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KR20060028393A - 백색 분말체 및 그 제조방법 - Google Patents

백색 분말체 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20060028393A
KR20060028393A KR1020057022475A KR20057022475A KR20060028393A KR 20060028393 A KR20060028393 A KR 20060028393A KR 1020057022475 A KR1020057022475 A KR 1020057022475A KR 20057022475 A KR20057022475 A KR 20057022475A KR 20060028393 A KR20060028393 A KR 20060028393A
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brightness
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KR1020057022475A
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가츠토 나카츠카
아키라 기시모토
타카후미 아타라시
신이치 오구라
키요시 호시노
테츠로우 호시바
Original Assignee
닛데츠 고교 가부시키가이샤
가츠토 나카츠카
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Abstract

명도가 높은 백색 분말체 및 그 제조방법을 제공한다. 기체 입자를 포함하고, 기체 입자의 표면에 산화티탄막과 금속 은막이 차례로 백색 분말체로서, 백색 분말체의 명도(L*)는 75 이상인 것이 바람직하며, 기체 입자의 명도(L*)는 70 이하인 것이 바람직하다. 또한, 기체 입자는 자성체인 것이 바람직하고, 산화티탄막의 막두께는 5 내지 500 nm인 것이 바람직하다.

Description

백색 분말체 및 그 제조방법{WHITE POWDER AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 백색 분말체에 관한 것으로, 상세하게는 종래의 것보다 명도(백색도)가 높고, 컬러 잉크, 플라스틱·종이용 컬러 충전제, 컬러 토너, 잉크젯 프린터용 컬러 잉크 등 다양한 목적에 이용되는 백색 분말체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
분말체를 다양한 용도로 사용하기 위해, 그 분말체를 다른 물질로 피복하여 새로운 기능을 부가하는 기술은 공지되어 있다. 예를 들면, 종래의 1성분계 컬러 자성 토너나 컬러 자성잉크는 철분말 등의 자성을 가지는 기체(基體) 입자 위에, 착색층을 형성하여 제작하는 것이다. 이러한 1성분계 컬러 자성 토너나 컬러 자성 잉크에 의해 선명한 컬러 화상을 얻으려면, 자성 토너나 잉크 자체를 선명한 색으로 착색할 필요가 있는데, 그 기체가 되는 자성체 입자는 일반적으로 흑색이기 때문에, 그 표면에 직접 착색층을 형성하더라도 전체적으로 어두운 색이 되어 버린다.
이에 반해, 본 발명자들은 이전에, 기체 입자의 표면에 초음파를 인가하면서 금속 은막을 형성하고, 그 막의 반사작용에 의해, 분말체를 백색화시키는 방법을 제안한 바 있다(예컨대, 일본특허공개공보 제2000-313823호 (특허문헌 1)참조). 상기 금속 은피복막을 형성한 분말체는 입사광을 모두 반사하여 백색의 분말체로 할 수 있으며, 이와 같이 하여 얻어진 백색 분말체를 백색 자성 토너나 잉크로 만들거나, 상기 백색 분말체의 표면에 착색층을 형성하여, 선명한 색으로 착색된 컬러 자성 토너나 잉크를 제조할 수 있는 가능성을 시사하고 있다.
그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 백색화 기술에서는, 얻어지는 분말체의 명도가 충분하지 않아, 보다 명도가 높은 분말체를 얻기 위한 백색화 기술이 요망되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래의 기술보다 명도가 높은 분말체를 얻을 수 있는 백색화 기술을 제공하는 데 있다.
본 발명자들은, 기체 입자와 금속 은막(silver film) 사이에 산화티탄막을 형성함으로써 분말체의 백색도가 현저히 향상됨을 발견하여 본 발명을 완성하기게 이르렀다.
즉, 본 발명은 다음과 같다.
(1) 기체 입자의 표면에, 산화티탄막과 금속 은막을 차례로 갖는 백색 분말체.
(2) 명도(L*)가 75 이상인 상기 (1)에 기재된 백색 분말체.
(3) 기체 입자의 명도(L*)가 70 이하인 상기 (1)에 기재된 백색 분말체.
(4) 기체 입자가 자성체인 상기 (1)에 기재된 백색 분말체.
(5) 산화티탄막의 막두께가 5 내지 500 nm인 상기 (1)에 기재된 백색 분말체.
(6) 기체 입자의 표면에, 산화티탄막과 금속 은막을 차례로 형성시키는, 백색 분말체의 제조방법.
(7) 명도(L*)를 75 이상으로 하는 상기 (6)에 기재된 백색 분말체의 제조방법.
(8) 명도(L*)가 70 이하인 기체 입자를 이용하는 상기 (6)에 기재된 백색 분말체의 제조방법.
(9) 기체 입자로서 자성체를 이용하는 상기 (6)에 기재된 백색 분말체의 제조방법.
(10) 산화티탄막의 막두께를 5 내지 500 nm로 하는 상기 (6)에 기재된 백색 분말체의 제조방법.
본 발명의 백색 분말체에 의하면, 기체 입자와 금속 은막 사이에 산화티탄막을 가짐으로써, 명도를 현저히 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 백색 분말체에 의하면, 기체 입자와 금속 은막 사이에 산화티탄막을 가짐으로써, 종래의 금속 은막이 피복된 백색 분말체보다 금속 은막의 막두께를 얇게 하더라도, 종래의 것과 동등 이상의 명도를 얻을 수 있다. 금속 은막의 막두께를 종래의 금속 은막이 피복된 백색 분말체 보다 얇게 할 수 있음으로써, 가령 기체 입자로서 자성체를 이용한 경우에 상기 백색 분말체의 자화(磁化)가 종래의 것 보다 높아지는 등, 기체 입자의 기능을 고도로 발휘할 수 있다.
이하, 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 백색 분말체의 기체 입자의 표면에 가지는 산화티탄막으로서는, 주로 4가의 산화티탄(IV)[TiO2]이 사용되는데, 2가의 산화티탄(Ⅱ)[TiO], 3가의 산화티탄(Ⅲ)[Ti2O3], 과산화티탄[TiO3·nH2O] 등도 사용할 수 있고, 또한 산화티탄(IV)의 수화물인 수산화티탄(IV)[Ti(OH)4]도 유효하게 사용할 수 있으며, 기타 수산화티탄(Ⅱ)[Ti(OH)2], 수산화티탄(Ⅲ)[Ti(OH)3] 등도 사용할 수 있다.
본 발명의 백색 분말체의 기체 입자의 표면에 산화티탄막을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 공지된 티탄알콕시드(금속알콕시드)의 가수분해나 티탄염(금속염) 수용액으로부터의 반응 등의 수계 막형성에 의해 형성될 수 있다.
티탄알콕시드의 가수분해에 의한 기체 입자의 표면에 대한 산화티탄막의 형성방법으로서는, 예를 들면 티탄알콕시드를 알코올 등과 혼합하여 용액으로 만들고, 상기 용액에 기체 입자를 첨가하여 분산액으로 만든 다음, 상기 분산액을 교반하면서 물을 떨어뜨리는 것이다. 보다 상세하게는 국제공개 제96/28269호 팜플렛에 기재된 방법을 들 수 있다.
또한, 티탄염 수용액으로부터의 반응 등의 수계 막형성에 의한 기체 입자의 표면에 대한 산화티탄막의 형성방법으로서는, 예를 들면 완충용액 속에 기체 입자를 첨가하여 분산액으로 만들고, 상기 분산액을 교반하면서 티탄염 수용액을 떨어뜨리는 것이다. 보다 상세하게는 일본 특허공개공보 H11(1999)-131102호에 기재된 방법을 들 수 있다.
상기 티탄알콕시드의 가수분해에 의한 방법과 수계 막형성에 의한 방법을 비교했을 때, 티탄알콕시드의 가수분해에 의한 방법은 용매로서 인화성이 높은 유기계 용매를 사용해야 하고, 원료로서 고가의 화합물인 금속 알콕시드를 사용해야만 한다. 인화성이 높은 유기용매를 사용하기 위해서는, 제조시설을 방폭설비로 할 필요가 있으며, 온도/습도의 관리가 엄격하여, 이러한 방법을 이용하여 제조한 제품의 가격도 종합적으로 당연히 고가가 된다. 따라서, 수계 막형성에 의한 방법이 티탄 알콕시드의 가수분해에 의한 방법보다 바람직하다.
또한, 수계 막형성에 의한 방법 중에서도, 최근 퍼옥소티탄산을 이용한 방법이 유효함이 발견되었다.
퍼옥소티탄산 용액을 이용한 방법으로서는, 가령 완충용액속에 기체 입자를 첨가하여 분산액으로 만들고, 상기 분산액을 교반하면서 퍼옥소티탄산 용액을 떨어뜨리는 것이다.
퍼옥소티탄산 용액은 삼염화티탄 용액 혹은 사염화티탄 용액에 탈이온수, 암모니아수, 과산화수소수를 혼합하는 등의 방법에 의해 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 백색 분말체의 산화티탄막의 막두께는, 기체 입자의 재질, 입경, 금속 은막의 두께, 밀도와의 관계에 따라 달라지기 때문에, 특별히 한정되지는 않지만, 5 내지 500 nm의 범위가 바람직하고, 10 내지 200 nm의 범위가 보다 바람직하며, 50 내지 200 nm의 범위가 더욱 바람직하다.
5 nm 이상이면 명도가 충분히 높아지고, 500 nm 이하이면 기체 입자로서 자성체를 이용한 경우에 상기 백색 분말체의 자화가 저하되지 않는 등, 기체 입자의 기능이 고도로 유지된다.
본 발명의 백색 분말체에 있어서의 금속 은막의 형성방법은, 특별히 한정되지 않으므로, 공지된 방법을 이용할 수 있으며, 그 중에서도 공지된 무전해 도금방법 등을 들 수 있다.
이하, 상기 공지된 무전해 도금법에 의한 금속 은막의 제조의 일례를 설명한다.
우선, 물 1000ml에 포도당 20 내지 150g과 주석산 1.5 내지 14g을 80 내지 100℃의 수욕속에서 탕욕(湯浴)시키면서 차례로 용해시켜 10분 이상 유지시킨다. 이것을 실온까지 냉각시킨 다음 알코올 50 내지 2000ml를 첨가한다. 이때 알코올 첨가량이 50ml 보다 적으면 환원반응이 일어나지 않는 경우가 있고, 2000ml 보다 지나치게 많으면 은을 환원시키는데 필요한 포도당 및 주석산 이온의 농도를 낮추어 반응이 일어나지 않는 경우가 있다. 얻어진 혼합물을 환원액으로 한다. 알코올은 메탄올이나, 에탄올이어도 좋고, 양자의 혼합물도 사용이 가능하다.
다음으로, 질산은 100g에 암모니아 수용액(28%)을 질산은이 완전히 용해될 때까지 첨가하고, 그 후 물 1 내지 4 리터를 첨가한다. 이때 첨가하는 물의 양이 적으면 pH가 내려가 은이 다시 착체로서 침전되는 경우가 있으며, 지나치게 많으면 은의 농도가 내려가므로 환원액과 혼합하였을 때 충분한 두께의 피막을 얻을 수 없는 경우가 있다. 이때 질산은을 먼저 물에 용해시키고, 그 후에 암모니아수를 첨가해도 된다. 다음으로 0.5 내지 2로 규정된 수산화 나트륨 수용액 1 내지 4 리터를 첨가하면 흑색 또는 흑갈색의 착체가 침전된다. 이러한 흑색의 침전이 없어질 때까지 충분히 교반하면서 암모니아 수용액(28%)을 첨가하여 은액(銀液)을 만든다.
이와 같이 하여 얻어진 은액에, 기체 입자의 표면에 산화티탄막을 형성한 분말체를 첨가한다. 그 첨가량은 형성할 금속 은막의 두께 및 기체 분말체의 색이나 입경에 좌우되므로, 질산은 100g에 대해 5 내지 500g이 적당하다. 분말체의 양이 지나치게 적으면 금속 은막이 너무 두꺼워져 기체 분말체의 특성을 저하시키는 경우가 있다. 반대로 지나치게 많으면 금속 은막이 너무 얇아져 암회색의 분말체가 되어 버리는 경우가 있다.
분말체를 첨가한 후 충분히 교반시키는데, 가능한 한 고속으로 교반하거나, 혹은 초음파 세정기 등을 이용하여 충분히 분산시키는 것이 바람직하다. 충분히 분산시킨 후, 교반 및 초음파 인가를 계속하면서 은액과 동일한 정도의 용량으로 환원액을 첨가하고 환원반응이 종료될 때까지 1 내지 30 분, 바람직하게는 3 내지 15분간 교반하여, 분말체의 표면에 금속 은막을 형성시킨다. 이 때 반응시간이 1분보다 짧으면 충분한 피복막을 얻을 수 없는 경우가 있으며, 30분 정도 경과하면 금속 은의 석출이 완료되어 버리는 경우가 있다. 고형분을 여과한 후, 세정을 반복하여 암모니아 이온을 충분히 제거한다. 이때 암모니아 이온을 충분히 제거하지 않으면 암모니아와 은이 반응하여 금속 은피복막의 색이 악화되는 경우가 있다. 다음으로 이러한 여과케이크를 진공 건조시켜 백색 분말체를 얻는다.
본 발명의 백색 분말체에 이용되는 기체 입자는 특별히 한정되지 않으며, 금속을 포함하는 무기물이거나 유기물이어도 좋고, 자성체, 유전체, 도전체 및 절연체 등이어도 좋다. 기체가 금속일 경우, 철, 니켈, 크롬, 티탄, 알루미늄 등의 어떠한 금속이어도 좋으나, 그 자성을 이용하는 경우에 있어서는, 철과 같이 자성을 띠는 것이 바람직하다. 이들 금속은 합금이어도 좋고, 상기한 자성을 지닌 것일 때에는, 강자성 합금을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 그 기체가 금속화합물일 경우에는, 그 대표적인 것으로서 상기한 금속의 산화물을 들 수 있는데, 가령, 철, 니켈, 크롬, 티탄, 알루미늄, 규소 등 이외에 칼슘, 마그네슘, 바륨 등의 산화물 또는 이들의 복합산화물이어도 좋다. 더욱이, 금속산화물 이외의 금속화합물로서는, 금속질화물, 금속탄화물, 금속황화물, 금속플루오르화물, 금속탄산염, 금속인산염 등을 들 수 있다.
더욱이, 기체 분말체는, 금속 이외에 반금속이나 비금속의 화합물, 특히 산화물, 탄화물, 질화물로서, 실리카, 유리 비즈 등을 사용할 수 있다. 기타 무기물로는 시라스벌룬(shirasu ballon; 중공규산입자) 등의 무기중공입자, 미소탄소중공구(크래커 스피어), 전융(電融) 알루미나 버블, 에어로실(aerosil), 화이트 카본, 실리카 미소 중공구, 탄산칼슘 미소 중공구, 탄산칼슘, 펄라이트, 활석(talc), 벤토나이트, 합성운모, 백운모 등의 운모류, 카올린 등을 이용할 수 있다.
유기물로는 수지 입자가 바람직하다. 수지 입자의 구체적인 예로서는, 셀룰로오스 분말, 초산셀룰로오스 분말, 폴리아미드, 에폭시수지, 폴리에스테르, 멜라민수지, 폴리우레탄, 초산비닐수지, 규소수지, 아크릴산에스테르, 메타아크릴산에스테르, 스틸렌, 에틸렌, 프로필렌 및 이들 유도체의 중합 또는 공중합에 의해 얻어지는 구형상 또는 파쇄된 입자 등을 들 수 있다. 특히 바람직한 수지 입자는 아크릴산 또는 메타아크릴산에스테르의 중합에 의해 얻어지는 구형상의 아크릴수지 입자이다. 단, 수지입자를 기체로 할 경우, 건조에 있어서 가열온도는 수지의 융점 이하여야만 한다.
기체의 형상으로서는, 구체(球體), 유사구 형상체, 정다면체 등의 등방체, 직방체, 회전타원체, 능면체, 판형상체, 바늘형상체(원기둥, 각기둥) 등의 다면체, 나아가 분쇄물과 같은 완전한 부정형의 분말체도 사용할 수 있다. 이러한 기체는 입경에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 0.01㎛ 내지 수mm 의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 기체의 비중으로는 0.1 내지 10.5의 범위인 것이 이용되는데, 얻어진 분말체를 액체 등에 분산시켜 사용할 경우에는, 유동성, 부유성의 면에서 범위가 0.1 내지 5.5인 것이 바람직하고, 0.1 내지 2.8인 것이 보다 바람직하며, 0.5 내지 1.8인 것이 더욱 바람직하다. 얻어진 분말체를 액체 등에 분산시켜 사용할 경우, 기체의 비중이 0.1 이상이면 액체 중의 부력이 지나치게 크지 않아, 막을 다층으로 하거나 혹은 매우 두껍게 할 필요가 없다. 한편, 10.5 이하이면, 부유시키기 위한 막을 두껍게 할 필요가 없다.
본 발명을 이하의 실시예에 따라 더욱 상세히 설명하겠으나, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
<산화티탄막 피복공정>
사염화티탄용액 시약(KANTO CHEMICAL) 0.34kg에 탈이온수 2.09kg, 암모니아수 시약(KANTO CHEMICAL) 0.56kg, 과산화수소수 시약(KANTO CHEMICAL) 2.16kg을 혼합하여, 황색의 투명한 퍼옥소티탄산 용액을 수득하였다.
이후, 탈이온수 30kg에 무수붕산 시약(KANTO CHEMICAL) 0.53kg, 염화칼륨 시약(KANTO CHEMICAL) 0.64kg, 수산화나트륨 시약(KANTO CHEMICAL) 0.14kg을 용해시켜, 실리카 코팅된 판형상 퍼멀로이 분말 3.00kg을 현탁시켰다. 또한, 실리카 코팅된 판형상 퍼멀로이 분말의 레이저광회절법에 의한 입도 측정값은 D50 직경이 17㎛(NIKKISO CO., LTD.의 마이크로트랙 X100을 이용하여, 분말체의 굴절율을 1.53으로 하여 측정)이고, 인가자계 79.6kA/m(1kOe)에서의 질량자화는 59A·m/kg(59emu/g)이며, 명도(L*)는 53이었다.
현탁액을 1200rpm으로 교반하고, 액체 온도를 50℃로 유지하면서, 퍼옥소티탄산 용액을 300mL/분의 속도로 떨어뜨리면서 혼합하였다. 혼합을 종료한 후 2시간 동안 교반을 계속하였다.
교반 후, 탈이온수에 의한 희석세정을 수차례 실시하여, 반응에 따른 염화물이온 등의 부산물을 제거하고 건조시킨 다음, 질소분위기중에서 500℃로 1시간 동안 열처리를 함으로써, 산화티탄막 피복분말을 수득하였다. 수득된 산화티탄막 피복분말의 인가자계 79.6kA/m(1kOe)에서의 질량자화는 52A·m/kg(52emu/g)이고, 명도(L*)는 62였다. 입자 단면을 전자현미경으로 관찰한 바, 막두께는 60 nm 내지 70 nm였다.
<은막 피복공정>
탈이온수 1000g에 대해 포도당 45g, 주석산 4.5g, 에탄올 80g을 용해시키고, 이를 1주일 동안 실온에서 유지하여 환원액으로 하였다.
이후, 탈이온수 108kg, 수산화나트륨 시약(KANTO CHEMICAL) 1.5kg, 질산은 2.1kg, 암모니아수 시약(KANTO CHEMICAL) 3.6kg을 혼합하여, 무색 투명한 은암민착체용액을 수득하였다. 수득된 용액에 상기 공정으로 제조된 산화티탄막 피복분말 2.85kg을 현탁시켰다.
현탁액에 초음파를 조사하면서, 환원액 36.0 리터를 혼합하고 30분 동안 교반을 계속하였다.
교반 후, 탈이온수에 의한 희석세정을 수차례 실시하여, 반응에 따른 질산이온 등의 부산물을 제거한 후 건조시켜 은막피복분말을 수득하였다. 수득된 은막피복 분말의 레이저광회절법에 의한 입도 측정값은 D50 직경이 17㎛(NIKKISO CO., LTD.의 마이크로트랙 X100을 이용하고, 분말체를 반사체로 하여 측정)이고, 인가자계 79.6kA/m(1kOe)에서의 질량자화는 37A·m/kg(37emu/g)였다.
실시예 2 - 4
<수산화티탄막 피복공정>
사염화티탄용액 시약(스미토모 티타늄, Ti농도 16.5%) 0.28kg에 탈이온수 1.74kg, 암모니아수 시약(KANTO CHEMICAL) 0.49kg, 과산화수소수 시약(KANTO CHEMICAL) 1.80kg을 혼합시켜, 황색의 투명한 퍼옥소티탄산 용액을 수득하였다.
이후, 탈이온수 2.5kg에 무수붕산 시약(KANTO CHEMICAL) 0.44kg, 염화칼륨 시약(KANTO CHEMICAL) 0.53kg, 수산화나트륨 시약(KANTO CHEMICAL) 0.11kg을 용해시켜, 실리카 코팅된 판형상 퍼멀로이 분말 1.84kg을 현탁시켰다. 또한, 실리카 코팅된 판형상 퍼멀로이 분말의 레이저광회절법에 의한 입도 측정값은 D50 직경이 17㎛(NIKKISO CO., LTD.의 마이크로트랙 X100을 이용하고, 분말체의 굴절율을 1.53으로 하여 측정)이고, 인가자계 79.6kA/m(1kOe)에서의 질량자화는 56A·m/kg(56emu/g)이며, 명도(L*)는 54였다.
현탁액을 1200rpm으로 교반하고, 액체 온도를 50℃로 유지하면서, 퍼옥소티탄산 용액을 240mL/분의 속도로 떨어뜨리면서 혼합하였다. 혼합을 종료한 후 2시간 동안 교반을 계속하였다.
교반 후, 탈이온수에 의한 희석세정을 수차례 실시하여, 반응에 따른 염화물 이온 등의 부산물을 제거한 후 건조시켜 수산화티탄막 피복분말을 수득하였다. 수득된 수산화티탄막 피복분말의 인가자계 79.6kA/m(1kOe)에서의 질량자화는 51A·m/kg(51emu/g)이고, 명도(L*)는 59였다. 입자단면을 전자현미경으로 관찰한 바, 막두께는 90 nm 내지 100 nm이었다.
<은막 피복공정>
탈이온수 1000g에 대해 포도당 45g, 주석산 4.5g, 에탄올 80g을 용해시키고, 이를 1주일 동안 실온에서 유지하여 환원액으로 하였다.
이후, 탈이온수 720g, 수산화나트륨 시약(KANTO CHEMICAL) 15g, 암모니아수 시약(KANTO CHEMICAL) 36g, 질산은 21g을 혼합시켜, 무색의 투명한 은암민착체용액을 수득하였다.
수득된 용액에 상기 공정으로 제조된 수산화티탄막 피복분말을 현탁시키고, 현탁액에 초음파를 조사하면서, 환원액 720g을 혼합하고, 30분 동안 교반을 계속하였다. 현탁된 수산화티탄막 피복분말의 양을 하기의 표에 나타내었다.
실시예 2 실시예 3 실시예 4
수산화티탄막 피복분말 현탁량 30g 45g 60g
교반 후, 탈이온수에 의한 희석세정을 수차례 실시하여, 반응에 따른 질산이온 등의 부산물을 제거한 후 건조시켜 은막피복분말을 수득하였다. 수득된 은막피복분말의 입도(D50 직경 ; NIKKISO CO., LTD.의 마이크로트랙 X100을 이용하고, 분말체를 반사체로 하여 측정), 인가자계 79.6kA/m(1kOe)에서의 질량자화 및 명도(L*)를 하기의 표에 나타내었다.
실시예 2 실시예 3 실시예 4
입도(D50 직경) 17㎛ 17㎛ 17㎛
질량자화 (인가자계 79.6kA/m (1kOe)) 35A·m/kg(35emu/g) 38A·m/kg(38emu/g) 41A·m/kg(41emu/g)
명도(L*) 85 83 78
비교예 1 - 3
<은막 피복공정>
현탁된 기체 분말체가 실시예 1에 나타낸 실리카 코팅된 판형상 퍼멀로이 분말인 것 이외에는, 실시예 2의 은막피복공정과 동일하게 하였다. 현탁된 실리카 코팅된 판형상 퍼멀로이 분말의 양을 하기의 표에 나타내었다.
비교예 1 비교예 2 비교예 3
실리카 코팅된 판형상 퍼멀로이 분말의 현탁량 12g 21g 30g
수득된 은막피복분말의 입도(D50 직경 ; NIKKISO CO., LTD.의 마이크로트랙 X100을 이용하고, 분말체를 반사체로 하여 측정), 인가자계 79.6kA/m(1kOe)에서의 질량자화 및 명도(L*)를 하기의 표에 나타내었다.
비교예 1 비교예 2 비교예 3
입도(D50 직경) 17㎛ 17㎛ 17㎛
질량자화 (인가자계79.6kA/m (1kOe)) 32A·m/kg(32emu/g) 41A·m/kg(41emu/g) 42A·m/kg(42emu/g)
명도(L*) 74 73 69
실시예 5 - 6
<수산화티탄막 피복공정>
삼염화티탄용액 시약(KANTO CHEMICAL) 25g에, 암모니아수 시약(KANTO CHEMICAL) 51g, 과산화수소수 시약(KANTO CHEMICAL) 25g을 혼합시켜, 황색의 투명한 퍼옥소티탄산 용액을 수득하였다.
이후, 0.4mol/L의 붕산-염화칼륨-수산화나트륨 용액 700g에 구형상 철분말 100g을 현탁시켰다. 또한, 구형상 철분말의 레이저광회절법에 의한 입도 측정값은 D50 직경이 3㎛(NIKKISO CO., LTD.의 마이크로트랙 X100을 이용하고, 분말체를 반사체로 하여 측정)이고, 인가자계 79.6kA/m(1kOe)에서의 질량자화는 55A·m/kg(55emu/g)이며, 명도(L*)는 58이었다.
현탁액을 1000rpm으로 교반하면서, 퍼옥소티탄산 용액을 1.4g/분의 속도로 떨어뜨리면서 혼합시켰다. 혼합을 종료한 후 2시간 동안 교반을 계속하였다.
교반 후, 탈이온수에 의한 희석세정을 수차례 실시하여, 반응에 따른 염화물 이온 등의 부산물을 제거한 후 건조시켜 수산화티탄막 피복분말을 수득하였다. 수득된 수산화 티탄막 피복분말의 인가자계 79.6kA/m(1kOe)에서의 질량자화는 54A·m/kg(54emu/g)이며, 명도(L*)는 54였다. 입자 단면을 전자현미경으로 관찰한 바,막두께는 10 nm 내지 20 nm였다.
<은막 피복공정>
탈이온수 1000g에 대해 포도당 45g, 주석산 4.5g, 에탄올 80g을 용해하고, 이를 1주일 동안 실온에서 유지하여 환원액으로 하였다.
이후, 탈이온수 2400g, 수산화나트륨 시약(KANTO CHEMICAL) 50g, 암모니아수 시약(KANTO CHEMICAL) 120g, 질산은 70g을 혼합하여, 무색의 투명한 은암민착체용액을 수득하였다.
수득된 용액에 상기 공정으로 제조된 수산화티탄막 피복분말을 현탁시키고, 현탁액에 초음파를 조사하면서, 환원액 2400g을 혼합하고, 30분 동안 교반을 계속하였다. 현탁된 수산화티탄막 피복분말의 양을 하기의 표에 나타내었다.
실시예 5 실시예 6
수산화티탄막 피복분말 현탁량 300g 200g
교반 후, 탈이온수에 의한 희석세정을 수차례 실시하여, 반응에 따른 질산이온 등의 부산물을 제거한 후 건조시켜 은막피복분말을 수득하였다. 수득된 은막피복분말의 입도(D50 직경 ; NIKKISO CO., LTD.의 마이크로트랙 X100을 이용하고, 분말체를 반사체로 하여 측정), 인가자계 79.6kA/m(1kOe)에서의 질량자화 및 명도(L*)를 하기의 표에 나타내었다.
실시예 5 실시예 6
입도(D50 직경) 3㎛ 3㎛
질량자화 (인가자계 79.6kA/m (1kOe)) 39A·m/kg(39emu/g) 36A·m/kg(36emu/g)
명도(L*) 73 79
실시예 7 - 9
<수산화티탄막 피복공정>
사염화티탄용액 시약(Wako Pure Chemical Industries) 11g에, 탈이온수 68g, 암모니아수 시약(KANTO CHEMICAL) 22g, 과산화수소수 시약(KANTO CHEMICAL) 70g을 혼합시켜, 황색의 투명한 퍼옥소티탄산 용액을 수득하였다.
이후, 0.4mol/L의 붕산-염화칼륨-수산화나트륨 용액 420g에 실시예 6에 나타낸 구형상의 철분말 60g을 현탁시켰다.
현탁액을 1000rpm으로 교반하면서, 퍼옥소티탄산 용액을 2.8g/분의 속도로 떨어뜨리면서 혼합하였다. 혼합을 종료한 후 2시간 동안 교반을 계속하였다.
교반 후, 탈이온수에 의한 희석세정을 수차례 실시하여, 반응에 따른 염화물 이온 등의 부산물을 제거한 후 건조시켜 수산화티탄막 피복분말을 수득하였다. 수득된 수산화티탄막 피복분말의 인가자계 79.6kA/m(1kOe)에서의 질량자화는 47A·m/kg(47emu/g)이고, 명도(L*)는 49였다. 입자 단면을 전자현미경으로 관찰한 바, 막두께는 150 nm 내지 160 nm였다.
<은막 피복공정>
탈이온수 1000g에 대해 포도당 45g, 주석산 4.5g, 에탄올 80g을 용해시키고, 이것을 1주일 동안 실온에서 유지하여 환원액으로 하였다.
이후, 탈이온수 2400g, 수산화나트륨 시약(KANTO CHEMICAL) 50g, 암모니아수 시약(KANTO CHEMICAL) 120g, 질산은 70g을 혼합하여, 무색의 투명한 은암민착체용액을 수득하였다.
수득된 용액에 상기 공정으로 제조된 수산화티탄막 피복분말을 현탁시키고, 현탁액에 초음파를 조사하면서, 환원액 2400g을 혼합하고, 30분 동안 교반을 계속하였다. 현탁된 수산화티탄막 피복분말의 양을 하기의 표에 나타내었다.
실시예 7 실시예 8 실시예 9
수산화티탄막 피복분말 현탁량 300g 200g 100g
교반 후, 탈이온수에 의한 희석세정을 수차례 실시하여, 반응에 따른 질산이온 등의 부산물을 제거한 후 건조시켜 은막피복분말을 수득하였다. 수득된 은막피복분말의 입도(D50 직경 ; NIKKISO CO., LTD.의 마이크로트랙 X100을 이용하고, 분말체를 반사체로 하여 측정), 인가자계 79.6kA/m(1kOe)에서의 질량자화 및 명도(L*)를 하기의 표에 나타내었다.
실시예 7 실시예 8 실시예 9
입도(D50 직경) 3㎛ 4㎛ 4㎛
질량자화 (인가자계 79.6kA/m (1kOe) 39A·m/kg(39emu/g) 35A·m/kg(35emu/g) 29A·m/kg(29emu/g)
명도(L*) 74 81 84
비교예 4 - 8
<은막 피복공정>
현탁된 기체 입자가 실시예 6에 나타낸 구형상의 철분말인 것 이외에는, 실시예 6의 은막피복공정과 동일하게 하였다. 현탁된 구형상 철분말의 양을 하기의 표에 나타내었다.
비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7 비교예 8
구형상 철분말 현탁량 300g 200g 100g 70g 60g
수득된 은막피복분말의 입도(D50 직경 ; NIKKISO CO., LTD.의 마이크로트랙 X100을 이용하고, 분말체를 반사체로 하여 측정), 인가자계 79.6kA/m(1kOe)에서의 질량자화 및 명도(L*)를 하기의 표에 나타내었다.
비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7 비교예 8
입도(D50 직경) 3㎛ 3㎛ 4㎛ 4㎛ 5㎛
질량자화 (인가자계 79.6kA/m (1kOe) 40A· m/kg (40emu/g) 37A· m/kg (37emu/g) 30A· m/kg (30emu/g) 26A· m/kg (26emu/g) 22A· m/kg (22emu/g)
명도L* 61 64 69 72 74
본 발명의 백색 분말체는 기체 입자와 금속 은막 사이에 산화티탄막을 가짐으로써, 명도를 현저히 향상시킬 수 있으며, 또한 상기 산화티탄막을 가짐으로써, 종래의 금속 은막 피복 백색 분말체보다 금속 은막의 막두께를 얇게 하더라도 종래와 동등 이상의 명도를 얻을 수 있으며, 종래의 금속 은막 피복 분말체보다 금속 은막의 막두께를 얇게 함으로써, 가령 기체 입자로서 자성체를 이용한 경우에 상기 백색 분말체의 자화가 종래보다 높아지는 등, 기체 입자의 기능을 고도로 발휘할 수 있다.

Claims (10)

  1. 기체 입자의 표면에 산화티탄막과 금속 은막(silver film)을 차례로 갖는 백색 분말체.
  2. 제 1항에 있어서, 명도(L*)가 75 이상인 백색 분말체.
  3. 제 1항에 있어서, 기체 입자의 명도(L*)가 70 이하인 백색 분말체.
  4. 제 1항에 있어서, 기체 입자가 자성체인 백색 분말체.
  5. 제 1항에 있어서, 산화티탄막의 막두께가 5 내지 500 nm인 백색 분말체.
  6. 기체 입자의 표면에 산화티탄막과 금속 은막을 차례로 형성시키는 것을 포함하는 백색 분말체의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서, 명도(L*)를 75 이상으로 하는 백색 분말체의 제조방법.
  8. 제 6항에 있어서, 명도(L*)가 70 이하인 기체 입자를 이용하는 백색 분말체의 제조방법.
  9. 제 6항에 있어서, 기체 입자로서 자성체를 이용하는 백색 분말체의 제조방법.
  10. 제 6항에 있어서, 산화티탄막의 막두께를 5 내지 500 nm로 하는 백색 분말체의 제조방법.
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