JPH07292277A - 二酸化チタン顔料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目 的】塗膜の光沢発現性を損なうことなく耐候性に
優れた二酸化チタン顔料を提供することを目的とする。 【構 成】Ａｌ_２Ｏ_３あるいはＡｌ_２Ｏ_３及びＺ_ｒＯ_２
を含有する二酸化チタンの表面にＳ_ｉＯ_２、Ｓ_ｎＯ_２、
Ｚ_ｒＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３を存在させた二酸化チタン顔料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は最近の、例えば自動車、
家電機器、工業用機器、建築物等の高級塗装仕上げ指向
を満足する塗料及びプラスチックスに必要な光沢発現
性、また長期屋外暴露時の耐久性いわゆる耐候性に優れ
た白色顔料として好適な二酸化チタンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からこの様な要求を満たすために数
多くの提案がなされており、チタニル硫酸溶液を加水分
解して得られた溶液に無機系化合物を添加したり、二酸
化チタン表面を被覆する方法が行われてきた。後者の方
法の１つとして無定形の高密度シリカを被覆し、その上
層に例えばアルミニウムの水和酸化物の被覆を施す方法
があるが、耐候性には有効である半面、顔料として要求
される分散性及び光沢が充分得られない。最近では二酸
化チタン表面に錫及びジルコニウムの水和酸化物を被覆
し、その外部にアルミニウムの水和酸化物を被覆する方
法（特願昭５５−１６２３７３）や、二酸化チタン表面
に最内層として錫及びジルコニウムの水和酸化物、中間
層としてチタンの水和酸化物、最外層としてアルミニウ
ムの水和酸化物をそれぞれ被覆する方法（特願昭６０−
１２２０１８）等が挙げられる。しかし要求性能が次第
に高度になり、これらの要請を完全に満足することが難
しくなってきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
解決せんとするものであって、二酸化チタン粒子表面に
重層で複数の無機系化合物が被覆されていても、粘膜の
光沢発現性を損なうことなく耐候性に優れた性能をもつ
被覆二酸化チタン顔料が得られることの知見を得、特に
高度の耐候性、塗膜光沢が要求される自動車等の高級塗
装仕上げ用塗料に好適な二酸化チタン顔料を提供するこ
とを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明はアルミニウム化
合物をＡｌ_２Ｏ_３として０．１〜２重量％あるいはアル
ミニウム化合物とジルコニウム化合物をＡｌ_２Ｏ_３，Ｚ
_ｒＯ_２として含量で０．１〜５重量％存在させたものを
含有するルチル型二酸化チタン（以下基体という）の表
面に酸化珪素、酸化錫、酸化ジルコニウム及び酸化アル
ミニウムをＳ_ｉＯ_２，Ｓ_ｎＯ_２，Ｚ_ｒＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３
としてそれぞれ１〜６重量％、０．１〜３重量％、０．
１〜５重量％、１〜５重量％存在させた二酸化チタン顔
料（基体が８１〜９７．８重量％）である。

【０００５】ここで基体はチタニル硫酸溶液あるいは四
塩化チタンを加水分解して得られる水酸化チタン（メタ
チタン酸等）に所定量のアルミニウム、ジルコニウム化
合物を混合し、９００〜１，０００℃で焼成したもので
ある。使用するアルミニウム、ジルコニウム化合物とし
ては硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、硫酸ジル
コニウム、炭酸ジルコニウム等が挙げられる。

【０００６】アルミニウム酸化物の存在量はＡｌ_２Ｏ_３
として０．１〜２重量％であり、アルミニウム酸化物と
ジルコニウム酸化物の合量の存在量はＡｌ_２Ｏ_３，Ｚ_ｒ
Ｏ_２の合計として０．１〜５重量％であり、０．１重量
％以下では耐候性に関して満足な結果が得られず、２重
量％（合量の場合は５重量％）以上では白色度、分散性
等の顔料特性、また塗膜性能に劣る。

【０００７】該基体に珪素の酸化物、錫の酸化物、ジル
コニウムの酸化物、アルミニウムの酸化物を存在させる
には該基体１００〜５００ｇ／ｌの水性スラリーを５０
〜１００℃に保ち、所定量の珪素化合物を一定のｐＨを
保ちながら徐々に添加、あるいは添加した後徐々に中和
して酸化物又は水和酸化物として基体の表面に沈着さ
せ、３０〜９０分間熟成反応を行った後、錫化合物、ジ
ルコニウム化合物の水溶液を同時、あるいは順番に添加
し徐々に中和して酸化物又は水和酸化物として基体の表
面に沈着させ、３０〜９０分間熟成反応を行い、さらに
アルミニウム化合物の水溶液を一定のｐＨを保ちながら
徐々に添加して酸化物又は水和酸化物として基体の表面
に沈着させ、３０〜９０分間熟成反応を行った後、水洗
濾過し乾燥後粉砕処理を施して二酸化チタン顔料製品と
する。

【０００８】使用する水溶性の珪素化合物、水溶性の錫
化合物、水溶性のジルコニウム化合物、水溶性のアルミ
ニウム化合物はケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、塩
化スズ、硫酸ジルコニウム、塩化ジルコニウム、硝酸ジ
ルコニウム、硫酸アルミニウム、アルミン酸ナトリウ
ム、硝酸ナトリウム等が挙げられる。

【０００９】珪素化合物、錫化合物、ジルコニウム化合
物、アルミニウム化合物はＳ_ｉＯ_２として１〜６重量
％、Ｓ_ｎＯ_２として０．１〜３重量％，Ｚ_ｒＯ_２として
０．１〜５重量％、Ａｌ_２Ｏ_３として１〜５重量％であ
る。

【００１０】珪素化合物がＳ_ｉＯ_２として１重量％以下
では耐候性に対する効果が小さく、６重量％以上では光
沢が低くなる。錫化合物がＳ_ｎＯ_２として０．１以下で
は耐候性に対する効果が小さく、３重量％以上では分散
性、光沢が低下するなど顔料特性、塗膜性能が損なわれ
る。ジルコニウム化合物がＺ_ｒＯ_２として０．１重量％
以下では耐候性に対する効果が小さく、５重量％以上で
は隠蔽力が落ちる。アルミニウム化合物がＡｌ_２Ｏ_３と
して１重量％以下では耐候性に対する効果が小さく、５
重量％以上では隠蔽力が落ちる。

【００１１】

【実施例】以下に実施例により具体的に説明する。

【実施例１】チタニル硫酸溶液を加水分解し、水洗濾過
することによって得られるメタチタン酸に、重量基準で
Ａｌ_２Ｏ_３として０．５％の硫酸アルミニウム水溶液を
添加し十分に混練した後焙焼して得られた二酸化チタン
基体の水性スラリー（Ｔ_ｉＯ_２濃度３８０ｇ／ｌ）を６
０℃に加熱後ケイ酸ナトリウム溶液を該基体の重量基準
でＳ_ｉＯ_２として５％添加してこのスラリー温度を８０
℃とした。次いで硫酸を６０分間かけて添加し、スラリ
ーのｐＨを４に調整して二酸化チタンの表面に珪素の水
和酸化物を沈殿させ、その後６０分間熟成させた。引続
きスラリー温度を７０℃としｐＨを水酸化ナトリウム水
溶液で８．５に維持しながら５０分間かけて塩化第一錫
溶液を該基体の重量基準でＳ_ｎＯ_２として０．５％添加
して錫の水和酸化物を沈殿させ、その後２０分間熟成さ
せた。さらに水酸化ナトリウム水溶液でｐＨを８．５に
維持しながら５０分間かけて硫酸ジルコニウム溶液を該
基体の重量基準でＺ_ｒＯ_２として１．２％添加してジル
コニウムの水和酸化物を沈殿させ、その後２０分間熟成
させた。引続き硫酸溶液でｐＨを８．５に維持しながら
９０分間かけてアルミン酸ナトリウム溶液を該基体の重
量基準でＡｌ_２Ｏ_３として３．５％添加してアルミニウ
ムの水和酸化物を沈殿させ、その後２０分間熟成させ
た。次いで硫酸溶液を添加してスラリーのｐＨを７と
し、６０分間熟成した後水洗濾過し、１３０℃で５時間
乾燥し、粉砕して珪素、錫、ジルコニウム及びアルミニ
ウムの水和酸化物で被覆された本発明の二酸化チタン顔
料を得た。（顔料Ａ）

【００１２】

【実施例２】二酸化チタン基体の製法で、重量基準でＡ
ｌ_２Ｏ_３として０．５％の硫酸アルミニウム水溶液及び
重量基準でＺ_ｒＯ_２として１．０％の炭酸ジルコニウム
水溶液をメタチタン酸に添加し、焙焼することで得られ
るアルミニウム及びジルコニウムを含有する二酸化チタ
ン基体の水性スラリーを使用すること以外は実施例１と
同様に被覆処理して本発明の酸化チタン顔料を得た。
（顔料Ｂ）

【００１３】

【比較例】実施例１，２の本発明顔料と比較するため、
次の様にして顔料Ｃ〜Ｆを製造した。 Ｃ：硫酸アルミニウム水溶液、炭酸ジルコニウム水溶液
の何れも添加しない二酸化チタンの水性スラリーを使用
すること以外は実施例１と同様に被覆処理した。 Ｄ：錫の水和酸化物を被覆処理しないこと以外は実施例
１と同様に処理した。 Ｅ：錫及びジルコニウムの水和酸化物を被覆処理しない
こと以外は実施例１と同様に処理した。 Ｆ：珪素の水和酸化物を被覆処理しないこと以外は実施
例１と同様に処理した。

【試験例】前記実施例及び比較例の二酸化チタン顔料Ａ
〜Ｆについてその性能を試験し表１の結果を得た。

【００１４】

【表１】

【００１５】表１の性能評価は次の様にして行った。

【評価方法】

試験片の作成 Ａ〜Ｆの二酸化チタン顔料をオイルフリーアルキド樹脂
／メラミン樹脂（４／１重量比）ワニス中へ混和し、ペ
イントシェーカー（レッドデビル社製＃５１１０）で分
散塗料化した後、化成被膜処理軟鋼板に約４５μ厚（焼
付け後塗膜として）塗布し、１４０℃で３０分間焼付け
てこれを試験片とした。 鏡面光沢の測定 試験板の初期光沢（６０゜−６０゜鏡面光沢）及び暴露
後光沢の測定にはグロスメーター（村上色彩技術研究所
製、ＧＭ−２６）を用いて行った。 促進耐候性評価 促進耐候性評価はカーボンアーク型サンシャインウエザ
ーメーター装置（スガ試験機ＫＫ製、ＷＥ−ＳＵＮ−Ｄ
Ｃ型）内で試験片を促進暴露し、一定時間毎に上記「鏡
面光沢の測定」に従って評価した。また白亜化度は日本
塗料検査協会の塗膜評価基準に従って測定した９６０時
間暴露後の塗膜表面の白亜化発生程度で評価した。ここ
で白亜化発生程度は１０を白亜化が発生していないこと
とし、１０〜０までの評価で数値が小さくなるに従って
白亜化発生程度が大きいことを示す。

【００１６】

【発明の効果】本発明により、高級塗装仕上げ塗料に使
用されるに耐え得る高光沢を、長期にわたって維持でき
る二酸化チタン顔料を提供することができるようになっ
た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アルミニウム化合物をＡｌ_２Ｏ_３として
   ０．１〜２重量％あるいはアルミニウム化合物とジルコ
   ニウム化合物をＡｌ_２Ｏ_３，Ｚ_ｒＯ_２として含量で０．
   １〜５重量％含有するルチル型二酸化チタン（以下基体
   という）の表面に酸化珪素、酸化錫、酸化ジルコニウム
   及び酸化アルミニウムをＳ_ｉＯ_２，Ｓ_ｎＯ_２，Ｚ
   _ｒＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３としてそれぞれ１〜６重量％、０．
   １〜３重量％、０．１〜５重量％、１〜５重量％存在さ
   せた二酸化チタン顔料（基体が８１〜９７．８重量
   ％）。