JPH0397626A - 盤状ゲーサイト - 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、粒子形態が全く新しい盤状のゲーサイト（α
−ＦｅＯＯＨ）に関するものである．本発明の盤状ゲー
サイトは、黄色顔料、磁性粉原料、塗膜補強用顔料、二
次元配向フエライト原料、樹脂用補強材等として利用す
ることができる。

（従来の技術） ゲーサイトは、本来針鉄鉱と呼ばれているように自形と
して針状粒子に戒長ずる本性をもっている。

それ故ゲーサイトの製法については、すでに多数知られ
ているが、公知法で得られるゲーサイトは針状であり、
これらゲーサイトは主として黄色顔料や長手（面内水平
磁気）記録用磁性粉等の電子材料原料として広く使用さ
れている。顔料においては、その粒子形態を含め顔料を
塗料化する場合にこれらが高い分散性を有していること
が重要である．また長手記録用磁性粉においては、針状
性が高く粒子が揃っていて分散性のよいことが重要であ
る． また近年磁気記録の高密度化の要求に伴い、長手記録方
弐にかえて垂直磁気記録方弐の開発が進められており、
磁性粉の１つとしてバリウムフェライトが知られている
が、垂直磁気記録用磁性粉としては盤状で粒子が揃って
いることが望まれている． また従来針状ゲーサイトとは別に、米粒状、豆粒状等の
粒状ゲーサイトの製法が、例えば特開昭５８−４９６９
３号公報、特開昭５８−４９６９４号公報、特公昭５３
−２８１５８号公報、特開昭５０−６５４９９号公報、
特開昭４９−４２５９７号公報、特開昭４９−４２５９
８号公報等において提案されているが、盤状ゲーサイト
についての提案は全くなく、また前記提案の方法では盤
状ゲーサイトを得ることは困難である。

一方、特開昭５７−１１１２４５号公報には、鉄酸アル
カリをアルカリ分解することによるオキシ水酸化鉄の製
法が提案されている．しかしながら、該公報の実施例に
おいて、針状結晶又は柱状結晶ではα−ＦｅＯＯＨの完
全な結晶が得られているが、薄片結晶についてはＸ線回
折パターンは未発達と記載されているように、結晶性の
悪いものであり、結晶性の優れたα−ＦｅＯＯＨは得ら
れていない。

（発明が解決しようとする問題点） ゲーサイトは、自形として針状粒子に成長する本性をも
っており、粒状ゲーサイトについての提案もなされてい
るが、普通には針状であり、粒子形熊が盤状のゲーサイ
トは見出されていない。

針状、粒状等のゲーサイト粒子にかえて盤状のゲーサイ
トが得られれば、顔料、電子材料、複合材料等の分野に
おいて盤状であることに基づく特性を利用した新規用途
開発が期待される。

本発明の目的は、結晶性の優れた盤状ゲーサイトを提供
することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は、ゲーサイトの粒子形態、粒度分布、分散
性等の改良について研究を続けた結果、第二鉄塩と水酸
化アルカリとを反応させてゲーサイトの前駆体である水
酸化第二鉄を生戒させる際にオキシアルキルアミンを加
えて水酸化第二鉄を生成させ、この水酸化第二鉄を水熱
処理すると、意外にも従来とは全く異なった粒子形態の
結晶性の優れた盤状のゲーサイトが得られることを見出
し、本発明に到った． 本発明は、粒子形態が盤状のα−ＦｅＯＯＨで、粒子径
（盤径）が０．０３〜１μｍ，盤状比（粒子径／Ｗ−み
）が３〜１０の範囲にあることを特徴とする盤状ゲーサ
イトに関する。

本発明の盤状ゲーサイトは、粒子形態が盤状、さらに詳
しくは六角盤杖ないしはそれに近似した形態を有してお
り、粒子径は０，０３〜１μｍの範囲、詳しくは９０％
以上の粒子が０．０４〜０．３μｍの範囲にあり、盤状
比は３〜１０の範囲、特に３〜６の範囲にある．また六
角盤杖ないしはそれに近似した形態において六辺の短辺
と長辺との長さの比（長辺／短辺）は、４以下、大部分
の粒子は２以下である．また平均粒子径及び平均盤状比
は、０．０５〜０．　５μｍ、及び３〜６の範囲にある
。

本発明の盤状ゲーサイトは、第二鉄塩と水酸化アルカリ
とを水の存在下に反応させて水酸化第二鉄を生成させる
際にオキシアルキルアミンを第二鉄塩に対して３０〜８
０倍モル添加して水酸化第二鉄を生威させ、得られた水
酸化第二鉄のスラリを水熱処理することにより製造され
る。

第二鉄塩としては、一般に硫酸第二鉄、塩化第二鉄、硝
酸第二鉄等が使用されるが、これらのなかでも塩化第二
鉄が好適である。

水酸化アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム等が好適に使用される。

第二鉄塩と水酸化アルカリとを水の存在下に反応させる
方法としては、一般に第二鉄塩水溶液と水酸化アルカリ
水溶液とを反応させる方法が好適である．その際、第二
鉄塩水溶液の濃度は、０．　１〜１モル／ｌになるよう
に調製するのが適当であり、また水酸化アルカリ水溶液
の濃度は、０．３〜５モル／ｌになるように調製するの
が適当である。

また第二鉄塩に対する水酸化アルカリの使用量は、１〜
５倍当量程度にするのが好適である。

本発明の盤状ゲーサイトを得るにあたっては、特に第二
鉄塩と水酸化アルカリとを水の存在下に反応させてゲー
サイトの前駆体である水酸化第二鉄を生戒させる際に、
オキシアルキルアξンを添加して水酸化第二鉄を生成さ
せることが重要である。

オキシアルキルアミンは、溶媒に溶解させて、例えば水
の如き溶媒に溶解させて添加しても、水酸化アルカリ水
溶液に溶解させて添加しても、また直接系内に添加して
もよいが、その添加量は普通には第二鉄塩に対して３０
〜８０倍モル、好ましくは３５〜７５倍モルになるよう
にするのがよい。オキシアルキルアミンの添加景が少な
すぎると盤状比が小さくなったり、粒状になったり、粒
度分布幅が広くなったりする傾向があり、また過度に多
くするとα−Ｆｅ．Ｏ，が生威し易く経済的でもない。

オキシアルキルアミンとしては、アルキル基の炭素数が
２〜６のものが好適であり、その代表例としてはエタノ
ールアミン、Ｔ−プロパノールアξン、β−プロバノー
ルアξン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン
、イソブタノールアくン等を挙げることができ、なかで
もエタノールアミンは好適である。

オキシアルヰルアミンを添加して第二鉄塩と水酸化アル
カリとを反応させて水酸化第二鉄を生威させる際の温度
は、５０゛Ｃ以下、好ましくはＯ〜４５゜Ｃにするのが
、オキシアルキルアミンの添加効果を高め、盤状比、粒
子形態等をコントロールするうえで好適である．温度が
高すぎると粒子が長大化したり、α−Ｆｅ．Ｏ．が混在
したり、粒子形態のバラツキが大きくなったりしやすく
、また過度に低くしても特に利点はない。また反応時間
は特に制限されないが、一般には１〜２０時間の範囲か
ら適宜選択される。

第二鉄塩と水酸化アルカリとの反応によって得られる水
酸化第二鉄のスラリは、これをただちに水熱処理しても
盤状のゲーサイトを生成させることができるが、水熱処
理にさきだって熟戒すると形態の揃った盤状粒子が得ら
れやすくなる．熟成方法としては、０〜５０゜Ｃで、５
〜３０時間程度攪拌または攪拌せずに放置する方法が一
般に採用される。

また水熱処理効果を高めるためには、スラリのＰＨを１
０以上、好ましくは１０．５〜１２にして水熱処理する
のが望ましい。スラリのｐＨを１０以上に調整する方法
としては、例えば水酸化第二鉄を生成させたスラリを、
濾過、洗浄、あるいは上澄液を除去した後、水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム等のアルカリを用いて調整する
方法が便利である。

水熱処理温度は、１００〜２　５　０　’Ｃ、好ましく
は１２０〜２３０゜Ｃが好適である．水熱処理温度が低
すぎるとゲーサイトに変換させるのに長時間を要し、ま
た粒子が細長くなったり、形態のバラツキが大きくなっ
たりし、水熱処理温度が高すぎるとα−ＦｅｚＯユが生
威したりする．水熱処理時間は特に制限されないが一般
には０．　５〜５時間程度である。

また水熱処理には、一般にオートクレープが好適に採用
される。

水熱処理することによってスラリ中の水酸化第二鉄は、
従来にない粒子形態を有する分散性のよい盤状ゲーサイ
トに変換される． 水熱処理後のスラリから盤状ゲーサイト粒子を回収する
方法としては、水洗、濾過、乾燥等の通常の方法を採用
することができる． 本発明において水熱処理後に回収される盤状ゲーサイト
粒子は、そのＸ線回折スペクトルからα〜ＦｅＯＯＨの
完全な結晶であることが確認される． また粒子径（盤径）、盤状比（粒子径／厚み）等は、製
造条件によってコントロールすることができる。

（実施例） 以下に実施例および比較例を示し、さらに詳しく本発明
について説明する。

実施例１ 塩化第二鉄（Ｆｅ（Ｊ１６｝１ｚＯ）　５　０　ｇを蒸
留水１１に溶解させて８℃に保持した溶液を、水酸化ナ
トリウム７５ｇ及びモノエタノールアミン５００１ｄ（
塩化第二鉄に対して４５倍モル）を蒸留水２ｌに溶解さ
せ、１０゜Ｃに保持した溶液中に滴下し、約１０’Ｃに
保持しながら十分に攪拌して反応させ、水酸化第二鉄ス
ラリを得た． このスラリを３０゜Ｃで約２０時間放置して熟成した後
、上澄液を除去し、濃度１０％の水酸化ナトリウム水溶
液で洗浄してスラリのｐＨを１１に調整し、スラリを内
容５００ｍのオートクレープに仕込み、１５０℃で１時
間水熱処理を施し、盤状ゲーサイトスラリを得た。

盤状ゲーサイトスラリは、これを水洗、濾過、乾燥して
粉末状で盤状ゲーサイトを得た．得られた盤状ゲーサイ
トの粉末の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真（１００，
０００倍）を第１図に示す。またＸ線回折スペクトルを
第３図に示すが、この盤状ゲーサイトは、完全なα−Ｆ
ｅＯＯＨ構造であることが確認された。

盤状ゲーサイトは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観
察し、粒子径（盤径）、盤状比（粒子径／厚み）等を測
定した．これらの結果を比表面積の測定結果とともに第
１表に示す．なお第１表中平均粒子径及び平均盤状比は
、粒子３０個についての平均値である。

実施例２〜６ 実施例１の塩化第二鉄に対するモノエタノールアミンの
使用量を４５倍モルから５５倍モルにかえた（実施例２
）、実施例１の水酸化第二鉄を生威させる際の温度を１
０”Ｃから２０゜Ｃにかえた（実施例３）、実施例１の
水熱処理温度を１５０゜Ｃから１８０゜Ｃにかえた（実
施例４）、実施例１のモノエタノールア旦ンのかわりに
β−プロバノールアミンを使用した（実施例５）、実施
例ｌのモノエタノールアミンのかわりにジエタノールア
ミンを使用した（実施例６）、ほかは実施例ｌと同様に
して盤状ゲーサイトを得た。

実施例１と同様にして測定した結果を第１表に示す．ま
た実施例４で得られた盤状ゲーサイトの粉末のＴＥＭ写
真（１００，０００倍）を第２図に示す． 比較例１ 実施例１のモノエタノールアミンを添加しなかったほか
は実施例ｌと同様にしてゲーサイトを得た。

得られたゲーサイトの粒子形態は米粒状で、粒子径（長
軸）　Ｏ．　１　８〜０．２９μｍ、長軸の平均値０．
２４μｍ、比表面積２７ポ／ｇであった．（発明の効果
） 本発明によれば、ゲーサイトとしては全く新しい粒子形
態である盤状ゲーサイトが提供される。

この盤状ゲーサイ［・は、従来の針状、粒状等のゲーサ
イトと同様の用途に使用できるだけでなく、塗膜補強用
顔料、二次元配向フェライト原料、複合材料用補強材、
垂直磁気記録用磁性粉原料等をはじめとした広い分野に
おいて利用することができる．

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ実施例１および実施例
４で得られた盤状ゲーサイトの粒子形態を示す図面に代
える透過型電子顕微鏡写真（倍率１．００，０００倍）
であり、第３図は、実施例１で得られた盤状ゲーサイト
のＸ線回折スペクトル（Ｃｕのκα線により測定）を示
す図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）粒子形態が盤状のα−ＦｅＯＯＨで、粒子径（盤
   径）が０．０３〜１μｍ、盤状比（粒子径／厚み）が３
   〜１０の範囲にあることを特徴とする盤状ゲーサイト。
2. （２）盤状が六角盤状ないしそれに近似した形態である
   特許請求の範囲第１項記載の盤状ゲーサイト。
3. （３）粒子径が０．０４〜０．３μｍである特許請求の
   範囲第１項記載の盤状ゲーサイト。
4. （４）盤状比が３〜６である特許請求の範囲第１項記載
   の盤状ゲーサイト。
5. （５）盤状が六角盤状で、粒子径が０．０４〜０．３μ
   ｍで、盤状比が３〜６である特許請求の範囲第１項記載
   の盤状ゲーサイト。