JPS6126518A - 粒状オキシ水酸化鉄粒子の製法 - Google Patents

粒状オキシ水酸化鉄粒子の製法

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JPS6126518A
JPS6126518A JP14440184A JP14440184A JPS6126518A JP S6126518 A JPS6126518 A JP S6126518A JP 14440184 A JP14440184 A JP 14440184A JP 14440184 A JP14440184 A JP 14440184A JP S6126518 A JPS6126518 A JP S6126518A
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JP
Japan
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iron oxyhydroxide
particles
ferrous
slurry
iron
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JP14440184A
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English (en)
Inventor
Kyoji Odan
恭二 大段
Shuji Hayashi
修司 林
Yasuo Bando
坂東 康夫
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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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2粒状オキシ水酸化鉄粒子を製造する方法に関
するものである。
更に詳しくは9本発明は1粒子形状2粒度分布。
分散性等の改良を目的とした粒状のオキシ水酸化鉄粒子
の製法に関するものである。
オキシ水酸化鉄は、黄色顔料等の原料として広く使用さ
れている。顔料においては、その粒子形状を含め、顔料
を塗料化する場合にこれらが高い分散性を有しているこ
とが非常に重要である。
塗料化における分散性の良否は、原料であるオキシ水酸
化鉄の粒子形状2粒度分布1分散性等に大きく影響され
、オキシ水酸化鉄の粒子形状が針状であったり1粒度分
布幅が広かった91分散性が悪かったりするオキシ水酸
化鉄を使用して顔料を製造した場合は、これらを塗料化
する場合の分散性が悪くなる。
それ故顔料の原料に使用するオキシ水酸化鉄としては1
分散性が良く2粒子の大きさが良く揃った粒度分布幅の
狭いものが望ましく、まだ本発明者らの研究によると9
分散性を良くするためには粒子長(長軸)が0.2μm
以下程度で軸比が1〜2程度の粒状のものが望ましい。
〔従来の技術〕
従来オキシ水酸化鉄の製法としては、すでに多数の方法
が提案されているが、その大部分は針状のオキシ水酸化
鉄の製造を目的としたものであり。
これら方法で得られるオキシ水酸化鉄は顔料等の原料と
して多用されているが、一般に軸比が10以上の針状で
粒子の大きさも不揃いで分散性もあまり良いものとはい
えない。
まだ針状とは別に米粒状のオキシ水酸化鉄の製造法に関
して2例えば次のような方法が提案されている。
(1)50℃以下の温度のアルカリ水溶液に第2鉄塩溶
液を加えて水酸化第2鉄を調製し、熟成した後・ 12
0〜250℃の温度で水熱処理して米粒状のオキシ水酸
化鉄を得る方/1.:(特開昭58−49696号公報
、特開昭58−49694号公報、特公昭5ろ−281
58号公報等)。
(2)第1鉄塩溶液に苛性ソーダ等の苛性アルカリ溶液
を加え50℃以下の温度で水酸化第1鉄を生成させ、4
5〜70℃の温度で重炭酸アンモニウム等の酸性炭酸塩
を加えて炭酸第1鉄にし1次いで酸素含有ガスを通気し
て炭酸第1鉄をオキシ水酸化鉄にする方法(特開昭50
−65499号公報)、および特開昭49−42597
号公報。
特開昭49−42598号公報、特開昭49−4259
9号公報等に記載の方法。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら上記(1)および(2)の方法とも得られ
るオキシ水酸化鉄は1分散性が十分によいとはいえず改
良の余地がある。さらに(1)の方法においては第1鉄
塩と比較して高価な第2鉄塩を必要とし。
またオキシ水酸化鉄の粒度分布幅が広かったシ。
軸比が比較的に大きく、また粒子長が0.2μm以下の
ものを製造することは難しいなどの問題点があり、また
(2)の方法においても軸比が大きく微細な針状に近い
形状を有していたり8粒度分布幅も広い等の問題点があ
り、これらの方法では1粒子長がC1,2μm以下、軸
比が1〜2で1粒子長が平均粒子長に対し±20%の範
囲におきするような粒度分布幅の狭い分散性のよい粒状
のオキシ水酸化鉄粒子を得ることは困難である。
〔問題点を解決するだめの手段〕
本発明者らは、これらの実情に鑑み、顔料等の原料とし
て使用されるオキシ水酸化鉄の粒子形状。
粒度分布9分散性等を改良することを目的として粒状オ
キシ水酸化鉄の製造に関し鋭意研究を行った結果、軸比
を小さく1〜5粒度分布幅を狭くするにはケイ素化合物
の添加が有効であり、特定の条件で(1)および(2)
の方法を組合せ、得られたオキシ水酸化鉄を種晶とする
と、きれいな粒子形状をした分散性のよい粒状のオキシ
水酸化鉄を得ることができ、従来法の難点が改良される
ことを知見し。
本発明に到った。
本発明は、第1鉄塩水溶液に50℃以下の温度で苛性ア
ルカリを加えて水酸化第1鉄を生成させる際に水溶性ク
イ素化合物を加えて水酸化第1鉄スラリを得る第1工程
、該工程で得られたスラリに50℃以下の温度で重炭酸
アンモニウムを加えて炭酸第1鉄を生成はせた後、酸素
含有ガスを導入してオキシ水酸化鉄スラリを得る第2工
程、第2工程で得られたスラリを120〜250℃の温
度で水熱処理!−た後、オキシ水酸化鉄粒子を回収する
第3工程、および第5工程で得られたオキシ水酸化鉄粒
子を種晶とし、これを第1鉄塩水溶液中に分散はせ、酸
素含有ガスを導入して該種晶上にオキシ水酸化鉄を析出
、成長させる第4工程からなる粒状オキシ水酸化鉄粒子
の製法に関するものである。
次に本発明の構成について詳細に説明する。
第1工程 第1鉄塩水溶液に50℃以下の温度で苛性アルカリを加
えて水酸化第1鉄を生成させる際に水溶性ケイ素化合物
を加えてクロム含有水酸化第1鉄スラリにする。
第1鉄塩としては一般に硫酸第1鉄、塩化第1鉄等が使
用されるが、特に硫酸第1鉄が好適である。苛性アルカ
リとしては苛性ソーダ、苛性カリ等が使用きれる。水溶
性ケイ素化合物としては−般にケイ酸すトリウムが好適
に使用をれる。
水溶性ケイ素化合物は苛性アルカリの水溶液を調製する
際に加えるのが好ましいが、苛性アルカリを加えた後に
加えることもできる。水溶性ケイ素化合物は2粒子制御
の効果があり、その添加量は+Si/Fe(原子比)が
0.001−0.1 、好ましくは0.005〜0.0
5になるようにするのが望ましく、少なすぎると軸比が
大きくなったり1粒度分布幅が広くなったりして水溶性
ケイ素化合物を添加した効果が十分でなく、多すぎると
顔料にしたときに悪影響がある。
第1鉄塩水溶液は、第1鉄塩の濃度が0.1〜1mo/
、 / Lになるように調製するのが適当である。
苛性アルカリは、その添加量が多すぎるとマグネタイト
が副生ずるので、一般には第1鉄塩に対して1〜2倍当
量になるように加えるのが望ましい。苛性アルカリを加
えて水酸化第1鉄スラリを得る際の温度は50℃以下、
好ましくは0〜45℃が6粒子長を0.2μtn以下の
範囲内でコントロールするうえで好適である。温度が高
すぎると粒子が長大になり易く、まだ経済的にみて温度
を過度に低くする利点はない。
第1鉄塩は苛性アルカリと反応して水酸化物となり、第
1工程では水酸化第1鉄スラリか得られる。なお、水酸
化第1鉄には、微量ケイ素化合物の付着が認められる。
第2工程 第1工程で得られたスラリに50℃以下の温度で重炭酸
アンモニウムを加えて炭酸第1鉄を生成させた後、酸素
含有ガスを導入してオキ7水酸化鉄スラリにする。
重炭酸アンモニウムを加えて炭酸第1鉄を生成させる際
の温度は50℃以下、好ましくは0〜45℃にする必要
がある。50℃より高い温度では最終的に得られるオキ
シ水酸化鉄粒子の軸比が大きくなり易く、温度が低すぎ
ると反応の進行が遅くなる。
重炭酸アンモニウムの添加量は、水酸化第1鉄に対゛し
て1〜2倍当量、好ましくは1.1〜1.5倍当量が好
適である。重炭酸アンモニウムの添加量が少なすぎると
炭酸第1鉄の生成が十分でなく。
過度に多く添加するのは経済的でない。重炭酸アンモニ
ウムを添加するとオキシ水酸化鉄は反応して炭酸第1鉄
が生成するが2重炭酸アンモニウム添加後、50℃以下
、好ましくは0〜45℃の温度で攪拌下に1〜10時間
程時間酸するのが望ましい。
酸素含有ガスを導入して炭酸第1鉄を酸化し。
オキシ水酸化鉄スラリにする際の温度は、50℃以下、
好ましくは0〜45℃が均斉のとれたオキシ水酸化鉄粒
子にするうえで適当である。酸素含有ガスのスラリ中へ
の導入は、一般にスラリに酸素含有ガスを吹きこな、方
法が採用ばれ、酸素含有ガスとしては一般に空気が便利
に使用される。酸素含有ガスの導入量はFe+2の酸化
速度に関係して生成するオキシ水酸化鉄粒子の大きさに
影響し。
Fe+2の酸化速度が速すぎると粒子は微小になり。
遅すぎると長大になる。従って酸素含有ガスの導入量を
調節することによって粒子の大きさをコントロールする
ことができる。酸素含有ガスの導入量は反応装置の形状
や大きさによって大きく変動し、−概に定められないの
で、゛目的とする粒子の大きさに合わせて適宜調節する
のがよい。
第3工程 第2工程で得られたオキシ水酸化鉄スラリを120〜2
50℃の温度で水熱処理した後、オキシ水酸化鉄粒子を
回収する。
水熱処理は、120〜250℃、好ましくは150〜2
60℃で行う必要があり、水熱処理によってオキシ水酸
化鉄の粒子形状7粒度分布1分散性等がさらに改善され
て均斉のとれた偏平な粒子になる。水熱処理温度が低す
ぎると長時間装するだけでなく水熱処理効果の発見が十
分でなく。
高すぎるとα−Fe203が生成するので好ましくない
。水熱処理時間は、一般には0.5〜5時間が適当であ
る。
また水熱処理する場合、スラリのpHを10以上、好ま
しくは10.5〜12に調節して行うのが効果的である
。p、H調節には水酸化ナトリウム。
水酸化カリウム等の苛性アルカリが適当である。
まだ水熱処理する場合、スラリをO゛〜45℃で。
5〜20時間程度熟成させてから水熱処理すると粒子を
均斉にするのに効果がある。
水熱処理には、一般にオートクレーブが採用される。
水熱処理した後のオキ/水酸化鉄粒子の回収は。
通常の方法によって2例えば水洗等の操作によって行う
ことができる。
第4工程 第5工程で得られたオキ/水酸化鉄粒子を種晶とし、こ
れを第1鉄塩水溶液中に分散させ、鉄の存在下に、酸素
含有ガスを導入して該種晶上にオキシ水酸化鉄を析出、
成長させる。この第4工程によって第3工程で得られた
偏平なオキシ水酸化鉄粒子は厚み方向に結晶成長して粒
状オキシ水酸化鉄粒子になる。
第1鉄塩としては、硫酸第1鉄、塩化第1鉄等が挙げら
れるが、硫酸第1鉄が好適に使用される。
第1鉄塩水溶液の濃度は、0.01〜1mol/lが好
ましく、濃度が低すぎると結晶成長が起らなかったり、
不充分になったりし、高すぎると過度に結晶成長が生じ
たり、二次根が発生し針状粒子が生成したり、まだ粒子
同士がくっついてしまったシする。鉄としては、鉄線、
鉄片、鉄玉などが使用され、一般に軟鋼のカーボンの少
ないものが好適である。鉄を存在略せるにあたっては、
これを第1鉄塩溶液中に吊るしておいても、単に投入し
ておいてもよい。
種晶上にオキシ水酸化鉄を析出、成長させる際の温度お
よび時間は、適度に結晶成長を行わせる条件を適宜選択
する套装があるが4通常温度は40〜80℃9時間は2
0〜100時間が適当である3、酸素含有ガスの導入は
、一般に種晶を分散させた第1鉄塩水溶液中に空気を1
00d〜5t/m 1.n吹きこむ方法によって行われ
る。
〔発明の効果〕
本発明によると2分散性が非常に良い軸比が1〜2で2
粒子長が平均粒子長に対し±20係の範囲におさ捷るよ
うな粒度分布幅の狭い粒子長が0.2μm以下程度の粒
子形状の揃った粒状のオキシ水酸化鉄粒子が得られる。
また本発明によって得られるオキ/水酸化鉄粒子は、黄
色顔料等の原料とl〜で、好適である。
〔実施例〕
実施例1 内容20tの円筒型反応器に、硫酸第1鉄[:FeSO
4−7H20] 520.9 Fを蒸留水ろtに溶解し
た溶液を入れ、これに苛性ソーダ[NaOH] 165
りおよびケイ酸ノーダ[Na25i、03 ] 2.5
2を蒸留水1.51!−に溶解した溶液を温度40℃に
保持しながら滴下しく Si/’Fe = 0.01 
、原子比)、十分に攪拌して水酸化第1鉄スラリを得た
。スラリ(4o℃)に重炭酸アンモニウム[NH4HC
O3]]1ろ2を蒸留水5tに溶解した水溶液を加えた
後、スラリ温度を40℃にして5時間攪拌、熟成し、炭
酸第1鉄スラリにした。
このようにして得られた炭酸第1鉄スラリを40℃に保
持しながら空気を5ノ、/minの流量で5時間流通し
てオキ/水酸化鉄粒子リにし、40℃で12時間熟成し
た。次いでこのスラリに苛性ソーダろ007を溶解し、
20tのオートクレーブに仕込み、200℃で1時間水
熱処理を施しだ。
水熱処理後スラリを水洗し、これを種晶として内容2Q
Aの反応容器に仕込み、硫酸第1鉄250グを蒸留水3
Aに溶解させた溶液を加えて分散畑せ、液中に鉄線10
005’を吊るし、60℃に保持して空気を500 a
ll / minの流量で50時間吹きこみ1種晶上に
オキシ水酸化鉄を析出、成長させた。
得られたスラリを水洗、ろ過、乾燥して粒状オキシ水酸
化鉄粒子を得た。
得られたオキ/水酸化鉄粒子は、これを透過型電子顕微
鏡(TEM)により粒子形状を観察しだ。
TEM写真での50本粒子の平均粒子の長軸は0.15
μmであり、軸比は1.5であった。また50本の粒子
はすべて0.17〜0.16μmの範囲にあった。また
このオキシ水酸化鉄粒子を1チ濃度で水に懸濁して2節
目が1μmのフィルターでp過しだところ、すべて通過
した。(濾過率100%) また比表面積を測定したと
ころ18イ/グであった。
比較例1 実施例1において、水熱処理を施さなかったほかは、実
施例1と同様にしてオキシ水酸化鉄粒子を得た。
比較例2 実施例1において、ケイ酸ソーダを添加しなかったほか
は、実施例1と同様にしてオキシ水酸化鉄粒子を得た。
比較例ろ 実施例1において、炭酸第1鉄を生成させる時の温度を
70℃にしたほかは、実施例1と同様にしてオキシ水酸
化鉄粒子を得た。
比較例4 実施例1において4重炭酸アンモニウムを添加しなかっ
たほかは、実施例1と同様にしてオキシ水酸化鉄粒子を
得た。
比較例5 実施例1において、水熱処理温度を280℃で行ったほ
かは、実施例1と同様にしてオキシ水酸化鉄粒子を得た
。なお2水熱処理によってα−5Fe203が生成しだ
ので2次の第4工程は実施しなかった。
比較例6 実施例1において、水酸−゛化第1鉄を生成させる時の
温度を70℃にしたほかは、実施例1と同様にしてオキ
シ水酸化鉄粒子を得た。
比較例1〜6の結果は第1表に示す。
実施例2〜9 実施例1において、硫酸第1鉄の使用量を260.61
〔実施例2 ]、 Si/Fe (原子比)をo、o 
o s (実施例ろ]、  NaOH添加温度を20℃
〔実施例4 〕、  NH4HC!03の使用量を26
3.52〔実施例5 ] 、 NH4HCO3の添加時
の温度を20℃〔実施例6〕、空気流通時の温度を45
℃〔実施例7〕、空気流量を2.577m1n [実施
例8]。
および水熱処理温度5時間を180℃、3時間〔実施例
9〕にかえたほかは、実施例1と同様にして、オキシ水
酸化鉄粒子を製造した。
結果は第1表に示す。
第1表から水溶性ケイ素化合物(′ケイ酸ソーダ)を添
加しなかったり、捷だ添加しても水熱処理しなかったり
、また本発明の製造条件の範囲外では。
分散性が十分でなく、軸比が大きく1粒度分布幅も広い
ことがわかる。
第    1    表 ※粒子50個の長軸の平均値

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1鉄塩水溶液に50℃以下の温度で苛性アルカリを加
    えて水酸化第1鉄を生成させる際に水溶性ケイ素化合物
    を加えて水酸化第1鉄スラリを得る第1工程、該工程で
    得られたスラリに50℃以下の温度で重炭酸アンモニウ
    ムを加えて炭酸第1鉄を生成させた後、酸素含有ガスを
    導入してオキシ水酸化鉄スラリを得る第2工程、第2工
    程で得られたスラリを120〜250℃の温度で水熱処
    理した後、オキシ水酸化鉄粒子を回収する第3工程、お
    よび第3工程で得られたオキシ水酸化鉄粒子を種晶とし
    、これを第1鉄塩水溶液中に分散させ、鉄の存在下に、
    酸素含有ガスを導入して該種晶上にオキシ水酸化鉄を析
    出、成長させる第4工程からなる粒状オキシ水酸化鉄粒
    子の製法。
JP14440184A 1984-07-13 1984-07-13 粒状オキシ水酸化鉄粒子の製法 Pending JPS6126518A (ja)

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Cited By (1)

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