JPH03131526A - α−酸化鉄の製造法 - 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、六角板状のα−酸化鉄およびその製造法に関
する。更に言えば、六角板状で金属光沢を有するα−酸
化鉄およびその工業的な製造法を提供することを目的と
する。

本発明に係るα−酸化鉄は、例えば防錆＃４料として好
適である。

〔従来の技術〕

従来、マイカ状酸化鉄（Ｍｉｅａｃｅｏｕｓ　１　ｒｏ
ｎ　０ｘｉｄｅ　。

以下ＭＩＯという）は鋼材の防錆塗料用顔料として知ら
れている。このようなＭＩＯとしては天然産が知られて
いるが、粒度や粒子形状が不整いであるのみならず、不
純物がかなり不可避的に混入している。

他方、ＭＩＯの合成法も知られているが、これには主と
して次のような態様がある。

（１）第２鉄塩をアルカリ水熱処理する方法で、鉄以外
の硫酸塩、種結晶、アルカリ土類金属塩あるいは酒石酸
等の存在下で行う（特開昭５０−５１０９７号公報、特
開昭５９−２３２９２３号公報、特開昭６１−１７４１
２０号公報、特開昭６２−４１７１７号公報、特開昭６
２−４１７２２号公報）。

（２）水酸化鉄又は酸化鉄をアルカリ水熱処理する方法
（特開昭５１４４５４９７号公報、特開昭５８−６９７
３０号公報、特開昭６１−１２２１２７号公報、特開平
１−９３４２７号公報）。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の合成法ＭＩＯはＭＩＯの微細な集
合塊が生成したり、他の異なる酸化鉄結晶粒子が不可避
的に混在するなど、ＭＩＯのみの結晶発達し、かつ形の
整った粒子を得るには問題があった。

また、従来法は、用途に応し微細なものから粗大な粒子
に至るまで粒子の大きさを制御して製造することが難し
い。

さらに、ＭＩＯ型Ｏ製造プロセス上来法では種々の鉄酸
塩を使用するため、アンモニア、水酸化ナトリウム又は
炭酸ナトリウムなどのアルカリ源が必要であり、さらに
これらが種々の塩類を副生するため、その処理にも問題
があった。

本発明者は、上記従来法の問題点に鑑み、鉄粉のアルカ
リ酸化反応を研究していたところ、ＭＩＯの生成領域が
あることを知見し、従来法と異なるＭＩＯの合成法を確
立し本発明を完成した。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち、本発明が捉供しようとするα−酸化鉄は、−
次粒子が１〜１００　Ｎ及びアスペクト比が５〜３０の
範囲にある六角板状の金属光沢を有することを特徴とし
ているものである。

さらに、本発明は鉄粉を苛性アルカリ水溶液中で少なく
とも２１０℃以」二の温度で酸化させることを特徴とす
るα−酸化鉄の製造法と係る。

以下、本発明について詳述する。

本発明に係るＭＩＯは、鉄塩水？８液を水熱処理して得
られる小さな一次粒子のものと比べて前記のように大き
な一次粒子であることが特徴であり、好ましくは５〜１
００　ｐｍ、かつアスペクト比（直径対厚さの比）が１
０〜３０の範囲にある着色金属光沢を有する単結晶であ
る。

金属光沢は単結晶が大きいほど優れており、色調は褐色
、紫色乃至銀色を呈しており、それが小さくなる程赤褐
色を呈している。従って、本発明に係るＭＩＯは装飾用
又は防錆用の＃Ｒ料として好適である。

かかるＭＩＯは、従来法と異なり鉄粉をアルカリ水溶液
中で酸化させることにより得ることができる。

すなわち、鉄粉を所望の酸素分圧にてアルカリ水熱処理
すると種々の鉄酸化物が生成するが、本発明に係るＭＩ
Ｏの生成条件としては少なくとも２１０′Ｃ以上の温度
が必要であり、アルカリ濃度としては代表的なＮ　ａ　
Ｏｔｌで示せば３〜１７ｍｏ　ｌ　７Ｋｇ−ＨｚＯ２好
ましくは５〜１５ｍｏ　ｌ　７Ｋｇ−ＬＯの範囲がよい
。この理由は、２１０　’Ｃ未満では酸化反応が遅いか
又はマグネタイトの生成のみでＭＩＯが得られず、他方
、上限はアルカリ濃度により影響されるが、多くの場合
実用的な圧力で設定されるべきである。

また、アルカリ濃度が低いとＭＩＯを得るにはかなりの
高温でなければ反応が進行しないので実用的ではなく、
一方送に濃すぎるとα−ＮａＦｅＯ，の結晶が生じ易く
なる。

このような条件下で酸化反応は比較的緩やかに進行して
ＭＩＯが生成し、約６時間までは結晶が成長して大きく
なり、かつ金属光沢も優れたものになるが、その後はほ
ぼ一定となる。従って、反応時間はＭＩＯの使用目的に
よって適宜選定すべきで特に限定する必要はないけれど
も、多くの場合、１〜２４時間、好ましくは２〜６時間
の範囲にある。

なお、酸素分圧はＭＩＯの生成に余り影響はなく、わず
かな分圧であっても反応は進行し、多くの場合ＩＭＰａ
程度で十分である。

原料の鉄粉は微細なものがよく、また苛性アルカリとし
ては通常、苛性ソーダが用いられる。しかし、苛性カリ
であっても同様に適用できる。

さらに少量のＮｉ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、、Ｂ源等を添加
するとＭＩＯの結晶成長を助長又は抑制する作用がある
ので、必要に応して使用することができるが、これらは
金属粉、塩類または鉄粉における合金組成として含有し
使用することができる。

なお、反応容器の材質によっても、結晶成長は微妙に変
化する傾向がある。

反応終了後は、冷却後固液分離し、洗浄および乾燥して
回収し製品として仕上げる。

〔作　用〕

本発明によれば、鉄粉を２１０℃以上の温度においてア
ルカリ水溶液中で酸化することにより、よく発達した結
晶の六角板状α−Ｆｅｚｅｓ　（旧０）が生ずる。

このＭＩＯは反応時間の経過によって結晶生長し、これ
に伴って粒度分布が小さくなり１〜ｌＯＯ源の範囲にあ
る。

また、ＭＩＯの色調は粒子径によって変化し、Ｉｎ程度
の微粒の場合は赤褐色、大きくなるにつれて赤紫色、暗
紫色、銀色、黒色となって次第に彩やかな金属光沢を呈
する。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、部は
いずれも重量を表わす。

実施例１〜４ 内容積３００ｄ＋ｍ”の電磁誘導撹拌型Ｓ［ｌ５３１６
ステンレス製オートクレーブ〔日東高圧製作所■製〕を
反ｙｔ器ｃＮ＋ヒーカーの使用）として用い、これに鉄
粉３部、水５０部およびＮａＯＨ２０部（１０ｎｏ　ｌ
　／Ｋｇ−ＨｘＯ相当）を充填し、１２００ｒｐｍで撹
拌しながら、温度２５０℃，Ｐｏ工：５ＭＰａにおいて
所定時間酸化反応を行った。

反応終了後、５０゛Ｃ以下になったことを確認して容器
内ガスを取り出し、固形分離したのちメタノールで洗浄
し、乾燥して第１表に示す生成物を回収した。

各時間を異にした各生成物をＸ線回折にて調べたところ
、いずれもα−ＦｅよＯｌの単一相であり、またＳＥＭ
で観察したところ粒子の整った六角板状粒子であること
が確認された。

第１表 実施例５〜８ Ｎｉビーカ内容器の代りにテフロンビーカを用いた以外
は実施例１と全く同様の反応条件と操作で行ったところ
、第２表の結果が得られた。

第２表 実施例９〜１２ 苛性ソーダの濃度を変えた以外は実施例５と全く同様の
条件と操作で行ったところ、第３表の結果が得られた。

第３表 実施例１３〜１ 反応温度を変えた以外は、 実施例５と同様の条 件と操作して行ったところ、 第４表の結果を得た。

第４表 実施例１７〜２２ 添加剤を共存させた以外は、実施例５と同様の条件を操
作して行ったところ、第５表の結果を得た。

第５表 比較例１ 鉄粉の代りに平均粒径０．８日−の弁柄（ＦｅｚＯｚ）
を出発原料として実施例１と同様な条件で２時間酸化さ
せたところ、１−以下の金属光沢の全くない微細な褐色
状の六角板状粒子のものしか得られなかった。

〔発明の効果］ 本発明に係るＭｆＯは、着色金属光沢を有する比較的単
結晶の大きなものであって、装飾用又は防錆用顔料とし
て適用できる。

また、本発明に係る方法によれば、アルカリは消費され
ないので原料は鉄粉と酸素のみであり、しかも何の副生
物も生成しないので製造プロセスが極めて単純であり、
工業的に有利に従来困難とされた比較的大きな単結晶Ｍ
ＩＯを製造できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一次粒子が１〜１００μｍ及びアスペクト比が５〜
   ３０の範囲にある六角板状の金属光沢を有するα−酸化
   鉄。 ２、鉄粉を苛性アルカリ水溶液中少なくとも２１０℃以
   上で酸化させることを特徴とするα−酸化鉄の製造法。 ３、苛性アルカリ水溶液の濃度がＮａＯＨとして５〜１
   ５ｍｏｌ／Ｋｇ−Ｈ＿２Ｏである請求項１記載のα−酸
   化鉄製造法。 ４、鉄粉の酸化において、ＢＯ＿３＾３＾−、Ｎｉ＾＋
   ＾＋、Ｚｎ＾＋＾＋から選ばれた１種以上を共存させる
   請求項２記載のα−酸化鉄の製造法。