JP3432134B2 - 金属水酸化物固溶体および金属酸化物固溶体ならびにこれらの製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マグネシウム系の
金属水酸化物固溶体および金属酸化物固溶体ならびにこ
れらの製法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の水酸化マグネシウムは、微細結晶
が凝集し、二次粒子径が平均１０μｍ〜１００μｍ程度
の凝集体を形成している。これらを原料として作製され
た酸化マグネシウムも粒径が不均一なものしか得られて
いなかった。このため、上記水酸化マグネシウムや酸化
マグネシウムを樹脂の添加剤として使用した際に、分散
性が悪く、添加剤としての機能を充分に発揮しなかった
り、樹脂本来の物性を損なう等の欠点を有していた。

【０００３】このような問題を解決するために、結晶成
長が良い水酸化マグネシウムの製造法（特公昭６３−４
８８０９号公報）や、高分散性酸化マグネシウムの製造
法（特開平２−１４１４１８号公報）が提案されてい
る。また、さらに高性能化したマグネシウム系金属水酸
化物固溶体およびマグネシウム系金属酸化物固溶体（特
開平６−４１４４１号公報，特開平５−２０９０８４号
公報および特開平６−１５７０３２号公報）が提案さ
れ、ある程度の効果をあげている。また、補強性等の改
善のために大粒径にしたものとして、高アスペクト比マ
グネシウム系金属水酸化物固溶体及びマグネシウム系金
属酸化物固溶体（特開平８−２５９２３５号公報）が提
案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の水酸化マグネシウム，酸化マグネシウム，マグネシ
ウム系金属水酸化物固溶体，マグネシウム系金属酸化物
固溶体，高アスペクト比マグネシウム系金属水酸化物固
溶体及びマグネシウム系金属酸化物固溶体は、結晶粒径
の大小はあっても、いずれも薄い六角柱状の結晶であ
る。このため、添加剤として合成樹脂に混練すると樹脂
の粘度が上昇し、流動性や加工性が悪くなり、成形速度
が低下して生産性が悪くなったり、高密度充填ができな
かったりするという問題がある。また、対応樹脂用途に
よっては、その形状要因から、樹脂中の分散性が悪くな
ることがあり、その添加剤の機能を充分に発揮しないこ
ともあった。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、樹脂に混練等した際の流動性や加工性等を向上
させた金属水酸化物固溶体および金属酸化物固溶体なら
びにこれらの製法の提供をその目的とする。

【０００６】

〔式（１）中、Ｍ²⁺は、Ｍｎ²⁺，Ｆｅ²⁺，Ｃｏ²⁺，Ｎｉ²⁺，Ｃｕ²⁺およびＺｎ²⁺からなる群から選ばれた少なくとも一種の二価金属イオンを示し、ｘは０．０１≦ｘ＜０．５の範囲の数を示す。〕

【０００７】また、本発明の金属酸化物固溶体は、下記
の式（２）を満足し、かつ、結晶外形が、平行な上下２
面の基底面と外周６面の角錐面とからなり上記角錐面
が、ミラー・ブラベ指数で表わされる（１０・１）の型
面に属する角錐面で上向き傾斜面と下向き傾斜面とが交
互に配設された８面体形状を呈し、基底面の長軸径と上
下の基底面間の厚みとの比率（長軸径／厚み）が１〜９
であることを要旨とする。 Ｍｇ_1-x Ｍ²⁺ _x Ｏ…（２） 〔式（２）中、Ｍ²⁺は、Ｍｎ²⁺，Ｆｅ²⁺，Ｃｏ²⁺，Ｎｉ
²⁺，Ｃｕ²⁺およびＺｎ²⁺からなる群から選ばれた少なく
とも一種の二価金属イオンを示し、ｘは０．０１≦ｘ＜
０．５の範囲の数を示す。〕

【０００８】そして、本発明の金属水酸化物固溶体の製
法は、下記の式（３）で表される複合金属酸化物を、カ
ルボン酸，カルボン酸の金属塩，無機酸および無機酸の
金属塩からなる群から選ばれた少なくとも一種が上記複
合金属酸化物に対して０．１〜６ｍｏｌ％共存する水媒
体中、攪拌羽根形状がタービン羽根またはＤＳインペラ
羽根である攪拌羽根を使用し、その攪拌羽根の周速を５
ｍ／ｓ以上とする攪拌下にて水和反応させることを要旨
とする。 Ｍｇ_1-x Ｍ²⁺ _x Ｏ …（３） 〔式（３）中、Ｍ²⁺は、Ｍｎ²⁺，Ｆｅ²⁺，Ｃｏ²⁺，Ｎｉ
²⁺，Ｃｕ²⁺およびＺｎ²⁺からなる群から選ばれた少なく
とも一種の二価金属イオンを示し、ｘは０．０１≦ｘ＜
０．５の範囲の数を示す。〕

【０００９】さらに、本発明の金属酸化物固溶体の製法
は、上記製法により得られた金属水酸化物固溶体を４０
０℃以上の温度にて焼成することを要旨とする。

【００１０】このように、本発明の金属水酸化物固溶体
は、結晶外形が、平行な上下２面の基底面と外周６面の
角錐面とからなり上記角錐面が上向き傾斜面と下向き傾
斜面とが交互に配設された８面体形状を呈し、基底面の
長軸径と基底面間の厚みとの比率（長軸径／厚み）が１
〜９である。このように、従来の金属水酸化物固溶体の
ような薄い六角柱状の結晶とは全く異なった晶癖の外形
を呈し、かつ、厚み方向への結晶成長が大きい。このた
め、従来品と比べ添加剤として合成樹脂に混練した場合
に、樹脂の流動性や加工性が向上し、成形速度が向上し
て生産性が非常に良くなるとともに、充填性も向上す
る。そして、樹脂中の分散性が良くなり、樹脂の難燃
剤，紫外線吸収剤，補強剤，放熱剤等の添加剤として使
用した場合に、それらの機能を充分に発揮できる。

【００１１】本発明の金属水酸化物固溶体において、基
底面の長軸径が、平均で０．１〜１０μｍである場合に
は、添加剤として合成樹脂に混練した場合の流動性や加
工性がさらに向上し、樹脂成形を行う場合等の生産性が
極めて良くなる。

【００１２】また、本発明の金属水酸化物固溶体におい
て、上記式（１）のＭ²⁺がＺｎ²⁺である場合には、Ｚｎ
²⁺をＭｇ（ＯＨ）₂ に固溶させることにより、白色度が
向上するとともに、紫外線吸収性にも優れたものにな
る。

【００１３】さらに、本発明の金属酸化物固溶体は、上
記金属水酸化物固溶体と同様に、結晶外形が、平行な上
下２面の基底面と外周６面の角錐面とからなり上記角錐
面が上向き傾斜面と下向き傾斜面とが交互に配設された
状態の８面体形状を呈し、基底面の長軸径と基底面間の
厚みとの比率（長軸径／厚み）が１〜９である。このよ
うに、従来の酸化物および金属水酸化物の結晶とは全く
異なった晶癖の外形を呈し、かつ、厚み方向への結晶成
長が大きい。このため、従来品と比べ添加剤として合成
樹脂に混練した場合に、樹脂の流動性や加工性が向上
し、成形速度が向上して生産性が非常に良くなるととも
に、充填性も向上する。そして、樹脂中の分散性が良く
なり、樹脂の難燃剤，紫外線吸収剤，補強剤，放熱剤等
の添加剤として使用した場合に、それらの機能を充分に
発揮できる。

【００１４】本発明の金属酸化物固溶体において、基底
面の長軸径が、平均で０．１〜１０μｍである場合に
は、添加剤として合成樹脂に混練した場合の流動性や加
工性がさらに向上し、樹脂成形を行う場合等の生産性が
極めて良くなる。

【００１５】また、本発明の金属酸化物固溶体におい
て、上記式（２）のＭ²⁺がＺｎ²⁺である場合には、Ｚｎ
²⁺をＭｇＯに固溶させることにより、白色度が向上する
とともに、紫外線吸収性にも優れたものになる。

【００１６】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。

【００１７】本発明のマグネシウム系金属水酸化物固溶
体は、下記の式（１）を満足し、Ｍ²⁺で表される二価の
金属イオンが、Ｍｇ（ＯＨ）₂ に固溶している。ここ
で、ｘは０．０１≦ｘ＜０．５の範囲の数を示してい
る。そして、この金属水酸化物固溶体は、水酸化マグネ
シウムと同じ結晶構造を示し、六方晶系の水酸化カドミ
ウム型構造を呈している。 Ｍｇ_1-x Ｍ²⁺ _x （ＯＨ）₂ …（１）

【００１８】また、本発明のマグネシウム系金属酸化物
固溶体は、下記の式（２）を満足し、Ｍ²⁺で表される二
価の金属イオンが、ＭｇＯに固溶している。ここで、ｘ
は０．０１≦ｘ＜０．５の範囲の数を示している。そし
て、この金属酸化物固溶体は、通常の酸化マグネシウム
と同じ結晶構造であり、立方晶系のガンエン型構造であ
るが、上記水酸化固溶体の形骸を保持して酸化物となっ
ているものである。 Ｍｇ_1-x Ｍ²⁺ _x Ｏ …（２）

【００１９】上記式（１）および式（２）において、Ｍ
²⁺は、Ｍｎ²⁺，Ｆｅ²⁺，Ｃｏ²⁺，Ｎｉ²⁺，Ｃｕ²⁺および
Ｚｎ²⁺からなる群から選ばれた少なくとも一種の二価金
属イオンを示している。これらのなかでも、特に、Ｚｎ
²⁺が好ましい。Ｚｎ²⁺は、Ｍｇ（ＯＨ）₂ もしくはＭｇ
Ｏに固溶させることにより、白色度を向上させるととも
に、その固溶体に優れた紫外線吸収性を付与することが
できるからである。

【００２０】また、本発明の金属水酸化物固溶体および
金属酸化物固溶体は、平行な上下２面の基底面と外周６
面の角錐面とからなり、上記角錐面が上向き傾斜面と下
向き傾斜面とが交互に配設された８面体形状を呈してい
る。

【００２１】より詳しく説明すると、従来の水酸化マグ
ネシウム，マグネシウム系金属水酸化物固溶体は、結晶
構造としては六方晶系であり、図１に示すように、ミラ
ー・ブラベー指数において（００・１）面で表される上
下２面の基底面１０と、｛１０・０｝の型面に属する６
面の角筒面１１で外周が囲まれた六角柱状である。そし
て、〔００１〕方向（ｃ軸方向）への結晶成長が少ない
ため、薄い六角柱状を呈している。

【００２２】これに対し、本発明の金属水酸化物固溶体
および金属酸化物固溶体は、図２に示すように、結晶成
長時の晶癖制御により、（００・１）面で表される上下
２面の基底面１２と、｛１０・１｝の型面に属する６面
の角錘面１３で外周が囲まれている。そして、上記角錘
面１３は、（１０・１）面等の上向き傾斜面１３ａと、
（１０・−１）面等の下向き傾斜面１３ｂとが交互に配
設された特殊な晶癖を有する８面体形状を呈している。
また、ｃ軸方向への結晶成長も従来のものに比べて大き
い。図２に示すものは、板状に近い形状であるが、さら
にｃ軸方向への結晶成長が進み、晶癖が顕著に現れて等
方的になったものを図３に示す。このように、本発明の
金属水酸化物固溶体および金属酸化物固溶体は、正八面
体に近い形状ものも含むのである。すなわち、基底面の
長軸径と基底面間の厚みとの比率（長軸径／厚み）は、
１〜９が好適である。この長軸径と厚みとの比率の上限
値としてより好適なのは、７である。なお、上記ミラー
・ブラベー指数において、「１バー」は、「−１」と表
示した。

【００２３】このように、本発明の金属水酸化物固溶体
および金属酸化物固溶体が、外周を囲む６つの面が、
｛１０・１｝に属する角錘面であることは、つぎのこと
からわかる。すなわち、本発明の金属水酸化物固溶体お
よび金属酸化物固溶体の結晶を、ｃ軸方向から走査型電
子顕微鏡で観察すると、この結晶は、ｃ軸を回転軸とす
る３回回転対称を呈している。また、粉末Ｘ線回折によ
る格子定数の測定値を用いた（１０・１）面と｛１０・
１｝の型面との面間角度の計算値が、走査型電子顕微鏡
観察における面間角度の測定値とほぼ一致する。

【００２４】さらに、本発明の金属水酸化物固溶体およ
び金属酸化物固溶体は、粉末Ｘ線回折における（１１
０）面のピークの半価幅Ｂ₁₁₀ と、（００１）面のピー
クの半価幅Ｂ₀₀₁ との比（Ｂ₁₁₀ ／Ｂ₀₀₁ ）は、１．４
以上である。このことからも、ｃ軸方向への結晶性が良
いことと、厚みが成長していることが確認できる。すな
わち、従来の水酸化マグネシウム等の結晶では、ｃ軸方
向への結晶が成長しておらず、（００１）面のピークが
ブロードで半価幅Ｂ₀₀₁ も大きくなる。したがって（Ｂ
₁₁₀ ／Ｂ₀₀₁ ）の価は、小さくなる。これに対し、本発
明の金属水酸化物固溶体および金属酸化物固溶体では、
ｃ軸方向の結晶性が良いために、（００１）面のピーク
が鋭く、細くなり、半価幅Ｂ₀₀₁ も小さくなる。したが
って（Ｂ₁₁₀ ／Ｂ₀₀₁ ）の価が大きくなるのである。

【００２５】すなわち、本発明の金属水酸化物固溶体お
よび金属酸化物固溶体は、従来のものと全く異なる晶癖
の結晶外形を有するとともに、ｃ軸方向への結晶成長も
顕著である。このように、従来見られなかった新規な結
晶形状を有するものである。

【００２６】本発明の金属水酸化物固溶体および金属酸
化物固溶体の平均粒径は、０．１〜１０μｍの範囲が好
適である。この平均粒径の下限値としてより好ましいの
は０．５μｍであり、さらに好ましくは１μｍである。
上限値としてより好ましいのは５μｍであり、さらに好
ましくは３μｍである。また、二次凝集がほとんどない
ことが好ましい。

【００２７】本発明の金属水酸化物固溶体は、例えば、
つぎのようにしてつくることができる。すなわち、ま
ず、水酸化マグネシウム水溶液に水溶性Ｍ²⁺化合物を添
加し、原料である部分固溶化水酸化物を得る。この原料
を、８００〜１５００℃の範囲、好ましくは１０００〜
１３００℃の範囲で焼成することにより、複合金属酸化
物を得る。この複合金属酸化物は、下記の式（３）で表
され、ＢＥＴ比表面積が１０ｍ² ／ｇ以下、好ましくは
５ｍ² ／ｇ以下である。上記複合金属酸化物を、カルボ
ン酸、カルボン酸の金属塩、無機酸および無機酸の金属
塩からなる群から選ばれた少なくとも一種が上記複合金
属酸化物に対して約０．１〜６ｍｏｌ％共存する水媒体
中の系で、強攪拌しながら４０℃以上の温度で水和反応
させることにより、本発明の金属水酸化物固溶体が得ら
れる。 Ｍｇ_1-x Ｍ²⁺ _x Ｏ …（３）

【００２８】上記式（３）において、Ｍ²⁺は、Ｍｎ²⁺，
Ｆｅ²⁺，Ｃｏ²⁺，Ｎｉ²⁺，Ｃｕ²⁺およびＺｎ²⁺からなる
群から選ばれた少なくとも一種の二価金属イオンを示し
ている。これらのなかでも、特に、Ｚｎ²⁺が好ましい。

【００２９】上記方法において、原料としては上述した
方法で得られる部分固溶化水酸化物に限らず、焼成によ
って複合金属酸化物を得られる原料であれば特に限定さ
れるものではなく、例えば、共沈法によって得られる複
合金属水酸化物や、あるいは水酸化マグネシウム，酸化
マグネシウムおよび炭酸マグネシウムからなる群から選
ばれた少なくとも一種と、Ｍ²⁺の水酸化物，Ｍ²⁺の酸化
物およびＭ²⁺の塩類からなる群から選ばれた少なくとも
一種との混合物等があげられる。また、水和反応時の攪
拌は、均一性や分散性の向上、カルボン酸、無機酸およ
び／またはそれらの金属塩との接触効率向上等のため、
強攪拌が好ましく、さらに強力な高剪断攪拌であればな
お好ましい。このような攪拌は、例えば、回転羽根式の
攪拌機において、回転羽根の周速を５ｍ／ｓ以上として
行うことが好ましく、さらには７ｍ／ｓ以上で行うこと
がより好ましい。また、攪拌羽根形状は剪断力の強いタ
ービン羽根やＤＳインペラ羽根等の形状のものを使用す
ることが好ましい。

【００３０】上記カルボン酸としては、特に限定される
ものではないが、好ましくはモノカルボン酸、オキシカ
ルボン酸（オキシ酸）等があげられる。上記モノカルボ
ン酸としては、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪
酸、吉草酸、カプロン酸、アクリル酸、クロトン酸等が
あげられ、上記オキシカルボン酸（オキシ酸）として
は、例えばグリコール酸、乳酸、ヒドロアクリル酸、α
−オキシ酪酸、グリセリン酸、サリチル酸、安息香酸、
没食子酸等があげられる。また、上記カルボン酸の金属
塩としては、特に限定されるものではないが、好ましく
は酢酸マグネシウム、酢酸亜鉛等があげられる。

【００３１】そして、上記無機酸としては、特に限定さ
れるものではないが、好ましくは硝酸、塩酸等があげら
れる。また、上記無機酸の金属塩としては、特に限定さ
れるものではないが、好ましくは硝酸マグネシウム、硝
酸亜鉛等があげられる。

【００３２】また、本発明の金属酸化物固溶体は、上述
したようにして得られた金属水酸化物固溶体を、約４０
０℃以上、好ましくは５００〜１２００℃で焼成するこ
とによりつくることができる。

【００３３】本発明の金属水酸化物固溶体および金属酸
化物固溶体は、各種の表面処理を施すことにより、樹脂
に対する親和性，耐酸性，撥水性，紫外線吸収性等の機
能を付与することができる。本発明の金属水酸化物固溶
体および金属酸化物固溶体は、上述したように樹脂中の
分散が良くなり、上記のように表面処理によって機能を
付与した場合にも、その機能を充分に発揮できる。

【００３４】樹脂との親和性を高めるための表面処理剤
としては、例えば、高級脂肪酸またはそのアルカリ金属
塩，リン酸エステル，シランカップリング剤類，多価ア
ルコールの脂肪酸エステル類等があげられる。また、耐
酸性，撥水性等を高めるためには、例えば、メチルシリ
ケート，エチルシリケートの加水分解によるシリカコー
ティング、シリカコーティング後に約５００〜１０００
℃で焼成することによるケイ酸金属塩コーティング、シ
リコーンオイル，ポリフルオロアルキルリン酸エステル
塩等によるコーティング等が行われる。また、紫外線吸
収性を高めるためには、例えば、硫酸チタニルを加水分
解反応させて二酸化チタンを被覆することが行われる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、本発明は、従来の金属水
酸化物固溶体のような薄い六角柱状の結晶とは全く異な
った晶癖の外形を呈し、かつ、厚み方向への結晶成長が
大きい。このため、従来品と比べ添加剤として合成樹脂
に混練した場合に、樹脂の流動性や加工性が向上し、成
形速度が向上して生産性が非常に良くなるとともに、充
填性も向上する。そして、樹脂中の分散性が良くなり、
樹脂の難燃剤，紫外線吸収剤，補強剤，放熱剤等の添加
剤として使用した場合に、それらの機能を充分に発揮で
きる。

【００３６】本発明において、基底面の長軸径が、平均
で０．１〜１０μｍである場合には、添加剤として合成
樹脂に混練した場合の流動性や加工性がさらに向上し、
樹脂成形を行う場合等の生産性が極めて良くなる。

【００３７】また、本発明において、上記式（１）およ
び式（２）のＭ²⁺がＺｎ²⁺である場合には、Ｚｎ²⁺をＭ
ｇＯやＭｇ（ＯＨ）₂ に固溶させることにより、白色度
が向上するとともに、紫外線吸収性にも優れたものにな
る。

【００３８】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００３９】

【実施例１】まず、硝酸マグネシウムと硝酸亜鉛の混合
溶液（Ｍｇ²⁺＝１．６ｍｏｌ／リットル，Ｚｎ²⁺＝０．
４ｍｏｌ／リットル）２０リットルを、５０リットルの
反応容器に入れ、攪拌しながら２．０ｍｏｌ／リットル
のＣａ（ＯＨ）₂ を２０リットル加えて反応させた。つ
いで、得られた白色沈殿を濾過し、水洗後乾燥させた。
この乾燥物をボールミルで粉砕し、電気炉を用いて１２
００℃で２時間焼成した。この焼成物をボールミルで粉
砕し、湿式法で２００ｍｅｓｈのふるいを通過させた。
この焼成物を、０．０１ｍｏｌ／リットルの酢酸１０リ
ットルを入れた２０リットル容器に、酸化物濃度が１０
０ｇ／リットルとなるように添加した。そして、高速攪
拌機（商品名：ホモミクサー，特殊機化社製）で、ター
ビン羽根の周速を１０ｍ／ｓとして攪拌しながら、９０
℃で４時間水和反応を進めた。この反応物を５００ｍｅ
ｓｈのふるいにかけ、引き続き濾過，水洗，乾燥させ、
本発明の金属水酸化物固溶体を得た。

【００４０】上記金属水酸化物固溶体について、走査型
電子顕微鏡で観察した結果、外周に角錘面が現れた８面
体形状を呈していた。また、基底面の長軸径が約１．２
μｍ、基底面間の厚みが約０．３６μｍであった。した
がって、長軸径と厚みの比率（長軸径／厚み）は、３．
３であった。上記金属水酸化物固溶体の走査型電子顕微
鏡写真を図４に示す。また、上記金属水酸化物固溶体に
ついて粉末Ｘ線回折を行った結果、回折パターンは、少
し低角度側にシフトしている以外は、水酸化マグネシウ
ムと同様の回折パターンが得られ、六方晶系の水酸化カ
ドミウム型構造であることがわかる。

【００４１】

【実施例２】水酸化マグネシウムスラリー（Ｍｇ（Ｏ
Ｈ）₂ １００ｇ／リットル）２０リットルを、３０リッ
トルの反応容器に入れ、攪拌しながら２．０ｍｏｌ／リ
ットルのＺｎＣｌ₂ を３．４リットル加えて反応させ
た。得られた白色沈殿を濾過，水洗後、乾燥させた。こ
の乾燥物をボールミルで粉砕したのち、電気炉を用いて
１１００℃で２時間焼成した。この焼成物をボールミル
で粉砕し、湿式法で５００ｍｅｓｈのふるいを通過させ
た。その焼成物を、０．０３ｍｏｌ／リットルの酢酸１
０リットルを入れた２０リットル容器に、酸化物濃度１
００ｇ／リットルとなるように添加した。そして、エッ
ジタービン羽根付き攪拌機を用い、エッジタービン羽根
の周速を１２ｍ／ｓとして攪拌しながら、９０℃で６時
間水和反応を進めた。この反応物を５００ｍｅｓｈのふ
るいにかけ、引き続き濾過，水洗，乾燥させ、本発明の
金属水酸化物固溶体を得た。

【００４２】上記金属水酸化物固溶体について、走査型
電子顕微鏡で観察した結果、外周に角錘面が現れた８面
体形状を呈していた。また、基底面の長軸径が約２．４
μｍ、基底面間の厚みが約０．３７μｍであった。した
がって、長軸径と厚みの比率（長軸径／厚み）は、６．
５であった。上記金属水酸化物固溶体の走査型電子顕微
鏡写真を図５に示す。また、上記金属水酸化物固溶体に
ついて粉末Ｘ線回折を行った結果、回折パターンは、少
し低角度側にシフトしている以外は、水酸化マグネシウ
ムと同様の回折パターンが得られ、六方晶系の水酸化カ
ドミウム型構造を呈していることがわかる。

【００４３】

【実施例３】まず、硝酸マグネシウムと硝酸亜鉛の混合
溶液（Ｍｇ²⁺＝１．６ｍｏｌ／リットル，Ｚｎ²⁺＝０．
４ｍｏｌ／リットル）２０リットルを、５０リットルの
反応容器に入れ、攪拌しながら２．０ｍｏｌ／リットル
のＣａ（ＯＨ）₂ ２０をリットル加えて反応させた。つ
いで、得られた白色沈殿を濾過，水洗後乾燥させた。こ
の乾燥物をボールミルで粉砕し、電気炉を用いて１２０
０℃で２時間焼成した。この焼成物をボールミルで粉砕
し、湿式法で２００ｍｅｓｈのふるいを通過させた。こ
の焼成物を、０．０８ｍｏｌ／リットルのｎ−酪酸１０
リットルを入れた２０リットル容器に、酸化物濃度１０
０ｇ／リットルとなるように添加した。そして、高速攪
拌機（商品名：ホモミクサー）で、タービン羽根の周速
を１０ｍ／ｓとして攪拌しながら、９０℃で４時間水和
反応を進めた。この反応物を５００ｍｅｓｈのふるいに
かけ、引き続き濾過，水洗，乾燥させ、本発明の金属水
酸化物固溶体を得た。

【００４４】上記金属水酸化物固溶体について、走査型
電子顕微鏡で観察した結果、略正８面体形状を呈してい
た。また、基底面の長軸径が約２．５μｍ、基底面間の
厚みが約２．２μｍであった。したがって、長軸径と厚
みの比率（長軸径／厚み）は、１．１であった。上記金
属水酸化物固溶体の走査型電子顕微鏡写真を図６に示
す。また、上記金属水酸化物固溶体について粉末Ｘ線回
折を行った結果、回折パターンは、少し低角度側にシフ
トしている以外は、水酸化マグネシウムと同様の回折パ
ターンが得られ、六方晶系の水酸化カドミウム型構造を
呈していることがわかる。

【００４５】

【実施例４】実施例１で得られた金属水酸化物固溶体
を、電気炉を用い、９００℃で２時間焼成し、本発明の
金属酸化物固溶体を得た。

【００４６】上記金属酸化物固溶体について、走査型電
子顕微鏡で観察した結果、外周に角錘面が現れた８面体
形状を呈していた。また、基底面の長軸径が約１．２μ
ｍ、基底面間の厚みが約０．３６μｍであった。したが
って、長軸径と厚みの比率（長軸径／厚み）は、３．３
であった。上記金属水酸化物固溶体の走査型電子顕微鏡
写真を図７に示す。また、上記金属水酸化物固溶体につ
いて粉末Ｘ線回折を行った結果、回折パターンは、少し
低角度側にシフトしている以外は、酸化マグネシウムと
同様の回折パターンが得られた。

【００４７】

【実施例５】実施例１において、０．０１ｍｏｌ／リッ
トルの酢酸１０リットルに代えて、０．０１ｍｏｌ／リ
ットルの塩酸１０リットルを用いた。それ以外は実施例
１と同様にして、本発明の金属水酸化物固溶体を得た。

【００４８】上記金属水酸化物固溶体について、走査型
電子顕微鏡で観察した結果、外周に角錘面が現れた８面
体形状を呈していた。また、基底面の長軸径が約１．１
μｍ、基底面間の厚みが約０．５１μｍであった。した
がって、長軸径と厚みの比率（長軸径／厚み）は、２．
２であった。上記金属水酸化物固溶体の走査型電子顕微
鏡写真を図８に示す。また、上記金属水酸化物固溶体に
ついて粉末Ｘ線回折を行った結果、回折パターンは、少
し低角度側にシフトしている以外は、水酸化マグネシウ
ムと同様の回折パターンが得られ、六方晶系の水酸化カ
ドミウム型構造であることがわかる。

【００４９】

【実施例６】実施例１において、０．０１ｍｏｌ／リッ
トルの酢酸１０リットルに代えて、０．２６ｍｏｌ／リ
ットルの硝酸１０リットルを用いた。それ以外は実施例
１と同様にして、本発明の金属水酸化物固溶体を得た。

【００５０】上記金属水酸化物固溶体について、走査型
電子顕微鏡で観察した結果、外周に角錘面が現れた８面
体形状を呈していた。また、基底面の長軸径が約１．０
μｍ、基底面間の厚みが約０．６９μｍであった。した
がって、長軸径と厚みの比率（長軸径／厚み）は、１．
４であった。上記金属水酸化物固溶体の走査型電子顕微
鏡写真を図９に示す。また、上記金属水酸化物固溶体に
ついて粉末Ｘ線回折を行った結果、回折パターンは、少
し低角度側にシフトしている以外は、水酸化マグネシウ
ムと同様の回折パターンが得られ、六方晶系の水酸化カ
ドミウム型構造であることがわかる。

【００５１】

【実施例７】実施例１において、０．０１ｍｏｌ／リッ
トルの酢酸１０リットルに代えて、酢酸マグネシウム
０．００４ｍｏｌ／リットルと、酢酸亜鉛０．００１ｍ
ｏｌ／リットルの組成からなる水溶液１０リットルを用
いた。それ以外は実施例１と同様にして、本発明の金属
水酸化物固溶体を得た。

【００５２】上記金属水酸化物固溶体について、走査型
電子顕微鏡で観察した結果、外周に角錘面が現れた８面
体形状を呈していた。また、基底面の長軸径が約１．１
μｍ、基底面間の厚みが約０．３１μｍであった。した
がって、長軸径と厚みの比率（長軸径／厚み）は、３．
５であった。上記金属水酸化物固溶体の走査型電子顕微
鏡写真を図１０に示す。また、上記金属水酸化物固溶体
について粉末Ｘ線回折を行った結果、回折パターンは、
少し低角度側にシフトしている以外は、水酸化マグネシ
ウムと同様の回折パターンが得られ、六方晶系の水酸化
カドミウム型構造であることがわかる。

【００５３】

【実施例８】実施例１において、０．０１ｍｏｌ／リッ
トルの酢酸１０リットルに代えて、酢酸０．０１ｍｏｌ
／リットルと、硝酸０．０１ｍｏｌ／リットルの組成か
らなる水溶液１０リットルを用いた。それ以外は実施例
１と同様にして、本発明の金属水酸化物固溶体を得た。

【００５４】上記金属水酸化物固溶体について、走査型
電子顕微鏡で観察した結果、外周に角錘面が現れた８面
体形状を呈していた。また、基底面の長軸径が約１．０
μｍ、基底面間の厚みが約０．５２μｍであった。した
がって、長軸径と厚みの比率（長軸径／厚み）は、１．
９であった。上記金属水酸化物固溶体の走査型電子顕微
鏡写真を図１１に示す。また、上記金属水酸化物固溶体
について粉末Ｘ線回折を行った結果、回折パターンは、
少し低角度側にシフトしている以外は、水酸化マグネシ
ウムと同様の回折パターンが得られ、六方晶系の水酸化
カドミウム型構造であることがわかる。

【００５５】

【実施例９】実施例１において、０．０１ｍｏｌ／リッ
トルの酢酸１０リットルに代えて、酢酸０．０１ｍｏｌ
／リットルと、硝酸マグネシウム０．００５ｍｏｌ／リ
ットルの組成からなる水溶液１０リットルを用いた。そ
れ以外は実施例１と同様にして、本発明の金属水酸化物
固溶体を得た。

【００５６】上記金属水酸化物固溶体について、走査型
電子顕微鏡で観察した結果、外周に角錘面が現れた８面
体形状を呈していた。また、基底面の長軸径が約１．２
μｍ、基底面間の厚みが約０．５９μｍであった。した
がって、長軸径と厚みの比率（長軸径／厚み）は、２．
０であった。上記金属水酸化物固溶体の走査型電子顕微
鏡写真を図１２に示す。また、上記金属水酸化物固溶体
について粉末Ｘ線回折を行った結果、回折パターンは、
少し低角度側にシフトしている以外は、水酸化マグネシ
ウムと同様の回折パターンが得られ、六方晶系の水酸化
カドミウム型構造であることがわかる。

【００５７】

【比較例１】まず、硝酸マグネシウムと硝酸亜鉛の混合
溶液（Ｍｇ²⁺＝１．６ｍｏｌ／リットル，Ｚｎ²⁺＝０．
４ｍｏｌ／リットル）２０リットルを、５０リットルの
反応容器に入れ、攪拌しながら２．０ｍｏｌ／リットル
のＣａ（ＯＨ）₂ ２０をリットル加えて反応させた。つ
いで、得られた白色沈殿を濾過，水洗後乾燥させた。こ
の乾燥物をボールミルで粉砕し、電気炉を用いて１２０
０℃で２時間焼成した。この焼成物をボールミルで粉砕
し、湿式法で２００ｍｅｓｈのふるいにかけた。この焼
成物を、０．１５ｍｏｌ／リットルの酢酸１０リットル
を入れた２０リットル容器に、酸化物濃度１００ｇ／リ
ットルとなるように添加した。そして、プロペラ羽根付
き攪拌機にて、プロペラ羽根の周速を４ｍ／ｓとして攪
拌しながら、９０℃で４時間水和反応を進めた。この反
応物を５００ｍｅｓｈのふるいにかけ、引き続き濾過，
水洗，乾燥させて乾燥物を得た。

【００５８】得られた乾燥物について、走査型電子顕微
鏡で観察した結果、薄い六角柱状を呈していた。また、
基底面の長軸径が約５．５μｍ、基底面間の厚みが約
０．４０μｍであった。したがって、長軸径と厚みの比
率（長軸径／厚み）は、１３．８であった。上記金属水
酸化物固溶体の走査型電子顕微鏡写真を図１３に示す。
また、上記金属水酸化物固溶体について粉末Ｘ線回折を
行った結果、回折パターンは、少し低角度側にシフトし
ている以外は、水酸化マグネシウムと同様の回折パター
ンが得られた。

【００５９】

【比較例２】硝酸マグネシウムと硝酸亜鉛の混合溶液
（Ｍｇ²⁺＝０．９ｍｏｌ／リットル，Ｚｎ²⁺＝０．１ｍ
ｏｌ／リットル）１リットルを、３リットルの反応容器
に入れ、攪拌しながら２．０４ｍｏｌ／リットルのＮａ
ＯＨ１リットルを加えて反応させた。ついで、この反応
物を塩素イオン濃度１ｍｏｌ／リットルの塩化ナトリウ
ム水溶液に乳化させ、容量３リットルの攪拌機付きのオ
ートクレーブに入れて１５０℃で２時間水熱処理した。
その後、引き続き濾過水洗乾燥して、乾燥物を得た。

【００６０】得られた乾燥物について、走査型電子顕微
鏡で観察した結果、薄い六角柱状を呈していた。また、
基底面の長軸径が約０．６６μｍ、基底面間の厚みが約
０．１８μｍであった。したがって、長軸径と厚みの比
率（長軸径／厚み）は、３．７であった。上記金属水酸
化物固溶体の走査型電子顕微鏡写真を図１４に示す。ま
た、上記金属水酸化物固溶体について粉末Ｘ線回折を行
った結果、回折パターンは、少し低角度側にシフトして
いる以外は、水酸化マグネシウムと同様の回折パターン
が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の金属水酸化物固溶体の外形を示す説明図
であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

【図２】本発明の金属水酸化物固溶体の外形の一例を示
す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図であ
る。

【図３】本発明の金属水酸化物固溶体の外形の他の例を
示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図で
ある。

【図４】実施例１の金属水酸化物固溶体を示す走査型電
子顕微鏡写真である。

【図５】実施例２の金属水酸化物固溶体を示す走査型電
子顕微鏡写真である。

【図６】実施例３の金属水酸化物固溶体を示す走査型電
子顕微鏡写真である。

【図７】実施例４の金属酸化物固溶体を示す走査型電子
顕微鏡写真である。

【図８】実施例５の金属水酸化物固溶体を示す走査型電
子顕微鏡写真である。

【図９】実施例６の金属水酸化物固溶体を示す走査型電
子顕微鏡写真である。

【図１０】実施例７の金属水酸化物固溶体を示す走査型
電子顕微鏡写真である。

【図１１】実施例８の金属酸化物固溶体を示す走査型電
子顕微鏡写真である。

【図１２】実施例９の金属酸化物固溶体を示す走査型電
子顕微鏡写真である。

【図１３】比較例１の金属酸化物固溶体を示す走査型電
子顕微鏡写真である。

【図１４】比較例２の金属水酸化物固溶体を示す走査型
電子顕微鏡写真である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０１Ｇ 53/00 Ｃ０１Ｇ 53/00 Ａ // Ｃ０８Ｋ 3/22 Ｃ０８Ｋ 3/22 (56)参考文献 特開 平６−5115（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−259235（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C01G 9/00 C01G 3/00 C01G 45/00 C01G 49/00 C01G 51/00 C01G 53/00

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の式（１）を満足し、かつ、結晶外
   形が、平行な上下２面の基底面と外周６面の角錐面とか
   らなり上記角錐面が、ミラー・ブラベ指数で表わされる
   （１０・１）の型面に属する角錐面で上向き傾斜面と下
   向き傾斜面とが交互に配設された８面体形状を呈し、基
   底面の長軸径と上下の基底面間の厚みとの比率（長軸径
   ／厚み）が１〜９であることを特徴とする金属水酸化物
   固溶体。 Ｍｇ_1-x Ｍ²⁺ _x （ＯＨ）₂ …（１） 〔式（１）中、Ｍ²⁺は、Ｍｎ²⁺，Ｆｅ²⁺，Ｃｏ²⁺，Ｎｉ
   ²⁺，Ｃｕ²⁺およびＺｎ²⁺からなる群から選ばれた少なく
   とも一種の二価金属イオンを示し、ｘは０．０１≦ｘ＜
   ０．５の範囲の数を示す。〕
2. 【請求項２】 基底面の長軸径が、平均で０．１〜１０
   μｍである請求項１記載の金属水酸化物固溶体。
3. 【請求項３】 上記式（１）のＭ²⁺がＺｎ²⁺である請求
   項１または２記載の金属水酸化物固溶体。
4. 【請求項４】 下記の式（２）を満足し、かつ、結晶外
   形が、平行な上下２面の基底面と外周６面の角錐面とか
   らなり上記角錐面が、ミラー・ブラベ指数で表わされる
   （１０・１）の型面に属する角錐面で上向き傾斜面と下
   向き傾斜面とが交互に配設された８面体形状を呈し、基
   底面の長軸径と上下の基底面間の厚みとの比率（長軸径
   ／厚み）が１〜９であることを特徴とする金属酸化物固
   溶体。 Ｍｇ_1-x Ｍ²⁺ _x Ｏ…（２） 〔式（２）中、Ｍ²⁺は、Ｍｎ²⁺，Ｆｅ²⁺，Ｃｏ²⁺，Ｎｉ
   ²⁺，Ｃｕ²⁺およびＺｎ²⁺からなる群から選ばれた少なく
   とも一種の二価金属イオンを示し、ｘは０．０１≦ｘ＜
   ０．５の範囲の数を示す。〕
5. 【請求項５】 基底面の長軸径が、平均で０．１〜１０
   μｍである請求項４記載の金属酸化物固溶体。
6. 【請求項６】 上記式（２）のＭ²⁺がＺｎ²⁺である請求
   項４または５記載の金属酸化物固溶体。
7. 【請求項７】 下記の式（１）を満足し、かつ、結晶外
   形が、平行な上下２面の基底面と外周６面の角錐面とか
   らなり上記角錐面が、ミラー・ブラベ指数で表わされる
   （１０・１）の型面に属する角錐面で上向き傾斜面と下
   向き傾斜面とが交互に配設された８面体形状を呈し、基
   底面の長軸径と上下の基底面間の厚みとの比率（長軸径
   ／厚み）が１〜９である金属水酸化物固溶体の製法であ
   って、下記の式（３）で表される複合金属酸化物を、カ
   ルボン酸，カルボン酸の金属塩，無機酸および無機酸の
   金属塩からなる群から選ばれた少なくとも一種が上記複
   合金属酸化物に対して０．１〜６ｍｏｌ％共存する水媒
   体中、攪拌羽根形状がタービン羽根またはＤＳインペラ
   羽根である攪拌羽根を使用し、その攪拌羽根の周速を５
   ｍ／ｓ以上とする攪拌下にて水和反応させることを特徴
   とする金属水酸化物固溶体の製法。 Ｍｇ_1-x Ｍ²⁺ _x （ＯＨ）₂ …（１） 〔式（１）中、Ｍ²⁺は、Ｍｎ²⁺，Ｆｅ²⁺，Ｃｏ²⁺，Ｎｉ
   ²⁺，Ｃｕ²⁺およびＺｎ²⁺からなる群から選ばれた少なく
   とも一種の二価金属イオンを示し、ｘは０．０１≦ｘ＜
   ０．５の範囲の数を示す。〕 Ｍｇ_1-x Ｍ²⁺ _x Ｏ …（３） 〔式（３）中、Ｍ²⁺は、Ｍｎ²⁺，Ｆｅ²⁺，Ｃｏ²⁺，Ｎｉ
   ²⁺，Ｃｕ²⁺およびＺｎ²⁺からなる群から選ばれた少なく
   とも一種の二価金属イオンを示し、ｘは０．０１≦ｘ＜
   ０．５の範囲の数を示す。〕
8. 【請求項８】 基底面の長軸径が、平均で０．１〜１０
   μｍである請求項７記載の金属水酸化物固溶体の製法。
9. 【請求項９】 上記式（３）のＭ²⁺がＺｎ²⁺である請求
   項７または８記載の金属水酸化物固溶体の製法。
10. 【請求項１０】 上記式（３）で表される複合金属酸化
    物のＢＥＴ比表面積が１０ｍ² ／ｇ以下である請求項７
    〜９のいずれか一項に記載の金属水酸化物固溶体の製
    法。
11. 【請求項１１】 下記の式（２）を満足し、かつ、結晶
    外形が、平行な上下２面の基底面と外周６面の角錐面と
    からなり上記角錐面が、ミラー・ブラベ指数で表わされ
    る（１０・１）の型面に属する角錐面で上向き傾斜面と
    下向き傾斜面とが交互に配設された８面体形状を呈し、
    基底面の長軸径と上下の基底面間の厚みとの比率（長軸
    径／厚み）が１〜９である金属酸化物固溶体の製法であ
    って、下記の式（３）で表される複合金属酸化物を、カ
    ルボン酸，カルボン酸の金属塩，無機酸および無機酸の
    金属塩からなる群から選ばれた少なくとも一種が上記複
    合金属酸化物に対して０．１〜６ｍｏｌ％共存する水媒
    体中、攪拌羽根形状がタービン羽根またはＤＳインペラ
    羽根である攪拌羽根を使用し、その攪拌羽根の周速を５
    ｍ／ｓ以上とする攪拌下にて水和反応させ、ついでこれ
    を４００℃以上の温度にて焼成することを特徴とする金
    属酸化物固溶体の製法。 Ｍｇ_1-x Ｍ²⁺ _x Ｏ…（２） 〔式（２）中、Ｍ²⁺は、Ｍｎ²⁺，Ｆｅ²⁺，Ｃｏ²⁺，Ｎｉ
    ²⁺，Ｃｕ²⁺およびＺｎ²⁺からなる群から選ばれた少なく
    とも一種の二価金属イオンを示し、ｘは０．０１≦ｘ＜
    ０．５の範囲の数を示す。〕 Ｍｇ_1-x Ｍ²⁺ _x Ｏ …（３） 〔式（３）中、Ｍ²⁺は、Ｍｎ²⁺，Ｆｅ²⁺，Ｃｏ²⁺，Ｎｉ
    ²⁺，Ｃｕ²⁺およびＺｎ²⁺からなる群から選ばれた少なく
    とも一種の二価金属イオンを示し、ｘは０．０１≦ｘ＜
    ０．５の範囲の数を示す。〕
12. 【請求項１２】 基底面の長軸径が、平均で０．１〜１
    ０μｍである請求項１１記載の金属酸化物固溶体の製
    法。
13. 【請求項１３】 上記式（３）のＭ²⁺がＺｎ²⁺である請
    求項１１または１２記載の金属酸化物固溶体の製法。
14. 【請求項１４】 上記式（３）で表される複合金属酸化
    物のＢＥＴ比表面積が１０ｍ² ／ｇ以下である請求項１
    １〜１３のいずれか一項に記載の金属酸化物固溶体の製
    法。