JPH05186225A - 板状ゲータイト粒子粉末の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 塗料用、印刷インキ用、化粧品用の着色顔料
や磁性粉の原料等に使用できる板状形態を有するゲータ
イト粒子粉末を経済的、工業的に得られる製造法を提供
する。 【構成】 第一鉄塩水溶液と該第一鉄塩水溶液中のＦｅ
²⁺に対し１．２当量以上のアルキルアミン又はオキシル
キルアミンとを反応して得られる水酸化第一鉄コロイド
を含むｐＨ１１以上の懸濁液に酸素含有ガスを通気して
酸化することによって板状ゲータイト粒子粉末を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗料用、印刷インキ
用、化粧品用の着色顔料や磁性粉の原料等に使用できる
板状ゲータイト粒子粉末が経済的、工業的に得られる新
規製造法を提供することを目的とする。

【０００２】

【従来の技術】板状形態を呈したゲータイト粒子粉末
は、その形態や粉体特性の諸特性を利用することによっ
て各種の技術分野での使用が期待されている。この事実
は、例えば、特公平２−６０６１０号公報の「盤状ゲー
サイトは、従来の針状、粒状等のゲーサイトと同様の用
途に使用できるだけでなく、塗膜補強用顔料、二次元配
向フェライト原料、複合材料用補強材、垂直磁気記録用
磁性粉原料等をはじめとした広い分野において利用する
ことができる。」なる記載及び特開昭６２−１２０３１
０号公報の「粒子形状が板状で且つ平均粒径が０．１〜
３μである酸化鉄を配合することにより使用性及び仕上
がりが良好で、且つ肌への密着性、経時での色くすみの
少ない優れたメーキャップ化粧料を提供する」なる記載
の通りである。

【０００３】従来、板状ゲータイト粒子粉末の製造法と
しては、例えば、第二鉄塩と水酸化アルカリとを水の存
在下に反応させて水酸化第二鉄を生成させる際にオキシ
アルキルアミンを第二鉄塩に対して３０〜８０倍モル添
加して水酸化第二鉄を生成させ、得られた水酸化第二鉄
のスラリーを水熱処理する方法（特公平２−６０６１０
号公報、特公平３−１９１７１号公報、特開昭６１−２
７５１３３号公報、特開昭６２−８３３２１号公報、特
開昭６２−１２０３１０号公報）が知られている。

【０００４】しかし、上述した従来の板状ゲータイト粒
子粉末の製造法は、水熱処理法を採っている為、オート
クレーブ等の特殊な装置の使用が不可欠である。オート
クレーブを使用する場合には設備が大規模となると同時
に、操作が煩雑でコントロールが容易でなく生産性が悪
く、しかも製造コストが高くなってしまうという問題点
があり、また、鉄塩として高価でしかも入手い難い第二
鉄塩水溶液を用いており、更に高価なアミンを多量に使
用するという方法であり、経済的、工業的な製造法とは
程遠いものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、鉄塩として
入手が容易であり安価な第一鉄塩水溶液を用い、アルカ
リとして鉄に対し１．２当量という比較的少量のアミン
を用い、しかも低温で且つ煩雑な操作を必要とせず板状
ゲータイト粒子粉末を経済的、工業的に製造することを
技術的課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】前記技術的課題は、次の通
りの本発明によって達成することができる。即ち、本発
明は、第一鉄塩水溶液と該第一鉄塩水溶液中のＦｅ²⁺に
対し１．２当量以上のアルキルアミン又はオキシアルキ
ルアミンとを反応して得られる水酸化第一鉄コロイドを
含むｐＨ１１以上の懸濁液に酸素含有ガスを通気して酸
化することにより板状ゲータイト粒子を生成させること
を特徴とする板状ゲータイト粒子粉末の製造法である。

【０００７】次に本発明実施にあたっての諸条件につい
て述べる。本発明においては、第一鉄塩水溶液として硫
酸第一鉄水溶液、塩化第一鉄水溶液、硝酸第一鉄水溶液
等を使用することができる。

【０００８】本発明においては、水溶性のアルキルアミ
ン又はオキシアルキルアミンを使用する。アルキルアミ
ンとしては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルア
ミン等の脂肪族第一アミン、ジメチルアミン、ジエチル
アミン、ジプロピルアミン等の脂肪族第二アミン並びに
トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルア
ミン等の脂肪族第三アミンなどを使用することができ
る。

【０００９】また、オキシアルキルアミンとしては、モ
ノメタノールアミン、ジメタノールアミン、トリメタノ
ールアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン等を使用することができる。

【００１０】使用するアルキルアミン又はオキシアルキ
ルアミンの量は、第一鉄塩水溶液中のＦｅ²⁺に対し１．
２当量以上である。１．２当量以下の場合には、板状ゲ
ータイト粒子中に、粒状マグネタイト粒子が混在してく
る傾向があり好ましくない。なお、アルキルアミン又は
オキシアルキルアミンの使用量の上限は、特に規定され
るものではないが、経済的見地からすれば５〜６当量ま
でとすることが好ましい。

【００１１】本発明における反応条件は、通常、板状ゲ
ータイト粒子が生成する１５〜５５℃の酸化温度で行え
ばよい。この範囲以外特に高温の場合には、板状ゲータ
イト粒子中に粒状マグネタイト粒子が混在してくる。一
方、酸化温度が低すぎる場合酸化速度が速すぎて粒径が
小さくなりすぎ実用に適さない。また、酸化手段は酸素
含有ガス（例えば空気等）を懸濁液中に通気することが
できる。

【００１２】

【作用】本発明においては、第一鉄塩水溶液と該第一鉄
塩水溶液中のＦｅ²⁺に対し１．２当量以上のアルキルア
ミン又はオキシアルキルアミンとを反応して得られる水
酸化第一鉄コロイドを含むｐＨ１１以上の懸濁液に酸素
含有ガスを通気して酸化することによって、１５〜５５
℃という低温下においてゲータイト粒子粉末を得ている
が、これは鉄原料として第一鉄塩を使用しているからで
あり、第二鉄塩からゲータイトへの生成反応は、通常、
高温での反応処理を必要とするが、第一鉄塩を使用した
場合には、第二鉄塩を使用した際の反応機構と異なり、
酸化を伴う反応機構であるため、１５〜５５℃での反応
処理によってゲータイト粒子を生成させることができる
のである。

【００１３】そして、第一鉄塩を使用し、１５〜５５℃
という低温下において板状ゲータイト粒子が得られてい
る理由については、未だ明らかにできていないが、本発
明者は低い反応温度下でのアルキルアミン又はオキシア
ルキルアミンの添加効果が非常に顕著であり、少量の添
加であってもゲータイトが板状に成長するものと考えて
いる。

【００１４】

【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、以下の実施例並びに比較例における粒子
の板面径、形状比（板面径／厚み）は、いずれも電子顕
微鏡写真から測定した数値の平均値で示し、粒子の比表
面積はＢＥＴ法により測定した値で示した。Ｘ線粒径比
（Ｄ₀₁₀ ／Ｄ₁₀₀ ）は、「Ｘ線回折装置ＲＡＤ−ＩＩＡ
型」（理学電機（株）製）を用いて回折線の測定された
半価巾からシラー（Ｓｃｈｅｒｒｅｒ）の式によりＸ線
粒径を測定し求めた。

【００１５】実施例１ Ｆｅ²⁺０．７５ｍｏｌ／ｌを含む硫酸第一鉄水溶液２
ｌをあらかじめ、反応器中に準備された６．０ｍｏｌ／
ｌのモノエタノールアミン水溶液１ ｌ（硫酸第一鉄水
溶液中のＦｅ²⁺に対しモノエタノールアミン２．０当量
に相当する。）に加え、ｐＨ１１．５温度３５℃におい
てＦｅ（ＯＨ）₂ の生成反応を行った。得られたＦｅ
（ＯＨ）₂ を含む水溶液に温度４０℃において、毎分１
５ ｌの空気を５時間通気して板状ゲータイト粒子を含
む水溶液を得た。酸化反応の終点は、反応液の一部を抜
き取り、塩酸酸性に調整した後、赤血塩溶液を用いてＦ
ｅ²⁺の青色呈色反応の有無で判定した。上記板状ゲータ
イト粒子を含む水溶液は、常法により、水洗、濾別、乾
燥、粉砕した。得られた板状ゲータイト粒子粉末は、図
１に示す電子顕微鏡写真（×３０，０００）に示す通
り、板面径０．１５μｍ、形状比（板面径／厚み）５で
あった。また、比表面積は１０８．９ｍ² ／ｇであり、
Ｘ線粒径比（Ｄ₀₁₀ ／Ｄ₁₀₀ ）は３．３であった。

【００１６】実施例２〜６ 第一鉄塩水溶液の種類及び使用量、アルキルアミン又は
オキシアルキルアミンの種類及び濃度を種々変化させた
以外は実施例１と同様にして板状ゲータイト粒子粉末を
得た。この時の主要製造条件及び得られた板状ゲータイ
ト粒子粉末の諸特性を表１に示す。

【００１７】比較例１ 実施例１におけるモノエタノールアミンの代わりにＮａ
ＯＨを使用した以外は実施例１と同様にしてゲータイト
粒子粉末を得た。得られたゲータイト粒子粉末は図４に
示す電子顕微鏡写真（×３０，０００）に示す通り、針
状形を呈しており、長軸０．３５μｍ、軸比９であっ
た。また、比表面積は４８．１ｍ² ／ｇであり、Ｘ線粒
径比（Ｄ₀₁₀ ／Ｄ₁₀₀ ）は１．８５であった。

【００１８】比較例２ 実施例１におけるモノエタノールアミンの濃度を２．４
ｍｏｌ／ｌに変化させた（硫酸第一鉄水溶液中のＦｅ²⁺
に対しモノエタノールアミン０．８当量に相当する）以
外は実施例１と同様にして板状ゲータイト粒子粉末を得
た。得られたゲータイト粒子粉末中には粒状マグネタイ
トが混在していた。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【発明の効果】本発明に係る板状ゲータイト粒子粉末の
製造法によれば、前出実施例に示した通り、高価で入手
し難い第二鉄塩水溶液の代りに安価で入手し易い第一鉄
塩水溶液を使用しており、またアルキルアミン又はオキ
シアルキルアミンの使用量も少量でよく、更に水熱処理
法を採用していない為、例えば操作が煩雑でコントロー
ルが困難とされているオートクレーブを必要としないこ
とから、生産性を高めることができ、経済的、工業的に
非常に有利である。

【００２１】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で得られた板状ゲータイト粒子粉末の
粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×３００００）であ
る。

【図２】実施例２で得られた板状ゲータイト粒子粉末の
粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×３００００）であ
る。

【図３】実施例３で得られた板状ゲータイト粒子粉末の
粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×３００００）であ
る。

【図４】比較例１で得られた針状ゲータイト粒子粉末の
粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×３００００）であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一鉄塩水溶液と該第一鉄塩水溶液中の
   Ｆｅ²⁺に対し１．２当量以上のアルキルアミン又はオキ
   シアルキルアミンとを反応して得られる水酸化第一鉄コ
   ロイドを含むｐＨ１１以上の懸濁液に酸素含有ガスを通
   気して酸化することにより板状ゲータイト粒子を生成さ
   せることを特徴とする板状ゲータイト粒子粉末の製造
   法。