JPH0455324A

JPH0455324A - チタン酸コバルト粒子粉末及びその製造法

Info

Publication number: JPH0455324A
Application number: JP2167658A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Nakamura; 龍哉中村
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 1990-06-25
Filing date: 1990-06-25
Publication date: 1992-02-24
Also published as: EP0465075A1; US5091012A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野〕本発明は、平均径０．５〜２．０μｍであって、粒子が
１個１個バラバラであり且つ粒度が均斉なＣ０Ｔｉｏ、
粒子からなるチタン酸コバルト粒子粉末及びその製造法
に関するものである。

その主な用途は、塗料用、トナー用緑色顔料粉末である
。

〔従来の技術］近時、省エネルギー時代における作業能率の向上並びに
塗膜物性の改良という観点から、塗料の製造に際して顔
料粒子わ）末のビヒクル中での分散性、作業性及び耐熱
性の向上が益々要求されている。

分散性及び作業性の向上の為には、顔料粒子粉末として
適度な粒度を有し、且つ、粒子が１個１個バラバラであ
り、しかも、粒度が均斉であることが必要である。

耐熱性について言えば、近年、複写機器の普及に伴って
、需要が増大している現像用トナーは、その製造工程に
おいて１５０’Ｃ以上の高温となる為、現像用トナーの
着色剤として用いられる顔料粒子粉末は、１５０℃以上
の温度においても色彩が安定していることが必要である
。

従来、緑色顔料粒子粉末としてクロムグリーン、ジンク
グリーン、酸化クロム粒子粉末が広く一般に使用されて
いる。

また、緑色粒子粉末としてイルメナイト型酸化物のチタ
ン酸コバルト粒子粉末が知られている。

チタン酸コバルト粒子粉末の合成法としては、例えば、
ジャーナル　オブ　フィジイ力ル　ソサイエティ　オプ
　ジャパン（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ
Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ｊａｐａｎ）第１３巻第１０号
（１９５８年）の第１１１０〜１１１８真に記載されて
いる通り、ＣｏＯとＴｉＯ□の混合粉末を高温で焼成す
る方法が知られている。

（発明が解決しようとする課題］分散性、作業性及び耐熱性に優れた緑色顔料粒子粉末は
、現在量も要求されているところであるが、前記したク
ロムグリーンは紺青と黄鉛との混合物であり、塗料化し
た場合に両顔料が分離することがある。また、ジンクグ
リーンも亜鉛黄と紺青との混合物であり、塗料化した場
合に両顔料が分離することがある。また、酸化クロムは
濁った緑色であって鮮明さに欠ける。更に、クロムグリ
ーン、ジンクグリーン、酸化クロムは、いずれも有害な
りロムを用いているので製造上においても廃棄処理にお
いても取り扱いが困難で作業性の悪いものである。

前記のチタン酸コバルト粒子粉末は、耐熱性に優れては
いるが、その製造工程において高温加熱焼成及び粉砕工
程を経る為、粒子相互間で焼結を生起しており、且つ、
粒度が不均斉な不定形粒子粉末である。

そこで、無毒で、しかも２種以上の顔料を混合すること
なく緑色顔料として使用でき、粒子相互間の焼結がなく
１個１個がバラバラであり、且つ、粒度が均斉なチタン
酸コバルト粒子粉末が強く要求されている。

〔課題を解決する為の手段］本発明者は、高温加熱焼成及び粉砕工程を経ることなく
、チタン酸コバルト粒子粉末を得るべく種々検討した結
果、本発明に到達したのである。

即ち、本発明は、平均径０．５〜２．０μｍであって、
粒子が１個１個バラバラであり且つ粒度が均斉なＣｏＴ
ｉＯｓ粒子からなるチタン酸コバルト粒子粉末及びＣｏ
［Ｉ［ｌ及びＴｉ＠を含むｐＨ８，０〜１０．０のアル
カリ性懸濁液を２５０〜３００″Ｃの温度範囲で水熱処
理することにより平均径０．５〜２．０μｍであって、
粒子が１個１個バラバラであり且つ粒度が均斉なＣｏＴ
１０３粒子を生成させることからなるチタン酸コバルト
粒子粉末の製造法である。

次に本発明実施にあたっての諸条件について述べる。

本発明におけるＣｏ（１）としては、硫酸コバルト、塩
化コバルト等を使用することができる。

本発明におけるＴＩ＠とじては、三塩化チタン等を使用
することができる。

本発明におけるアルカリとしては、炭酸ナトリウム、ア
ンモニア水、水酸化ナトリウム等を用いることができ、
炭酸ナトリウム、アンモニア水が好ましい。

本発明における反応ｐ）ｌは、８．０−１０．０である
。

８．０未満の場合には、Ｃｏ（Ｉｌが沈澱せず、Ｔｉ０
１（アナターゼ、ルチル）のみが沈澱する。１０．０を
越える場合には、ＣｏＴｉＯ３粒子にＣｏ（１）、Ｔｉ
面を含むスピネル酸化物とＴＩＯ！　（アナターゼ、ル
チル）が混在してくる。

本発明における反応温度は、２５０〜３００℃である。

２５０℃未満である場合には、ＣｏＴｉＯｓ粒子にＣ。

ｍ、Ｔｉ面を含むスピネル酸化物とＴｉ１ｔ（アナター
ゼ、ルチル）粒子が混入する。３００’Ｃを越える場合
には、ＣｏＴｉＯ３粒子が得られるが内圧が高くなり危
険である。

［作　　用）本発明者は、特開平１−２９８０２８号に係るイルメナ
イト粒子粉末を発明しているが、その後もイルメナイト
型酸化物の湿式合成法の検討を重ね、ＭＳＯ。

（Ｍは金属塩）及びＴｉＣｌ３の水溶液にアルカリ水溶
液（ＮａＯＨ又はＮａｚＣＯｓ）を加え、得られた懸濁
液をオートクレーブにより、２５０℃１１０時間水熱処
理を行った。その結果、Ｎｉ塩を用いた場合は、水酸化
物のＮｉ　（Ｏｆｆ）　！が非常に安定であるため、Ｎ
ｉＴｉＯ３の合成はできなかった。また、Ｚｎ塩を用い
た場合は、弱アルカリ領域でＺｎＴｉ０＝が生成するも
のの、大部分のＺｎ１ｌ［ｌはＺｎＣ０＋となり、Ｚｎ
Ｔｉ０）単相の合成は困難であった。また、Ｍｇ塩を用
いた場合は、アルカリ領域においてＴｉｅ、を形成する
ためＭｇＴｉＯ３の合成はできなかった。

尚、Ｍｎ塩においては、黄色のＭｎＴｉ０＊を合成する
ことができた。

以上に述べた検討を行った結果、緑色顔料として有用な
本発明を完成させたのである。

先ず、本発明において最も重要な点は、Ｃｏｆｌ［ｌ及
びＴｉ＠を含むρ■８．θ〜１０．０のアルカリ性懸濁
液を２５０〜３００’Ｃの温度範囲で水熱処理した場合
には、水溶液中から直接ＣｏＴ１０３粒子を生成させる
ことができるという事実である。

本発明に係るチタン酸コバルト粒子粉末は、平均径０．
５〜２．０μｍの緑色粒子粉末である。

本発明に係るチタン酸コバルト粒子粉末は、般弐ＣｏＴ
ｉ０．で示される通り、Ｔｉが４価であるにもかかわら
ず後出実施例及び比較例に示す通り、Ｔｉ面を使用した
場合には、ＣｏＴｉＯ３は生成せず、？＋＠を使用した
場合にのみＣｏＴ　ｉ島が生成する。

本発明者は、Ｔｉ＠を使用した場合にのみＣｏＴｉ０＋
が生成する理由について、Ｔｉ（至）は強還元剤であり
、高温の水溶液中においてＣｏ（Ｋｌの酸化を防止する
と共に、Ｔｉ（２）が溶存酸素等により選択的に酸化さ
れてＴｉ（５）が徐々に供給される為、価数の差が大き
い場合には共沈が生じにくいという技術常識にもかかわ
らず、Ｃｏ　（ｌ［ｌとＴｉ（５）の共沈が可能となっ
たことによるものと考えている。

（実施例〕次に、実施例並びに比較例により、本発明を説明する。

尚、以下の実施例並びに比較例における粒子の平均径は
電子顕微鏡写真から測定した数値の平均値で示した。

実施例１ＣｏＳＯａ　　０．１０ａｏｌ、、ＴｉＣ１ｓ　　Ｏ，
１０ａｏｌとＮａ１ＣＯ３０゜２７５ａｏ１とを混合し
て全容量を３００−とじたｐＨ１Ｏ，０のアルカリ性懸
濁液をオートクレーブに投入した後、２５０’Ｃまで加
熱し、機械的に攪拌しつつこの温度に５時間保持し、緑
色沈澱を生成させた。室温まで冷却後、緑色沈澱を常法
により炉別、水洗、乾燥した。

この緑色粒子粉末は、図１に示すＸ線回折図及びネール
点を評価した結果、ＣｏＴｉＯ３であり、図２に示す電
子顕微鏡写真（ｘ　３０００）に示す通り、平均径２．
０μｍの球状粒子であり、粒子が１個１個バラバラで粒
度が均斉な粒子であった。図１中、ビークＡはチタン酸
コバルトである。

実施例２ＣｏＳＯ４０，１抛ｏ１．　Ｔｉｃ！ｓ　　Ｏ，ｌＯｍ
ｏｌとＮａ２ＣＯｓ　　ｏ。

２６鋤ｏ１とを混合して全容置を３００ｄとしたｐＨ８
，５のアルカリ性懸濁液をオートクレーブに投入した後
、３００℃まで加熱し、機械的に攪拌しつつこの温度に
５時間保持し、緑色沈澱を生成させた。室温まで冷却後
、緑色沈澱を常法により炉別、水洗、乾燥した。

この緑色粒子粉末は、Ｘ線回折図及びネ・−ル点を評価
した結果、ＣｏＴｉＯ３であり、電子顕微鏡観察の結果
、平均径０．５μｍの粒状粒子であり、粒子が１個１個
バラバラで粒度が均斉な粒子であった。

比較例１ＴｉＣ１ｓの代わりにＴｉＣｌ４を用いた以外は、実施
例２と同様にして薄緑色沈澱を生成させた。室温まで冷
却後、薄緑色沈澱を常法により炉別、水洗、乾燥した。

この薄緑色粒子粉末は、図３に示すＸ線回折図に示す通
り、スピネル酸化物中に酸化チタンが混在した混合粒子
粉末であった。図３中、ビークＢはスピネル酸化物、ビ
ークＣは酸化チタンである。

比較例２Ｎａ、ＣＯｓ　　Ｏ，２６ｍｏｌの代わりにＭａｉｌ（
３，０＋＊ｏｌを用いてｐＨ１４のアルカリ性懸濁液と
した以外は、実施例２と同様にして薄緑色沈澱を生成さ
せた。室温まで冷却後、薄緑色沈澱を常法により炉別、
水洗、乾燥した。

この薄緑色粒子粉末は、図４に示すＸ線回折図に示す通
り、ＣｏＴｉ０＋酸化物にスピネル酸化物と少量の酸化
チタンが混在した混合粒子粉末であった。

図４中、ビークＡはチタン酸コバルト、ビークＢはスピ
ネル酸化物、ビークＣは酸化チタンである。

比較例３Ｎａ、ＣＯ２０，２６ｍｏｌの代わりにＮａＯＨＯ，２
０ａｏｌを用いてｐＨ７，０の中性懸濁液とした以外は
、実施例２と同様にして白色沈澱を生成させた。室温ま
で冷却後、白色沈澱を常法により炉別、水洗、乾燥した
。

この粒子粉末は、図５に示すｘ１回折図に示す通り、酸
化チタンのピークのみが認められた。図５中、ピークＣ
は酸化チタンである。

比較例４反応温度１８０℃とした以外は、実施例２と同様にして
薄緑色沈澱を生成させた。室温まで冷却後、薄緑色沈澱
を常法により炉別、水洗、乾燥した。

この粒子粉末は、チタン酸コバルト粒子中にスピネル酸
化物と酸化チタンが混在した混合粒子粉末であった。

〔発明の効果〕

本発明に係るチタン酸コバルト粒子粉末は、前出実施例
に示した通り、水溶液中から直接生成させることができ
ることに起因して粒子が１個１個バラバラであり、且つ
、粒度が均斉である為ビヒクル中又は樹脂中での分散性
に優れ、また、平均径０．５〜２．０ｐｍの粒子である
為作業性に優れ、しかも、耐熱性に優れた粒子であるか
ら、塗料用、トナー用緑色即料粒子粉末として好適であ
る。

また、本発明に係るチタン酸コバルト粒子粉末は、周知
の通り、適度の硬度を有するものであるから、研磨剤と
しての使用も期待できる。

【図面の簡単な説明】

図１及び図３乃至図５は、いずれもＸ１回折図であり、
それぞれ実施例１及び比較例１乃至比較例３で得られた
粒子粉末である。図２は、実施例１で得られた球状チタン酸コバルト粒子
粉末の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（Ｘ　３０００）
である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）平均径０．５〜２．０μｍであって、粒子が１個
１個バラバラであり且つ粒度が均斉なＣｏＴｉＯ＿３粒
子からなるチタン酸コバルト粒子粉末。
（２）Ｃｏ（II）及びＴｉ（III）を含むｐＨ８．０〜
１０．０のアルカリ性懸濁液を２５０〜３００℃の温度
範囲で水熱処理することにより平均径０．５〜２．０μ
ｍであって、粒子が１個１個バラバラであり且つ粒度が
均斉なＣｏＴｉＯ＿３粒子を生成させることを特徴とす
るチタン酸コバルト粒子粉末の製造法。