JP3503750B2 - トリポリリン酸二水素鉄またはその二水和物の製造方法 - Google Patents
トリポリリン酸二水素鉄またはその二水和物の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、トリポリリン酸二水素
鉄（示性式：ＦｅＨ2 Ｐ3 Ｏ10のＩ型）またはその二水
和物の製造方法に関する。
鉄（示性式：ＦｅＨ2 Ｐ3 Ｏ10のＩ型）またはその二水
和物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】トリポリリン酸塩としては、従来から、
トリポリリン酸二水素アルミニウム（示性式：ＡｌＨ2
Ｐ3 Ｏ10）およびその水和物がよく知られており、それ
らは、その特異な結晶構造と固体酸としての性質を利用
して、各種の反応触媒、吸着材、イオン交換体、防錆顔
料、水ガラス硬化剤、窯業原料、さらには、層状構造の
インターカレーション特性を利用した無機−有機複合
体、抗菌剤担体などに利用されている。
トリポリリン酸二水素アルミニウム（示性式：ＡｌＨ2
Ｐ3 Ｏ10）およびその水和物がよく知られており、それ
らは、その特異な結晶構造と固体酸としての性質を利用
して、各種の反応触媒、吸着材、イオン交換体、防錆顔
料、水ガラス硬化剤、窯業原料、さらには、層状構造の
インターカレーション特性を利用した無機−有機複合
体、抗菌剤担体などに利用されている。
【０００３】これに対して、トリポリリン酸二水素鉄
（示性式：ＦｅＨ2 Ｐ3 Ｏ10）およびその水和物は、上
記のトリポリリン酸二水素アルミニウムのアルミニウム
原子を鉄原子で置換した結晶構造を持ち、アルミニウム
塩の場合と同様の物性と用途展開が期待される。
（示性式：ＦｅＨ2 Ｐ3 Ｏ10）およびその水和物は、上
記のトリポリリン酸二水素アルミニウムのアルミニウム
原子を鉄原子で置換した結晶構造を持ち、アルミニウム
塩の場合と同様の物性と用途展開が期待される。
【０００４】しかしながら、これまで提案されてきたト
リポリリン酸二水素鉄の製造方法では、純度、特性面で
充分に満足できるトリポリリン酸二水素鉄が得られず、
またコスト的にも充分に満足できる方法とはいえなかっ
た。
リポリリン酸二水素鉄の製造方法では、純度、特性面で
充分に満足できるトリポリリン酸二水素鉄が得られず、
またコスト的にも充分に満足できる方法とはいえなかっ
た。
【０００５】すなわち、従来提案されてきたトリポリリ
ン酸二水素鉄の製造方法としては、Ｆｅｒｄｉｎａｎｄ
ｄ’ＹｖｏｉｒｅによるＢｕｌｌ．Ｓｏｃ．Ｃｈｉ
ｍ．Ｆｒａｎｃｅの１９６２年１２２４〜１２３６頁に
記載の方法がある。
ン酸二水素鉄の製造方法としては、Ｆｅｒｄｉｎａｎｄ
ｄ’ＹｖｏｉｒｅによるＢｕｌｌ．Ｓｏｃ．Ｃｈｉ
ｍ．Ｆｒａｎｃｅの１９６２年１２２４〜１２３６頁に
記載の方法がある。
【０００６】そこに記載されている第一の方法では、リ
ン酸と酸化鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ）とを、リンと鉄のモル比Ｐ
／Ｆｅが５〜６となるように配合して、加熱、反応させ
て得られた反応液に、トリポリリン酸二水素アルミニウ
ム（または、その二水和物）を種結晶として添加した
後、２２０〜２６０℃で１０〜４８時間焼成することに
よって、白色ないし薄いバラ色のトリポリリン酸二水素
鉄を得ている。
ン酸と酸化鉄（Ｆｅ2 Ｏ3 ）とを、リンと鉄のモル比Ｐ
／Ｆｅが５〜６となるように配合して、加熱、反応させ
て得られた反応液に、トリポリリン酸二水素アルミニウ
ム（または、その二水和物）を種結晶として添加した
後、２２０〜２６０℃で１０〜４８時間焼成することに
よって、白色ないし薄いバラ色のトリポリリン酸二水素
鉄を得ている。
【０００７】また、第二の方法では、鉄イオンとトリポ
リリン酸イオンを含む水溶液からの複分解反応によっ
て、トリポリリン酸二水素鉄を得ている。
リリン酸イオンを含む水溶液からの複分解反応によっ
て、トリポリリン酸二水素鉄を得ている。
【０００８】しかし、上記Ｆｅｒｄｉｎａｎｄ ｄ’Ｙ
ｖｏｉｒｅの第一の方法では、原料のリン酸と酸化鉄と
の配合比が各元素のモル比でＰ／Ｆｅ＝５〜６（得られ
るトリポリリン酸二水素鉄のＰ／Ｆｅの理論値は３．
０）と、高価なリン酸を大過剰に使用しているため、コ
スト的に問題がある上に、種結晶として異種の化合物を
添加しているため、化学的純度面でも問題を有してい
る。
ｖｏｉｒｅの第一の方法では、原料のリン酸と酸化鉄と
の配合比が各元素のモル比でＰ／Ｆｅ＝５〜６（得られ
るトリポリリン酸二水素鉄のＰ／Ｆｅの理論値は３．
０）と、高価なリン酸を大過剰に使用しているため、コ
スト的に問題がある上に、種結晶として異種の化合物を
添加しているため、化学的純度面でも問題を有してい
る。
【０００９】また、鉄イオンとトリポリリン酸イオンを
含む水溶液からの複分解反応によってトリポリリン酸二
水素鉄を得る第二の方法では、生成物の粒径のコントロ
ールがむつかしく、比較的大きな結晶物しか得られない
ため、工業用原料として微粉末を用いる必要のある、防
錆顔料、吸着材、イオン交換体などの用途には、長時間
の粉砕工程が必要となり、そのような粉砕工程によっ
て、トリポリリン酸二水素鉄の特徴である層状結晶構造
のかなりの部分が破壊されるため、好ましくない。
含む水溶液からの複分解反応によってトリポリリン酸二
水素鉄を得る第二の方法では、生成物の粒径のコントロ
ールがむつかしく、比較的大きな結晶物しか得られない
ため、工業用原料として微粉末を用いる必要のある、防
錆顔料、吸着材、イオン交換体などの用途には、長時間
の粉砕工程が必要となり、そのような粉砕工程によっ
て、トリポリリン酸二水素鉄の特徴である層状結晶構造
のかなりの部分が破壊されるため、好ましくない。
【００１０】上記の方法以外にも、たとえば、特公昭５
１−５６０号公報などに記載されているようなトリポリ
リン酸二水素アルミニウムの製造方法をもとに、その金
属成分のアルミニウムを鉄に置き換えて反応させれば、
トリポリリン酸二水素鉄を得ることができるものと推測
されるが、後記の比較例１に示すとおり、本発明者らが
実験を行った限りでは、トリポリリン酸二水素鉄を得る
ことができなかった。
１−５６０号公報などに記載されているようなトリポリ
リン酸二水素アルミニウムの製造方法をもとに、その金
属成分のアルミニウムを鉄に置き換えて反応させれば、
トリポリリン酸二水素鉄を得ることができるものと推測
されるが、後記の比較例１に示すとおり、本発明者らが
実験を行った限りでは、トリポリリン酸二水素鉄を得る
ことができなかった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、トリポ
リリン酸二水素鉄の製造にあたって、これまで提案され
てきた方法は、純度面、特性面で充分に満足し得るトリ
ポリリン酸二水素鉄を得ることができず、また、製造コ
ストも高く、工業的に採用できる域には達していなかっ
た。そのため、トリポリリン酸二水素鉄は、トリポリリ
ン酸二水素アルミニウムと同様の物性および用途展開が
期待されながらも、充分に活用されるにいたらなかっ
た。
リリン酸二水素鉄の製造にあたって、これまで提案され
てきた方法は、純度面、特性面で充分に満足し得るトリ
ポリリン酸二水素鉄を得ることができず、また、製造コ
ストも高く、工業的に採用できる域には達していなかっ
た。そのため、トリポリリン酸二水素鉄は、トリポリリ
ン酸二水素アルミニウムと同様の物性および用途展開が
期待されながらも、充分に活用されるにいたらなかっ
た。
【００１２】したがって、本発明は、高純度で、特性的
にも優れ、コスト面でも工業的に充分に採用できるトリ
ポリリン酸二水素鉄またはその二水和物を提供すること
を目的とする。
にも優れ、コスト面でも工業的に充分に採用できるトリ
ポリリン酸二水素鉄またはその二水和物を提供すること
を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため鋭意検討を重ねた結果、リン酸化合物と
鉄酸化物とをリンと鉄とのモル比Ｐ／Ｆｅで２．０〜
３．５の割合で混合し、１００〜１５０℃で反応させ
て、見掛け上、均一な融液とし、これを１２０〜１４０
℃で加熱脱水させると、６００℃における加熱減量が１
０〜３０重量％の第一リン酸鉄の結晶が得られること、
さらに、この第一リン酸鉄の結晶を水蒸気の存在下２６
０〜２８０℃で１０〜５０時間焼成すると、トリポリリ
ン酸二水素鉄（示性式：ＦｅＨ2 Ｐ3 Ｏ10のＩ型）が生
成することを見い出し、本発明に到達した。なお、以下
においては、トリポリリン酸二水素鉄に関して示性式や
結晶構造がＩ型である旨の表示を省略する場合がある
が、本発明によって得られるトリポリリン酸二水素鉄
は、いずれも、示性式がＦｅＨ2 Ｐ3 Ｏ10で表され、結
晶構造がＩ型である。
を達成するため鋭意検討を重ねた結果、リン酸化合物と
鉄酸化物とをリンと鉄とのモル比Ｐ／Ｆｅで２．０〜
３．５の割合で混合し、１００〜１５０℃で反応させ
て、見掛け上、均一な融液とし、これを１２０〜１４０
℃で加熱脱水させると、６００℃における加熱減量が１
０〜３０重量％の第一リン酸鉄の結晶が得られること、
さらに、この第一リン酸鉄の結晶を水蒸気の存在下２６
０〜２８０℃で１０〜５０時間焼成すると、トリポリリ
ン酸二水素鉄（示性式：ＦｅＨ2 Ｐ3 Ｏ10のＩ型）が生
成することを見い出し、本発明に到達した。なお、以下
においては、トリポリリン酸二水素鉄に関して示性式や
結晶構造がＩ型である旨の表示を省略する場合がある
が、本発明によって得られるトリポリリン酸二水素鉄
は、いずれも、示性式がＦｅＨ2 Ｐ3 Ｏ10で表され、結
晶構造がＩ型である。
【００１４】すなわち、本発明は、
（ａ）リン酸化合物と鉄酸化物とをリンと鉄とのモル比
Ｐ／Ｆｅで２．０〜３．５、好ましくは２．５〜３．０
の割合で配合し、１００〜１５０℃、好ましくは１１０
〜１２０℃で加熱する反応工程
Ｐ／Ｆｅで２．０〜３．５、好ましくは２．５〜３．０
の割合で配合し、１００〜１５０℃、好ましくは１１０
〜１２０℃で加熱する反応工程
【００１５】（ｂ）上記（ａ）で得られた反応液を１２
０〜１４０℃で加熱して、６００℃における加熱減量が
１０〜３０重量％の第一リン酸鉄の結晶とする工程
０〜１４０℃で加熱して、６００℃における加熱減量が
１０〜３０重量％の第一リン酸鉄の結晶とする工程
【００１６】（ｃ）上記（ｂ）で得られた第一リン酸鉄
の結晶を水蒸気雰囲気中２６０〜２８０℃で焼成して、
トリポリリン酸二水素鉄とする工程という（ａ）、
（ｂ）および（ｃ）の３工程を経由してトリポリリン酸
二水素鉄またはその二水和物を製造する方法に関する。
の結晶を水蒸気雰囲気中２６０〜２８０℃で焼成して、
トリポリリン酸二水素鉄とする工程という（ａ）、
（ｂ）および（ｃ）の３工程を経由してトリポリリン酸
二水素鉄またはその二水和物を製造する方法に関する。
【００１７】本発明において用いるリン酸化合物として
は、たとえばメタリン酸、ピロリン酸、オルトリン酸、
三リン酸などがあげられるが、特にオルトリン酸が好ま
しい。
は、たとえばメタリン酸、ピロリン酸、オルトリン酸、
三リン酸などがあげられるが、特にオルトリン酸が好ま
しい。
【００１８】本発明においては、上記リン酸化合物と鉄
化合物を反応させるが、この鉄酸化物とは、含水酸化鉄
や水酸化鉄をも含んだ広義の酸化鉄を意味しており、具
体的には、たとえば酸化第一鉄（ＦｅＯ）、酸化第二鉄
（Ｆｅ2 Ｏ3 ）、四三酸化鉄（Ｆｅ3 Ｏ4 ）、水酸化第
一鉄〔Ｆｅ（ＯＨ）2 〕、水酸化第二鉄〔Ｆｅ（ＯＨ）
3 〕、オキシ水酸化鉄（ＦｅＯＯＨ）、水酸化鉄ゾルな
どがあげられるが、これらの中でも、オキシ水酸化鉄
（ＦｅＯＯＨ）、特にα−オキシ水酸化鉄（α−ＦｅＯ
ＯＨ：黄色酸化鉄ともいう）が好ましい。
化合物を反応させるが、この鉄酸化物とは、含水酸化鉄
や水酸化鉄をも含んだ広義の酸化鉄を意味しており、具
体的には、たとえば酸化第一鉄（ＦｅＯ）、酸化第二鉄
（Ｆｅ2 Ｏ3 ）、四三酸化鉄（Ｆｅ3 Ｏ4 ）、水酸化第
一鉄〔Ｆｅ（ＯＨ）2 〕、水酸化第二鉄〔Ｆｅ（ＯＨ）
3 〕、オキシ水酸化鉄（ＦｅＯＯＨ）、水酸化鉄ゾルな
どがあげられるが、これらの中でも、オキシ水酸化鉄
（ＦｅＯＯＨ）、特にα−オキシ水酸化鉄（α−ＦｅＯ
ＯＨ：黄色酸化鉄ともいう）が好ましい。
【００１９】リン酸化合物と鉄酸化物との混合割合とし
ては、各原料中のリンと鉄とのモル比Ｐ／Ｆｅがトリポ
リリン酸二水素鉄の理論値であるＰ／Ｆｅ＝３．０から
離れるほど、原料に対する見掛け上の収率が低下する
が、Ｐ／Ｆｅ＝２．０〜３．５において実用的な収率と
なり、工業的な反応条件として考えると、Ｐ／Ｆｅ＝
２．５〜３．０が好ましい。
ては、各原料中のリンと鉄とのモル比Ｐ／Ｆｅがトリポ
リリン酸二水素鉄の理論値であるＰ／Ｆｅ＝３．０から
離れるほど、原料に対する見掛け上の収率が低下する
が、Ｐ／Ｆｅ＝２．０〜３．５において実用的な収率と
なり、工業的な反応条件として考えると、Ｐ／Ｆｅ＝
２．５〜３．０が好ましい。
【００２０】リン酸化合物と鉄酸化物とを反応させる
（ａ）の反応工程においては、混合物を攪拌しながら、
徐々に加熱し、反応物の温度が１００〜１５０℃になる
まで加熱して、見掛け上、鉄酸化物がリン酸化合物に完
全に溶解するようになるまで加熱を続けることが好まし
い。
（ａ）の反応工程においては、混合物を攪拌しながら、
徐々に加熱し、反応物の温度が１００〜１５０℃になる
まで加熱して、見掛け上、鉄酸化物がリン酸化合物に完
全に溶解するようになるまで加熱を続けることが好まし
い。
【００２１】加熱温度が１２０℃以上になると、系から
の水分の揮散が著しくなり、最終製品の収率を低下させ
る原因になるが、還流冷却などの手段で水分の揮散を抑
制すると、収率の低下を防止することができる。
の水分の揮散が著しくなり、最終製品の収率を低下させ
る原因になるが、還流冷却などの手段で水分の揮散を抑
制すると、収率の低下を防止することができる。
【００２２】反応温度が１００℃より低い場合は、鉄酸
化物の溶解が実用的な速度で進行せず、その結果、反応
が不充分となりやすいので、好ましくない。
化物の溶解が実用的な速度で進行せず、その結果、反応
が不充分となりやすいので、好ましくない。
【００２３】したがって、実用的な反応条件としては、
加熱温度を１１０〜１２０℃とするのが好ましい。
加熱温度を１１０〜１２０℃とするのが好ましい。
【００２４】 上記（ａ）で得られた反応液を加熱脱水
して６００℃における加熱減量が１０〜３０重量％の第
一リン酸鉄の結晶を得る（ｂ）の工程に関して、加熱温
度や加熱時間について調べてみたところ、加熱温度につ
いては、加熱温度によって第一リン酸鉄のＡ型、Ｂ型、
Ｄ型などを含む種々の結晶形のものが生成するので、１
２０〜１４０℃とすることが適している。
して６００℃における加熱減量が１０〜３０重量％の第
一リン酸鉄の結晶を得る（ｂ）の工程に関して、加熱温
度や加熱時間について調べてみたところ、加熱温度につ
いては、加熱温度によって第一リン酸鉄のＡ型、Ｂ型、
Ｄ型などを含む種々の結晶形のものが生成するので、１
２０〜１４０℃とすることが適している。
【００２５】 すなわち、第一リン酸鉄の結晶の６００
℃における加熱減量が３０重量％より多い場合は、最終
生成物にピロリン酸鉄、メタリン酸鉄Ａ型、メタリン酸
鉄Ｃ型などが生成し、また、加熱減量が１０重量％より
少ない場合は、酸性リン酸鉄、ピロリン酸鉄、メタリン
酸鉄などが生成するため、目的とするトリポリリン酸二
水素鉄（示性式：ＦｅＨ2 Ｐ3 Ｏ10のＩ型）を得ること
ができない。
℃における加熱減量が３０重量％より多い場合は、最終
生成物にピロリン酸鉄、メタリン酸鉄Ａ型、メタリン酸
鉄Ｃ型などが生成し、また、加熱減量が１０重量％より
少ない場合は、酸性リン酸鉄、ピロリン酸鉄、メタリン
酸鉄などが生成するため、目的とするトリポリリン酸二
水素鉄（示性式：ＦｅＨ2 Ｐ3 Ｏ10のＩ型）を得ること
ができない。
【００２６】 上記（ｂ）の工程における加熱温度なら
びに加熱減量と、最終生成物中のトリポリリン酸二水素
鉄の収率との関係は複雑であって、一概に好適な条件を
決定することはむつかしいが、総合的にみると、前記の
ように、加熱温度を１２０〜１４０℃とし、得られる第
一リン酸鉄の結晶の６００℃における加熱減量が１０〜
３０重量％のときに、高収率でトリポリリン酸二水素鉄
を得ることができる。
びに加熱減量と、最終生成物中のトリポリリン酸二水素
鉄の収率との関係は複雑であって、一概に好適な条件を
決定することはむつかしいが、総合的にみると、前記の
ように、加熱温度を１２０〜１４０℃とし、得られる第
一リン酸鉄の結晶の６００℃における加熱減量が１０〜
３０重量％のときに、高収率でトリポリリン酸二水素鉄
を得ることができる。
【００２７】 上記（ｃ）の焼成工程においては、第一
リン酸鉄の結晶を水蒸気雰囲気中２６０〜２８０℃で１
０〜５０時間焼成することによって、目的物とするトリ
ポリリン酸二水素鉄を得ることができる。焼成温度や焼
成時間が上記範囲より低かったり、短かったりすると、
トリポリリン酸二水素鉄への移行が不充分となり、焼成
温度や焼成時間が上記範囲より高かったり、長かったり
すると、メタリン酸鉄などの高温型の縮合リン酸鉄の生
成が促進されることになる。
リン酸鉄の結晶を水蒸気雰囲気中２６０〜２８０℃で１
０〜５０時間焼成することによって、目的物とするトリ
ポリリン酸二水素鉄を得ることができる。焼成温度や焼
成時間が上記範囲より低かったり、短かったりすると、
トリポリリン酸二水素鉄への移行が不充分となり、焼成
温度や焼成時間が上記範囲より高かったり、長かったり
すると、メタリン酸鉄などの高温型の縮合リン酸鉄の生
成が促進されることになる。
【００２８】 特に、工業的な生産効率ならびに炉内温
度分布という観点から判断すると、この（ｃ）の焼成工
程では、２６０〜２８０℃で加熱して、時間短縮をはか
りつつ、トリポリリン酸二水素鉄への移行を充分に行わ
せることが適している。
度分布という観点から判断すると、この（ｃ）の焼成工
程では、２６０〜２８０℃で加熱して、時間短縮をはか
りつつ、トリポリリン酸二水素鉄への移行を充分に行わ
せることが適している。
【００２９】 上記のような工程を経て得られるトリポ
リリン酸二水素鉄は、示性式がＦｅ2 Ｈ2 Ｐ3 Ｏ10で表
され、結晶構造がＩ型であって、結晶水を保持しない無
水物型であり、結晶水を取り込む力が非常に強い。無水
物を使用することも可能であるが、工業的には、結晶水
を取り込んだ二水和物の形で使用する方が取り扱いやす
く、好ましい。
リリン酸二水素鉄は、示性式がＦｅ2 Ｈ2 Ｐ3 Ｏ10で表
され、結晶構造がＩ型であって、結晶水を保持しない無
水物型であり、結晶水を取り込む力が非常に強い。無水
物を使用することも可能であるが、工業的には、結晶水
を取り込んだ二水和物の形で使用する方が取り扱いやす
く、好ましい。
【００３０】上記のトリポリリン酸二水素鉄の二水和物
は、焼成工程後の塊状物を多量の水または温水中に投入
して加水崩壊させ、得られるスラリーを濾過、乾燥し、
解砕することによって得られる。
は、焼成工程後の塊状物を多量の水または温水中に投入
して加水崩壊させ、得られるスラリーを濾過、乾燥し、
解砕することによって得られる。
【００３１】この加水工程により、塊状物は崩壊して結
晶性微粒子となり、しかも混在する水可溶性成分を除去
することができる。
晶性微粒子となり、しかも混在する水可溶性成分を除去
することができる。
【００３２】上記のようにして得られるトリポリリン酸
二水素鉄またはその二水和物は、従来法による場合とは
異なり、異種の化合物を種結晶として添加していないの
で、化学的に高純度である。そして、微粉末状で得られ
るので、従来法による場合のような長時間の粉砕工程が
不要であり、したがって粉砕に伴う層状結晶構造の破壊
がなく、たとえば、鉄などの金属に対して優れた防錆力
を発揮するなど、その特性が優れている。
二水素鉄またはその二水和物は、従来法による場合とは
異なり、異種の化合物を種結晶として添加していないの
で、化学的に高純度である。そして、微粉末状で得られ
るので、従来法による場合のような長時間の粉砕工程が
不要であり、したがって粉砕に伴う層状結晶構造の破壊
がなく、たとえば、鉄などの金属に対して優れた防錆力
を発揮するなど、その特性が優れている。
【００３３】また、出発物質のリン酸化合物と鉄酸化物
とをリンと鉄とのモル比を２．０〜３．５で使用してい
て、従来法のように高価なリン酸を大過剰に使用してい
ないので、工業的にも充分に採用できるコスト性を有し
ている。
とをリンと鉄とのモル比を２．０〜３．５で使用してい
て、従来法のように高価なリン酸を大過剰に使用してい
ないので、工業的にも充分に採用できるコスト性を有し
ている。
【００３４】そして、上記のようにして得られたトリポ
リリン酸二水素鉄またはその二水和物は、酸化亜鉛と併
用すると、防錆顔料として優れた特性を発揮する。
リリン酸二水素鉄またはその二水和物は、酸化亜鉛と併
用すると、防錆顔料として優れた特性を発揮する。
【００３５】その際の酸化亜鉛としては、特別のものを
必要とせず、通常、工業用として用いられるものであれ
ばよく、トリポリリン酸二水素鉄またはその二水和物と
酸化亜鉛との配合比率としては、重量比で１／１０〜１
０／１が好ましい。
必要とせず、通常、工業用として用いられるものであれ
ばよく、トリポリリン酸二水素鉄またはその二水和物と
酸化亜鉛との配合比率としては、重量比で１／１０〜１
０／１が好ましい。
【００３６】
【実施例】つぎに、実施例をあげて本発明をさらに具体
的に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに
限定されるものではない。
的に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに
限定されるものではない。
【００３７】実施例１
８５％リン酸（オルトリン酸）８００ｇと、α−オキシ
水酸化鉄（α−ＦｅＯＯＨ：Ｆｅ2 Ｏ3 として８８．５
重量％含有）２０９ｇとを、還流冷却器および攪拌翼を
装着した内容積１リットルのセパラブルフラスコに採
り、攪拌下、マントルヒーターにて加熱しながら、約１
２０℃まで１時間かけて昇温した。上記リン酸とα−オ
キシ水酸化鉄のリンと鉄とのモル比はＰ／Ｆｅ＝３．０
である。
水酸化鉄（α−ＦｅＯＯＨ：Ｆｅ2 Ｏ3 として８８．５
重量％含有）２０９ｇとを、還流冷却器および攪拌翼を
装着した内容積１リットルのセパラブルフラスコに採
り、攪拌下、マントルヒーターにて加熱しながら、約１
２０℃まで１時間かけて昇温した。上記リン酸とα−オ
キシ水酸化鉄のリンと鉄とのモル比はＰ／Ｆｅ＝３．０
である。
【００３８】この温度で約１５０分間加熱を続けると、
α−オキシ水酸化鉄はすべてリン酸に溶解し、反応液は
透明になった。その後、還流冷却器をセパラブルフラス
コから取りはずし、約１５分間かけて１３０℃まで昇温
すると、反応液は水分が蒸発するにしたがって増粘し、
最終的に結晶化した。
α−オキシ水酸化鉄はすべてリン酸に溶解し、反応液は
透明になった。その後、還流冷却器をセパラブルフラス
コから取りはずし、約１５分間かけて１３０℃まで昇温
すると、反応液は水分が蒸発するにしたがって増粘し、
最終的に結晶化した。
【００３９】つぎに、この結晶化物をセパラブルフラス
コから取り出して、結晶皿に移し、１７０℃で１５０分
間乾燥して、９００ｇの第一リン酸鉄の結晶を得た。こ
の第一リン酸鉄の結晶は、６００℃での加熱減量が１
５．２重量％であった。
コから取り出して、結晶皿に移し、１７０℃で１５０分
間乾燥して、９００ｇの第一リン酸鉄の結晶を得た。こ
の第一リン酸鉄の結晶は、６００℃での加熱減量が１
５．２重量％であった。
【００４０】上記第一リン酸鉄の結晶を、温度を２７０
℃に設定した乾燥機にて、水蒸気雰囲気中で２０時間加
熱して焼成し、得られた焼成物を８０℃の温水３リット
ル中に投入し、生ずるスラリーを約２時間攪拌した。
℃に設定した乾燥機にて、水蒸気雰囲気中で２０時間加
熱して焼成し、得られた焼成物を８０℃の温水３リット
ル中に投入し、生ずるスラリーを約２時間攪拌した。
【００４１】このスラリーを、ブフナーロートと濾紙を
用いて濾別し、得られた脱水ケーキを９０℃で１２時間
乾燥した後、解砕機で微粉末状に粉砕することによっ
て、７３０ｇの粉末を得た。
用いて濾別し、得られた脱水ケーキを９０℃で１２時間
乾燥した後、解砕機で微粉末状に粉砕することによっ
て、７３０ｇの粉末を得た。
【００４２】得られた最終生成物の粉末Ｘ線回折パター
ンを図１に示す。図１に示すように、この最終生成物は
２θ＝１１．１°付近に大きなピークを有することがわ
かる。
ンを図１に示す。図１に示すように、この最終生成物は
２θ＝１１．１°付近に大きなピークを有することがわ
かる。
【００４３】この粉末Ｘ線回折パターンにおいて、本実
施例１で得られた最終生成物は、トリポリリン酸二水素
アルミニウムの場合と同様に、低角度に非常に大きなピ
ークを有していることから、層状であることが推測され
る。
施例１で得られた最終生成物は、トリポリリン酸二水素
アルミニウムの場合と同様に、低角度に非常に大きなピ
ークを有していることから、層状であることが推測され
る。
【００４４】 使用した原料ならびに図１の粉末Ｘ線回
折パターンから、本実施例１で得られた最終生成物は、
トリポリリン酸二水素鉄・二水和物（示性式がＦｅＨ2
Ｐ3 Ｏ10・２Ｈ2 Ｏであって、結晶構造がＩ型）である
ことがわかる。
折パターンから、本実施例１で得られた最終生成物は、
トリポリリン酸二水素鉄・二水和物（示性式がＦｅＨ2
Ｐ3 Ｏ10・２Ｈ2 Ｏであって、結晶構造がＩ型）である
ことがわかる。
【００４５】実施例２
結晶化物を１００℃で１時間乾燥した以外は、実施例１
とまったく同様に処理して、トリポリリン酸二水素鉄を
製造し、それを二水和化した。得られた生成物の粉末Ｘ
線回折パターンを測定したところ、図１とほぼ同じＸ線
回折パターンを示した。
とまったく同様に処理して、トリポリリン酸二水素鉄を
製造し、それを二水和化した。得られた生成物の粉末Ｘ
線回折パターンを測定したところ、図１とほぼ同じＸ線
回折パターンを示した。
【００４６】実施例３
結晶化物を１７０℃で１時間乾燥した以外は、実施例１
とまったく同様に処理して、トリポリリン酸二水素鉄を
製造し、それを二水和化した。得られた生成物の粉末Ｘ
線回折パターンを測定したところ、図１とほぼ同じＸ線
回折パターンを示した。
とまったく同様に処理して、トリポリリン酸二水素鉄を
製造し、それを二水和化した。得られた生成物の粉末Ｘ
線回折パターンを測定したところ、図１とほぼ同じＸ線
回折パターンを示した。
【００４７】実施例４
リン酸を６９０ｇ（Ｐ／Ｆｅのモル比＝２．６）とした
以外は、実施例１とまったく同様に処理して、トリポリ
リン酸二水素鉄を製造し、それを二水和化した。 得ら
れた生成物の粉末Ｘ線回折パターンを測定したところ、
図１とほぼ同じＸ線回折パターンを示した。
以外は、実施例１とまったく同様に処理して、トリポリ
リン酸二水素鉄を製造し、それを二水和化した。 得ら
れた生成物の粉末Ｘ線回折パターンを測定したところ、
図１とほぼ同じＸ線回折パターンを示した。
【００４８】
【００４９】実施例５
リン酸量を７２０ｇ（Ｐ／Ｆｅのモル比＝２．７）と
し、結晶化物を１７０℃で１時間乾燥した以外は、実施
例１とまったく同様に処理して、トリポリリン酸二水素
鉄を製造し、それを二水和化した。得られた生成物の粉
末Ｘ線回折パターンを測定したところ、図１とほぼ同じ
Ｘ線回折パターンを示した。
し、結晶化物を１７０℃で１時間乾燥した以外は、実施
例１とまったく同様に処理して、トリポリリン酸二水素
鉄を製造し、それを二水和化した。得られた生成物の粉
末Ｘ線回折パターンを測定したところ、図１とほぼ同じ
Ｘ線回折パターンを示した。
【００５０】比較例１
８５％リン酸１，０００ｇを蒸発皿に入れ、電熱コンロ
上にて加熱し、その中に酸化鉄（ＩＩ）（Ｆｅ2 Ｏ3 ）
を２３１ｇ投入し、攪拌した。生成する反応液から水が
飛散し、べとべとの餅状物質になるまで攪拌を続けた。
上にて加熱し、その中に酸化鉄（ＩＩ）（Ｆｅ2 Ｏ3 ）
を２３１ｇ投入し、攪拌した。生成する反応液から水が
飛散し、べとべとの餅状物質になるまで攪拌を続けた。
【００５１】得られた餅状物質を、温度を２７０℃に設
定した乾燥機にて、水蒸気雰囲気中で２０時間加熱して
焼成し、得られた焼成物を８０℃の温水３リットル中に
投入し、生ずるスラリーを約２時間攪拌した。
定した乾燥機にて、水蒸気雰囲気中で２０時間加熱して
焼成し、得られた焼成物を８０℃の温水３リットル中に
投入し、生ずるスラリーを約２時間攪拌した。
【００５２】このスラリーを、ブフナーロートと濾紙を
用いて濾別し、得られた脱水ケーキを９０℃で１２時間
乾燥した後、解砕機で粉砕して、粉末を得た。
用いて濾別し、得られた脱水ケーキを９０℃で１２時間
乾燥した後、解砕機で粉砕して、粉末を得た。
【００５３】得られた最終生成物の粉末Ｘ線回折パター
ンを測定したところ、上記最終生成物はメタリン酸鉄
（Ｃ型）を主成分とするものであった。
ンを測定したところ、上記最終生成物はメタリン酸鉄
（Ｃ型）を主成分とするものであった。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来法による場合とは異なり、種結晶として異種の化合
物を添加していないので、化学的に高純度のトリポリリ
ン酸二水素鉄またはその二水和物が得られる。
従来法による場合とは異なり、種結晶として異種の化合
物を添加していないので、化学的に高純度のトリポリリ
ン酸二水素鉄またはその二水和物が得られる。
【００５５】また、本発明によれば、トリポリリン酸二
水素鉄またはその二水和物を微粉末状で得ることができ
るので、得られるトリポリリン酸二水素鉄またはその二
水和物は、従来法による場合のような長時間の粉砕工程
が不要であり、したがって粉砕に伴う層状結晶構造の破
壊がなく、たとえば優れた防錆力を発揮するなど、特性
が優れている。
水素鉄またはその二水和物を微粉末状で得ることができ
るので、得られるトリポリリン酸二水素鉄またはその二
水和物は、従来法による場合のような長時間の粉砕工程
が不要であり、したがって粉砕に伴う層状結晶構造の破
壊がなく、たとえば優れた防錆力を発揮するなど、特性
が優れている。
【００５６】さらに、本発明によれば、出発物質のリン
酸化合物と鉄酸化物とをリンと鉄とのモル比Ｐ／Ｆｅを
２．０〜３．５で使用していて、従来法のように高価な
リン酸を大過剰に使用していないので、工業的にも充分
に採用できるコストでトリポリリン酸二水素鉄またはそ
の二水和物を得ることができる。
酸化合物と鉄酸化物とをリンと鉄とのモル比Ｐ／Ｆｅを
２．０〜３．５で使用していて、従来法のように高価な
リン酸を大過剰に使用していないので、工業的にも充分
に採用できるコストでトリポリリン酸二水素鉄またはそ
の二水和物を得ることができる。
【図１】実施例１で得られた最終生成物の粉末Ｘ線回折
パターンである。
パターンである。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−310510（ＪＰ，Ａ)
日本化学会誌，1980年，Ｎｏ．２,
ｐ．176−180
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C01B 25/00 - 25/46
ＣＡ（ＳＴＮ)
Claims (3)
- 【請求項１】 下記の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の３
工程を経由することを特徴とするトリポリリン酸二水素
鉄（示性式：ＦｅＨ 2 Ｐ 3 Ｏ 10 のＩ型）またはその二水
和物の製造方法。 （ａ）リン酸化合物と鉄酸化物とをリンと鉄とのモル比
Ｐ／Ｆｅで２．０〜３．５の割合で混合し、１００〜１
５０℃で加熱する反応工程 （ｂ）上記（ａ）で得られた反応液を１２０〜１４０℃
で加熱して、６００℃における加熱減量が１０〜３０重
量％の第一リン酸鉄の結晶とする工程 （ｃ）上記（ｂ）で得られた第一リン酸鉄の結晶を水蒸
気雰囲気中２６０〜２８０℃で焼成して、トリポリリン
酸二水素鉄とする工程 - 【請求項２】 リン酸化合物がオルトリン酸である請求
項１記載のトリポリリン酸二水素鉄（示性式：ＦｅＨ 2
Ｐ 3 Ｏ 10 のＩ型）またはその二水和物の製造方法。 - 【請求項３】 鉄酸化物がオキシ水酸化鉄（ＦｅＯＯ
Ｈ）である請求項１記載のトリポリリン酸二水素鉄（示
性式：ＦｅＨ 2 Ｐ 3 Ｏ 10 のＩ型）またはその二水和物の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10049393A JP3503750B2 (ja) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | トリポリリン酸二水素鉄またはその二水和物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10049393A JP3503750B2 (ja) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | トリポリリン酸二水素鉄またはその二水和物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06287009A JPH06287009A (ja) | 1994-10-11 |
| JP3503750B2 true JP3503750B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=14275462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10049393A Expired - Fee Related JP3503750B2 (ja) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | トリポリリン酸二水素鉄またはその二水和物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3503750B2 (ja) |
-
1993
- 1993-04-01 JP JP10049393A patent/JP3503750B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 日本化学会誌，１９８０年，Ｎｏ．２，ｐ．１７６−１８０ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06287009A (ja) | 1994-10-11 |
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