.00μｍを越えると黒色度が低下する。またＢＥＴ比表面積が20m2/gを越えると粉塵となりやすく、取り扱い性、作業性が悪くなる。また黒色度が70未満では黒色顔料として不十分である。更に耐熱温度が300 ℃未満では耐熱性が不十分である。ＢＥＴ比表面積の下限、黒色度の上限及び耐熱温度の上限は特に制限されないが、通常、ＢＥＴ比表面積の下限は0.5m2/g 程度、黒色度の上限は95程度である。
尚、本発明において、平均粒子径、ＢＥＴ比表面積、黒色度及び耐熱温度は、後記実施例で記載した方法により測定された値である。
【００１１】
上記の如き非磁性黒色顔料用ストロンチウム鉄酸化物粒子粉末は、下記の方法により得ることができる。
先ず、本発明の第１の製造方法においては、ストロンチウム化合物と鉄酸化物及び／又は鉄の含水酸化物とを通常の方法で混合し混合粉末を得る。ストロンチウム化合物としては、炭酸ストロンチウム、水酸化ストロンチウム、酢酸ストロンチウム、蓚酸ストロンチウム等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上組み合わせて用いられる。鉄酸化物或いは鉄含水酸化物としては、ヘマタイト、マグネタイト、マグヘマイト、ゲータイト、レピッドクロサイト、アカガネイト等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上組み合わせて用いられる。
【００１２】
本発明の第２の製造方法においては、水に可溶なストロンチウム化合物と鉄化合物とを用いて混合水溶液を調製し、この混合水溶液をスプレードライヤーにより乾燥して混合粉末を得る。水に可溶なストロンチウム化合物としては、水酸化ストロンチウム、酢酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上組み合わせて用いられる。また水に可溶な鉄化合物としては、硝酸鉄、酢酸鉄、クエン酸鉄、酒石酸鉄等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上組み合わせて用いられる。
【００１３】
ストロンチウムと鉄の混合の比率は、本発明の第１の製造方法、第２の製造方法のいずれの場合も、Sr/Fe モル比で0.95〜1.20の範囲である。このSr/Fe モル比が0.95未満又は1.20を越えると、黒色度の高い粒子粉末が得られにくい。
【００１４】
次に、上記の如くして得られた混合粉末を酸素含有気体、好ましくは空気中700 〜1000℃で焼成する。焼成温度が700 ℃未満では高い黒色度を呈する粒子粉末、特にストロンチウム鉄酸化物ペロブスカイト粒子粉末が得られにくい。また、焼成温度が1000℃を越えるとストロンチウム鉄酸化物ペロブスカイト粒子粉末は得られるが、粒子同士の融着が激しく、後の粉砕時に大きな衝撃力が必要となり、分散性に優れた粒子粉末が得られにくい。焼成時間は特に限定されないが、通常１〜10時間程度である。
【００１５】
次に、上記の焼成粉末を非水系液体中で湿式粉砕する。得られたストロンチウム鉄酸化物ペロブスカイト粒子粉末は、水中では不安定な化合物であり、水の中で粉砕すると分解してしまうため、湿式粉砕用の液体としては、非水系液体を用いる。非水系液体としては、アルコール、ケトン等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上組み合わせて用いられるが、特にアルコールが好ましい。アルコールとしては特に制限はなく、メチルアルコール、エチルアルコール、ブチルアルコール、プロピルアルコール等を用いることができる。特に、ブチルアルコール等の沸点が100 ℃以上のアルコールを用いると、粒子の表面がアルコールで濡らされて疎水性が強くなり、後にビヒクル中に分散させる際、分散性が向上するので好ましい。
【００１６】
湿式粉砕の方法には特に制限はなく、通常の方法が用いられる。湿式粉砕に用いられる粉砕機としては、例えば、ボールミル、サンドミル、ダイノーミル、コボールミル、アルティマイザー等が挙げられる。
【００１７】
上記の如くして、ストロンチウム鉄酸化物粒子粉末、好ましくは平均粒子径が0.05〜5.00μｍ、ＢＥＴ比表面積が20m2/g以下で且つ黒色度が70以上、耐熱温度が300 ℃以上である非磁性黒色顔料用ストロンチウム鉄酸化物粒子粉末を得ることができる。得られたストロンチウム鉄酸化物粒子粉末は、安全性及び取り扱い性、作業性が良好で、高い黒色度と優れた耐熱性を有し、非磁性黒色顔料等として有用である。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００１９】
以下の記載において、粒子径、ＢＥＴ比表面積、黒色度、耐熱性はそれぞれ下記の方法で測定した。
（１）平均粒子径
電子顕微鏡写真から測定した数値の平均値で示した。
（２）ＢＥＴ比表面積
ＢＥＴ法により測定した値で示した。モノソーブMS-11 （カンタクロム株式会社製）を使用し、吸着ガスとしては窒素ガスを使用した。
（３）黒色度
試料粉末0.5gとヒマシ油0.5ml をフーバーマーラーで十分に混練し、次いで、ラッカー4.5gを加えて手早く混練した。得られた混練ペーストをアプリケーターによりミラーコート紙上に塗布した。塗布厚みは約10μｍとした。そして、温度30℃、相対湿度50% で５時間乾燥させた後に、スガ試験機株式会社製カラーテスターにて塗布膜の測色試験を行って、ＪＩＳ Z-8729 に記載の表色指数L*,a*,b*を測定し、黒色度(100-L*)を評価した。
（４）耐熱性
試料粉末を50℃から漸次昇温し、100 ℃とそれより50℃づつ高い各温度において２時間保持した後、上述の（３）の黒色度試験に供した。塗布膜の黒色度が70未満となった温度を耐熱温度とした。
【００２０】
実施例１
酸化鉄粒子粉末としてヘマタイト、ストロンチウム化合物として水酸化ストロンチウムを用いて、Sr/Fe モル比が1.00となるように自動乳鉢にて十分に混合して、混合粉末とした。この粉末をアルミナ製のるつぼに入れて、空気中900 ℃で５時間加熱焼成して、黒色粉末を得た。次いで、この黒色粉末とイソブチルアルコールをスチール製のボールミルにいれて、湿式にて粉砕した。固形分を濾別し、乾燥させて黒色の粉末を得た。粉末Ｘ線回折の結果、得られた黒色粉末はストロンチウム鉄酸化物ペロブスカイトであった。電子顕微鏡観察の結果、その粒子径は0.28μｍ、ＢＥＴ比表面積は5.3m2/g であった。また黒色度は78、耐熱温度は400 ℃以上であった。
【００２１】
実施例２〜４、比較例１〜３
Sr/Fe モル比、焼成温度を変化させた以外は実施例１と同様にして黒色粉末を得た。粉末Ｘ線回折の結果、得られた黒色粉末はストロンチウム鉄酸化物ペロブスカイトであった。主要生成条件とその特性（粒子径、ＢＥＴ比表面積、黒色度、耐熱温度）を表１に示す。
【００２２】
実施例５
鉄原料として硝酸鉄、ストロンチウム化合物として水酸化ストロンチウムを用いて、Sr/Fe モル比が1.00となるように混合水溶液（濃度20重量％）を調製した。この水溶液をスプレードライヤーにて乾燥させ、混合粉末とした。この粉末をアルミナ製のるつぼに入れて、空気中800 ℃で５時間加熱焼成して、黒色粉末を得た。この黒色粉末とブチルアルコールをスチール製のボールミルにいれて、湿式にて粉砕した。固形分を濾別し、乾燥させて黒色の粉末を得た。粉末Ｘ線回折の結果、得られた黒色粉末はストロンチウム鉄酸化物ペロブスカイトであった。電子顕微鏡観察の結果、その粒子径は0.15μｍ、ＢＥＴ比表面積は9.5m2/g であった。黒色度は83、耐熱温度は400 ℃以上であった。
【００２３】
実施例６〜８、比較例４〜６
Sr/Fe モル比、焼成温度を変化させた以外は実施例５と同様にして黒色粉末を得た。粉末Ｘ線回折の結果、得られた黒色粉末はストロンチウム鉄酸化物ペロブスカイトであった。主要生成条件とその特性（粒子径、ＢＥＴ比表面積、黒色度、耐熱温度）を表２に示す。
【００２４】
【表１】
0004399886.tif 000002
【００２５】
【表２】
0004399886.tif 000003
【００２６】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明の非磁性黒色顔料用ストロンチウム鉄酸化物粒子粉末は、高い黒色度と優れた耐熱性を示すとともに、高い安全性と優れた作業性を有し、非磁性黒色顔料として有用である。