JPH0193427A - 板状ヘマタイト粒子粉末の製造方法 - Google Patents

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、板状ヘマタイト粒子粉末の製造法に関するも
のである。

本発明に係る板状ヘマタイト粒子粉末は、一定の厚みを
維持しながら粒度が制御されたものであり、その主な用
途は、塗料、印刷インク、化粧料、ゴム・プラスチック
用の着色顔料、防食、防錆顔料及び磁性材料用原料粉末
等である。

〔従来の技術〕

酸化鉄顔料として最も代表的なヘマタイト（弁柄）粒子
粉末は、赤色を呈し−ζいる為、塗料、印刷インク、化
粧料、ゴム・プラスチック用の赤色着色顔料として広く
使用されている。

特に、板状形態を呈したヘマタイト粒子は、赤紫色〜黒
紫色を呈しており、赤紫色〜黒紫色の着色顔料として使
用されているとともに、その形態に起因して板状粒子が
重なって配向する為被覆性に優れているという特性を有
し、防食、防錆顔料として使用されている。

また、ヘマタイト粒子粉末は、フェライト用原料粉末と
しても広く使用されている。即ち、ハードフェライトや
ソフトフェライトは、ヘマタイト粒子粉末等の主原料と
Ｂａ、　Ｓｒ若しくはｐｂ化合物等又は、Ｚｎ、　Ｍｎ
、　Ｎｉ、　Ｍｇ若しくはＣｕ化合物等の副原料とを混
合し、加熱焼成することにより製造されている、特に、
主原料として板状へマタイト粒子を用いた場合には異方
性に優れた各種フェライトを得ることができる。

更に、ヘマタイト粒子粉末は、磁気記録用磁性材料の原
料粉末としても使用が期待される。即ち、磁性酸化鉄粒
子粉末は、ヘマタイト粒子を原料粉末とし、該原料粉末
を加熱還元してマグネタイト粒子とするか、または、必
要により更に酸化してマグヘマイト粒子とすることによ
り得られ、特に、原料粉末として板状へマタイト粒子を
用いた場合には、その粒子形態が保持継承されることに
よって配向性に優れた板状磁性酸化鉄粒子粉末が得られ
る。

上述した通り、ヘマタイト粒子粉末は、様々の分野で使
用されており、特に、その粒子形態が板状を呈した粒子
は、粒状、立方状、針状を呈した粒子に比べ配向性が優
れている為、大きな需要が期待されている。しかしなが
ら、用途目的に応じて要求される板状へマタイト粒予め
粒度は様々であり、例えば次の様である。

板状へマタイト粒子を着色顔料として使用する場合、塗
料の製造においては塗料化に際して、ゴム・プラスチッ
クの製造においては混純に際して、顔料を均一、且つ、
容易に分散させることが必要であり、その為には、出来
るだけ微細な粒子が要求される。

板状へマタイト粒子を防食、防諸顔料として使用する一
場合には、被覆性を高める為比較的大きな粒子が要求さ
れる。この事実は、例えば色材協会誌第５２巻第５号（
１９７９年）の第２６１頁の「防Ｍｌｌｌ料として、最
も適度な粒子の大きさは、フレークの大きさが５〜１０
５μ以内・・・・のものが主体である。」なる記載の通
りである。

次に、焼結磁石、ゴム・プラスチック磁石用磁性材料と
して用いられるＢａｓ　Ｓｒ又はｐｂフェライト粒子粉
末は、残留磁束密度Ｏｒ及び保磁力、Ｈｅができるだけ
高いことが要求されており、そのためには粒子が充分結
晶成長していることと単磁区構造をとる大きさであるこ
とが必要であるｓ　Ｈａ又はＳ「フヱライト粒子が単磁
区構造をとるのは結晶粒子が１ＩＩＩＩ程度以下の時で
あり、従って原料粒子であるヘマタイト粒子は１μ閣程
度以下が要求される。

更に、磁気記録用磁性酸化鉄粒子の粒度と磁気記録媒体
のノイズは密接な関係にあり、磁性酸化鉄粒子の粒度が
小さ（なる程低ノイズ化の傾向にある為、磁性酸化鉄粒
子の微細化、殊に、０．３μ■以下であることが要求さ
れる。その為には、出発原料であるヘマタイトが０．３
μ−程度以下であることが要求される。

従来、板状へマタイト粒子は、第二鉄塩又は含水酸化第
二鉄若しくはＩ！１Ｑｘ−ＦｅｔＯｚ　（０≦Ｘ≦１）
を含むｐ）ｌ　９．０以上のアルカリ性懸濁液を水熱処
理することにより得られている。

そして、生成する板状へマタイト粒子の粒度を制御する
方法としては、例えば色材協会誌第６０巻第５号（１９
８７年）の第２６５〜２７２頁の［生成するα−Ｐｅｓ
ｏｓの結晶径は、原料α−ＰｅＯＯＨの粒子径が大きく
なるほど、また水熱処理母液のアルカリ水溶液濃度が高
くなるほど大きく成長する。」なる記載の通り、原料で
ある含水酸化第二鉄の粒度やアルカリ水溶液濃度を変化
させる方法が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

用途目的に応じて種々の粒度を有する板状へマタイト粒
子は、現在量も要求されているところであるが、上述し
た通りの公知方法による場合には、粒度が大きくなると
同時に粒子の厚み方向へも成長する為、粒子の厚み及び
板状比（粒子板面の平均径：粒子の厚み）とは無関係に
粒度のみを独立して制御することが困難であった。

板状へマタイト粒子の厚みや板状比は、前述した粒度と
同様に、粒子形態を特定する重要な要素であり、用途目
的に応じて粒度とは別個に制御できることが強く要求さ
れている。即ち、磁気記録用の磁性酸化鉄粒子粉末の板
状比は、配向性を考慮すれば３：１〜２０：１程度であ
ることが好ましく、従って原料となる板状へマタイト粒
子の板状比も３：１〜２０：１程度のものが要求されて
いる。

一方、防錆顔料としての板状へマタイト粒子の板状比は
、例えば前出色材協会誌の「防ｗ＃顔料として、最も適
度な粒子の大きさは、フレークの大きさが５〜１０５μ
以内で、・・・・厚さは２〜３μ以下といわれている。

」なる記載の通り、板状比の大きいものが要求されてい
る。

そこで、水熱処理により得られる板状へマタイト粒子の
粒度のみを独立して制御することができろ技術手段の確
立が強く要望されているのである。

ｃ問題を解決する為の手段〕 本発明者は、水熱処理により得られる板状へマタイト粒
子の粒度のみを独立して制御することができる方法につ
いて種々検討を重ねた結果、本発明に到達したのである
や 即ち、本発明は、第二鉄塩又は含水酸化第二鉄若しくは
工ｘ　・Ｆｅｗ（ｈ　（Ｑ≦Ｘ≦１）を含むｐ）ｌ　９
．０以上のアルカリ性懸濁液を水熱処理することによっ
て板状へマタイト粒子粉末を生成させる方法において、
前記アルカリ性懸濁液中にあらかじめＦｅ１モルに対し
０．１〜１５．０モル比の範囲内にある所定比の水可溶
性塩を存在させておくことにより、水可溶性塩の存在比
に応じて粒子の粒度が制御された板状へマタイト粒子を
を生成させることからなる板状へマタイト粒子粉末の製
造法である。

〔作　　用〕

先ず、本発明において最も重要な点は、第二鉄塩又は含
水酸化第二鉄若しくは−ｘ・ＦｅアＯｘ　（０≦Ｘ≦１
）を含むｐＨ９，０以上のアルカリ性懸濁液を水熱処理
することによって板状へマタイト粒子粉末を生成させる
方法において、前記アルカリ性懸濁液中にあらかじめＦ
ｅ１モルに対し０．１〜１５．０モル比の範囲内にある
所定比の水可溶性塩を存在させた場合には、一定の厚み
を維持しながら、水可溶性塩の存在比に応じて粒子の粒
度が制御された板状へマタイト粒子が得られるという事
実である。

今、本発明者が行った数多（の実験例から、その一部を
抽出して説明すれば、次の通りである。

図１及び図２は、それぞれ後出実施例１においてＮａＣ
ｌをＦｅ１モルに対し０〜１５．０モル比の範囲内で存
在させた場合に得られる板状へマタイト粒子の厚み及び
粒度とＮａＣ１の存在比との関係を示したものである。

図１及び図２に示されている通り、板状へマタイト粒子
の粒度は、Ｆｅに対するＮａＣ１の存在比が増加する程
大きくなる傾向にあり、一方、粒子の厚みは、ＮａＣ１
の存在比とはほぼ無関係に略同じ厚みを維持している。

次に、本発明実施にあたっての諸条件について述べる。

本発明における第二鉄塩としては、塩化第二鉄、硫酸第
二鉄等を使用することができる。

本発明における含水酸化第二鉄粒子としては、周知の各
種反応により得られた針状、紡錘状等のいずれの粒子形
態のものでもよく、含水酸化第二鉄を含む反応母液をそ
のまま、又は該反応母液を水洗、濾過して副生塩を種々
の程度に除去した湿ケーキや該湿ケーキの乾燥物等を使
用することができる。

本発明におけ栂即ｘ−Ｆｅｚｅｓ　（０≦Ｘ≦１）粒子
としては、第一鉄塩とアルカリ水溶液との反応により得
られた粒状又は立方状のマグネタイト粒子を含む反応母
液をそのまま、又は該反応母液を水洗、炉遇して副生塩
を種々の程度に除去した湿ケーキや該湿ケーキの乾燥物
等並びに前述の針状又は紡錘状の含水酸化第二鉄粒子を
還元、又は必要により更に酸化して得られた針状又は紡
錘状のＦｅＯｘ　・Ｆｅｚｅｓ　（０≦Ｘ≦１）粒子等
を使用することができる。

本発明におけるアルカリ性懸濁液のｐＨは９以上である
。９以下である場合には、板状へフタイト粒子中に針状
含水酸化第二鉄粒子又は並ｘ　・Ｆｅｔｕｓ粒子が混在
する。

本発明における水熱処理は、オートクレーブ装置を用い
、通常１５０〜３３０℃の温度範囲で行う。

−Ｃにアルカリ濃度が濃くなる程、板状へマタイト粒子
の生成する反応温度は低くなる傾向にある。

１５０℃以下の場合には、第二鉄塩又は含水酸化第二鉄
若しくはＪ！１Ｑｘ−Ｆｅ２０３のまま存在し、板状へ
マタイト粒子が生成しない。３３０℃以上である場合に
も板状へマタイト粒子の生成は可能であるが、装置上の
安全性等を考慮した場合、温度の上限は３３０℃である
。

本発明において使用される水可溶性塩としては、アルカ
リ金属の硫酸塩、硝酸塩、塩化物、酢酸塩等があり、板
状へマタイト粒子の生成反応過程において鉄原料とアル
カリ水溶液との反応により副生ずる水可溶性塩や別に添
加する水可溶性塩のいずれをも含む。

水可溶塩の存在比は、Ｆｅ１モルに対し、０．１〜１５
゜０モル比の範囲内で選定する。０６１モル比以下の場
合には、本発明の目的を達成することができない、１５
モル比以上の場合にも本発明の目的とする板状へマタイ
ト粒子が得られるが、必要以上に添加する意味がない、
実用上は１〜１０モル比の範囲内で選定することが好ま
しい。

本発明における水可溶性塩は、生成する板状へマタイト
粒子の粒子形態に影響を及ぼすものであり、従って、板
状へマタイト粒子の生成反応が開始される前に存在させ
てお（ことが必要である。

〔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、前出実験例及び以下の実施例並びに比較例における
粒子の粒度は電子顕微鏡写真から測定した数値の平均値
で示したものであり、厚みはＢＩＥＴ法により測定した
比表面積値と上記粒度から求めた数値で示した。

実施例１ ｃｒ−ＦｅＯＯｌｌ　（長軸１：Ｏａｍ　、ＢＥＴ比表
面積５０．２ｒｒｌ／ｇ）０．２＊ｏｌ及びＮａＣｌ　
０．６＊ｏｌ　（Ｆｅ　１　ｍｏｌに対し３ｍ。

ｌに該当する。）とＮａ０Ｉｌ　１．０＊ｏｌ　とを混
合して得られたρ１１１３．８のアルカリ性懸濁液をオ
ートクレーブ中で２８０℃まで加熱し、機械的に攪拌し
つつこの温度に２時間以上保持し、赤紫色沈澱を生成さ
せた。

室温までに冷却後、赤紫色沈澱を炉別し、十分水洗した
後乾燥した。

得られた赤紫色粒子粉末は、Ｘ線回折の結果、ヘマタイ
ト粒子であり、電子顕微鏡観察の結果、平均径２．６μ
ｍ、ＢＥＴ比表面積１．９０ｒｒｒ／ｇ、厚み２５９０
人であって板状比が１０．０：１であった。

実施例２〜７ 鉄原料の種類及び濃度、ＮａＯＨ量、水可溶性塩の種類
及び量、懸濁液のｐＨ並びに水熱処理の温度及び時間を
種々変化させた以外は実施例１と同様にして板状へマタ
イト粒子粉末を得た。

この時の主要製造条件及び諸特性を表１に示す。

実施例２及び実施例６で得られた板状へマタイト粒子の
電子顕微鏡写真（Ｘ　１０，０００）を図３及び図４に
示す。

比較例１〜３ ＮａＣＩ、　ＮａｚＳＯａ又はＮａＮＯ３をそれぞれ添
加しなかった以外は実施例１、実施例３及び実施例５と
同様にして板状へマタイト粒子粉末を得た。

この時の主要製造条件及び諸特性を表１に示す。

比較例１で得られた板状へマタイト粒子の電子顕微鏡写
真（Ｘ１０．０００）を図５に示す。

〔発明の効果〕

本発明における板状へマタイト粒子粉末の製遺法によれ
ば、前出実験例及び実施例に示した通り、一定の厚みを
維持しながら粒度が制御された板状へマタイト粒子粉末
を得ることができるので塗料、化粧料、ゴム・プラスチ
ック用の着色顔料、防食顔料及び磁性材料用原料粉末と
して好適である。

【図面の簡単な説明】

図１及び図２は、ＮａＣｌをＦｅ１モルに対しＯ〜１５
゜０モル比の範囲内で存在させた場合に得られる板状へ
マタイト粒子の厚み及び粒度とＮａＣｌの添加比との関
係を示したものである。 図３乃至図５は、いずれも電子顕微鏡写真（×１０．０
００）であり、それぞれ実施例２、実施例６及び比較例
１で得られた板状へマタイト粒子粉末である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第二鉄塩又は含水酸化第二鉄若しくは￥ＦｅＯ￥
   ＿ｘ・Ｆｅ＿２Ｏ＿３（０≦ｘ≦１）を含むｐＨ９．０
   以上のアルカリ性懸濁液を水熱処理することによって板
   状ヘマタイト粒子粉末を生成させる方法において、前記
   アルカリ性懸濁液中にあらかじめＦｅ１モルに対し０．
   １〜１５．０モル比の範囲内にある所定比の水可溶性塩
   を存在させておくことにより、水可溶性塩の存在比に応
   じて粒子の粒度が制御された板状ヘマタイト粒子を生成
   させることを特徴とする板状ヘマタイト粒子粉末の製造
   法。