JPH02271925A - 透明球状酸化鉄微粒子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野］ 本発明は各種メタリック塗装、フィルム着色用顔料およ
び酸化鉄の紫外線吸収能を利用した食品包装フィルム又
は容器用に有用な透明酸化鉄微粒子の製造方法に関する
ものである。

【従来の技術］ 酸化鉄微粒子粉末は塗料用顔料粉末として広（利用され
ており、隠ぺい力や着色力を目的とする場合、顔料とし
ての最適粒子径は、０．２〜０．４μＩの範囲になるが
、平均粒子径が０，１μｍ以下になると隠ぺい力が急激
に低下して透明性となる、これは１粒子が光の波長の％
以下となって散乱と回折現象が起こるためであると言わ
れている。 この現象を利用して透明性を付与した酸化鉄顔料が研究
されている。 これまで酸化鉄微粒子粉末の製造方法は数多（報告され
ている。例えば、１）微細な含水酸化鉄を製造し、それ
を加熱脱水して酸化鉄微粒子を得る方法（特公昭５１−
２１６４０．特公昭５２−１３５２８、特公昭６２−４
０２９３、特商昭６ｌ−１６３１２１）、２）微細なマ
グネタイトを製造し、それを加熱して酸化鉄微粒子を得
る方法（特公昭５４−７２８０．特開昭６１−２３２２
２５）、３）含水酸化鉄（主にａ　−Ｆｅ００Ｈ１β−
Ｆｅ００Ｈ）をオートクレーブ中で加熱処理し。 酸化鉄微粒子を得る方法（特開昭５８−２０７３３、特
開昭６３−１６２５３５）、４）第二鉄塩化合物の水溶
液を中和反応後、オートクレーブ中で加熱処理し酸化鉄
微粒子を得る方法（特公昭４５−１８３７２、特開昭６
２−２１６９１９）、５）第二鉄塩にアルカリを添加し
て沈殿させ、口過洗浄後それを乾燥させることにより針
状酸化鉄微粒子を得る方法（特開昭６３−７９７２６）
、６）第二鉄塩溶液中に陰イオン交換樹脂を加えて水和
酸化鉄ゾルとし、これに陰イオン性界面活性剤を添加し
て凝集させ、有機溶媒中に分散させた後、蒸発還流して
酸化鉄微粒子を得る方法（特公昭５９−４４５２）など
がある。 〔発明が解決しようとする課題ｌ 上記の様な従来の酸化鉄微粒子では、含水酸化鉄を加熱
脱水して酸化鉄微粒子を得る場合、少なくとも２５０℃
以上の熱処理が必要であり、マグネタイトを熱処理して
酸化鉄微粒子を得る場合は４００℃以上の温度が必要と
なり、このような焼成工程のある製造法では焼成時に凝
集が起こり、プラスチック、塗料などのビヒクル中に一
次粒子の粒径を保ちながら分散させることが困難である
。 また、オートクレーブを用いた製造法では、酸化鉄微粒
子の平均粒径を０．１ｇｍ以下にするのは困難であり、
透明酸化鉄微粒子を製造し難い。 また、特開昭６３−７９７２６で得られる粒子や、含水
酸化鉄を原料にして（専られな酸化鉄微粒子の形状は針
状をしているが、針状粒子はど吸油量が多（、分散性も
悪く透明性も十分でない。 また、特公昭５１−１２３１８では長軸：短軸＝５＝１
以下の紡錘状粒子の微細な酸化鉄顔料の製造法の記載が
あるが透明度は必ずしも満足できるものではない。 ［課題を解決するための手段１ 本発明は、形状が球状で粒度分布が狭く、透明性５分散
性が極めて優れた透明酸化鉄微粒子を製造する方法を検
３：ｔシた結果、次の製造法を見出した。すなわち、第
二鉄塩水溶液中に水酸化アルカリ、炭酸アルカリ、アン
モニアのうち少なくとも種をｐＨ値が６〜１０になるよ
うに添加し、その際５０℃以下で反応させ、水酸化第二
鉄の沈澱物および塩を生成させた後、該生成塩を含有し
た状態で乾燥し、酸化鉄を生成させた後、洗浄し乾燥す
ることを特徴とする透明球状酸化鉄微粒子の製造方法で
ある。 この方法により造られる透明球状酸化鉄微粒子は平均粒
子径として０．旧〜０．Ｉｕ＋ｍで、粒子の長短径比は
０．７以上の球状の形状を有したものである。 本発明に用いられる第二鉄塩としては、硝酸塩、硫酸塩
、塩化物等があるが、分散性の極めて優れた酸化鉄微粒
子を得るには塩化物が特に望ましい。この第二鉄塩溶液
のｐＨｌ整をするためのアルカリ溶液としては、例えば
、Ｎ　ａ　ＯＩＩ、ＫＯＪＩ、ＮａｇＣＯｘ、　に２Ｃ
口３、Ｎ）１．０）１．　　ＮＨ３を使用することがで
きるが、結晶性のよい酸化鉄粒子を得るには炭酸アルカ
リ、アンモニア水またはガスが好ましい。 アルカリ溶液を添加し、反応させる温度は、高温になる
につれて粒径が粗大化し、低温で反応させる程、微細化
するため、粒径０．１１１ｍ以下の透明微粒子にするた
めには、５０℃以下でなければならない。より好ましい
反応温度は３０℃以下であり、アルカリ溶液がＮａｇＣ
Ｏｘの場合には、１０℃以下がより好ましい。 反応温度の下限は、溶液反応であるため氷点である。 この様にして溶液のｐｌ＋を６〜ＩＯに調整する。 ｐＨがＩＯを超える場合最終生成物に含水酸化鉄が混在
し、ｐｎが６未満の場合、生成した酸化鉄の粒径は、０
．３μ−を超え粒度分布も広くなり、透明性に劣り透明
顔料としては望ましくない。また、反応は、アルカリ溶
液中に第二鉄塩溶液を添加しても、第二鉄塩溶液中にア
ルカリ溶液を添加してもよい。この時攪拌を行って溶液
を均一化し沈澱を生じさせることが望ましい。 また、第二鉄塩溶液中に水と溶解性をもつ低級アルコー
ル等の有機溶剤を含有していてもよい。 ｐＨ値を６〜１０にして、生成した水酸化第二鉄の沈澱
物を汗通は口過する。 この沈澱物を生成塩の存在下で乾燥する。 ここが本発明において最も重要な点であり、特開昭６３
−７９７２６の従来技術と異なり、生成塩の存在下でな
いと球状酸化鉄は生成しない。生成塩の存在下で乾燥す
るために沈澱物の洗浄は行わすうにそのまま口過する。 口過は公知の方法でよい（例えば吸引口過）、得られた
ケーキには原料濃度、口過法の違いで、乾燥粉換算で２
０〜６０ｗｔ％の生成塩が含まれている。そして生成塩
を含んだケーキをそのまま乾燥することにより、酸化鉄
微粒子が生成する。口過ケーキの乾燥粉換算での含塩率
が２０ｗｔ％未満になると酸化鉄が生じにくくなるので
、その時は塩を後から添加してもよい。 通常は３０ｗｔ％以上あることが好ましい。 この時の塩の種類としては、原料溶液とアルカリの選択
によりＮａＣ１，ＫＣＩ、ＮａＮＯｓ、ＫＮＯ，、Ｎａ
２ＣＯｓ、Ｋ、Ｓ０４、ＮＨ，Ｃ１，ｆＮＨ４１ｔｓＯ
，、ＮＨ４Ｎ０．、Ｎａ２ＣＯｓ、（Ｎ）＋４１　＊ｃ
ｏｚ等があるが、ＮＨ，ＣＩ、　Ｎａ（：ｌ。 ＭＣＩが好ましい、生成塩と含塩率を増加するために添
加する塩は同一である必要はない。 沈澱物生成後、口過することな（スラリー状態で乾燥し
ても本発明の目的は達成できる。 乾燥法には特に制限はないが、凝集を防ぐため乾燥温度
は３００℃以下が望ましい、その後、生成塩等の不純物
を除去するためにこの乾燥粉を洗浄する。洗浄は塩が除
去できればどんな方法でも構わない。 本発明により得られた透明酸化鉄微粒子粉末は、透明性
に優れ、球状であるため微細ではあるが分散性にも優れ
ているため、ＰＥＴやアクリロニトリル系等の樹脂中に
分散させて、飲料用、医薬用、化粧品用樹脂ボトル、食
品包装フィルム、メタリック塗装等の用途があり、また
化粧品、触媒、吸着剤等に使用することも可能である。 【実施例］ 以下、本発明を実施例をもって説明する。 実施例１ ０．５ｍｏ１／ｆｆのＦｅＣ１５水溶液６０［１ｍｌに
２５％のアンモニア水溶液を添加した。この時の反応温
度は１０℃で、スラリーのｐｎをｐＨメータで調節して
、スラリーのｐＨが７．０になるように添加した。この
スラリーを１０℃で１時間撹拌した後吸引口過し、１２
０℃で乾燥した。その後、塩化アンモニウムを除去する
ため洗浄し、再び乾燥した。得られた乾燥粉はＸ線回折
の測定の結果、ヘマタイト構造を有していた。ＳＥＭ観
察の結果、ヘマタイトの形状は球形で粒径は０．０５μ
ｌできわめて粒度分布がシャープであった。 比較例１ ０．５　ｍｏｌ／　Ｉ２のＦｅＣ１１水溶液６００ｍ１
に２５％のアンモニア水溶液を添加した。この時の反応
温度は１０℃で、スラリーのｐＩＩをｐｉメータで調節
して、スラリーのｐＩＩが７．０になるように添加した
。このスラリーを１０℃で１時間撹拌した後、水洗を行
い吸引口過し、　１２０℃で乾燥した。得られた乾燥粉
はＸ線回折の結果、非晶質でヘマタイト構造は有してい
なかった。 比較例２ ０．５　ｍｏｌ／　１２のＦｅ（：Ｉｓ水溶液６００ｍ
１に１．０　ｍｏｌ／Ｉ２炭酸ナトリウム水溶液を添加
した。この時の反応温度は８０℃で、スラリーのｐＨを
ｐＨメータで調節Ｌ／　７　、２５　’）−（７）ｐＨ
が７゛０になるように添加し・また、このスラリーを８
０℃で１時間撹拌した後吸引口過し、　１２０℃で乾燥
した。得られた乾燥粉はＸ線回折の結果、β−Ｆｅ００
１１構造を有していた。 比較例３ ０．５　ｍｏｌ／　ｇのＦｅＣ１５水溶液６００ａ＋１
に２５％のアン・モニア水溶液を１０℃で添加した。こ
の時スラリーのｐＨを９Ｈメータで調節して、スラリー
のｐｉが１１．０になるように添加した。このスラリー
を１０℃で１時間撹拌した後吸引口遇し、　１２Ｇ’ｃ
で乾燥した。得られた乾燥粉はＸａ回折の結果、ヘマタ
イトとα−Ｆｅ００Ｈ構造が混在していた。 【発明の効果】 本発明の透明酸化鉄微粒子の製造方法によれば、粒度分
布が狭い０．１μ厘以下の酸化鉄を簡便に製造すること
ができ、しかも、球形である酸化鉄微粒子のため、塗料
の構造ではビヒクル中への分散が良好であり透明性のす
ぐれた塗膜を得ることが可能となる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第二鉄塩水溶液中に水酸化アルカリ、炭酸アルカリ、ア
   ンモニアのうち少なくとも一種をｐＨ値が６〜１０にな
   るように添加し、５０℃以下で反応させ、水酸化第二鉄
   の沈澱物および塩を生成させた後、該生成塩を含有した
   状態で乾燥し、酸化鉄を生成させた後、洗浄し乾燥する
   ことを特徴とする透明球状酸化鉄微粒子の製造方法。