WO2012043564A1 - 水酸化マグネシウム微粒子及び酸化マグネシウム微粒子、並びにそれらの製造方法 - Google Patents

水酸化マグネシウム微粒子及び酸化マグネシウム微粒子、並びにそれらの製造方法 Download PDF

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善久 大崎
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Definitions

  • the present invention relates to a high-purity magnesium hydroxide fine particle and a high-purity magnesium oxide fine particle having a small particle diameter and uniform, and methods for producing them.
  • Magnesium hydroxide and magnesium oxide are inorganic materials used in various fields. Examples of the former use include additives, resin fillers, high-functional materials, and catalysts, and the latter use includes Examples include refractories, additives, resin fillers, highly functional materials, magnetic steel sheet materials, and catalysts. Including these applications, magnesium hydroxide and magnesium oxide are often required to have high purity, small particle size, and uniform fine particle form.
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide high-purity magnesium hydroxide fine particles and high-purity magnesium oxide fine particles having a small particle diameter and uniform, and methods for producing them.
  • the present invention has a BET specific surface area of 5 m 2 / g or more, a volume-based cumulative 50% particle size (D 50 ) of 0.1 to 0.5 ⁇ m by laser diffraction scattering particle size distribution measurement, and laser diffraction scattering particle size distribution measurement.
  • the ratio D 90 / D 10 of the volume-based cumulative 10% particle size (D 10 ) to the volume-based cumulative 90% particle size (D 90 ) by 10 is 10 or less, and the purity is 99.5% by mass or more. It relates to magnesium fine particles.
  • the present invention has a BET specific surface area of 5 m 2 / g or more, a volume-based cumulative 50% particle diameter (D 50 ) of 0.1 to 0.5 ⁇ m by laser diffraction scattering particle size distribution measurement, and a laser diffraction scattering particle size.
  • the ratio D 90 / D 10 of the volume-based cumulative 10% particle diameter (D 10 ) and the volume-based cumulative 90% particle diameter (D 90 ) by distribution measurement is 10 or less, and the purity is 99.5% by mass or more. It relates to magnesium oxide fine particles.
  • the present invention provides Preparing a magnesium chloride aqueous solution (A); A step (B) of obtaining a magnesium hydroxide slurry by reacting an aqueous magnesium chloride solution with an alkaline aqueous solution of 1 to 18 N at a reaction rate of 101 to 210 mol%; A step (C) of obtaining a hydrothermally treated magnesium hydroxide slurry by holding the magnesium hydroxide slurry at a temperature of 101 to 200 ° C. while stirring; and filtering, washing and washing the hydrothermally treated magnesium hydroxide slurry; Step of drying to obtain magnesium hydroxide fine particles (D) The manufacturing method of the magnesium hydroxide microparticles
  • the present invention provides the production of magnesium oxide fine particles, comprising the step (E) of calcining the magnesium hydroxide fine particles or the magnesium hydroxide fine particles obtained by the production method in an air atmosphere at 500 to 1500 ° C. Regarding the method.
  • the magnesium hydroxide fine particles and the magnesium oxide fine particles of the present invention are highly pure, have a small particle size and are uniform, and are highly useful in various fields.
  • the fine particles as described above can be easily prepared, which is highly convenient.
  • the magnesium hydroxide fine particles of the present invention have a BET specific surface area of 5 m 2 / g or more and a volume-based cumulative 50% particle diameter (D 50 ) measured by laser diffraction scattering type particle size distribution is 0.1 to 0.5 ⁇ m.
  • the ratio D 90 / D 10 of the volume-based cumulative 10% particle diameter (D 10 ) and the volume-based cumulative 90% particle diameter (D 90 ) by laser diffraction scattering type particle size distribution measurement is 10 or less. Since such magnesium hydroxide fine particles have a small particle shape and excellent reactivity, they are suitable for additives, resin fillers, catalysts, and the like, and also have a small particle shape, little variation in particle size, and excellent dispersibility.
  • the BET specific surface area of the magnesium hydroxide fine particles of the present invention is preferably 10 m 2 / g or more, D 50 is preferably 0.2 to 0.5 ⁇ m, and D 90 / D 10 is preferably 5 or less.
  • the purity of the magnesium hydroxide fine particles of the present invention is 99.5% by mass or more. If it is this range, the elution of an impurity will be suppressed extremely and it can use it suitably for a highly functional material.
  • the purity of the magnesium hydroxide fine particles of the present invention is preferably 99.9% by mass or more.
  • the purity refers to the impurity element (Ag, Al, B, Ba, Bi, Cd, Cl, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, In, K, Li, Mn, Mo, Na in the target fine particles. , Ni, P, Pb, S, Si, Sr, Tl, V, Zn, Ti, and Zr) are measured, and the total content is subtracted from 100% by mass.
  • high purity means that the purity calculated as described above is 99.5% by mass or more.
  • Impurity elements to be measured (Ag, Al, B, Ba, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, In, K, Li, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Si , Sr, Tl, V, Zn, Ti, and Zr), using an ICP emission spectrometer, the sample was dissolved in acid, then the mass was measured, and the Cl amount was measured using a spectrophotometer. Is dissolved in an acid, and the mass is taken as a measured value.
  • the magnesium hydroxide fine particles of the present invention preferably have a total content of Fe, Ti, Ni, Cr, Mo and Mn of 500 mass ppm or less.
  • the total content of these is 500 mass ppm or less, elution of metal impurities is extremely suppressed, and it can be suitably used for additives, resin fillers, and highly functional materials.
  • the total content is more preferably 450 ppm by mass or less.
  • the magnesium hydroxide fine particles of the present invention preferably have a chlorine content of 500 mass ppm or less.
  • the content is 500 mass ppm or less, particle growth is extremely suppressed when obtaining magnesium oxide fine particles by firing, and a fine magnesium oxide powder can be obtained.
  • the content is more preferably 450 ppm by mass or less.
  • the ratio Dv / Dn between the volume-based average particle diameter (Dv) and the number-based average particle diameter (Dn) is preferably 1 to 10.
  • Dv / Dn is 1 to 10
  • the ink fixability when used for an ink fixing agent, heat resistance when added to a resin, etc., flame retardancy, flexibility function, and catalyst function are excellent, and Improves acid resistance and moisture resistance.
  • Dv / Dn is more preferably 1-8.
  • the magnesium oxide fine particles of the present invention have a BET specific surface area of 5 m 2 / g or more, and a volume-based cumulative 50% particle diameter (D 50 ) measured by laser diffraction scattering type particle size distribution is 0.1 to 0.5 ⁇ m.
  • the ratio D 90 / D 10 between the volume-based cumulative 10% particle diameter (D 10 ) and the volume-based cumulative 90% particle diameter (D 90 ) measured by laser diffraction / scattering particle size distribution measurement is 10 or less. Since such magnesium oxide fine particles have a small particle shape and excellent reactivity, they are suitable for refractories, additives, resin fillers, electrical steel sheet materials, catalysts, and the like. Also, the particle shape is small and there is little variation in particle size.
  • the BET specific surface area of the magnesium oxide fine particles of the present invention is preferably 20 m 2 / g or more, more preferably 40 m 2 / g or more, D 50 is preferably 0.2 to 0.4 ⁇ m, and D 90 / D 10 Is preferably 5 or less.
  • the purity of the magnesium oxide fine particles of the present invention is 99.5% by mass or more. If it is this range, the elution of an impurity will be suppressed extremely and it can use it suitably for a highly functional material.
  • the purity of the magnesium oxide fine particles of the present invention is preferably 99.9% by mass or more.
  • the magnesium oxide fine particles of the present invention preferably have a total content of Fe, Ti, Ni, Cr, Mo and Mn of 500 mass ppm or less.
  • the total content is more preferably 450 mass ppm or less.
  • the magnesium oxide fine particles of the present invention preferably have a chlorine content of 500 mass ppm or less.
  • a chlorine content 500 mass ppm or less.
  • the content is more preferably 450 ppm by mass or less.
  • the ratio Dv / Dn between the volume-based average particle diameter (Dv) and the number-based average particle diameter (Dn) is preferably 1 to 10.
  • this Dv / Dn is 1 to 10
  • ink fixability when used for an ink fixing agent, heat resistance when added to a resin, flame retardancy, flexibility function, light diffusion effect, and catalyst The effect is excellent, and the acid resistance and moisture resistance are improved, more preferably 1 to 8.
  • the magnesium oxide fine particles of the present invention preferably have a citric acid activity (final reaction rate 40%, 20.0 ° C.) of 20 to 2000 seconds.
  • a citric acid activity final reaction rate 40%, 20.0 ° C.
  • the citric acid activity is preferably 20 to 500 seconds.
  • the magnesium hydroxide fine particles of the present invention are Preparing a magnesium chloride aqueous solution (A); A step (B) of obtaining a magnesium hydroxide slurry by reacting an aqueous magnesium chloride solution with an alkaline aqueous solution of 1 to 18 N at a reaction rate of 101 to 210 mol%; A step (C) of obtaining a hydrothermally treated magnesium hydroxide slurry by holding the magnesium hydroxide slurry at a temperature of 101 to 200 ° C. while stirring; and filtering, washing and washing the hydrothermally treated magnesium hydroxide slurry; Step of drying to obtain magnesium hydroxide fine particles (D) Can be obtained by a method comprising
  • Step (A) is a step of preparing an aqueous magnesium chloride solution.
  • the concentration of the magnesium chloride aqueous solution is preferably 0.1 to 10 mol / L. When the concentration is less than 0.1 mol / L, the production efficiency is deteriorated. On the other hand, when the concentration is higher than 10 mol / L, the viscosity of the magnesium hydroxide slurry increases and handling becomes worse.
  • the concentration of the magnesium chloride aqueous solution is preferably 0.5 to 5 mol / L.
  • Step (A) is, for example, Preparing a crude magnesium chloride aqueous solution (A-1); Reacting a crude magnesium chloride aqueous solution with a 1-18N alkaline aqueous solution at a reaction rate of 1-30 mol% to obtain a crude magnesium hydroxide slurry (A-2); and a coagulant in the crude magnesium hydroxide slurry.
  • the magnesium hydroxide is filtered to obtain a magnesium chloride solution as a filtrate, or a flocculant is added to agglomerate and precipitate the magnesium hydroxide to obtain a magnesium chloride aqueous solution as a supernatant (A-3 ) Can be included.
  • Step (A-1) is a step of preparing a crude magnesium chloride solution.
  • magnesium chloride magnesium chloride hexahydrate or anhydrous magnesium chloride, seawater, brine, or bitter juice can be used as magnesium chloride
  • pure water through an ion exchange resin having an electric conductivity of 0.
  • the crude magnesium chloride aqueous solution can have a concentration of 0.5 to 10 mol / L, preferably 1 to 5 mol / L, and more preferably 2 to 4 mol / L.
  • Step (A-2) is a step of obtaining a crude magnesium hydroxide slurry by reacting an alkaline aqueous solution of 1 to 18N with a crude magnesium chloride aqueous solution such that the reaction rate is 1 to 30 mol%.
  • the reaction rate is a value calculated assuming that the amount of alkali necessary for all magnesium chloride to become magnesium hydroxide is 100 mol%. For example, 200 mol% means twice the amount of alkali in terms of equivalent.
  • an aqueous sodium hydroxide solution can be used, and the concentration can be 1 to 18 mol / L, preferably 5 to 18 mol / L, more preferably 10 to 18 mol / L.
  • step (A-3) after adding a flocculant to the crude magnesium hydroxide slurry, the magnesium hydroxide is filtered to obtain a magnesium chloride solution as a filtrate, or the flocculant is added and the magnesium hydroxide is added. This is a step of coagulating and precipitating to obtain an aqueous magnesium chloride solution as the supernatant.
  • acrylamide / sodium acrylate copolymer As the flocculant, acrylamide / sodium acrylate copolymer, acrylamide / sodium acrylamide-2-methylpropanesulfonate copolymer, polyacrylamide, alkylamino methacrylate quaternary ammonium salt polymer, alkylamino acrylate quaternary ammonium
  • a flocculant mainly composed of a salt / acrylamide copolymer, polyamidine hydrochloride or the like can be appropriately selected and used, and an acrylamide / sodium acrylate copolymer is preferred.
  • the amount of the flocculant added can be 100 to 1000 ppm by mass with respect to the amount of dry magnesium hydroxide in the crude magnesium hydroxide slurry.
  • the concentration of the magnesium chloride aqueous solution thus obtained can be adjusted to obtain a magnesium chloride aqueous solution having a concentration of 0.1 to 10.0 mol / L.
  • Step (B) is a step of obtaining a magnesium hydroxide slurry by reacting a magnesium chloride aqueous solution with a 1-18N alkaline aqueous solution at a reaction rate of 101-210 mol%.
  • the reaction rate is less than 101 mol%, crystals grow too much during the hydrothermal treatment of the magnesium hydroxide slurry, and the particle size becomes too large.
  • the reaction rate is higher than 210 mol%, the specific elements (Fe, Ti, Ni, Cr, Mo, and Mn) are eluted from the autoclave container and impurities are easily mixed.
  • the reaction rate is preferably 103 to 200 mol%, more preferably 105 to 180%.
  • the alkaline aqueous solution is preferably a sodium hydroxide aqueous solution having a concentration of 1 to 18 mol / L.
  • concentration of the sodium hydroxide aqueous solution is less than 1 mol / L, the production efficiency is deteriorated.
  • concentration becomes higher than 18 mol / L, the viscosity of a magnesium hydroxide slurry will become high and handling will worsen.
  • concentration of the aqueous sodium hydroxide is preferably 4 to 16 mol / L.
  • Step (C) is a step of obtaining a magnesium hydroxide slurry hydrothermally treated by holding the magnesium hydroxide slurry at a temperature of 101 to 200 ° C. while stirring.
  • the hydrothermal treatment can be performed by holding the magnesium hydroxide slurry at 101 ° C. to 200 ° C. with stirring, for example, using an autoclave.
  • the hydrothermal treatment temperature is lower than 101 ° C., crystals do not grow, and aggregated particles are generated, resulting in poor dispersion.
  • the hydrothermal treatment temperature is higher than 200 ° C., crystals grow too much and the particle size tends to be too large.
  • the hydrothermal treatment temperature is preferably 105 ° C to 150 ° C.
  • the hydrothermal treatment time can be 0.5 to 3 hours. When the hydrothermal treatment time is within this range, the crystal growth and the particle diameter can be controlled within appropriate ranges.
  • the hydrothermal treatment time is preferably 1 to 2 hours.
  • the concentration of the magnesium hydroxide slurry subjected to hydrothermal treatment is adjusted to 30 g / L to 150 g / L by adding pure water. Also good.
  • Step (D) is a step of obtaining magnesium hydroxide fine particles by filtering, washing and drying the hydrothermal magnesium hydroxide slurry.
  • Step (D) is, for example, The hydrothermally treated magnesium hydroxide slurry is filtered and washed with water to obtain a first magnesium hydroxide cake (D-1); A process of adding 5 to 100 times pure water to the first magnesium hydroxide cake with respect to the dry magnesium hydroxide mass reference amount, stirring, filtering and washing with water to obtain a second magnesium hydroxide cake ( D-2); In place of the first magnesium hydroxide cake, the step (D-2) is repeated 1 to 20 times for the second magnesium hydroxide cake to obtain a high purity magnesium hydroxide cake (D-3); And drying the high purity magnesium hydroxide cake to obtain magnesium hydroxide fine particles (D-4); Can be included.
  • D-1 The hydrothermally treated magnesium hydroxide slurry is filtered and washed with water to obtain a first magnesium hydroxide cake (D-1); A process of adding 5 to 100 times pure water to the first magnesium hydroxide cake with respect to the dry magnesium hydroxide mass reference amount, stirring, filtering and washing with water to obtain a second magnesium hydro
  • Step (D-1) is a step of obtaining a first magnesium hydroxide cake by filtering and washing the hydrothermally treated magnesium hydroxide slurry. Washing with water can be carried out by adding 5 to 100 times, preferably 20 to 50 times, pure water after filtration after addition to dry magnesium hydroxide.
  • step (D-2) pure water having a mass of 5 to 100 times the dry magnesium hydroxide mass reference amount is added to the first magnesium hydroxide cake, stirred, filtered, washed with water,
  • 5 to 100 times pure water is added on a mass basis with respect to the dried magnesium hydroxide of the first magnesium hydroxide cake to obtain a second magnesium hydroxide slurry.
  • the magnesium hydroxide slurry can be stirred and then filtered and washed with water to obtain a second magnesium hydroxide cake. Stirring can be performed, for example, at 10 to 50 ° C.
  • the filtration can be performed using filter paper or the like, and the water washing can be performed by adding 5 to 100 times pure water on a mass basis with respect to dry magnesium hydroxide.
  • step (D-3) instead of the first magnesium hydroxide cake, the repulp washing in the step (D-2) is performed once for the second magnesium hydroxide cake, and this is performed 1 to 20 times. This process is repeated to obtain a high purity magnesium hydroxide cake.
  • Step (D-4) is a step of drying the high purity magnesium hydroxide cake to obtain magnesium hydroxide fine particles.
  • magnesium hydroxide particles of the present invention can be obtained.
  • the magnesium oxide fine particles of the present invention can be obtained by subjecting the magnesium hydroxide fine particles of the present invention to a step (E) of firing at 500 to 1200 ° C. in an air atmosphere.
  • magnesium hydroxide fine particles are heated to 500 ° C. to 1200 ° C. in the air atmosphere at a heating rate of 1 to 20 ° C./min (preferably 3 to 10 ° C./min, more preferably 6 ° C./min).
  • the magnesium oxide fine particles of the present invention can be obtained by heating to 600 to 800 ° C., and then firing the temperature at 500 to 1200 ° C., preferably 600 to 800 ° C. for 0.1 to 5 hours. it can.
  • the high-purity magnesium hydroxide cake obtained in the step (D-3) may be dried and lightly loosened, and then subjected to the above baking treatment.
  • magnesium hydroxide fine particles and magnesium oxide fine particles having high purity, small particle diameter, and uniformity can be easily prepared.
  • the magnesium hydroxide fine particles and the magnesium oxide fine particles of the present invention are highly useful in various fields.
  • an ink fixing agent for ink jet paper, etc. as a resin filler, a raw material for a separator heat-resistant layer for a secondary battery, a flame retardant, a film sheet modifier ( High performance materials such as heat resistance and flexibility), such as fuel cell ceramic raw material, phosphor raw material, superconducting thin film base material, tunnel magnetoresistive element (TMR element) tunnel barrier raw material, etc.
  • the catalyst include wastewater treatment and exhaust gas treatment.
  • fine-particles a highly functional material, a catalyst, etc.
  • Magnesium oxide fine particles make use of their high activity, ceramic sintering aids as refractories, ink fixing agents for inkjet paper as additives, resin fillers for secondary batteries, etc.
  • a high-functional material such as a separator heat-resistant layer raw material, a film sheet modifier (heat resistance and flexibility improvement), an LED sealing resin refractive index adjuster, a light diffusing agent, a fuel cell ceramic raw material, Phosphor raw material, raw material for superconducting thin film, tunnel barrier material for tunnel magnetoresistive element (TMR element), etc., as electromagnetic steel sheet material, raw material for insulating material for electromagnetic steel sheet, insulating coating material for dust core,
  • the catalyst is suitable for wastewater treatment, exhaust gas treatment, and the like.
  • the particle diameter, specific surface area, purity and activity of the obtained magnesium hydroxide fine particles and magnesium oxide fine particles were measured by the following methods.
  • a laser diffraction scattering particle size distribution measurement laser diffraction scattering particle size distribution measuring apparatus (trade name: MT3300, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) was used, a cumulative 10% particle diameter on a volume basis (D 10), the cumulative volume-based The 50% particle size (D 50 ) and the volume-based cumulative 90% particle size (D 90 ) were measured.
  • the volume-based average particle diameter (Dv) and the number-based average particle diameter (Dn) were also measured with the above-mentioned apparatus.
  • Impurity elements to be measured (Ag, Al, B, Ba, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, In, K, Li, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Si, Sr, Tl, V, Zn, Ti and Zr) using an ICP emission analyzer (trade name: SPS-5100, manufactured by Seiko Instruments Inc.) After dissolving the sample in acid, the mass was measured. The amount of Cl was measured by dissolving a sample in acid using a spectrophotometer (trade name: UV-2550, manufactured by Shimadzu Corporation) and measuring the mass.
  • Example 1 A crude magnesium chloride aqueous solution having a purity of 90% by mass or more and a concentration of 3.5 mol / L was prepared. The concentration was adjusted by adding pure water (water purified by passing through an ion exchange resin to have an electric conductivity of 0.1 ⁇ S / cm or less) to this magnesium chloride aqueous solution, and a crude magnesium chloride aqueous solution having a concentration of 2.0 mol / L. It was.
  • a sodium hydroxide aqueous solution with a concentration of 17.84 mol / L was added to the crude magnesium chloride aqueous solution with a concentration of 2.0 mol / L so as to achieve a reaction rate of 20 mol%.
  • An acrylamide / sodium acrylate copolymer was added in an amount of 500 ppm by mass to the produced magnesium hydroxide, the magnesium hydroxide was coagulated and precipitated, and the supernatant was taken out to obtain an aqueous magnesium chloride solution.
  • the concentration of the obtained magnesium chloride aqueous solution was adjusted to obtain a magnesium chloride aqueous solution having a concentration of 2.0 mol / L.
  • This magnesium chloride aqueous solution was reacted with a sodium hydroxide aqueous solution having a concentration of 17.84 mol / L so that the reaction rate was 200 mol% to prepare a magnesium hydroxide slurry having a concentration of 100 g / L.
  • the obtained magnesium hydroxide slurry was held with stirring at 150 ° C. for 1 hour using an autoclave, and subjected to hydrothermal treatment (heating and stirring treatment).
  • the first magnesium hydroxide slurry subjected to hydrothermal treatment was filtered and washed with water to obtain a first magnesium hydroxide cake. Washing with water was performed by adding 40 times the pure water after mass filtration to the dried magnesium hydroxide.
  • the obtained first magnesium hydroxide cake was subjected to repulp washing.
  • the repulp washing first, 40 times pure water was added on a mass basis with respect to the dried magnesium hydroxide of the first magnesium hydroxide cake to obtain a second magnesium hydroxide slurry.
  • the second magnesium hydroxide slurry is stirred at room temperature using a stirrer at a rotation speed of 500 rpm for 1 hour, and the second magnesium hydroxide slurry after the stirring is further filtered using filter paper.
  • 20 times as much pure water was added after filtration and washed with water to obtain a second magnesium hydroxide cake.
  • the above-described repulp washing was performed once, and the repulp washing was further repeated 10 times to obtain a high purity magnesium hydroxide cake.
  • the high purity magnesium hydroxide cake was dried to obtain high purity magnesium hydroxide fine particles.
  • Example 2 The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the reaction rate in the reaction between the magnesium chloride aqueous solution and the sodium hydroxide aqueous solution was 120 mol% and the hydrothermal treatment time was 0.5 hour.
  • Example 3 The same procedure as in Example 1 was performed except that the reaction rate in the reaction between the magnesium chloride aqueous solution and the sodium hydroxide aqueous solution was 105 mol% and the hydrothermal treatment time was 3 hours.
  • Example 4 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the hydrothermal treatment temperature was 130 ° C. and the aqueous sodium hydroxide solution was diluted to 8.92 mol / L with pure water.
  • Example 5 The hydrothermal treatment temperature was set to 105 ° C., and the same procedure as in Example 1 was performed except that the magnesium hydroxide slurry subjected to the hydrothermal treatment was changed to 130 g / L.
  • Example 6 The same operation as in Example 1 was carried out except that the aqueous sodium hydroxide solution was diluted to 4.96 mol / L with pure water.
  • Example 7 The same operation as in Example 1 was conducted except that the magnesium hydroxide slurry subjected to hydrothermal treatment was diluted with pure water to 50 g / L.
  • Example 4 It carried out similarly to Example 1 except having changed the sodium hydroxide aqueous solution into 21 mol / L with pure water.
  • Example 8 The magnesium hydroxide fine particles prepared in Example 1 were baked at 1000 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to obtain magnesium oxide fine particles.
  • Example 9 The magnesium hydroxide fine particles prepared in Example 3 were baked at 600 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to obtain magnesium oxide fine particles.
  • Example 5 The magnesium hydroxide fine particles prepared in Example 1 were fired at 1400 ° C. for 1 hour in the air atmosphere to obtain magnesium oxide fine particles.
  • Table 1 shows the measurement results for the magnesium hydroxide fine particles obtained in the above Examples and Comparative Examples, and Table 2 shows the measurement results for the magnesium oxide fine particles.
  • the magnesium hydroxide fine particles and the magnesium oxide fine particles had a purity of 99.9% by mass or more, a small particle size and a uniform particle size.
  • the magnesium hydroxide fine particles and the magnesium oxide fine particles of the present invention are highly useful in various fields because of their high purity, small particle size, uniformness, and good dispersibility (because the particle size distribution is sharp). .
  • the fine particles as described above can be easily prepared, which is highly convenient.
  • the use of magnesium hydroxide fine particles includes additives, resin fillers, highly functional materials, and catalysts.
  • ink fixing agents for inkjet paper, etc . As additives, ink fixing agents for inkjet paper, etc .; as resin fillers, raw materials for separator heat-resistant layers for secondary batteries, flame retardants, film sheet modifiers (improved heat resistance and flexibility) High-functional materials include fuel cell ceramic raw materials, phosphor raw materials, raw materials for superconducting thin films, tunnel magnetoresistive elements (TMR elements) tunnel barrier raw materials, etc .; And can be used for applications such as exhaust gas treatment. Examples of the use of the magnesium oxide fine particles include refractories, additives, resin fillers, highly functional materials, electrical steel sheet materials, and catalysts.
  • ceramic sintering aids, etc . as additives, ink fixing agents for inkjet paper, etc .; as resin fillers, raw materials for separator heat-resistant layers for secondary batteries, film sheet modifications Quality materials (improving heat resistance and flexibility), etc .; as high-functional materials, refractive index adjusting agent for LED sealing resin, light diffusing agent, raw material for ceramic for fuel cell, phosphor raw material, superconducting thin film base Raw materials, tunnel barrier raw materials for tunnel magnetoresistive elements (TMR elements), etc .; as magnetic steel sheet materials, raw materials for insulating materials for magnetic steel sheets, insulating coating materials for dust cores, etc .; as catalysts, wastewater treatment and exhaust gas treatment It can be used for such applications.
  • TMR elements tunnel barrier raw materials for tunnel magnetoresistive elements

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Abstract

　粒子径が小さく、かつ均一な高純度水酸化マグネシウム微粒子及び高純度酸化マグネシウム微粒子を提供する。　ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇ以上、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積基準の累積５０％粒子径（Ｄ５０）が０．１～０．５μｍ、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積基準の累積１０％粒子径（Ｄ１０）と体積基準の累積９０％粒子径（Ｄ９０）との比Ｄ９０／Ｄ１０が１０以下である、純度９９．５質量％以上の水酸化マグネシウム微粒子；並びにＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇ以上、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積基準の累積５０％粒子径（Ｄ５０）が０．１～０．５μｍ、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積基準の累積１０％粒子径（Ｄ１０）と体積の累積９０％粒子径（Ｄ９０）との比Ｄ９０／Ｄ１０が１０以下である、純度９９．５質量％以上の酸化マグネシウム微粒子である。

Description

水酸化マグネシウム微粒子及び酸化マグネシウム微粒子、並びにそれらの製造方法
　本発明は、粒子径が小さく、かつ均一な高純度水酸化マグネシウム微粒子及び高純度酸化マグネシウム微粒子、並びにそれらの製造方法に関する。
　水酸化マグネシウム及び酸化マグネシウムは、様々な分野で使用される無機材料であり、前者の用途としては、添加剤、樹脂フィラー、高機能性材料、及び触媒等が挙げられ、後者の用途としては、耐火物、添加剤、樹脂フィラー、高機能性材料、電磁鋼板材料、及び触媒等が挙げられる。これらの用途を含め、水酸化マグネシウム及び酸化マグネシウムは、純度が高く、粒子径が小さく、かつ均一な微粒子形態であることが要求されることが多い。
　粒子径が小さく、かつ均一な水酸化マグネシウムを製造する方法としては、水酸化マグネシウム含有水溶液に、アルカリ物質、次いで界面活性剤を添加することにより、１０ｎｍ～１０００ｎｍの水酸化マグネシウム微粒子を調製する方法が提案されている（特許文献１参照）。しかし、具体例ではアルカリ添加量が多く、オートクレーブ容器から不純物が溶出し、不純物が混入しうるという問題があった。
　また、塩化マグネシウムとアルカリ物質とを水性媒体中で水熱反応させて水酸化マグネシウムを製造する方法において、ホウ酸、ケイ酸又はこれらの水可溶性塩を添加して、得られる水酸化マグネシウムのアスペクト比を任意に制御する方法も提案されている（特許文献２参照）。しかし、この方法では、粒子径に関して制御が困難であり、均一な粒子径の微粒子を得ることができないという問題があった。
特開２００９－６２２１４号公報 特開２００５－２００３００号公報
　本発明は、上記問題を解決し、粒子径が小さく、かつ均一な高純度水酸化マグネシウム微粒子及び高純度酸化マグネシウム微粒子、並びにそれらの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明は、ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇ以上、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積基準の累積５０％粒子径（Ｄ５０）が０．１～０．５μｍ、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積基準の累積１０％粒子径（Ｄ１０）と体積基準の累積９０％粒子径（Ｄ９０）との比Ｄ９０／Ｄ１０が１０以下である、純度９９．５質量％以上の水酸化マグネシウム微粒子に関する。
　また、本発明は、ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇ以上、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積基準の累積５０％粒子径（Ｄ５０）が０．１～０．５μｍ、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積基準の累積１０％粒子径（Ｄ１０）と体積基準の累積９０％粒子径（Ｄ９０）との比Ｄ９０／Ｄ１０が１０以下である、純度９９．５質量％以上の酸化マグネシウム微粒子に関する。
　さらに、本発明は、
　塩化マグネシウム水溶液を用意する工程（Ａ）；
　塩化マグネシウム水溶液を、１～１８Ｎのアルカリ水溶液と、反応率１０１～２１０ｍｏｌ％で反応させて、水酸化マグネシウムスラリーを得る工程（Ｂ）；
　水酸化マグネシウムスラリーを、撹拌しながら、１０１～２００℃の温度で保持して、水熱処理された水酸化マグネシウムスラリーを得る工程（Ｃ）；並びに
　水熱処理された水酸化マグネシウムスラリーを濾過、水洗及び乾燥させて、水酸化マグネシウム微粒子を得る工程（Ｄ）
を含む、水酸化マグネシウム微粒子の製造方法に関する。
　加えて、本発明は、上記水酸化マグネシウム微粒子又は上記製造方法で得られた水酸化マグネシウム微粒子を、大気雰囲気中で、５００～１５００℃で焼成する工程（Ｅ）を含む、酸化マグネシウム微粒子の製造方法に関する。
　本発明の水酸化マグネシウム微粒子及び酸化マグネシウム微粒子は、高純度であり、粒子径が小さく、かつ均一であり、様々な分野で有用性が高い。また、本発明の製造方法によれば、上記のような微粒子を容易に調製することができ、利便性が高い。
　本発明の水酸化マグネシウム微粒子は、ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇ以上であり、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積基準の累積５０％粒子径（Ｄ５０）が０．１～０．５μｍであり、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積基準の累積１０％粒子径（Ｄ１０）と体積基準の累積９０％粒子径（Ｄ９０）との比Ｄ９０／Ｄ１０が１０以下である。このような水酸化マグネシウム微粒子は、粒子形状が小さく、反応性に優れるため、添加剤、樹脂フィラー、及び触媒等に適し、また、粒子形状が小さく、粒度にバラツキが少なく、分散性に優れるため、高機能性材料等へも好適に使用できる。本発明の水酸化マグネシウム微粒子のＢＥＴ比表面積は好ましくは１０ｍ２／ｇ以上であり、Ｄ５０は好ましくは０．２～０．５μｍであり、Ｄ９０／Ｄ１０は好ましくは５以下である。
　本発明の水酸化マグネシウム微粒子は、純度が９９．５質量％以上である。この範囲であれば、不純物の溶出が極めて抑えられ、高機能性材料に好適に使用できる。本発明の水酸化マグネシウム微粒子の純度は好ましくは９９．９質量％以上である。
　本明細書において、純度は、対象微粒子中の不純物元素（Ａｇ、Ａｌ、Ｂ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｂ、Ｓ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｔｌ、Ｖ、Ｚｎ、Ｔｉ及びＺｒ）の含有量を測定し、これらの合計含有量を１００質量％から差し引いた値とする。本明細書において、高純度とは、上記のようにして算出した純度が９９．５質量％以上であることをいうものとする。
　測定対象となる不純物元素（Ａｇ、Ａｌ、Ｂ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｂ、Ｓ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｔｌ、Ｖ、Ｚｎ、Ｔｉ及びＺｒ）は、ＩＣＰ発光分析装置を使用して、試料を酸に溶解した後、質量を測定し、Ｃｌ量は、分光光度計を使用して、試料を酸に溶解した後、質量を測定した値とする。
　本発明の水酸化マグネシウム微粒子は、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＭｎの合計含有量が５００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。これらの合計含有量が５００質量ｐｐｍ以下であると、金属不純物の溶出が極めて抑えられ、添加剤、樹脂フィラー、高機能性材料に好適に使用できる。合計含有量は、より好ましくは４５０質量ｐｐｍ以下である。
　本発明の水酸化マグネシウム微粒子は、塩素の含有量が５００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。この含有量が５００質量ｐｐｍ以下であると、焼成によって酸化マグネシウム微粒子を得る際に粒子成長が極めて抑えられ、微細な酸化マグネシウム粉末を得ることができる。含有量は、より好ましくは４５０質量ｐｐｍ以下である。
　本発明の水酸化マグネシウム微粒子は、体積基準の平均粒子径（Ｄｖ）と個数基準の平均粒子径（Ｄｎ）との比Ｄｖ／Ｄｎが１～１０であることが好ましい。このＤｖ／Ｄｎが１～１０であると、インク定着剤用途に使用した場合のインク定着性、樹脂等に添加した際の耐熱性、難燃性、屈曲性機能、及び触媒機能に優れ、かつ耐酸性、耐湿性が良くなる。Ｄｖ／Ｄｎは、より好ましくは１～８である。
　本発明の酸化マグネシウム微粒子は、ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇ以上であり、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積基準の累積５０％粒子径（Ｄ５０）が０．１～０．５μｍであり、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積基準の累積１０％粒子径（Ｄ１０）と体積基準の累積９０％粒子径（Ｄ９０）との比Ｄ９０／Ｄ１０が１０以下である。このような酸化マグネシウム微粒子は、粒子形状が小さく、反応性に優れるため、耐火物、添加剤、樹脂フィラー、電磁鋼板材料、及び触媒等に適し、また、粒子形状が小さく、粒度にバラツキが少なく、分散性に優れるため、高機能性材料等へも好適に使用できる。
　本発明の酸化マグネシウム微粒子のＢＥＴ比表面積は好ましくは２０ｍ２／ｇ以上、より好ましくは４０ｍ２／ｇ以上であり、Ｄ５０は好ましくは０．２～０．４μｍであり、Ｄ９０／Ｄ１０は好ましくは５以下である。
　本発明の酸化マグネシウム微粒子は、純度が９９．５質量％以上である。この範囲であれば、不純物の溶出が極めて抑えられ、高機能性材料に好適に使用できる。本発明の酸化マグネシウム微粒子の純度は好ましくは９９．９質量％以上である。
　本発明の酸化マグネシウム微粒子は、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＭｎの合計含有量が５００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。これらの合計含有量が５００質量ｐｐｍ以下であると、金属不純物の溶出が極めて抑えられ、添加剤、樹脂フィラー、高機能性材料に好適に使用できる。合計含有量は、より好ましくは、４５０質量ｐｐｍ以下である。
　本発明の酸化マグネシウム微粒子は、塩素の含有量が５００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。この含有量が５００質量ｐｐｍ以下であると塩素の溶出が極めて抑えられ、添加剤、樹脂フィラー、高機能性材料に好適に使用できる。含有量は、より好ましくは、４５０質量ｐｐｍ以下である。
　本発明の酸化マグネシウム微粒子は、体積基準の平均粒子径（Ｄｖ）と個数基準の平均粒子径（Ｄｎ）との比Ｄｖ／Ｄｎが１～１０であることが好ましい。このＤｖ／Ｄｎが１～１０であると、インク定着剤用途に使用した場合のインク定着性、樹脂等に添加した際の耐熱性、難燃性、屈曲性機能、光の拡散効果、及び触媒効果に優れ、かつ耐酸性、耐湿性が良くなる、より好ましくは１～８である。
　本発明の酸化マグネシウム微粒子は、クエン酸活性度（最終反応率４０％、２０．０℃）が２０～２０００秒であることが好ましい。このクエン酸活性度が２０～２０００秒であると、鉄との反応性が優れ、電磁鋼板材料として、電磁鋼板用絶縁材及び圧粉鉄心用絶縁被膜材に好適に使用できる。クエン酸活性度は、好ましくは、２０～５００秒である。
　本発明の水酸化マグネシウム微粒子は、
　塩化マグネシウム水溶液を用意する工程（Ａ）；
　塩化マグネシウム水溶液を、１～１８Ｎのアルカリ水溶液と、反応率１０１～２１０ｍｏｌ％で反応させて、水酸化マグネシウムスラリーを得る工程（Ｂ）；
　水酸化マグネシウムスラリーを、撹拌しながら、１０１～２００℃の温度で保持して、水熱処理された水酸化マグネシウムスラリーを得る工程（Ｃ）；並びに
　水熱処理された水酸化マグネシウムスラリーを濾過、水洗及び乾燥させて、水酸化マグネシウム微粒子を得る工程（Ｄ）
を含む方法によって、得ることができる。
　工程（Ａ）は、塩化マグネシウム水溶液を用意する工程である。塩化マグネシウム水溶液は、濃度０．１～１０ｍｏｌ／Ｌが好ましい。濃度が０．１ｍｏｌ／Ｌ未満であると、生産効率が悪くなる。また、濃度が１０ｍｏｌ／Ｌより高いと水酸化マグネシウムスラリーの粘度が高くなり、ハンドリングが悪くなる。塩化マグネシウム水溶液の濃度は、好ましくは０．５～５ｍｏｌ／Ｌである。
　工程（Ａ）は、例えば、
　粗塩化マグネシウム水溶液を用意する工程（Ａ－１）；
　粗塩化マグネシウム水溶液を、１～１８Ｎのアルカリ水溶液と、反応率１～３０ｍｏｌ％で反応させて、粗水酸化マグネシウムスラリーを得る工程（Ａ－２）；及び
　粗水酸化マグネシウムスラリーに、凝集剤を添加した後、水酸化マグネシウムを濾過して、濾液として塩化マグネシウム溶液を得るか、又は凝集剤を添加し、水酸化マグネシウムを凝集沈殿させ、上澄液として塩化マグネシウム水溶液を得る工程（Ａ－３）
を含むことができる。
　工程（Ａ－１）は、粗塩化マグネシウム溶液を用意する工程である。例えば、塩化マグネシウム（塩化マグネシウムとしては、塩化マグネシウム６水和物若しくは無水塩化マグネシウム、又は海水、かん水、若しくは苦汁を用いることができる）に純水（イオン交換樹脂に通して電気伝導率を０．１μＳ／ｃｍ以下まで精製した水）を添加することにより粗塩化マグネシウム水溶液とすることができる。粗塩化マグネシウム水溶液は、濃度０．５～１０ｍｏｌ／Ｌとすることができ、好ましくは１～５ｍｏｌ／Ｌであり、より好ましくは２～４ｍｏｌ／Ｌである。
　工程（Ａ－２）は、粗塩化マグネシウム水溶液に対して、反応率１～３０ｍｏｌ％となるように、１～１８Ｎのアルカリ水溶液を反応させて、粗水酸化マグネシウムスラリーを得る工程である。反応率とは、塩化マグネシウムすべてが、水酸化マグネシウムとなるのに必要なアルカリ量を１００ｍｏｌ％として算出した値とする。例えば、２００ｍｏｌ％とは、当量にして２倍のアルカリ量を意味する。
　アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液を使用することができ、濃度は１～１８ｍｏｌ／Ｌとすることができ、好ましくは５～１８ｍｏｌ／Ｌであり、より好ましくは１０～１８ｍｏｌ／Ｌである。
　工程（Ａ－３）は、粗水酸化マグネシウムスラリーに、凝集剤を添加した後、水酸化マグネシウムを濾過して、濾液として塩化マグネシウム溶液を得るか、又は凝集剤を添加し、水酸化マグネシウムを凝集沈殿させ、上澄液として塩化マグネシウム水溶液を得る工程である。
　凝集剤としては、アクリルアミド・アクリル酸ナトリウム共重合物、アクリルアミド・アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸ナトリウム共重合物、ポリアクリルアミド、アルキルアミノメタクリレート第４級アンモニウム塩重合物、アルキルアミノアクリレート第４級アンモニウム塩・アクリルアミド共重合物、ポリアミジン塩酸塩等を主成分とした凝集剤を適宜選択し用いることができ、アクリルアミド・アクリル酸ナトリウム共重合物が好ましい。凝集剤の添加量は、粗水酸化マグネシウムスラリー中の乾燥水酸化マグネシウム量に対して、１００～１０００質量ｐｐｍとすることができる。
　このようにして得られた塩化マグネシウム水溶液の濃度を調整し、濃度０．１～１０．０ｍｏｌ／Ｌの塩化マグネシウム水溶液とすることができる。
　工程（Ｂ）は、塩化マグネシウム水溶液を、１～１８Ｎのアルカリ水溶液と、反応率１０１～２１０ｍｏｌ％で反応させて、水酸化マグネシウムスラリーを得る工程である。反応率が１０１ｍｏｌ％未満であると、水酸化マグネシウムスラリーの水熱処理中に結晶が成長しすぎ、粒子径が大きくなりすぎる。また、反応率が２１０ｍｏｌ％より高くなると、オートクレーブ容器から特定元素（Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＭｎ）が溶出し不純物が混入しやすくなる。反応率は、好ましくは１０３～２００ｍｏｌ％であり、より好ましくは１０５～１８０％である。
　アルカリ水溶液は、濃度１～１８ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液が好ましい。水酸化ナトリウム水溶液の濃度が１ｍｏｌ／Ｌ未満であると、生産効率が悪くなる。また、濃度が１８ｍｏｌ／Ｌより高くなると、水酸化マグネシウムスラリーの粘度が高くなり、ハンドリングが悪くなる。水酸化ナトリウム水溶液の濃度は、好ましくは４～１６ｍｏｌ／Ｌである。
　工程（Ｃ）は、水酸化マグネシウムスラリーを、撹拌しながら、１０１～２００℃の温度で保持して、水熱処理された水酸化マグネシウムスラリーを得る工程である。
　水熱処理は、水酸化マグネシウムスラリーを、例えば、オートクレーブを用いて、１０１℃～２００℃で、攪拌しながら保持することにより行うことができる。水熱処理温度が１０１℃より低いと結晶が成長せず、凝集粒子が生成して分散が悪くなる。また水熱処理温度が２００℃より高いと結晶が成長しすぎ、粒子径が大きくなりすぎる傾向がある。水熱処理温度は好ましくは１０５℃～１５０℃である。水熱処理時間は、０．５～３時間とすることができる。水熱処理時間がこの範囲であると、結晶成長及び粒子径を適切な範囲に制御することができる。水熱処理時間は好ましくは１～２時間である。
　均一な粒子径を有する、安定した微粒子を得るために、必要であれば、水熱処理に付す水酸化マグネシウムスラリーの濃度を、純水を投入して、３０ｇ／Ｌ～１５０ｇ／Ｌに調節してもよい。
　工程（Ｄ）は、水熱された水酸化マグネシウムスラリーを濾過、水洗及び乾燥させて、水酸化マグネシウム微粒子を得る工程である。
　工程（Ｄ）は、例えば、
　水熱処理された水酸化マグネシウムスラリーを濾過、水洗して、第一の水酸化マグネシウムケーキを得る工程（Ｄ－１）；
　第一の水酸化マグネシウムケーキに、乾燥水酸化マグネシウム質量基準量に対して５～１００倍の純水を加え、攪拌した後、濾過、水洗して、第二の水酸化マグネシウムケーキを得る工程（Ｄ－２）；
　第一の水酸化マグネシウムケーキの代わりに、第二の水酸化マグネシウムケーキに対して、工程（Ｄ－２）を１～２０回繰り返し、高純度水酸化マグネシウムケーキを得る工程（Ｄ－３）；及び
　高純度水酸化マグネシウムケーキを乾燥させて、水酸化マグネシウム微粒子を得る工程（Ｄ－４）；
を含むことができる。
　工程（Ｄ－１）は、水熱処理された水酸化マグネシウムスラリーを濾過し、水洗することにより、第一の水酸化マグネシウムケーキを得る工程である。水洗は、乾燥水酸化マグネシウムに対して、質量基準で５～１００倍、好ましくは２０～５０倍の純水を濾過の後に投入することにより行うことができる。
　工程（Ｄ－２）は、第一の水酸化マグネシウムケーキに、乾燥水酸化マグネシウム質量基準量に対して５～１００倍の純水を加え、攪拌した後、濾過、水洗して、第二の水酸化マグネシウムケーキを得る工程であり、リパルプ洗浄の工程である。この工程では、例えば、第一の水酸化マグネシウムケーキの乾燥水酸化マグネシウム対して、質量基準で５～１００倍の純水を投入し、第二の水酸化マグネシウムスラリーを得て、この第二の水酸化マグネシウムスラリーを、攪拌した後、濾過、水洗して、第二の水酸化マグネシウムケーキを得ることができる。攪拌は、例えば、１０～５０℃で、１００～８００ｒｐｍの回転速度で０．５～５時間で行うことができる。攪拌終了後、濾過は、濾紙等を用いて行うことができ、水洗は、乾燥水酸化マグネシウムに対して、質量基準で５～１００倍の純水を投入することにより行うことができる。
　工程（Ｄ－３）は、第一の水酸化マグネシウムケーキの代わりに、第二の水酸化マグネシウムケーキに対して、工程（Ｄ－２）のリパルプ洗浄を１回として、これを１～２０回繰り返し、高純度水酸化マグネシウムケーキを得る工程である。
　工程（Ｄ－４）は、高純度水酸化マグネシウムケーキを乾燥させて、水酸化マグネシウム微粒子を得る工程である。
　このようにして、本発明の水酸化マグネシウム粒子を得ることができる。
　本発明の酸化マグネシウム微粒子は、本発明の水酸化マグネシウム微粒子を、大気雰囲気中で、５００～１２００℃で焼成する工程（Ｅ）に付すことにより得ることができる。
　この工程では、例えば、水酸化マグネシウム微粒子を、大気雰囲気中で、昇温速度１～２０℃／分（好ましくは３～１０℃／分、より好ましくは６℃／分）で５００℃～１２００℃、好ましくは６００～８００℃まで昇温し、昇温後、５００℃～１２００℃、好ましくは６００～８００℃で０．１～５時間焼成することにより、本発明の酸化マグネシウム微粒子を得ることができる。また、工程（Ｄ－３）で得られた高純度水酸化マグネシウムケーキを乾燥させて、軽くほぐした後に、上記の焼成処理に付してもよい。
　このようにして、高純度であり、粒子径が小さく、かつ均一である水酸化マグネシウム微粒子及び酸化マグネシウム微粒子を容易に調製することができる。
　本発明の水酸化マグネシウム微粒子及び酸化マグネシウム微粒子は、様々な分野で有用性が高い。例えば、水酸化マグネシウム微粒子の用途としては、添加剤としては、インクジェット用紙のインク定着剤等、樹脂フィラーとしては、二次電池用のセパレータ耐熱層の原料、難燃剤、フィルムシートの改質剤（耐熱性、屈曲性向上）等、高機能性材料としては、燃料電池用セラミックの原料、蛍光体原料、超伝導薄膜下地用の原料、トンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ素子）用のトンネル障壁原料等、触媒としては、排水処理、及び排ガス処理等が挙げられる。また、酸化マグネシウム微粒子の用途としては、高機能性材料、及び触媒等が挙げられる。また、酸化マグネシウム微粒子は、その活性の高さを活かして　耐火物としては、セラミック焼結助剤等、添加剤としては、インクジェット用紙のインク定着剤等、樹脂フィラーとしては、二次電池用のセパレータ耐熱層の原料、フィルムシートの改質剤（耐熱性、屈曲性向上）等、高機能性材料としては、ＬＥＤ封止樹脂の屈折率調整剤、光拡散剤、燃料電池用セラミックの原料、蛍光体原料、超伝導薄膜下地用の原料、トンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ素子）用のトンネル障壁原料等、電磁鋼板材料としては、電磁鋼板用絶縁材の原料、圧粉鉄心用絶縁被膜材等、触媒としては、排水処理、及び排ガス処理等用に好適である。
　以下、本発明について、実施例によってさらに詳細に説明する。ただし、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。
　得られた水酸化マグネシウム微粒子及び酸化マグネシウム微粒子の粒子径、比表面積、純度及び活性度は、以下の方法によって測定した。
（１）レーザ回折散乱式粒度分布測定
　レーザ回折散乱式粒度分布測定装置（商品名：ＭＴ３３００、日機装社製）を使用して、体積基準の累積１０％粒子径（Ｄ１０）、体積基準の累積５０％粒子径（Ｄ５０）及び体積基準の累積９０％粒子径（Ｄ９０）を測定した。体積基準の平均粒子径（Ｄｖ）及び個数基準の平均粒子径（Ｄｎ）も同様に上記装置で測定した。
（２）ＢＥＴ比表面積測定法
　比表面積測定装置（商品名：Ｍａｃｓｏｒｂ１２１０、マウンテック社製）を使用して、ガス吸着法のＢＥＴ法により比表面積を測定した。
（３）水酸化マグネシウム及び酸化マグネシウム不純物元素の質量測定法
　測定対象となる不純物元素（Ａｇ、Ａｌ、Ｂ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｂ、Ｓ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｔｌ、Ｖ、Ｚｎ、Ｔｉ及びＺｒ）は、ＩＣＰ発光分析装置（商品名：ＳＰＳ－５１００、セイコーインスツルメンツ製）を使用して、試料を酸に溶解した後、質量を測定した。
　Ｃｌ量は、分光光度計（商品名：ＵＶ－２５５０、島津製作所製）を使用して、試料を酸に溶解した後、質量を測定した。
（４）純度測定法
　水酸化マグネシウム及び酸化マグネシウム微粒子の純度は、１００質量％から上記の「水酸化マグネシウム及び酸化マグネシウム不純物量測定法」で測定した不純物元素の質量の合計を差し引いた値として算出した。
（５）クエン酸活性度（４０％）の測定方法
　０．４Ｎクエン酸水溶液１００ｍｌが酸化マグネシウムの中和量の４０％に相当するように、酸化マグネシウム微粒子２．０２ｇを秤量し、３０．０℃で、当該クエン酸水溶液を攪拌している中に当該酸化マグネシウム微粒子を加え、クエン酸の全てが酸化マグネシウムと反応するまでの時間、すなわち、ｐＨ７を越えるまでの時間を測定した。
〔実施例１〕
　粗塩化マグネシウム水溶液として、純度９０質量％以上、濃度３．５ｍｏｌ／Ｌのものを用意した。この塩化マグネシウム水溶液に純水（イオン交換樹脂に通して電気伝導率を０．１μＳ／ｃｍ以下まで精製した水）を添加することにより濃度を調整し、濃度２．０ｍｏｌ／Ｌの粗塩化マグネシウム水溶液とした。
　次に、濃度２．０ｍｏｌ／Ｌの粗塩化マグネシウム水溶液に対して、反応率２０ｍｏｌ％となるように、濃度１７．８４ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を添加して反応させ、さらに、凝集剤としてアクリルアミド・アクリル酸ソーダ共重合物を、生成水酸化マグネシウムに対して５００質量ｐｐｍ添加し、水酸化マグネシウムを凝集沈殿させ、上澄液を取り出すことにより、塩化マグネシウム水溶液を得た。
　得られた塩化マグネシウム水溶液の濃度を調整し、濃度２．０ｍｏｌ／Ｌの塩化マグネシウム水溶液とした。この塩化マグネシウム水溶液を、反応率２００ｍｏｌ％となるように濃度１７．８４ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液と反応させて、濃度１００ｇ／Ｌの水酸化マグネシウムスラリーを調製した。
　得られた水酸化マグネシウムスラリーを、オートクレーブを用いて１５０℃で１時間攪拌しながら保持し、水熱処理（加熱攪拌処理）を行った。水熱処理された第一の水酸化マグネシウムスラリーを濾過し、水洗することにより、第一の水酸化マグネシウムケーキを得た。水洗は、乾燥水酸化マグネシウムに対して、質量基準で４０倍の純水を濾過の後に投入することにより行った。
　次に、得られた第一の水酸化マグネシウムケーキに対して、リパルプ洗浄を行った。リパルプ洗浄では、まず、第一の水酸化マグネシウムケーキの乾燥水酸化マグネシウムに対して、質量基準で４０倍の純水を投入し、第二の水酸化マグネシウムスラリーを得た。次に、この第二の水酸化マグネシウムスラリーを、常温で攪拌装置を用いて、５００ｒｐｍの回転速度で１時間攪拌し、さらに攪拌終了後の第二の水酸化マグネシウムスラリーを、濾紙を用いて濾過し、乾燥水酸化マグネシウムに対して、質量基準で２０倍の純水を濾過の後投入し、水洗することにより、第二の水酸化マグネシウムケーキを得た。上述のリパルプ洗浄を１回として、リパルプ洗浄をさらに１０回繰り返すことにより、高純度水酸化マグネシウムケーキを得た。高純度水酸化マグネシウムケーキを乾燥して、高純度水酸化マグネシウム微粒子を得た。
〔実施例２〕
　塩化マグネシウム水溶液と水酸化ナトリウム水溶液との反応における反応率を１２０ｍｏｌ％とし、水熱処理時間を０．５時間とした以外は、実施例１と同様に行なった。
〔実施例３〕
　塩化マグネシウム水溶液と水酸化ナトリウム水溶液との反応における反応率を１０５ｍｏｌ％とし、水熱処理時間を３時間とした以外は、実施例１と同様に行なった。
〔実施例４〕
　水熱処理温度を１３０℃にし、水酸化ナトリウム水溶液を純水で８．９２ｍｏｌ／Ｌに希釈した以外は、実施例１と同様に行った。
〔実施例５〕
　水熱処理温度を１０５℃にし、水熱処理に付す水酸化マグネシウムスラリーを、１３０ｇ／Ｌとした以外は実施例１と同様に行なった。
〔実施例６〕
　水酸化ナトリウム水溶液を純水で４．９６ｍｏｌ／Ｌに希釈した以外は実施例１と同様に行なった。
〔実施例７〕
　水熱処理に付す水酸化マグネシウムスラリーを純水で希釈し、５０ｇ／Ｌとした以外は実施例１と同様に行なった。
〔比較例１〕
　塩化マグネシウム水溶液と水酸化ナトリウム水溶液との反応における反応率を２５０ｍｏｌ％とした以外は、実施例１と同様に行なった。
〔比較例２〕
　塩化マグネシウム水溶液と水酸化ナトリウム水溶液との反応における反応率を９０ｍｏｌ％とした以外は、実施例１と同様に行なった。
〔比較例３〕
　塩化マグネシウム水溶液と水酸化ナトリウム水溶液との反応における反応率を１０５ｍｏｌ％とし、水熱処理を行わなかった以外は、実施例１と同様に行なった。
〔比較例４〕
　水酸化ナトリウム水溶液を純水で２１ｍｏｌ／Ｌにした以外は実施例１と同様に行なった。
〔実施例８〕
　実施例１で作成した水酸化マグネシウム微粒子を、大気雰囲気中で、１０００℃で１時間焼成することにより、酸化マグネシウム微粒子を得た。
〔実施例９〕
　実施例３で作成した水酸化マグネシウム微粒子を、大気雰囲気中で、６００℃で１時間焼成することにより、酸化マグネシウム微粒子を得た。
〔比較例５〕
　実施例１で作成した水酸化マグネシウム微粒子を、大気雰囲気中で、１４００℃で１時間焼成することにより、酸化マグネシウム微粒子を得た。
　以上の実施例及び比較例によって得られた水酸化マグネシウム微粒子に関する測定結果を表１に示し、酸化マグネシウム微粒子に関する測定結果を表２に示す。
　実施例の水酸化マグネシウム微粒子及び酸化マグネシウム微粒子は、いずれも純度９９．９質量％以上であり、粒子径が小さく、かつ均一であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　本発明の水酸化マグネシウム微粒子及び酸化マグネシウム微粒子は、高純度であり、粒子径が小さく、かつ均一であり、分散性が良いため（粒度分布がシャープなことより）様々な分野で有用性が高い。また、本発明の製造方法によれば、上記のような微粒子を容易に調製することができ、利便性が高い。例えば、水酸化マグネシウム微粒子の用途としては、添加剤、樹脂フィラー、高機能性材料、及び触媒等が挙げられる。
　具体的には、添加剤としては、インクジェット用紙のインク定着剤等；樹脂フィラーとしては、二次電池用のセパレータ耐熱層の原料、難燃剤、フィルムシートの改質剤（耐熱性、屈曲性向上）等；高機能性材料としては、燃料電池用セラミックの原料、蛍光体原料、超伝導薄膜下地用の原料、トンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ素子）用のトンネル障壁原料等；触媒としては、排水処理、及び排ガス処理等の用途に用いることができる。
　また、酸化マグネシウム微粒子の用途としては、耐火物、添加剤、樹脂フィラー、高機能性材料、電磁鋼板材料及び触媒等が挙げられる。
　具体的には、耐火物としては、セラミック焼結助剤等；添加剤としては、インクジェット用紙のインク定着剤等；樹脂フィラーとしては、二次電池用のセパレータ耐熱層の原料、フィルムシートの改質剤（耐熱性、屈曲性向上）等；高機能性材料としては、ＬＥＤ封止樹脂の屈折率調整剤、光拡散剤、燃料電池用セラミックの原料、蛍光体原料、超伝導薄膜下地用の原料、トンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ素子）用のトンネル障壁原料等；電磁鋼板材料としては、電磁鋼板用絶縁材の原料、圧粉鉄心用絶縁被膜材等；触媒としては、排水処理、及び排ガス処理等の用途に用いることができる。

Claims (15)

  1. 　ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇ以上、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積基準の累積５０％粒子径（Ｄ５０）が０．１～０．５μｍ、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積基準の累積１０％粒子径（Ｄ１０）と体積基準の累積９０％粒子径（Ｄ９０）との比Ｄ９０／Ｄ１０が１０以下である、純度９９．５質量％以上の水酸化マグネシウム微粒子。
  2. 　純度が、９９．９質量％以上である、請求項１記載の水酸化マグネシウム微粒子。
  3. 　Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＭｎの合計含有量が５００質量ｐｐｍ以下である、請求項１又は２記載の水酸化マグネシウム微粒子。
  4. 　塩素含有量が５００質量ｐｐｍ以下である、請求項１～３のいずれか１項記載の水酸化マグネシウム微粒子。
  5. 　体積基準の平均粒子径（Ｄｖ）と個数基準の平均粒子径（Ｄｎ）との比Ｄｖ／Ｄｎが１～１０である、請求項１～４のいずれか１項記載の水酸化マグネシウム微粒子。
  6. 　ＢＥＴ比表面積が５ｍ２／ｇ以上、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積基準の累積５０％粒子径（Ｄ５０）が０．１～０．５μｍ、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積基準の累積１０％粒子径（Ｄ１０）と体積基準の累積９０％粒子径（Ｄ９０）との比Ｄ９０／Ｄ１０が１０以下である、純度９９．５質量％以上の酸化マグネシウム微粒子。
  7. 　純度が、９９．９質量％以上である、請求項６記載の酸化マグネシウム微粒子。
  8. 　Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ及びＭｎの合計含有量が５００質量ｐｐｍ以下である、請求項６又は７記載の酸化マグネシウム微粒子。
  9. 　塩素含有量が、５００質量ｐｐｍ以下である、請求項６～８のいずれか１項記載の酸化マグネシウム微粒子。
  10. 　クエン酸活性度（４０％）が、２０～２０００秒である、請求項６～９のいずれか１項記載の酸化マグネシウム微粒子。
  11. 　体積基準の平均粒子径（Ｄｖ）と個数基準の平均粒子径（Ｄｎ）との比Ｄｖ／Ｄｎが１～１０である、請求項６～１０のいずれか１項記載の酸化マグネシウム微粒子。
  12. 　塩化マグネシウム水溶液を用意する工程（Ａ）
    　塩化マグネシウム水溶液を、１～１８Ｎのアルカリ水溶液と、反応率１０１～２１０ｍｏｌ％で反応させて、水酸化マグネシウムスラリーを得る工程（Ｂ）；
    水酸化マグネシウムスラリーを、撹拌しながら、１０１～２００℃の温度で保持して、水熱処理された水酸化マグネシウムスラリーを得る工程（Ｃ）；並びに
    　水熱処理された水酸化マグネシウムスラリーを濾過、水洗及び乾燥させて、水酸化マグネシウム微粒子を得る工程（Ｄ）
    を含む、水酸化マグネシウム微粒子の製造方法。
  13. 　工程（Ｄ）が、
    　水熱処理された水酸化マグネシウムスラリーを濾過、水洗して、第一の水酸化マグネシウムケーキを得る工程（Ｄ－１）；
    　第一の水酸化マグネシウムケーキに、乾燥水酸化マグネシウム質量基準量に対して５～１００倍の純水を加え、攪拌した後、濾過、水洗して、第二の水酸化マグネシウムケーキを得る工程（Ｄ－２）；
    　第一の水酸化マグネシウムケーキの代わりに、第二の水酸化マグネシウムケーキに対して、工程（Ｄ－２）を１～２０回繰り返し、高純度水酸化マグネシウムケーキを得る工程（Ｄ－３）；及び
    　高純度水酸化マグネシウムケーキを乾燥させて、水酸化マグネシウム微粒子を得る工程（Ｄ－４）；
    を含む、請求項１２記載の水酸化マグネシウム微粒子の製造方法。
  14. 　工程（Ａ）が、
    　粗塩化マグネシウム水溶液を用意する工程（Ａ－１）；
    　粗塩化マグネシウムを、１～１８Ｎのアルカリ水溶液と、反応率が１～３０ｍｏｌ％で反応させて、粗水酸化マグネシウムスラリーを得る工程（Ａ－２）；及び
    　粗水酸化マグネシウムスラリーに、凝集剤を添加した後、水酸化マグネシウムを濾過して、濾液として塩化マグネシウム溶液を得るか、又は凝集剤を添加し、水酸化マグネシウムを凝集沈殿させ、上澄液として塩化マグネシウム水溶液を得る工程（Ａ－３）
    を含む、請求項１２又は１３記載の水酸化マグネシウム微粒子の製造方法。
  15. 　請求項１～５のいずれか１項記載の水酸化マグネシウム微粒子又は請求項１２～１４のいずれか１項記載の方法で得られた水酸化マグネシウム微粒子を、大気雰囲気中で、５００～１５００℃で焼成する工程（Ｅ）を含む、酸化マグネシウム微粒子の製造方法。
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