JPH10237351A - 顔料粒状物、その製造法および使用 - Google Patents

顔料粒状物、その製造法および使用

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JPH10237351A JP10048568A JP4856898A JPH10237351A JP H10237351 A JPH10237351 A JP H10237351A JP 10048568 A JP10048568 A JP 10048568A JP 4856898 A JP4856898 A JP 4856898A JP H10237351 A JPH10237351 A JP H10237351A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 普遍的に使用し得る無機顔料粒状物を提供及
び、また簡単かつ廉価で実施が容易な粒状化の方法によ
り大量生産物から粒状物、例えば顔料を製造方法の提
供。 【解決手段】 工業用無機顔料粉末、および該顔料に関
し1種当たり0.1〜4重量%、好ましくは0.1〜2
重量%の a)分子量が2000より小さく、アルキレンがエチレ
ンまたはプロピレンであるポリアルキレングリコール、 b)リグニンスルフォン酸塩、および c)2重量%溶液中の20℃における粘度が1000m
Pa.sより低いセルロースエーテルから成る群から選
ばれる数種の助剤物質から成り、該助剤物質の全重量は
0.5〜5重量%、好ましくは2〜4重量%を越えず、
少なくとも2種で3種以下の助剤物質は異った群に属す
る平均直径が50〜1000μm、好ましくは100〜
800μm、特に100〜700μm、嵩密度が0.2
〜1.8g/cm3、好ましくは0.4〜1.5g/c
3、含水量が顔料に関して最高3重量%の緻密化され
た無機顔料粒状物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【本発明の背景】本発明は無機顔料の粒状物、数種の助
剤を用い緻密化(compacting)によって該顔料を製造する
方法、および多くの分野におけるその使用に関する。
【0002】無機顔料のような大量生産品においても、
産業衛生上の理由、例えば粉塵が生ぜず毒性がないとい
う理由、並びに取り扱い(流動および計量特性)が改善
されるという理由によりここ数年の間に顔料粒状物の使
用が著しく増加している。噴霧によって粒状化を行う場
合には水性懸濁液から噴霧を行い、付着(accret
ion)粒状化の場合には例えば混合機または回転テー
ブルで付着させ、その後に乾燥を行う。これらの方法は
大量のエネルギーを必要とする。大量生産を行うための
粒状物を安価に製造する方法としての緻密化工程では、
やはり高圧が必要であるか、または接合剤が使用され、
従ってこの方法で得られる粒状物は一般に特殊な応用分
野、例えば建築材料またはプラスティックス、或いは乳
化ペイントの分野にだけ適している。
【0003】着色コンクリートをつくる粒状物を製造す
るための噴霧乾燥法は、顔料懸濁液を原料にし、接合剤
を使用する。対応する方法は種々の工業所有権に記載さ
れている。水溶性の接合剤が使用される。有機物質、例
えばリグニンスルフォン酸塩、フォルムアルデヒド縮合
生成物、グルコン酸、および硫酸化したポリグルコール
エーテルはドイツ特許A−36 19 363号、ヨー
ロッパ特許A−0 268 645号およびヨーロッパ
特許A−0 365 046号において使用されてお
り、他方珪酸塩および燐酸塩のような無機塩はドイツ特
許A39 18694号および米国特許A−5 215
583号において使用されている。噴霧法と付着法と
を組み合わせた粒状化の方法はヨーロッパ特許A−0
507046号に記載されている。ドイツ特許A−36
19 363号およびヨーロッパ特許A−0 268
645号では緻密化法は明らかに除外されている。何
故なら、圧力を使用するために粒子の凝集度が大きくな
り過ぎ、その結果粒状物の輸送安定性は良好になるが、
分散性が減少するからである。
【0004】ヨーロッパ特許A−0 257 423号
およびドイツ特許A−38 41848号には、疎水性
で親油性のある添加剤としてポリ有機シロキサンを加え
る噴霧粒状化法が記載されている。このような噴霧乾燥
剤を使用すると、一般に小さい粒径の、即ち極めて細か
い粒子が得られる。この乾燥剤を用いて得られる材料の
大部分は粒状物として直接使用できず、微粉末としてフ
ィルターの中に保ち工程に戻さなければならない。噴霧
粒状化による生成物の場合には、疎水性をもたせる後処
理のために流動性は非常に良いが極めて大量の粉塵を生
じる粒状物が得られる。緻密化または圧縮法を用いる場
合、高い圧縮力においては安定ではあるが分散させ難い
粒状物が得られ、圧縮力が低い場合には粉塵の生成が多
すぎて収率が悪くなる。これに対抗するには、顔料粒子
相互間の接着性を改善し、また特定の媒質、例えばコン
クリート、アスファルト、プラスティックスまたは乳化
ペイントの中に混入する際の反撥性をもった安定化効果
を生じる接合剤または分散剤を使用する。
【0005】無機顔料でアスファルトを着色する方法は
ドイツ特許A−42 14 195号において公知であ
り、この場合接合剤として油を使用する。粒状物は簡単
な粒状化法によって製造される。
【0006】ドイツ特許A−43 36 613号およ
び同A−43 36 612号においては、接合剤と混
合し、緻密化を行い、破砕し、最後にこれを粒状物に成
形することにより顔料から無機顔料粒状物が製造され
る。これらの粒状物は、水性系に関する限り、疎水性の
接合剤を用いるか、および/または分散剤を加えること
によりプラスティックス中での使用が最適化され改善さ
れている。
【0007】個々の使用分野において最適化された粒状
物は特殊な製造法により特殊な性質をもった接合剤を用
いて製造されてきた。
【0008】
【本発明の概要】従って本発明の目的は、普遍的に使用
し得る無機顔料粒状物を提供し、また簡単かつ廉価で実
施が容易な粒状化の方法により大量生産物から粒状物、
例えば顔料を製造することができ、従ってこれらの新規
製品を種々の技術的応用分野にうまく使用できるように
する方法を提供することである。
【0009】本発明のこの目的は若干の助剤物質を特殊
に組み合わせて製造される本発明の粒状物、およびその
製造法によって達成される。
【0010】
【本発明の詳細な説明】本発明によれば、対応する工業
用無機顔料粉末、および該顔料に関し1種当たり0.1
〜4重量%、好ましくは0.1〜2重量%の a)分子量が2000より小さく、アルキレンがエチレ
ンまたはプロピレンであるポリアルキレングリコール、 b)リグニンスルフォン酸塩、および c)2重量%溶液中の20℃における粘度が1000m
Pa.sより低いセルロースエーテルから成る群から選
ばれる数種の助剤物質から成り、該助剤物質の全重量は
0.5〜5重量%、好ましくは2〜4重量%を越えず、
少なくとも2種で3種以下の助剤物質は異った群に属す
る平均直径が50〜1000μm、好ましくは100〜
800μm、特に100〜700μm、嵩密度が0.2
〜1.8g/cm3、好ましくは0.4〜1.5g/c
3、含水量が顔料に関して最高3重量%の緻密化され
た無機顔料粒状物が提供される。
【0011】工業用無機顔料としては酸化鉄、二酸化チ
タン、酸化クロム、バナジン酸ビスマス、ルチル型混合
相顔料、およびカーボンブラックを使用することが好ま
しい。
【0012】特に良好な無機顔料粒状物は少なくとも1
種の助剤物質が液体の形で存在する場合に得られる。
【0013】2重量%溶液の20℃における粘度が50
0mPa.sよりも低いセルロースエーテルが特に好適
である。
【0014】ポリエチレングリコールとリグニンスルフ
ォン酸塩、特にリグニンスルフォン酸アンモニウムとの
組み合わせ、およびカルボキシメチルセルロースまたは
そのアルカリ金属塩が特に好適に使用される。
【0015】助剤物質としての組み合わせは、リグニン
スルフォン酸塩とポリエチレングリコール、および/ま
たはカルボキシメチルセルロースとポリアルキレングリ
コールとの対が特に好適である。
【0016】本発明の緻密化された無機顔料粒状物は着
色の目的ですべての技術的応用分野に使用することがで
きる。挙げることができる応用分野は建築材料、特にコ
ンクリートおよび漆喰、ラッカー、プラスティックス、
紙およびアスファルトの着色、並びに乳化ペイントとし
ての使用である。
【0017】本発明においてはまた、 a)1種またはそれ以上の該顔料を、 a) a)分子量が2000より小さく、アルキレンが
エチレンまたはプロピレンであるポリアルキレングリコ
ール、 b)リグニンスルフォン酸塩、および c)2重量%溶液中の20℃における粘度が1000m
Pa.sより低いセルロースエーテルから成る群から選
ばれる数種の助剤物質から成り、少なくとも2種で3種
以下の助剤物質は異った群に属する助剤物質を顔料に関
して0.1〜4重量%の量で混合し、 b)この混合物を緻密化またはブリケット化工程にか
け、 c)この圧縮またはブリケット化した生成物を破砕し、 d)破砕した生成物を二つまたはそれ以上の部分に分離
し、 e)粒子の少なくとも85%が50μmより大きい、好
ましくは100μmより大きいか、或いは50〜100
0μm、好ましくは100〜1000μmの範囲にある
一つ部分を生成物として取り出し、随時次の工程で角を
とり、他の部分および/または他の複数の部分を工程か
ら廃棄するか前の工程に戻すことを特徴とする緻密化さ
れた無機顔料粒状物の製造法が提供される。
【0018】破砕を行い、分離および/または成形によ
り適当な粒径範囲を選ぶ本発明の緻密化法は廉価な方法
であり、特に処理量が毎時0.5〜5tの範囲のような
多量の場合、粉末状の無機顔料を粒状化するのに容易に
使用される。本発明を用いると、輸送に対して十分な安
定性をもち、また良好な計量性および良好な分散性をも
った粒状物が低圧乃至中程度の圧力で得られる。特殊な
接合剤の組み合わせを使用することも粒状物の性質(粉
末の接着力および凝集力)に積極的な影響を及ぼす。さ
らに対応する接合剤の組み合わせをを用いて製造された
粒状物は混合した際非常に良好に再分散される。
【0019】特に好適な具体化例においては、少なくと
も1種の液状の助剤物質および/または液体の形をした
1種の助剤物質を使用する。この方法により液体の架橋
による接着力をさらに利用することができる。
【0020】本発明の緻密化法を用いれば、中程度の圧
縮力(例えばロールの直径が20cmのロール緻密化機
を用いて得られる0.1〜15kN/cmの力)におい
て目で見て粉塵のない粒状物が得られる。破砕は例えば
対応する篩のメッシュの幅をもった篩粒状化器を用いて
行うことができる。また粒状物を篩によって異った部分
に分けることができる。処理性が良好であるため、粒径
スペクトルができるだけ狭くできるだけ小さい粒径をも
ったものを得るようにする。
【0021】本発明の顔料粒状物は良好な相対的色強度
を示し、また懸濁液中においては良好な粘度をもち、懸
濁液中に再分散させた場合篩残留物は実質的に生ぜず、
また良好な沈降挙動を示す(本発明の粒状物を用いてつ
くられた懸濁液は適切な安定性をもっている)。粒状物
を撹拌して液体または懸濁液に加えた際しばしば観測さ
れる泡の発生は、本発明の粒状物を使用した場合には起
こらない。
【0022】次に下記実施例を用い本発明を詳細に説明
する。
【0023】DIN 53 775、第5部、「可塑化
したポリ塩化ビニル(PVC−P)成形用組成物中の着
色剤の試験;ロール・ミルによる分散物のかたさの決
定」に似た規格により、プラスティックスの分散性を試
験した。
【0024】試験すべき顔料を混合ミルにおいて160
±5℃でPVCに分散させる。得られたロール状のシー
トを分割し、その半分に対してロール掛けにより室温に
おいて高い剪断力をかける。着色した顔料の場合、分散
性の規準は高温および低温でロール掛けしたPVCシー
トの間のCIELAB(DIN 5033,6174)
による色距離ΔEであり,白色顔料の場合には高温およ
び低温でロール掛けしたPVCシートの間の標準色座標
Y(DIN 5033)の差である。良好に分散する顔
料は低い剪断力においても十分に分散し、分散が困難な
顔料は、低い温度で十分に分散させるためにはロール掛
けの際高い剪断力を必要とする。従って、色距離ΔEお
よび/または標準色座標Yの間の差が小さいほど、顔料
は良好に分散することができる。後でプラスティックス
の中に分散させる粒状物の粒子は、先ず破砕しなければ
ならないから、粒状物の場合特に分散性は非常にに重要
である。粒状物に対しては対応する顔料粉末と同じくら
い良好な分散性を得ることが目的であるから、パラメー
タΔEおよび/またはYは粉末と粒状物との間で実質的
な差があってはいけない。
【0025】ΔEが1.0単位より小さい場合十分に分
散でき、ΔEが1〜2の場合満足する程度に分散でき
る。
【0026】建設材料に対する分散性試験は、下記デー
タを用いて白色セメントからつくられた三角錐の色強度
試験を行うことによりセメント・モルタルの中で行っ
た。
【0027】セメント/石英砂の比1:4、水/セメン
トの値0.35、セメントに対する顔料混合率1.2
%、ドイツ、ベルリンのRK Toni Techni
k社製の混合機の1551型5リットル混合パンを速度
140rpmで使用、セメント500g。
【0028】100秒後に3種の試料(300g)を採
り、圧力(300バール)をかけて試験体(5×10×
2.5cm)をつくった。試験体の硬化:温度30℃、
相対湿度95%で24時間コンディショニングを行った
後、60℃で4時間乾燥した。色データの測定はCol
ogneのDatacolor Internatio
nal社のDataflash 2000によって行
い、試験体1個当たり4個の測定点、1種の顔料混合物
当たり12個の測定点を採った。得られた平均値を規準
試料の値と比較する。色距離Eabおよび色強度(規準試
料=100%)(DIN 5033、DIN 617
4)を得る。規準試料に関して最大5%の色強度差にお
いて分散性は良好であり、最大10%においては満足す
べき値とと評価された。
【0029】アスファルト中の分散試験に使用された方
法は次のとおりである。顔料/顔料粒状物を道路用の瀝
青B80型(Shell AGの市販品)および骨材と
一緒に加熱可能な実験室用の混合機(Rego混合機)
中において180℃で60秒間混合する。この混合物を
用いMarshallによる試験体(「Shell社の
瀝青ハンドブック」、Shell Bitumen U
K、1990年、230〜232頁)をつくった。赤色
値a*を顔料粉末を加えた規準の試験体と比較して色調
の差を評価した(Minolta社のChromame
ter II、標準照明C、Cielabシステム、D
IN 5033、DIN 6174)。0.5単位より
も小さいa*値の差は目で識別できない。
【0030】流動性はASTM試験法D 1200−8
8と似た方法で容積が100mlで6mmの穴をもった
濾斗からの流出特性を評価することによって試験した。
材料が自由に流出する場合流動特性は非常に良いとされ
る。一度叩いた後粒状物流れ出した場合、流動特性は良
好であり、数回叩いた後でなければ流れない時は流動特
性は中程度であると考える。
【0031】篩分析は、Rhewum LPS 200
MC 型の圧縮空気による篩機を用い、メッシュの幅
が250μmおよび800μmのDIN 4188によ
るVA型の篩上で行った。約20gの試験試料を用い
た。1分間細かい粉末を抜き取り、篩上の粗い材料の量
を秤量する。
【0032】篩上の残留物および酸化鉄の水性懸濁液の
粘度は下記の方法で決定した。
【0033】600gの試験顔料を2500〜3000
rpmで回転する実験室用の溶解機(溶解機の円板の直
径35mm)を用い400gの水の中に混入する。次い
で5分間2500〜3000rpmにおいてさらに分散
させる。次に下記の方法で篩上の残留物を決定した。
【0034】200gの懸濁液を45μmの試験用の篩
に移す。次に、滴り落ちる水が濁っていなくなるまで、
流速のあまり速くない水流ジェットで洗滌を行う。残留
物を105℃で1時間乾燥し秤量する。粘度はBroo
kfield粘度計で決定した。
【0035】沈降特性を決定するためには、200gの
試験顔料粒状物を実験室用の撹拌機(直径約40mmの
プロペラ形撹拌機)を用い800〜1000rpmにお
いて200gの水の中に混入し、さらに10分間800
〜1000rpmにおいて分散させる。次にこの懸濁液
を100mlのメスシリンダーに満たし、毎日目盛りを
読み取る。上澄液の容積を記録する。
【0036】
【実施例】50kgの酸化鉄顔料(Baygerrox
(R)130;Bayer AGの市販品)を混合機の
中に入れ、対応する添加剤を加え、15分間混合する。
次にこの混合物を、Bepex(Leingarte
n)社製のL200/50P型ロール緻密化機により、
一定速度で圧縮力(1.3〜4kN/cm)をかけて緻
密化した。
【0037】緻密化機への供給は計量スクリューにより
行い、一定の供給が得られるようにした。得られた薄片
をFrewitt(スイス、Fribourg)社製の
MGI−314型破砕機を用いて破砕した。破砕した材
料を篩(メッシュの幅300μm)にかける。篩への供
給は毎時約40kgの割合で震盪シュートを用いて行っ
た。
【0038】得られた粒状物の粒径は300〜1000
μmであり、300〜800μmの粒子の平均含量は6
0〜90%であった。
【0039】下記表に粒状物の性質を示す。
【0040】
【表1】
【0041】圧縮力:1.3kN/cm。
【0042】Wanin AM − リグニンスルフォ
ン酸アンモニウム、Lignotech社の市販品。
【0043】Walocel CRT 30P − カ
ルボキシメチルセルロース、粘度:2%水溶液に関し2
0℃においてHaake((R)Rotovisko
RV100型)により測定、30mPa.s、Wolf
f Walsrode AGの市販品。
【0044】PEG 400 − ポリエチレングリコ
ール、分子量400、Hoechst AGの市販品. Walocel CRT 1000P − カルボキシ
メチルセルロース、粘度:2%水溶液に関し20℃にお
いてHaake((R)RotoviskoRV 10
0型)により測定、1000mPa.s、Wolff
Walsrode AGの市販品。
【0045】Walocel VP C 32 104
P − カルボキシメチルセルロース、粘度:2%水溶
液に関し20℃においてHaake((R)Rotov
isko RV 100型)により測定、5mPa.
s、Wolff Walsrode AGの市販品。
【0046】*上澄液は非常に濁っており、沈降が起こ
った。
【0047】
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C09C 1/62 C09C 1/62 C09D 7/12 C09D 7/12 Z E04F 13/02 E04F 13/02 A // B05D 7/24 303 B05D 7/24 303B (72)発明者 オラフ・シユミツト−パルク ドイツ・デー47800クレーフエルト・ベテ ルシユトラーセ10 (72)発明者 カイ・ビユトエ ドイツ・デー47229ドウイスブルク・ライ クスシユトラーセ6

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無機顔料粉末、および該顔料に関し1種
    当たり0.1〜4重量%の、分子量が2000より小さ
    く、アルキレンがエチレンまたはプロピレンであるポリ
    アルキレングリコール、リグニンスルフォン酸塩、2重
    量%溶液中の20℃における粘度が1000mPa.s
    より低いセルロースエーテルから成る群から選ばれる数
    種の助剤物質から成り、該助剤物質の全重量は0.5〜
    5重量%を越えず、少なくとも2種かまたは3種以下の
    助剤物質は異った群に属することを特徴とする平均直径
    が50〜1000μm、含水量が顔料に関して最高3重
    量%、嵩密度が0.2〜1.8g/cm3である緻密化
    された無機顔料粒状物。
  2. 【請求項2】 無機顔料粉末は酸化鉄、二酸化チタン、
    酸化クロム、バナジン酸ビスマス、ルチル型混合相顔料
    およびカーボンブラックから成る群から選ばれることを
    特徴とする請求項1記載の無機顔料粒状物。
  3. 【請求項3】 少なくとも1種の助剤物質は液体の形で
    存在することを特徴とする請求項1記載の無機顔料粒状
    物。
  4. 【請求項4】 助剤物質としてポリエチレングリコー
    ル、リグニンスルフォン酸塩およびカルボキシメチルセ
    ルロースが存在することを特徴とする請求項1記載の無
    機顔料粒状物。
  5. 【請求項5】 助剤物質としてリグニンスルフォン酸塩
    およびポリエチレングリコールが存在することを特徴と
    する請求項1記載の無機顔料粒状物。
  6. 【請求項6】 助剤物質としてカルボキシメチルセルロ
    ースおよびポリエチレングリコールが存在することを特
    徴とする請求項1記載の無機顔料粒状物。
  7. 【請求項7】 1種またはそれ以上の該顔料に、分子量
    が2000より小さく、アルキレンがエチレンまたはプ
    ロピレンであるポリアルキレングリコール、リグニンス
    ルフォン酸塩、および2重量%溶液中の20℃における
    粘度が1000mPa.sより低いセルロースエーテル
    から成る群から選ばれる数種の助剤物質から成り少なく
    とも2種で3種以下の助剤物質は異った群に属する助剤
    物質を顔料に関して0.1〜4重量%の量で混合し、こ
    の混合物を緻密化またはブリケット化工程にかけ、この
    圧縮またはブリケット化した生成物を破砕し、破砕した
    生成物を二つまたはそれ以上の部分に分離し、粒子の少
    なくとも85%が50μmより大きいか、或いは50〜
    1000μmの範囲にある一つの部分を生成物として取
    り出し、他の部分および/または他の複数の部分を工程
    から廃棄するか前の工程に戻すことを特徴とする緻密化
    された無機顔料粒状物の製造法。
  8. 【請求項8】 建築材料、特にコンクリートおよび漆
    喰、ラッカー、プラスティックス、アスファルトの着色
    および分散着色剤に体する添加物としての請求項1〜6
    記載の無機顔料粒状物の使用。
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