WO2013039055A1 - 高い比表面積を有する球状の水酸化マグネシウム粒子、及び球状の酸化マグネシウム粒子、並びにそれらの製造方法 - Google Patents

高い比表面積を有する球状の水酸化マグネシウム粒子、及び球状の酸化マグネシウム粒子、並びにそれらの製造方法 Download PDF

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黒田　明
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タテホ化学工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to spherical magnesium hydroxide particles having a high specific surface area, spherical magnesium oxide particles, and methods for producing them.
  • Magnesium hydroxide particles and magnesium oxide particles are used in various fields. Applications of magnesium hydroxide particles include inkjet paper coating agents, flame retardants, heat storage materials, catalysts and electronic materials. Magnesium oxide particles applications include optical materials, ink jet paper coating agents, catalysts and electronics. Materials and the like.
  • magnesium hydroxide particles are used for inkjet paper coating agents, flame retardants, heat storage materials, catalysts, and electronic materials, the following are desired.
  • the aggregate structure has a positive charge that is easily adsorbed to the pigment ink having a high affinity with many OH groups and many negative charges in the dye ink, and the dye can easily penetrate between particles.
  • magnesium hydroxide particles having In addition, in the flame retardant, the heat storage material, and the catalyst, magnesium hydroxide particles having an aggregate structure exhibiting excellent dispersibility and high reactivity are demanded. Further, in electronic materials, small magnesium hydroxide particles having excellent dispersibility are required.
  • magnesium oxide particles When magnesium oxide particles are used in applications such as optical materials, inkjet paper coating agents, catalysts, and electronic materials, the following are desired.
  • optical materials magnesium oxide particles having an aggregate structure that is excellent in dispersibility and easily diffuses light are required.
  • catalyst magnesium oxide particles having an aggregate structure which has excellent dispersibility and high reactivity are demanded.
  • electronic material small magnesium oxide particles having excellent dispersibility are required.
  • Patent Document 1 discloses that the ion concentration ratio of sulfate ion [(SO 4 ) 2 ⁇ ] / magnesium ion [(Mg) 2+ ] is in the range of 0.3 to 2.0.
  • Spherical magnesium hydroxide particles having a structure in which leaflets in different directions are joined and / or crossed are described.
  • the method described in Patent Document 1 cannot stably form spherical magnesium hydroxide, and plate-like and columnar magnesium hydroxide are mixed, and such magnesium hydroxide particles are dispersed in a resin or the like.
  • the specific surface area is low and the reactivity is low.
  • An object of the present invention is to provide spherical magnesium hydroxide particles and magnesium oxide particles having a high specific surface area, and methods for producing them.
  • the present inventors have added divalent and trivalent metal element chlorides, divalent and trivalent metals to a dispersion containing one or more compounds selected from the group consisting of Zn, Zr, Hf, and Ti.
  • a reaction liquid obtained by adding one or more compounds selected from the group consisting of nitrates of valent metal elements (excluding Zn, Zr, Hf, and Ti compounds), and further adding an organic acid; Mixing with magnesium oxide particles that partially hydrate the surface of magnesium oxide particles with a constant temperature humidifier, etc., and hydrating under high shear, it has excellent dispersibility, high reactivity, high
  • spherical magnesium hydroxide particles having a specific surface area can be obtained.
  • the present inventors have also found that spherical magnesium oxide particles having a high specific surface area can be obtained by firing the magnesium hydroxide particles of the present invention at 500 ° C. to 1400 ° C. in an air atmosphere.
  • the present invention has a spherical shape in which scaly primary particles are aggregated, and the 50% particle diameter (D 50 ) of volume accumulation by laser diffraction scattering type particle size distribution measurement is 1.0 to 5.0 ⁇ m.
  • the present invention relates to magnesium hydroxide particles having a surface area of 10 m 2 / g or more.
  • the present invention further includes a metal element selected from the group consisting of Zn, Zr, Hf, and Ti, in an amount of 0.01 to 4.0% by mass in terms of oxide, from the group consisting of divalent and trivalent metals.
  • the present invention relates to the magnesium hydroxide particles described above containing 0.01 to 5.0% by mass of a selected metal element (excluding Zn, Zr, Hf, and Ti) in terms of metal element.
  • the present invention has a spherical shape in which scaly primary particles are aggregated, a volume cumulative 50% particle diameter (D 50 ) measured by laser diffraction scattering type particle size distribution measurement is 1.0 to 5.0 ⁇ m, and a specific surface area is It is related with the magnesium oxide particle which is 10 m ⁇ 2 > / g or more.
  • the present invention further includes a metal element selected from the group consisting of Zn, Zr, Hf, and Ti, in an amount of 0.01 to 4.0% by mass in terms of oxide, from the group consisting of divalent and trivalent metals.
  • the present invention relates to the magnesium oxide particles described above containing 0.01 to 5.0% by mass of a selected additional metal element (excluding Zn, Zr, Hf, and Ti) in terms of metal element.
  • the present invention is a method for producing magnesium hydroxide particles, (A) In a dispersion containing one or more compounds selected from the group consisting of Zn, Zr, Hf, and Ti, divalent and trivalent metal element chlorides, and divalent and trivalent metals Adding one or more compounds selected from the group consisting of elemental nitrates (excluding Zn, Zr, Hf, and Ti compounds), and further adding an organic acid to obtain a reaction solution; (B) The reaction liquid in step (a) and the volume cumulative 50% particle diameter (D 50 ) measured by laser diffraction / scattering particle size distribution measurement are 0.1 to 10 ⁇ m, and the specific surface area is 1.0 to 20.0 m.
  • a step of mixing partially hydrated magnesium oxide to obtain a mixed solution (where, One or more compounds selected from the group consisting of compounds of Zn, Zr, Hf, and Ti are 0.1 to 5.0% by mass in terms of oxides with respect to partially hydrated magnesium oxide, One or more compounds selected from the group consisting of divalent and trivalent metal element chlorides and nitrates of divalent and trivalent metal elements are partly hydrated with magnesium oxide in terms of metal elements. 0.1 to 5.0 mass%, The organic acid is 0.01 to 3.0 mol with respect to 100 g of partially hydrated magnesium oxide) (C) mixing the liquid mixture of step (b) at a temperature of 50 to 100 ° C.
  • the partially hydrated magnesium oxide in the step (b) has a volume cumulative 50% particle diameter (D 50 ) of 0.1 to 10 ⁇ m by laser diffraction scattering particle size distribution measurement, and a specific surface area of 1.
  • the method as described above which is obtained by placing magnesium oxide particles of 0 to 15.0 m 2 / g in a constant temperature and high humidity machine at a temperature of 40 to 95 ° C. and a humidity of 60 to 95% for 0.5 to 24 hours.
  • the present invention relates to the method as described above, wherein the concentration of partially hydrated magnesium oxide in the mixed solution of step (b) is 20 to 200 g / L.
  • the present invention is a method for producing magnesium oxide particles, the step of firing the magnesium hydroxide particles described above or the magnesium hydroxide particles obtained by the method described above at 500 to 1400 ° C. in an air atmosphere. The manufacturing method of a magnesium oxide particle containing this.
  • spherical magnesium hydroxide particles and magnesium oxide particles having a high specific surface area and methods for producing them are provided.
  • the magnesium hydroxide particles and magnesium oxide particles of the present invention have a high specific surface area, high dispersibility, and are useful in various fields.
  • a magnesium hydroxide particle and a magnesium oxide particle can be manufactured easily.
  • the magnesium hydroxide particles of the present invention have a spherical shape in which scaly primary particles are aggregated, and the 50% particle diameter (D 50 ) of volume accumulation by laser diffraction scattering type particle size distribution measurement is 1.0 to 5.0 ⁇ m.
  • the specific surface area is 10 m 2 / g or more.
  • the shape of the primary particles is scaly
  • the thickness of the scale (short axis) is, for example, 0.01 to 0.1 ⁇ m
  • the ratio of the maximum length of the scale to the thickness is, for example, 10 to 1000.
  • spherical particles in which primary particles are aggregated have uniform pores on the particle surface, the specific surface area is higher than hexagonal plate-shaped magnesium hydroxide particles obtained by a conventional manufacturing method.
  • the liquid and gas molecule adsorbability is high, and since the shape is spherical, the dispersibility to a resin or the like is high.
  • the scale-like magnesium hydroxide constituting the sphere is not too dense, and the ink adsorption is good. is there.
  • the magnesium hydroxide particles of the present invention have a D 50 of 1.0 to 5.0 ⁇ m and a specific surface area of 10 m 2 / g or more. Within such a range, the viscosity does not become too high when blended with a resin or the like, and the agglomeration of particles is suppressed, so that the dispersibility is good. Further, when the magnesium hydroxide particles having such a particle size are used as a paper coating agent, the particles do not protrude from the ink receiving layer, and the ink fixing and absorbing properties are good. Furthermore, since the particle diameter is not too large, it is useful for optical materials and electronic materials.
  • the D 50 of the magnesium hydroxide particles of the present invention is preferably 2.0 to 5.0 ⁇ m, more preferably 3.0 to 5.0 ⁇ m, and the specific surface area is preferably 10 to 120 m 2 / g. More preferably 20 to 100 m 2 / g. In the present invention, the specific surface area is determined by the BET method.
  • the magnesium hydroxide powder of the present invention preferably has a ratio D 90 / D 10 of a volume-based cumulative 10% particle diameter (D 10 ) and cumulative 90% particle diameter (D 90 ) by laser diffraction scattering particle size distribution measurement. Is 3 or less, more preferably in the range of 1-3. With such a ratio D 90 / D 10, narrow particle size distribution of the magnesium hydroxide powder, since aggregation of particles is small, it can be obtained more excellent dispersibility.
  • the magnesium hydroxide particles of the present invention may further contain a metal element of a compound used in the production process.
  • the magnesium hydroxide particles of the present invention contain 0.01 to 4.0% by mass of one or more metal elements selected from the group consisting of Zn, Zr, Hf and Ti in terms of oxides,
  • One or more additional metal elements selected from the group consisting of trivalent metal elements (excluding Zn, Zr, Hf, and Ti) are contained in an amount of 0.01 to 5.0% by mass in terms of metal elements. With these metal element contents, whiteness, ultraviolet absorption, refractive index, and the like are sufficient when magnesium hydroxide particles are used as the coating agent.
  • the content of one or more metal elements selected from the group consisting of Zn, Zr, Hf, and Ti, that is, Zn, Zr, Hf, Ti, or a mixture thereof is preferably 0.05 to 4.0% by mass, more preferably 0.05 to 3.0% by mass, and still more preferably 0.05 to 2.5% by mass.
  • one or more additional metal elements selected from the group consisting of divalent and trivalent metal elements are not particularly limited, and Ag, Examples include Al, B, Ba, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, In, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, Tl, and V, and Al and Fe are preferable.
  • the content of one or more additional metal elements selected from the group consisting of divalent and trivalent metal elements (excluding Zn, Zr, Hf, and Ti) is preferably 0.00 in terms of metal elements.
  • the content is from 05 to 5.0% by mass, more preferably from 0.1 to 5.0% by mass, and still more preferably from 0.3 to 4.0% by mass.
  • the magnesium oxide particles of the present invention have a spherical shape in which scaly primary particles are aggregated, and the 50% particle diameter (D 50 ) of volume accumulation by laser diffraction scattering type particle size distribution measurement is 1.0 to 5.0 ⁇ m.
  • the specific surface area is 10 m 2 / g or more.
  • Such magnesium oxide particles have excellent dispersibility in a resin or the like. Specifically, when the magnesium oxide particles having such a particle diameter and specific surface area are used as a coating agent for paper, the particles do not protrude from the ink receiving layer, and the ink fixing property and absorbability are good.
  • the D 50 of the magnesium oxide particles of the present invention is preferably 2.0 to 5.0 ⁇ m, more preferably 3.0 to 5.0 ⁇ m, and the specific surface area is preferably 10 to 120 m 2 / g. More preferably, it is 20 to 100 m 2 / g.
  • the magnesium oxide powder of the present invention preferably has a ratio D 90 / D 10 of a volume-based cumulative 10% particle diameter (D 10 ) and cumulative 90% particle diameter (D 90 ) by laser diffraction scattering particle size distribution measurement. 3 or less, more preferably in the range of 1 to 3. With such a ratio D 90 / D 10, narrow particle size distribution of the magnesium oxide powder, since aggregation of particles is small, it is possible to obtain more excellent dispersibility.
  • the magnesium oxide particles of the present invention may further contain a metal element of a compound used in the production process.
  • the magnesium oxide particles of the present invention contain 0.01 to 4.0% by mass of one or more metal elements selected from the group consisting of Zn, Zr, Hf, and Ti in terms of oxides, and are further divalent and 3
  • One or more additional metal elements selected from the group consisting of valent metal elements are contained in an amount of 0.01 to 5.0% by mass in terms of metal elements.
  • the content of one or more metal elements selected from the group consisting of Zn, Zr, Hf, and Ti, that is, Zn, Zr, Hf, Ti, or a mixture thereof is preferably 0.05 to
  • the content is 4.0% by mass, more preferably 0.2 to 4.0% by mass, and still more preferably 0.4 to 4.0% by mass.
  • One or more additional metal elements selected from the group consisting of divalent and trivalent metal elements are not particularly limited, and Ag, Al, B, Examples include Ba, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, In, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, Tl, and V, and Al and Fe are preferable.
  • the content of one or more additional metal elements selected from the group consisting of divalent and trivalent metal elements (excluding Zn, Zr, Hf, and Ti) is preferably 0.00 in terms of metal elements. It is 1 to 5.0% by mass, more preferably 0.3 to 4.0% by mass, and still more preferably 0.4 to 4.0% by mass.
  • the method for producing magnesium hydroxide particles of the present invention comprises: (A) In a dispersion containing one or more compounds selected from the group consisting of Zn, Zr, Hf, and Ti, divalent and trivalent metal element chlorides, and divalent and trivalent metals Adding one or more compounds selected from the group consisting of elemental nitrates (excluding Zn, Zr, Hf, and Ti compounds), and further adding an organic acid to obtain a reaction solution; (B) The reaction liquid in step (b) and the volume cumulative 50% particle diameter (D 50 ) average particle diameter measured by laser diffraction scattering type particle size distribution measurement is 0.1 to 10 ⁇ m, and the specific surface area is 1.0 to A step of mixing partially hydrated magnesium oxide having 20.0 m 2 / g and Ig-loss of 2.0 to 25.0% to obtain a mixed solution; (here, One or more compounds selected from the group consisting of compounds of Zn, Zr, Hf, and Ti are 0.1 to 5.0% by mass in terms of oxides with respect
  • the organic acid is 0.01 to 3.0 mol with respect to 100 g of partially hydrated magnesium oxide)
  • C a step of mixing the mixed liquid of step (b) using a stirrer having a peripheral speed of 7 to 20 m / s at a temperature of 50 to 100 ° C .;
  • D a step of stirring to obtain a magnesium hydroxide slurry at a temperature of 30 to 100 ° C .;
  • e a step of filtering, washing with water and drying the magnesium hydroxide slurry in step (d) to obtain magnesium hydroxide particles.
  • Step (a) is a step of obtaining a reaction solution for hydration reaction of magnesium oxide.
  • One or more compounds selected from the group consisting of Zn, Zr, Hf, and Ti compounds are magnesium hydroxide particles and magnesium oxide particles of the present invention to produce composite hydroxides and composite oxides. Added. Thereby, whiteness, ultraviolet absorption, refractive index and the like are improved, and the magnesium hydroxide and magnesium oxide particles of the present invention suitable for an optical material or a coating agent for inkjet paper can be obtained.
  • the compound of Zn, Zr, Hf, and Ti is not particularly limited as long as it is a compound having these metal elements, and is an oxide, hydroxide, hydride, halide (fluoride, chloride, bromide, and iodine). ), Phosphates, carbonates, nitrates, etc., zinc oxide, zinc hydroxide, zinc chloride, zinc nitrate, zirconium oxide, zirconium hydroxide, zirconium chloride, zirconium nitrate, hafnium oxide, hafnium hydroxide, Hafnium chloride, hafnium nitrate, titanium oxide, titanium hydroxide, titanium chloride, and titanium nitrate are preferred.
  • the compound of Zn, Zr, Hf, and Ti preferably has a purity of 99.0% or more, and more preferably 99.5% or more.
  • purity refers to impurity elements (Ag, Al, B, Ba, Bi, Cd, Cl, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, In, K, Zn, Zr, and Ti).
  • Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Si, Sr, Tl, V, Zn, Ti and Zr) are measured, and the total content is subtracted from 100% by mass. Value.
  • the element constituting the target Zn, Zr, Hf, and Ti compound itself corresponds to the impurity element in the Zn, Zr, Hf, and Ti compound
  • the element is included in the impurity element.
  • I can't.
  • Zn constituting ZnO is an impurity element in the compound of Zn, Zr, Hf, and Ti described above. Not included.
  • a measuring method of the content of these impurity elements a measuring method using an ICP emission analyzer can be mentioned.
  • the compound of Zn, Zr, Hf, and Ti preferably has a D 50 of 0.1 to 100 ⁇ m, and more preferably 0.5 to 50 ⁇ m.
  • Examples of the solvent in the dispersion liquid containing one or more compounds selected from the group consisting of Zn, Zr, Hf, and Ti include ion-exchanged water.
  • the dispersion used in step (a) can be obtained, for example, by adding one or more compounds selected from the group consisting of compounds of Zn, Zr, Hf, and Ti to ion exchange water.
  • Divalent and trivalent metal element chlorides and divalent and trivalent metal element nitrates are added to control the solubility and precipitation rate of the magnesium hydroxide particles of the present invention.
  • chlorides of divalent and trivalent metal elements and nitrates of divalent and trivalent metal elements aluminum chloride, iron chloride, aluminum nitrate, and iron nitrate are preferable.
  • the chlorides of divalent and trivalent metal elements and nitrates of divalent and trivalent metal elements preferably have a purity of 99.0% or more, and more preferably 99.5% or more.
  • the divalent and trivalent metal element chlorides and the divalent and trivalent metal element nitrates preferably have a D 50 of 0.1 to 100 ⁇ m, preferably 0.5 to 50 ⁇ m. More preferred.
  • the organic acid is added to suppress the solubility of the magnesium oxide particles as the raw material.
  • the organic acid include aliphatic or aromatic organic acids having a carboxyl group, and formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, and benzoic acid are preferable.
  • Step (b) is a step of mixing the reaction solution for the hydration reaction obtained in step (a) and partially hydrated magnesium oxide particles.
  • the partially hydrated magnesium oxide particles used in the step (b) are those in which the activity of the magnesium oxide particles is adjusted.
  • the partially hydrated magnesium oxide particles used in the step (b) have a volume cumulative 50% particle diameter (D 50 ) of 0.1 to 10 ⁇ m by laser diffraction scattering type particle size distribution measurement, and a specific surface area of 1.0.
  • D 50 volume cumulative 50% particle diameter
  • Step and D 50 is 0.1 ⁇ m less than some hydrated magnesium oxide particles used in (b), the hydration rate is too high, the coarse aggregate particles. Further, a D 50 of greater than 10 [mu] m, fully hydrated reaction particles containing magnesium oxide is left not proceed. D 50 is preferably 0.1 to 5.0 ⁇ m.
  • the specific surface area of the partially hydrated magnesium oxide particles used in the step (b) exceeds 20.0 m 2 / g, the hydration rate becomes too fast, resulting in coarse aggregated particles. If the specific surface area is less than 1.0 m 2 / g, the hydration reaction does not proceed sufficiently and particles containing magnesium oxide remain.
  • the specific surface area is preferably 2.0 to 18.0 m 2 / g, and more preferably 3.0 to 15.0 m 2 / g.
  • Ig-loss (loss on ignition) indicating the total of the moisture content of the partially hydrated magnesium oxide particles used in the step (b) and the moisture content in the hydrate structure is 2.0 to 25.0%. That is, Ig-loss indicates the degree of hydration in the partially hydrated magnesium oxide particles in the present invention. If Ig-loss exceeds 25.0%, the hydration reaction is suppressed, and magnesium oxide that cannot be fully hydrated remains, which is not preferable. In order to sufficiently advance the hydration reaction and obtain magnesium hydroxide having a higher specific surface area, the Ig-loss is preferably 2.0 to 20.0%, more preferably 3.0 to 18.0. % Is more preferred. In the present invention, Ig-loss is determined by measuring partially hydrated magnesium oxide particles after calcination at 1273 K for 3600 seconds.
  • the partially hydrated magnesium oxide prepared in the step (b) has a volume cumulative 50% particle diameter (D 50 ) of 0.1 to 10 ⁇ m by a laser diffraction scattering type particle size distribution measurement, and a specific surface area.
  • D 50 volume cumulative 50% particle diameter
  • Magnesium oxide particles of 1.0 to 15.0 m 2 / g can be obtained by placing in a constant temperature and high humidity machine at a temperature of 40 to 95 ° C. and a humidity of 60 to 95% for 0.5 to 24 hours.
  • the Ig-loss of the raw material magnesium oxide is 0.1 to 1.0%, and the Ig-loss can be increased by increasing the time in the constant temperature and high humidity machine.
  • the D 50 of magnesium oxide used as a raw material for the partially hydrated magnesium oxide prepared in the step (b) is preferably 0.1 to 5.0 ⁇ m.
  • the specific surface area of magnesium oxide used as a raw material for the partially hydrated magnesium oxide prepared in the step (b) is preferably 2.0 to 15.0 m 2 / g, more preferably 3.0 to 15.0 m. More preferably, it is 2 / g.
  • the amount of each component contained in the partially hydrated magnesium oxide and dispersion used in step (b) is as follows.
  • the amount of one or more compounds selected from the group consisting of compounds of Zn, Zr, Hf, and Ti is 0.1 to 5.0% by mass in terms of oxide with respect to partially hydrated magnesium oxide particles. is there.
  • the amount of the compound selected from the group consisting of Zn, Zr, Hf, and Ti is less than 0.1% by mass, when used as a coating agent, the whiteness, ultraviolet absorptivity and refractive index are not sufficient.
  • the particle shape is not a spherical particle in which the scaly primary particles are aggregated but a hexagonal plate-like particle.
  • the flaky primary particles as in the present invention are not agglomerated spherical particles. Hexagonal columnar particles.
  • the amount of one or more compounds selected from the group consisting of Zn, Zr, Hf, and Ti is preferably 0.4 to 4.0% by mass with respect to the partially hydrated magnesium oxide particles.
  • the amount of one or more compounds selected from the group consisting of chlorides of divalent and trivalent metal elements and nitrates of divalent and trivalent metal elements is the amount of metal relative to the partially hydrated magnesium oxide particles. It is 0.1 to 5.0% by mass in terms of element. When the addition amount is less than 0.1% by mass, the crystal precipitation rate becomes slow, resulting in monodispersed hexagonal columnar particles, and when the addition amount is more than 5.0% by mass, the crystal precipitation rate becomes too fast and coarse. Agglomerated particles.
  • the amount of one or more compounds selected from the group consisting of chlorides of divalent and trivalent metal elements and nitrates of divalent and trivalent metal elements is the amount of metal relative to the partially hydrated magnesium oxide particles. More preferably, it is 0.4 to 4.0% by mass in terms of element.
  • the amount of organic acid added is 0.01 to 3.0 mol with respect to 100 g of partially hydrated magnesium oxide particles. If the amount of organic acid added is less than 0.01 mol with respect to 100 g of partially hydrated magnesium oxide particles, the rate of crystal precipitation is slow, resulting in monodispersed hexagonal columnar particles, and if greater than 3.0 mol, The precipitation rate becomes too fast, resulting in coarse aggregated particles.
  • the amount of the organic acid added is preferably 0.01 to 2.0 mol with respect to 100 g of partially hydrated magnesium oxide.
  • the concentration of the partially hydrated magnesium oxide in the mixed solution is preferably 20 to 200 g / L, more preferably 50 to 180 g / L, and further preferably 50 to 150 g / L. is there. That is, the amount of partially hydrated magnesium oxide in the reaction solution obtained in step (a) is preferably adjusted to 20 to 200 g / L, more preferably 50 to 180 g / L, and still more preferably 50 to 150 g / L. . With such partially hydrated magnesium oxide concentration in the reaction solution, the hydration reaction proceeds sufficiently.
  • the temperature of the reaction solution is preferably 50 to 100 ° C., more preferably 50 to 95 ° C., and further preferably 70 to 90 ° C. At such a temperature, the hydration reaction proceeds sufficiently.
  • Step (c) is a step of mixing using a stirrer at a temperature of 50 to 100 ° C. and a peripheral speed of 7 to 20 m / s.
  • the number of rotations of stirring is adjusted to control the dispersion state during the reaction.
  • the peripheral speed is less than 7 m / s, spherical magnesium hydroxide in which scaly primary particles are aggregated cannot be obtained.
  • the peripheral speed is higher than 20 m / s, the magnesium hydroxide particles are sufficiently dispersed at the time of nucleation to form monodispersed hexagonal columnar magnesium hydroxide particles, and the spherical magnesium hydroxide particles as in the present invention are formed. I can't get it.
  • Examples of such an apparatus for stirring include homodispers (Primics Co., Ltd., TK homodispers).
  • the peripheral speed is preferably 8 to 18 m / s, more preferably 9 to 15 m / s.
  • the reaction temperature in the step (c) is preferably 55 to 95 ° C, more preferably 60 to 95 ° C.
  • the mixing time can be changed according to the degree of the hydration reaction, and can be, for example, 10 to 360 minutes, preferably 20 to 200 minutes.
  • Step (d) is a step of stirring to obtain a magnesium hydroxide slurry at a temperature of 30 to 100 ° C.
  • the temperature is preferably 50 to 95 ° C, more preferably 70 to 90 ° C.
  • the stirring speed is not particularly limited as long as the magnesium hydroxide slurry can be sufficiently stirred.
  • the stirring speed can be set to 100 to 500 rpm with a three-spring stirrer.
  • the stirring time is not particularly limited as long as the hydration reaction proceeds sufficiently and a desired magnesium hydroxide slurry can be obtained.
  • the stirring time can be 0.5 to 6 hours.
  • Step (e) is a step of obtaining magnesium hydroxide particles by filtering, washing and drying the magnesium hydroxide slurry of step (d). Thereby, the magnesium hydroxide particle of this invention is obtained.
  • the magnesium oxide particles of the present invention are obtained by subjecting the magnesium hydroxide particles of the present invention or the magnesium hydroxide particles obtained by the production method including the steps (a) to (e) of the present invention to 500 to 1400 in an air atmosphere. It is obtained by a method including a step of baking at 0 ° C. Preferably, it is obtained by a method including a step of baking at 600 to 1300 ° C.
  • the magnesium hydroxide particles of the present invention or the magnesium hydroxide particles obtained by the production method including the steps (a) to (e) of the present invention are heated in an air atmosphere at a heating rate of 1 to 20 ° C./min. The temperature is raised to 500 to 1400 ° C.
  • the magnesium oxide particles of the present invention can be obtained. If the firing temperature is less than 500 ° C., the amount of heat is insufficient and magnesium hydroxide remains. On the other hand, when the firing temperature exceeds 1400 ° C., magnesium oxide grows and does not become spherical magnesium oxide in which scaly primary particles are aggregated.
  • the method for producing magnesium hydroxide and magnesium oxide of the present invention can easily control the specific surface area by simply hydrating the raw material magnesium oxide with a constant temperature and high humidity machine, etc. Can be manufactured.
  • the magnesium hydroxide particles and magnesium oxide particles of the present invention are spherical, have a small average particle diameter, are uniform, have good dispersibility, and have a high specific surface area, so they are highly useful in various fields. Moreover, since the manufacturing method of this invention can prepare the above magnesium hydroxide and magnesium oxide particle
  • Magnesium hydroxide particles of the present invention include inkjet paper coating agents, flame retardants, heat storage materials, catalysts and electronic materials, etc. Magnesium oxide particles are used as optical materials, inkjet paper coating agents, catalysts and electronic materials. It can be used for applications such as materials.
  • Element mass measurement method The elements (Al, Fe, Zn, Zr, Hf, Ti) to be measured in the particles are measured using an ICP emission spectrometer (trade name: SPS-5100, manufactured by Seiko Instruments Inc.). Then, after the sample was dissolved in acid, the mass was measured. (3) BET specific surface area measuring method The specific surface area was measured by the gas adsorption method using the specific surface area measuring apparatus (trade name: Macsorb1210, manufactured by Mountec Co., Ltd.). (4) Ig-loss measurement method Using an electric furnace (manufactured by Marusho Denki Co., Ltd.), Ig-loss was measured at 1273K under conditions of 3600 seconds.
  • Example 1 Magnesium oxide having an average particle diameter (D 50 ) of 1.08 ⁇ m and a specific surface area of 10.94 m 2 / g is placed in a constant temperature and high humidity machine at a temperature of 80 ° C. and a humidity of 90% for 3 hours, and a part of the surface is placed. Hydration gave partially hydrated magnesium oxide with a specific surface area of 13.11 m 2 / g and Ig-loss of 9.08%. With respect to the partially hydrated magnesium oxide used in the reaction, 0.5% by mass of aluminum chloride. A reaction solution was prepared by adding 0.02 mol of propionic acid to 100 g of hydrate and partially hydrated magnesium oxide.
  • the temperature of the prepared reaction solution was raised to 60 ° C., and 100 g of magnesium oxide whose surface was partially hydrated was added to obtain a mixed solution. After adding magnesium oxide, the temperature of the reaction liquid was raised to 95 ° C., and the peripheral speed was adjusted to 9 m / s with a stirrer (TK homodisper manufactured by Primics) and reacted for 1 hour. Thereafter, a magnesium hydroxide slurry was prepared by stirring at 90 ° C. for 4 hours at a rotation speed at which the slurry could be sufficiently stirred. The produced magnesium hydroxide slurry was filtered, washed with water, and dried to obtain magnesium hydroxide particles of the present invention.
  • TK homodisper manufactured by Primics
  • Example 2 Magnesium oxide having an average particle diameter of 2.58 ⁇ m and a specific surface area of 3.59 m 2 / g is placed in a constant temperature and high humidity machine at a temperature of 60 ° C. and a humidity of 90% for 1 hour to partially hydrate the surface. The same procedure as in Example 1 was conducted except that the specific surface area was 4.23 m 2 / g and the Ig-loss was 4.72%.
  • Example 3 Magnesium oxide having an average particle size of 0.68 ⁇ m and a specific surface area of 12.68 m 2 / g is placed in a constant temperature and high humidity machine at a temperature of 60 ° C. and a humidity of 90% for 24 hours to partially hydrate the surface.
  • Example 2 The same procedure as in Example 1 was conducted except that the specific surface area was 16.72 m 2 / g and the Ig-loss was 16.97%.
  • Example 4 The same operation as in Example 1 was performed except that the amount of zinc oxide added was changed to 3.0% by mass.
  • Example 5 The same operation as in Example 1 was carried out except that the amount of zinc oxide added was 0.1% by mass.
  • Example 6 The same procedure as in Example 1 was performed except that propionic acid was changed to 0.02 mol of acetic acid.
  • Example 7 The same procedure as in Example 1 was performed except that propionic acid was changed to 0.02 mol of butyric acid.
  • Example 8 Magnesium hydroxide produced in Example 1 was baked at 800 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to obtain magnesium oxide particles.
  • Example 1 The same operation as in Example 1 was conducted except that the surface of magnesium oxide having an average particle diameter of 5.88 ⁇ m and a specific surface area of 1.34 m 2 / g was used without being partially hydrated. The Ig-loss of the raw material magnesium oxide was 0.44%.
  • Comparative Example 2 The surface of magnesium oxide having an average particle diameter of 0.76 ⁇ m and a specific surface area of 19.68 m 2 / g is placed in a constant temperature and high humidity machine at a temperature of 60 ° C. and a humidity of 90% for 1 hour to partially hydrate the surface. In the same manner as in Example 1, except that the specific surface area was 20.78 m 2 / g and the Ig-loss was 2.58%.
  • Example 3 Magnesium oxide having an average particle diameter of 1.86 ⁇ m and a specific surface area of 1.59 m 2 / g is placed in a constant temperature and high humidity machine with a temperature of 80 ° C. and a humidity of 90% for 30 hours, and the specific surface area is 3.8 m 2. / G and Ig-loss were the same as Example 1 except that 25.3%.
  • Example 4 Magnesium hydroxide produced in Example 1 was baked at 1,500 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to obtain magnesium oxide particles.

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Abstract

　高い比表面積を有する球状の水酸化マグネシウム粒子及び酸化マグネシウム粒子、並びにそれらの製造方法を提供すること。　鱗片状の一次粒子が凝集した球形状であり、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積累積の５０％粒子径（Ｄ５０）が１．０～５．０μｍであり、比表面積が１０ｍ２/ｇ以上である、水酸化マグネシウム粒子、及び酸化マグネシウム粒子。

Description

高い比表面積を有する球状の水酸化マグネシウム粒子、及び球状の酸化マグネシウム粒子、並びにそれらの製造方法
　本発明は、高い比表面積を有する球状の水酸化マグネシウム粒子、及び球状の酸化マグネシウム粒子、並びにそれらの製造方法に関する。
　水酸化マグネシウム粒子、及び酸化マグネシウム粒子は、様々な分野で使用されている。水酸化マグネシウム粒子の用途としては、インクジェット用紙のコーティング剤、難燃剤、蓄熱材料、触媒及び電子材料等が挙げられ、酸化マグネシウム粒子の用途としては、光学材料、インクジェット用紙のコーティング剤、触媒及び電子材料等が挙げられる。
　水酸化マグネシウム粒子をインクジェット用紙のコーティング剤、難燃剤、蓄熱材料、触媒及び電子材料用途に用いる場合には、以下のことが望まれている。コーティング剤においては、染料インクが有する多くのＯＨ基と親和性が高いＯＨ基及び多くのマイナス電荷を有する顔料インクに吸着しやすい正電荷を有し、かつ染料が粒子間に染み込みやすい凝集体構造をもつ水酸化マグネシウム粒子が求められている。また、難燃剤、蓄熱材料及び触媒においては、分散性に優れ、高い反応性を示す凝集体構造をもつ水酸化マグネシウム粒子が求められている。さらに、電子材料においては、分散性に優れる小さな水酸化マグネシウム粒子が求められている。
　酸化マグネシウム粒子を、光学材料、インクジェット用紙のコーティング剤、触媒及び電子材料等の用途に用いる場合には、以下のことが望まれている。光学材料においては、分散性に優れ、光を拡散しやすい凝集体構造をもつ酸化マグネシウム粒子が求められている。また、触媒においては、分散性に優れ、高い反応性を示す凝集体構造をもつ酸化マグネシウム粒子が求められている。さらに、電子材料においては、分散性に優れる小さな酸化マグネシウム粒子が求められている。
　特許文献１には、硫酸イオン〔（ＳＯ４）２－〕／マグネシウムイオン〔（Ｍｇ）２＋〕のイオン濃度比を、０．３～２．０の範囲にすることにより得られる、２以上の異方向のリーフレット状片が結合および／または交叉した構造を有する球状の水酸化マグネシウム粒子が記載されている。しかし、特許文献１に記載の方法では安定して球状の水酸化マグネシウムができず、板状、及び柱状の水酸化マグネシウムが混在してしまい、このような水酸化マグネシウム粒子は、樹脂等に対する分散性が十分ではなく、触媒等に使用した場合は比表面積が低く反応性が低いという問題があった。
特開２００３－２６１７９６号公報
　本発明は、高い比表面積を有する球状の水酸化マグネシウム粒子及び酸化マグネシウム粒子、並びにそれらの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物からなる群より選択される１以上の化合物を含む分散液に、２価及び３価の金属元素の塩化物、並びに２価及び３価の金属元素の硝酸塩からなる群より選択される１以上の化合物（ただし、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物は除く）を添加し、さらに有機酸を添加して得られる反応液と、恒温加湿機等で、酸化マグネシウム粒子の表面を部分的に水和させた酸化マグネシウム粒子とを混合して、高せん断下で水和反応させることにより、分散性に優れ、反応性の高い、高い比表面積を有する球状の水酸化マグネシウム粒子が得られることを見出した。また、本発明者らは、本発明の水酸化マグネシウム粒子を、大気雰囲気中で５００℃～１４００℃で焼成することで、高い比表面積を有する球状の酸化マグネシウム粒子が得られることを見出した。
　すなわち、本発明は、鱗片状の一次粒子が凝集した球形状であり、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積累積の５０％粒子径（Ｄ５０）が１．０～５．０μｍであり、比表面積が１０ｍ２/ｇ以上である、水酸化マグネシウム粒子に関する。
　本発明は、さらに、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉからなる群より選択される金属元素を酸化物換算で０．０１～４．０質量％含み、２価及び３価の金属からなる群より選択される更なる金属元素（ただし、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉは除く）を金属元素換算で０．０１～５．０質量％含む、前記に記載の水酸化マグネシウム粒子に関する。
　本発明は、鱗片状の一次粒子が凝集した球形状であり、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積累積の５０％粒子径（Ｄ５０）が１．０～５．０μｍであり、比表面積が１０ｍ２/ｇ以上である、酸化マグネシウム粒子に関する。
　本発明は、さらに、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉからなる群より選択される金属元素を酸化物換算で０．０１～４．０質量％含み、２価及び３価の金属からなる群より選択される更なる金属元素（ただし、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉは除く）を金属元素換算で０．０１～５．０質量％含む、前記に記載の酸化マグネシウム粒子に関する。
　本発明は、水酸化マグネシウム粒子の製造方法であって、
（ａ）Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物からなる群より選択される１以上の化合物を含む分散液に、２価及び３価の金属元素の塩化物、並びに２価及び３価の金属元素の硝酸塩からなる群より選択される１以上の化合物（ただし、Ｚｎ、Ｚｒ，Ｈｆ、及びＴｉの化合物は除く）を添加し、さらに、有機酸を添加して反応液を得る工程、
（ｂ）工程（ａ）の反応液、及びレーザ回折散乱式粒度分布測定による体積累積の５０％粒子径（Ｄ５０）が０．１～１０μｍであり、比表面積が１．０～２０．０ｍ２／ｇであり、Ｉｇ－ｌｏｓｓが２．０～２５．０％である、一部水和酸化マグネシウムを混合して、混合液を得る工程
（ここで、
　Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物からなる群より選択される１以上の化合物は、一部水和酸化マグネシウムに対して、酸化物換算で０．１～５．０質量％であり、
　２価及び３価の金属元素の塩化物、並びに２価及び３価の金属元素の硝酸塩からなる群より選択される１以上の化合物は、一部水和酸化マグネシウムに対して、金属元素換算で０．１～５．０質量％であり、
　有機酸は、一部水和酸化マグネシウム１００ｇに対し、０．０１～３．０ｍｏｌである）、
（ｃ）工程（ｂ）の混合液を５０～１００℃の温度で、周速が７～２０ｍ／ｓである撹拌機を用いて混合する工程、
（ｄ）３０～１００℃の温度で、撹拌して水酸化マグネシウムスラリーを得る工程、
及び
（ｅ）工程（ｄ）の水酸化マグネシウムスラリーをろ過、水洗、乾燥させて、水酸化マグネシウム粒子を得る工程
を含む、水酸化マグネシウム粒子の製造方法に関する。
　本発明は、工程（ｂ）の一部水和酸化マグネシウムが、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積累積の５０％粒子径（Ｄ５０）が０．１～１０μｍであり、比表面積が１．０～１５．０ｍ２／ｇである酸化マグネシウム粒子を、温度４０～９５℃、湿度６０～９５％の恒温高湿機内に、０．５～２４時間置くことにより得られる、前記に記載の方法に関する。
　本発明は、工程（ｂ）の混合液における、一部水和酸化マグネシウムの濃度が２０～２００ｇ／Ｌである、前記に記載の方法に関する。
　本発明は、酸化マグネシウム粒子の製造方法であって、前記に記載の水酸化マグネシウム粒子又は前記に記載の方法により得られる水酸化マグネシウム粒子を、大気雰囲気中で、５００～１４００℃で焼成する工程を含む、酸化マグネシウム粒子の製造方法に関する。
　本発明により、高い比表面積を有する球状の水酸化マグネシウム粒子及び酸化マグネシウム粒子、並びにそれらの製造方法が提供される。本発明の水酸化マグネシウム粒子及び酸化マグネシウム粒子は、高い比表面積を有し、高い分散性を有し、様々な分野に有用である。また、本発明の製造方法によれば、水酸化マグネシウム粒子及び酸化マグネシウム粒子を容易に製造することができる。
本発明の水酸化マグネシウム粒子の電子顕微鏡写真である。
　本発明の水酸化マグネシウム粒子は、鱗片状の一次粒子が凝集した球形状であり、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積累積の５０％粒子径（Ｄ５０）が１．０～５．０μｍであり、比表面積が１０ｍ２/ｇ以上である。本発明において、一次粒子の形状は鱗片状であり、鱗片の厚み（短軸）が、例えば０．０１～０．１μｍであり、厚みに対する鱗片の最大長さの比率（アスペクト比）が、例えば１０～１０００である。このような一次粒子が凝集した球形状の粒子は、均一な細孔が粒子表面に存在し、従来の製造方法により得られる六角板状の水酸化マグネシウム粒子に比べて、比表面積が高いことから液体及び気体分子の吸着性が高く、形状が球状であることから樹脂等に対する分散性が高い。また、このような一次粒子が凝集した球形状の粒子を用紙のコーティング剤として使用した場合、球状を構成している鱗片状の水酸化マグネシウムが密集しすぎないため、インクの吸着性が良好である。
　本発明の水酸化マグネシウム粒子は、Ｄ５０が１．０～５．０μｍであり、比表面積が１０ｍ２／ｇ以上である。このような範囲であれば、樹脂等への配合時に粘度が高くなりすぎず、また粒子の凝集が抑えられるため分散性が良好である。また、このような粒子径を有する水酸化マグネシウム粒子を用紙のコーティング剤として使用した場合には、粒子がインク受容層から突出せず、インクの定着性及び吸収性が良好である。さらに、粒子径が大きすぎないため光学材料及び電子材料に有用である。本発明の水酸化マグネシウム粒子のＤ５０は、好ましくは２．０～５．０μｍであり、より好ましくは３．０～５．０μｍであり、比表面積は、好ましくは１０～１２０ｍ２／ｇであり、より好ましくは２０～１００ｍ２／ｇである。本発明において、比表面積はＢＥＴ法により求められる。
　本発明の水酸化マグネシウム粉末は、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）と累積９０％粒子径（Ｄ９０）との比Ｄ９０／Ｄ１０が、好ましくは３以下、より好ましくは１～３の範囲である。このような比Ｄ９０／Ｄ１０であれば、水酸化マグネシウム粉末の粒度分布が狭く、粒子の凝集が少ないので、さらに優れた分散性が得られる。
　本発明の水酸化マグネシウム粒子は、その製造工程において用いられる化合物の金属元素をさらに含んでいてもよい。本発明の水酸化マグネシウム粒子は、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉからなる群より選択される１以上の金属元素を、酸化物換算で０．０１～４．０質量％含み、さらに２価及び３価の金属元素からなる群より選択される１以上の更なる金属元素（ただし、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉは除く）を、金属元素換算で０．０１～５．０質量％含む。これらの金属元素の含有量であれば、水酸化マグネシウム粒子をコーティング剤として使用した場合に、白色度、紫外線吸収性、及び屈折率等が十分である。Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉからなる群より選択される１以上の金属元素、つまりＺｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、又はそれらの混合物の含有量は、酸化物換算で、好ましくは０．０５～４．０質量％であり、より好ましくは０．０５～３．０質量％であり、さらに好ましくは０．０５～２．５質量％である。
　本発明において、２価及び３価の金属元素からなる群より選択される１以上の更なる金属元素（ただし、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉは除く）としては、特に限定されず、Ａｇ、Ａｌ、Ｂ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｔｌ、及びＶが挙げられ、Ａｌ及びＦｅが好ましい。２価及び３価の金属元素からなる群より選択される１以上の更なる金属元素（ただし、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉは除く）の含有量は、金属元素換算で、好ましくは０．０５～５．０質量％であり、より好ましくは０．１～５．０質量％であり、さらに好ましくは０．３～４．０質量％である。
　本発明の酸化マグネシウム粒子は、鱗片状の一次粒子が凝集した球形状であり、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積累積の５０％粒子径（Ｄ５０）が１．０～５．０μｍであり、比表面積が１０ｍ２/ｇ以上である。このような酸化マグネシウム粒子は、樹脂等への分散性が優れている。具体的には、このような粒子径及び比表面積を有する酸化マグネシウム粒子は、用紙のコーティング剤として使用した場合、粒子がインク受容層から突出せず、インクの定着性及び吸収性が良好である、また樹脂等への配合時に粘度が高くなりすぎず、粒子の凝集が抑えられるため分散性が良好である。さらに、粒子径が大きすぎないため光学材料及び電子材料に有用である。本発明の酸化マグネシウム粒子のＤ５０は、好ましくは２．０～５．０μｍであり、より好ましくは３．０～５．０μｍであり、比表面積は、好ましくは１０～１２０ｍ２/ｇであり、より好ましくは２０～１００ｍ２/ｇである。
　本発明の酸化マグネシウム粉末は、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）と累積９０％粒子径（Ｄ９０）との比Ｄ９０／Ｄ１０が、好ましくは３以下であり、より好ましくは１～３の範囲である。このような比Ｄ９０／Ｄ１０であれば、酸化マグネシウム粉末の粒度分布が狭く、粒子の凝集が少ないので、さらに優れた分散性を得ることができる。
　本発明の酸化マグネシウム粒子は、その製造工程において用いられる化合物の金属元素をさらに含んでいてもよい。本発明の酸化マグネシウム粒子は、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉからなる群より選択される１以上の金属元素を、酸化物換算で０．０１～４．０質量％含み、さらに２価及び３価の金属元素からなる群より選択される１以上の更なる金属元素（ただし、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉは除く）を、金属元素換算で０．０１～５．０質量％含む。これらのような金属元素の含有量であれば、酸化マグネシウム粒子をコーティング剤として使用した場合に、白色度、紫外線吸収性及び屈折率等が十分である。Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉからなる群より選択される１以上の金属元素、つまりＺｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、又はそれらの混合物の含有量は、酸化物換算で、好ましくは０．０５～４．０質量％であり、より好ましくは０．２～４．０質量％であり、さらに好ましくは０．４～４．０質量％である。
　２価及び３価の金属元素からなる群より選択される１以上の更なる金属元素（ただし、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉは除く）としては、特に限定されず、Ａｇ、Ａｌ、Ｂ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｔｌ、及びＶが挙げられ、Ａｌ及びＦｅが好ましい。２価及び３価の金属元素からなる群より選択される１以上の更なる金属元素（ただし、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉは除く）の含有量は、金属元素換算で、好ましくは０．１～５．０質量％であり、より好ましくは０．３～４．０質量％であり、さらに好ましくは０．４～４．０質量％である。
　本発明の水酸化マグネシウム粒子の製造方法は、
（ａ）Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物からなる群より選択される１以上の化合物を含む分散液に、２価及び３価の金属元素の塩化物、並びに２価及び３価の金属元素の硝酸塩からなる群より選択される１以上の化合物（ただし、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物は除く）を添加し、さらに、有機酸を添加して反応液を得る工程、
（ｂ）工程（ｂ）の反応液、及びレーザ回折散乱式粒度分布測定による体積累積の５０％粒子径（Ｄ５０）平均粒子径が０．１～１０μｍであり、比表面積が１．０～２０．０ｍ２／ｇであり、Ｉｇ－ｌｏｓｓが２．０～２５．０％である、一部水和酸化マグネシウムを混合して、混合液を得る工程、
（ここで、
　Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物からなる群より選択される１以上の化合物は、一部水和酸化マグネシウムに対して、酸化物換算で０．１～５．０質量％であり、
　２価及び３価の金属元素の塩化物、及び２価及び３価の金属元素の硝酸塩からなる群より選択される１以上の化合物は、一部水和酸化マグネシウムに対して、金属元素換算で０．１～５．０質量％であり、
　有機酸は、一部水和酸化マグネシウム１００ｇに対して、０．０１～３．０ｍｏｌである）、
（ｃ）工程（ｂ）の混合液を、５０～１００℃の温度で、周速が７～２０ｍ／ｓである撹拌機を用いて、混合する工程、
（ｄ）３０～１００℃の温度で、撹拌して水酸化マグネシウムスラリーを得る工程、
及び
（ｅ）工程（ｄ）の水酸化マグネシウムスラリーをろ過、水洗、乾燥させて、水酸化マグネシウム粒子を得る工程
を含む。
　工程（ａ）は、酸化マグネシウムの水和反応のための反応液を得る工程である。Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物からなる群より選択される１以上の化合物は、本発明の水酸化マグネシウム粒子及び酸化マグネシウム粒子である、複合水酸化物及び複合酸化物を作成するために添加される。これにより、白色度、紫外線吸収性及び屈折率等が向上し、光学材料や、インクジェット用紙のコーティング剤に適する本発明の水酸化マグネシウム及び酸化マグネシウム粒子が得られる。
　Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物として、これらの金属元素を有する化合物であれば特に限定されず、酸化物、水酸化物、水素化物、ハロゲン化物（フッ化物、塩化物、臭化物、及びヨウ化物）、リン酸塩、炭酸塩、及び硝酸塩などが挙げられ、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、酸化ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、酸化ハフニウム、水酸化ハフニウム、塩化ハフニウム、硝酸ハフニウム、酸化チタン、水酸化チタン、塩化チタン、及び硝酸チタンが好ましい。Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物は、純度が９９．０％以上であることが好ましく、９９．５％以上であることがより好ましい。本発明において、純度は、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物中の不純物元素（Ａｇ、Ａｌ、Ｂ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｇ、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。なお、対象となるＺｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物自体を構成する元素が、前記したＺｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物中の不純物元素に該当する場合、当該元素は不純物元素に含まれない。例えば、工程（ａ）で使用されるＺｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物がＺｎＯである場合、ＺｎＯを構成するＺｎは、前記したＺｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物中の不純物元素に含まれない。これらの不純物元素の含有量の測定方法としては、ＩＣＰ発光分析装置を用いた測定方法が挙げられる。Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物は、Ｄ５０が０．１～１００μｍであることが好ましく、０．５～５０μｍであることがより好ましい。
　Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物からなる群より選択される１以上の化合物を含む分散液における溶媒として、イオン交換水が挙げられる。工程（ａ）で用いられる分散液は、例えばイオン交換水にＺｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物からなる群より選択される１以上の化合物を添加することにより得ることができる。
　２価及び３価の金属元素の塩化物、並びに２価及び３価の金属元素の硝酸塩は、本発明の水酸化マグネシウム粒子の溶解度及び析出速度を制御するために添加される。２価及び３価の金属元素の塩化物、並びに２価及び３価の金属元素の硝酸塩として、塩化アルミニウム、塩化鉄、硝酸アルミニウム、及び硝酸鉄が好ましい。２価及び３価の金属元素の塩化物、並びに２価及び３価の金属元素の硝酸塩は、純度が９９．０％以上であることが好ましく、９９．５％以上であることがより好ましい。また、２価及び３価の金属元素の塩化物、並びに２価及び３価の金属元素の硝酸塩は、Ｄ５０が０．１～１００μｍであることが好ましく、０．５～５０μｍであることがより好ましい。
　本発明において、有機酸は、原料である酸化マグネシウム粒子の溶解度を抑制するために添加される。有機酸としては、カルボキシル基を持つ脂肪族又は芳香族の有機酸が挙げられ、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、及び安息香酸が好ましい。
　工程（ｂ）は、工程（ａ）で得られた水和反応のための反応液、及び一部水和酸化マグネシウム粒子を混合する工程である。工程（ｂ）で用いられる一部水和酸化マグネシウム粒子は、酸化マグネシウム粒子の活性度が調整されたものである。工程（ｂ）で用いられる一部水和酸化マグネシウム粒子は、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積累積の５０％粒子径（Ｄ５０）が０．１～１０μｍであり、比表面積が１．０～２０．０ｍ２／ｇであり、Ｉｇ－ｌｏｓｓが２．０～２５．０％である、表面の一部が水和された酸化マグネシウム、即ち部分的に水和された酸化マグネシウムである。このような一部水和酸化マグネシウムを用いることで、高い比表面積を有する水酸化マグネシウム粒子が得られる。
　工程（ｂ）で用いられる一部水和酸化マグネシウム粒子のＤ５０が０．１μｍより小さいと、水和速度が速くなりすぎ、粗大な凝集粒子になる。また、Ｄ５０が１０μｍより大きいと、十分に水和反応が進まず酸化マグネシウムを含んだ粒子が残る。Ｄ５０は０．１～５．０μｍであるのが好ましい。工程（ｂ）で用いられる一部水和酸化マグネシウム粒子の比表面積が２０．０ｍ２／ｇを超えると、水和速度が速くなりすぎ、粗大な凝集粒子になる。また、比表面積が１．０ｍ２／ｇ未満であると、十分に水和反応が進まず酸化マグネシウムを含んだ粒子が残る。比表面積は、２．０～１８．０ｍ２／ｇであるのが好ましく、３．０～１５．０ｍ２／ｇであるのがより好ましい。
　工程（ｂ）で用いられる一部水和酸化マグネシウム粒子の付着水分と水和物構造中の水分の合計を示すＩｇ－ｌｏｓｓ（強熱減量）は、２．０～２５．０％である。すなわち、Ｉｇ－ｌｏｓｓは、本発明における一部水和酸化マグネシウム粒子における水和の程度を示す。Ｉｇ－ｌｏｓｓが２５．０％を超えてしまうと、水和反応が抑制され、水和しきれない酸化マグネシウムが残留し、好ましくない。水和反応を十分に進行させ、さらに高い比表面積を有する水酸化マグネシウムを得るためには、Ｉｇ－ｌｏｓｓは、２．０～２０．０％であるのが好ましく、３．０～１８．０％であるのがより好ましい。本発明においてＩｇ－ｌｏｓｓは、一部水和酸化マグネシウム粒子を１２７３Ｋで３６００秒焼成した後で測定することにより求められる。
　このような工程（ｂ）で用意される一部水和酸化マグネシウムは、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積累積の５０％粒子径（Ｄ５０）が０．１～１０μｍであり、比表面積が１．０～１５．０ｍ２／ｇである、酸化マグネシウム粒子を、温度４０～９５℃及び湿度６０～９５％の恒温高湿機内に、０．５～２４時間置く工程により得ることができる。通常、原料である酸化マグネシウムのＩｇ－ｌｏｓｓは０．１～１．０％であり、恒温高湿機内に置く時間を増加させることで、Ｉｇ－ｌｏｓｓを増加させることができる。工程（ｂ）で用意される一部水和酸化マグネシウムの原料となる酸化マグネシウムのＤ５０は、０．１～５．０μｍであるのが好ましい。また、工程（ｂ）で用意される一部水和酸化マグネシウムの原料となる酸化マグネシウムの比表面積は、２．０～１５．０ｍ２／ｇであるのが好ましく、３．０～１５．０ｍ２／ｇであるのがより好ましい。
　工程（ｂ）において用いられる一部水和酸化マグネシウム及び分散液に含まれる各成分の量は、以下のとおりである。
　Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物からなる群より選択される１以上の化合物の量は、一部水和酸化マグネシウム粒子に対して、酸化物換算で０．１～５．０質量％である。Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物からなる群より選択される化合物の量が０．１質量％より小さいと、コーティング剤として使用した場合、白色度、紫外線吸収性及び屈折率等が十分ではなく、粒子形状も鱗片状の一次粒子が凝集した球状粒子にならず六角板状の粒子になる。また、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物からなる群より選択される化合物の量が５．０質量％より大きいと、本発明のような鱗片状の一次粒子が凝集した球状粒子にならず六角柱状の粒子になる。Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物からなる群より選択される１以上の化合物の量は、一部水和酸化マグネシウム粒子に対して、好ましくは０．４～４．０質量％である。
　２価及び３価の金属元素の塩化物、並びに２価及び３価の金属元素の硝酸塩からなる群より選択される１以上の化合物の量は、一部水和酸化マグネシウム粒子に対して、金属元素換算で０．１～５．０質量％である。添加量が０．１質量％より小さいと結晶の析出速度が遅くなり、単分散した六角柱状の粒子になり、添加量が５．０質量％より大きいと結晶の析出速度が速くなりすぎ、粗大な凝集粒子になる。２価及び３価の金属元素の塩化物、並びに２価及び３価の金属元素の硝酸塩からなる群より選択される１以上の化合物の量は、一部水和酸化マグネシウム粒子に対して、金属元素換算で０．４～４．０質量％であるのがより好ましい。
　有機酸の添加量は、一部水和酸化マグネシウム粒子１００ｇに対して、０．０１～３．０ｍｏｌである。有機酸の添加量が一部水和酸化マグネシウム粒子１００ｇに対して、０．０１ｍｏｌより小さいと結晶の析出速度が遅くなり、単分散した六角柱状の粒子になり、３．０ｍｏｌより大きいと結晶の析出速度が速くなりすぎ、粗大な凝集粒子になる。有機酸の添加量は、一部水和酸化マグネシウム１００ｇに対して、好ましくは０．０１～２．０ｍｏｌである。
　工程（ｂ）において、混合液における、一部水和酸化マグネシウムの濃度は、好ましくは２０～２００ｇ／Ｌであり、より好ましくは５０～１８０ｇ／Ｌであり、さらに好ましくは５０～１５０ｇ／Ｌである。すなわち、工程（ａ）で得られる反応液に対する一部水和酸化マグネシウムの量を、好ましくは２０～２００ｇ／Ｌ、より好ましくは５０～１８０ｇ／Ｌ、さらに好ましくは５０～１５０ｇ／Ｌに調整する。このような反応液における一部水和酸化マグネシウム濃度であれば、水和反応が十分に進む。
　工程（ｂ）において、反応液の温度は、好ましくは５０～１００℃であり、より好ましくは５０～９５℃であり、さらに好ましくは７０～９０℃である。このような温度であれば、水和反応が十分に進む。
　工程（ｃ）は、５０～１００℃の温度で、周速が７～２０ｍ／ｓである撹拌機を用いて混合する工程である。撹拌の回転数は、反応時の分散状態を制御するために調整される。周速が７ｍ／ｓより小さいと、鱗片状の一次粒子が凝集した球状の水酸化マグネシウムが得られない。また、周速が２０ｍ／ｓより大きいと、水酸化マグネシウム粒子が核生成時に十分に分散し、単分散した六角柱状の水酸化マグネシウム粒子になり、本発明のような球状の水酸化マグネシウム粒子が得られない。このような撹拌のための装置として、ホモディスパー（プライミクス社、Ｔ．Ｋ．ホモディスパー）等が挙げられる。周速は、好ましくは８～１８ｍ／ｓであり、より好ましくは９～１５ｍ／ｓである。工程（ｃ）における反応温度は、好ましくは５５～９５℃であり、より好ましくは６０～９５℃である。工程（ｃ）において、混合時間は、水和反応の程度に応じて変更でき、例えば１０～３６０分、好ましくは２０～２００分とすることができる。
　工程（ｄ）は、３０～１００℃の温度で、撹拌して水酸化マグネシウムスラリーを得る工程である。これにより、工程（ｃ）において未反応の一部水和酸化マグネシウムの水和反応を促進させて、水酸化マグネシウムとすることができる。温度は、好ましくは５０～９５℃であり、より好ましくは７０～９０℃である。撹拌速度は、水酸化マグネシウムスラリーが十分撹拌できる程度であればよく、特に制限はないが、例えば、３枚ばねの攪拌機で１００～５００ｒｐｍとすることができる。撹拌時間は、水和反応が十分に進み所望の水酸化マグネシウムスラリーが得られる時間であれば、特に制限なく、例えば、０．５～６時間とすることができる。
　工程（ｅ）は、工程（ｄ）の水酸化マグネシウムスラリーをろ過、水洗、乾燥させて、水酸化マグネシウム粒子を得る工程である。これにより、本発明の水酸化マグネシウム粒子が得られる。
　本発明の酸化マグネシウム粒子は、本発明の水酸化マグネシウム粒子、又は本発明の工程（ａ）～工程（ｅ）を含む製造方法により得られる水酸化マグネシウム粒子を、大気雰囲気中で、５００～１４００℃で焼成する工程を含む方法により得られる。好ましくは、６００～１３００℃で焼成する工程を含む方法により得られる。例えば、本発明の水酸化マグネシウム粒子、又は本発明の工程（ａ）～工程（ｅ）を含む製造方法により得られる水酸化マグネシウム粒子を、大気雰囲気中で、昇温速度１～２０℃／分（好ましくは３～１０℃／分）で５００～１４００℃、好ましくは６００～１３００℃まで昇温し、昇温後、５００～１４００℃、好ましくは６００～１３００℃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粒子を得ることができる。焼成温度が５００℃未満であると、熱量が不足し水酸化マグネシウムが残る。一方、焼成温度が１４００℃を超えると、酸化マグネシウムが粒成長して、鱗片状の一次粒子が凝集した球状の酸化マグネシウムにはならない。
　このようにして、分散性に優れた球状の水酸化マグネシウム粒子及び酸化マグネシウム粒子が得られる。本発明の水酸化マグネシウム及び酸化マグネシウムの製造方法は、原料の酸化マグネシウムを恒温高湿機などで水和調整するだけで、簡単に比表面積をコントロールできるために、容易に水酸化マグネシウム及び酸化マグネシウムを製造することができる。
　本発明の水酸化マグネシウム粒子及び酸化マグネシウム粒子は、球状であり、平均粒子径が小さく、かつ均一であり、分散性が良く、高い比表面積を有するため様々な分野で有用性が高い。また、本発明の製造方法は、上記のような水酸化マグネシウム及び酸化マグネシウム粒子を容易に調製することができるため、利便性が高い。本発明の水酸化マグネシウム粒子は、インクジェット用紙のコーティング剤、難燃剤、蓄熱材料、触媒及び電子材料等が挙げられ、酸化マグネシウム粒子の用途としては、光学材料、インクジェット用紙のコーティング剤、触媒及び電子材料等の用途に用いることができる。
　以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
　［分析方法］
（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。
　（２）元素の質量測定法
　粒子中の測定対象となる元素（Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ）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のち質量を測定した。
（３）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、ガス吸着法により比表面積を測定した。
（４）Ｉｇ－ｌｏｓｓ測定法
　電気炉（丸祥電器株式会社製）を使用して、１２７３Ｋで３６００秒の条件によりＩｇ－ｌｏｓｓを測定した。
〔実施例１〕
　平均粒子径（Ｄ５０）が１．０８μｍであり、比表面積が１０．９４ｍ２／ｇである酸化マグネシウムを、温度８０℃、湿度９０％の恒温高湿機内に３時間置き、表面を一部水和させて、比表面積が１３．１１ｍ２／ｇであり、Ｉｇ－ｌｏｓｓが９．０８％である、一部水和酸化マグネシウムを得た。
　反応に使用する一部水和酸化マグネシウムに対して、０．５質量％の酸化亜鉛、及びイオン交換水１リットルを含むイオン交換水溶液に、金属元素換算で０．５質量％の塩化アルミニウム・６水和物、及び一部水和酸化マグネシウム１００ｇに対して０．０２molのプロピオン酸を添加することで反応液を作製した。作製した反応液の温度を６０℃まで昇温させ、表面を一部水和させた酸化マグネシウムを１００ｇ投入して、混合液を得た。酸化マグネシウムを投入後、反応液の温度を９５℃まで上昇させ、撹拌機（プライミクス社製　T.K.ホモディスパー）で、周速が９ｍ/ｓなるように調整し、１時間反応させた。
　その後、９０℃で、スラリ－が十分撹拌できる程度の回転速度で４時間撹拌することにより、水酸化マグネシウムスラリーを作製した。作製した水酸化マグネシウムスラリーをろ過、水洗、乾燥させて、本発明の水酸化マグネシウム粒子を得た。
〔実施例２〕
　平均粒子径が２．５８μｍであり、比表面積が３．５９ｍ２／ｇである酸化マグネシウムを、温度６０℃、湿度９０％の恒温高湿機内に、１時間置き、表面を一部水和させ、比表面積を４．２３ｍ２／ｇ、Ｉｇ－ｌｏｓｓを４．７２％とした以外は、実施例１と同様に行った。
〔実施例３〕
　平均粒子径が０．６８μｍであり、比表面積が１２．６８ｍ２／ｇである酸化マグネシウムを、温度６０℃、湿度９０％の恒温高湿機内に、２４時間置き、表面を一部水和させ、比表面積を１６．７２ｍ２／ｇ、Ｉｇ－ｌｏｓｓを１６．９７％とした以外は、実施例１と同様に行った。
〔実施例４〕
　酸化亜鉛の添加量を３．０質量％にした以外は、実施例１と同様に行った。
〔実施例５〕
　酸化亜鉛の添加量を０．１質量％にした以外は、実施例１と同様に行った。
〔実施例６〕
　プロピオン酸を０．０２molの酢酸にした以外は、実施例１と同様に行った。
〔実施例７〕
　プロピオン酸を０．０２molの酪酸にした以外は、実施例１と同様に行った。
〔実施例８〕
　実施例１で作製した水酸化マグネシウムを、大気雰囲気中で８００℃×１時間焼成し、酸化マグネシウム粒子を得た。
〔比較例１〕
　平均粒子径が５．８８μｍであり、比表面積が１．３４ｍ２／ｇである酸化マグネシウムの表面を一部水和せずに用いたこと以外は、実施例１と同様に行った。なお、原料である酸化マグネシウムのＩｇ－ｌｏｓｓは、０．４４％であった。
〔比較例２〕
　平均粒子径が０．７６μｍであり、比表面積が１９．６８ｍ２／ｇである酸化マグネシウムの表面を温度６０℃、湿度９０％の恒温高湿機内に、１時間置き、表面を一部水和させ、比表面積を２０．７８ｍ２／ｇ、Ｉｇ－ｌｏｓｓを２．５８％とした以外は、実施例１と同様に行った。
〔比較例３〕
　平均粒子径が１．８６μｍであり、比表面積が１．５９ｍ２／ｇである酸化マグネシウムを、温度８０℃、湿度９０％の恒温高湿機内に、３０時間置き、比表面積を３．８ｍ２／ｇ、Ｉｇ－ｌｏｓｓを２５．３％とした以外は、実施例１と同様に行った。
〔比較例４〕
　実施例１で作製した水酸化マグネシウムを、大気雰囲気中で１，５００℃×１時間焼成し、酸化マグネシウム粒子を得た。
　以上の実施例によって得られた水酸化マグネシウム粒子及び酸化マグネシウム粒子に関する測定結果を表１に示し、比較例によって得られた水酸化マグネシウム粒子及び酸化マグネシウム粒子に関する測定結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002

Claims (8)

  1. 　鱗片状の一次粒子が凝集した球形状であり、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積累積の５０％粒子径（Ｄ５０）が１．０～５．０μｍであり、比表面積が１０ｍ２/ｇ以上である、水酸化マグネシウム粒子。
  2. 　さらに、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉからなる群より選択される金属元素を酸化物換算で０．０１～４．０質量％含み、２価及び３価の金属からなる群より選択される更なる金属元素（ただし、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉは除く）を金属元素換算で０．０１～５．０質量％含む、請求項１記載の水酸化マグネシウム粒子。
  3. 　鱗片状の一次粒子が凝集した球形状であり、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積累積の５０％粒子径（Ｄ５０）が１．０～５．０μｍであり、比表面積が１０ｍ２/ｇ以上である、酸化マグネシウム粒子。
  4. 　さらに、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉからなる群より選択される金属元素を酸化物換算で０．０１～４．０質量％含み、２価及び３価の金属からなる群より選択される更なる金属元素（ただし、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉは除く）を金属元素換算で０．０１～５．０質量％含む、請求項３記載の酸化マグネシウム粒子。
  5. 　水酸化マグネシウム粒子の製造方法であって、
    （ａ）Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物からなる群より選択される１以上の化合物を含む分散液に、２価及び３価の金属元素の塩化物、並びに２価及び３価の金属元素の硝酸塩からなる群より選択される１以上の化合物（ただし、Ｚｎ、Ｚｒ，Ｈｆ、及びＴｉの化合物は除く）を添加し、さらに、有機酸を添加して反応液を得る工程、
    （ｂ）工程（ａ）の反応液、及びレーザ回折散乱式粒度分布測定による体積累積の５０％粒子径（Ｄ５０）が０．１～１０μｍであり、比表面積が１．０～２０．０ｍ２／ｇであり、Ｉｇ－ｌｏｓｓが２．０～２５．０％である、一部水和酸化マグネシウムを混合して、混合液を得る工程
    （ここで、
    　Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、及びＴｉの化合物からなる群より選択される１以上の化合物は、一部水和酸化マグネシウムに対して、酸化物換算で０．１～５．０質量％であり、
    　２価及び３価の金属元素の塩化物、並びに２価及び３価の金属元素の硝酸塩からなる群より選択される１以上の化合物は、一部水和酸化マグネシウムに対して、金属元素換算で０．１～５．０質量％であり、
    　有機酸は、一部水和酸化マグネシウム１００ｇに対し、０．０１～３．０ｍｏｌである）、
    （ｃ）工程（ｂ）の混合液を５０～１００℃の温度で、周速が７～２０ｍ／ｓである撹拌機を用いて混合する工程、
    （ｄ）３０～１００℃の温度で、撹拌して水酸化マグネシウムスラリーを得る工程、
    及び
    （ｅ）工程（ｄ）の水酸化マグネシウムスラリーをろ過、水洗、乾燥させて、水酸化マグネシウム粒子を得る工程
    を含む、水酸化マグネシウム粒子の製造方法。
  6. 　工程（ｂ）の一部水和酸化マグネシウムが、レーザ回折散乱式粒度分布測定による体積累積の５０％粒子径（Ｄ５０）が０．１～１０μｍであり、比表面積が１．０～１５．０ｍ２／ｇである酸化マグネシウム粒子を、温度４０～９５℃、湿度６０～９５％の恒温高湿機内に、０．５～２４時間置くことにより得られる、請求項５記載の方法。
  7. 　工程（ｂ）の混合液における、一部水和酸化マグネシウムの濃度が２０～２００ｇ／Ｌである、請求項５又は６記載の方法。
  8. 　酸化マグネシウム粒子の製造方法であって、請求項１又は２記載の水酸化マグネシウム粒子或いは請求項５～７いずれか１項記載の方法により得られる水酸化マグネシウム粒子を、大気雰囲気中で、５００～１４００℃で焼成する工程を含む、酸化マグネシウム粒子の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180215627A1 (en) * 2016-05-13 2018-08-02 Konoshima Chemical Co., Ltd. Magnesium oxide powder, and method for producing the same
JP6726146B2 (ja) * 2017-09-19 2020-07-22 宇部マテリアルズ株式会社 赤潮駆除剤及びこれを用いた赤潮駆除方法
CN109293246A (zh) * 2018-10-29 2019-02-01 刘凡领 一种高绝缘隔热封接玻璃的制备方法
CN111717926A (zh) * 2020-07-31 2020-09-29 河北镁神科技股份有限公司 一种塑料母粒用氧化镁的制备方法及其制备出的氧化镁
CN115926492B (zh) * 2022-11-07 2024-05-28 广东金戈新材料股份有限公司 一种可降低氧化镁吸油值的矿化剂制备方法及其用法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6136119A (ja) * 1984-07-27 1986-02-20 Asahi Glass Co Ltd 高耐水性酸化マグネシウムの製造方法
JPH04224873A (ja) * 1990-12-26 1992-08-14 Risho Kogyo Co Ltd 封止樹脂用充填材およびその製造法
JPH06171928A (ja) * 1992-12-01 1994-06-21 Kyowa Chem Ind Co Ltd 高耐水和性、高流動性酸化マグネシウムの製造方法
JP2000357537A (ja) * 1999-06-16 2000-12-26 Mitsubishi Chemicals Corp 非水電解液精製用酸化マグネシウム及びその製造方法
JP2009007192A (ja) * 2007-06-27 2009-01-15 Tateho Chem Ind Co Ltd 酸化マグネシウム粒子凝集体及びその製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4412879B2 (ja) 2002-03-11 2010-02-10 メルク株式会社 体質顔料およびその製造方法
JP2007217201A (ja) * 2006-02-14 2007-08-30 Merck Ltd 多孔質マグネシアとその製造方法
CN101679058B (zh) * 2007-03-30 2012-11-14 宇部材料工业株式会社 氢氧化镁粉末及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6136119A (ja) * 1984-07-27 1986-02-20 Asahi Glass Co Ltd 高耐水性酸化マグネシウムの製造方法
JPH04224873A (ja) * 1990-12-26 1992-08-14 Risho Kogyo Co Ltd 封止樹脂用充填材およびその製造法
JPH06171928A (ja) * 1992-12-01 1994-06-21 Kyowa Chem Ind Co Ltd 高耐水和性、高流動性酸化マグネシウムの製造方法
JP2000357537A (ja) * 1999-06-16 2000-12-26 Mitsubishi Chemicals Corp 非水電解液精製用酸化マグネシウム及びその製造方法
JP2009007192A (ja) * 2007-06-27 2009-01-15 Tateho Chem Ind Co Ltd 酸化マグネシウム粒子凝集体及びその製造方法

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