JPH0397627A - 盤状ゲーサイト - Google Patents

盤状ゲーサイト

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JPH0397627A
JPH0397627A JP9192090A JP9192090A JPH0397627A JP H0397627 A JPH0397627 A JP H0397627A JP 9192090 A JP9192090 A JP 9192090A JP 9192090 A JP9192090 A JP 9192090A JP H0397627 A JPH0397627 A JP H0397627A
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hydroxide
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Soichiro Nobuoka
信岡 聡一郎
Takashi Asai
浅井 孝
Kazuaki Ato
和明 阿度
Kyoji Odan
恭二 大段
Yasuo Bando
坂東 康夫
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Ube Corp
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Ube Industries Ltd
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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、粒子形態が全く新しい盤状のゲーサイト(α
−Fe00H)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、磁性松原料、塗膜補強用顔料、二
次元配向フェライト原料、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
して針状粒子に成長す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
吐気)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
式にかえて垂直磁気記録方式の開発が進められており、
磁性粉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。
また最近の磁性粉の動向として、さらに記録密度の向上
を図るため、磁性粉粒子はより微粒子化へと進んでいる
.さらには黄色透明酸化鉄および紫外線吸収用酸化鉄へ
の応用を目的とした超微粒子ゲーサイトの開発が期待さ
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戊長ずる本性をも
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、粒子形態が盤状のゲーサイ
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微小な盤状のゲ
ーサイトが得られれば、顔料、電子材料、複合材料等の
分野において微小な盤状であることに基づく特性を利用
した新規用途開発の促進が期待される. 本発明の目的は、粒子径0.01〜0.7μm,盤状比
が1〜3未満の微小な結晶性の優れた盤状ゲーサイトを
提供することにある. C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特定量のオキシアルキルア
ミンを加えて低温で水酸化第二鉄を生威させ、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
った粒子形態の微小な結晶性の優れた円盤状ないしそれ
に近似し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0.01〜0.7μm,盤状比(粒子径/厚
み)が1〜3未満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
しくは円盤状ないし六角盤状に近似した形態を有してお
り、粒子径は0.01−0.7μmの範囲、詳しくは9
0%以上の粒子が0.02〜0.2μmの範囲にあり、
盤状比は1〜3未満の範囲、特に1.5〜2.5の範囲
にある。また長軸と短軸との長さの比(長軸と短軸)は
、3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、0.0 3〜0. 1 μm、及
び1〜2.5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戒させる
際にオキシアルキルアミンを第二鉄塩に対して15〜7
0倍モル添加して0〜−10℃で反応させて水酸化第二
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i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/i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成させる際に、
特定量のオキシアルキルアミンを添加して水酸化第二鉄
を生戒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15
〜70倍モル、好ましくは30〜60倍モルになるよう
にするのがよい.オキシアルキルアξンの添加量が少な
すぎると盤状にならなくなったり、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−Fe20.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、γ−プロパノールアミン、β−プロパノー
ルアミン、ジエタノールア果ン、トリエタノールアごン
、イソブタノールアミ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. オキシアルキ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或させる際の反応
温度は、0〜−10゜C、好ましくは−1〜−8゜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
状比を1〜3未満に小さくし、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威させることができるが、水熱処
理にさきだって熟或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〜l2にして水熱処理する
のが望ましい。スラリのpHをIO以上に調整する方法
としては、例えば水酸化第二鉄を生戒させたスラリを、
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、100〜250゜C、好ましくは12
0〜230“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、形態のバラッキが大きくなったりし
、水熱処理温度が高すぎるとα−Fe.O,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i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(FeCj!16HtO) 5 0 gを蒸
留水1lに溶解させて−2 ”C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500
m(塩化第二鉄に対して45倍モル)を蒸留水2lに溶
解させ、−2゜Cに保持した溶液中に滴下し、約−2゜
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1lのオートクレープに仕込み、180″Cで3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
粉末状の円盤状ないし六角盤状に近似した形状の盤状ゲ
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(T
EM)写真(60.000倍)を第1図に示す。また)
1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−FeOOH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2〜7 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30倍モル(実施例2)および
60倍モル(実施例3)にかえた、実施例1の水酸化第
二鉄を生成させる際の温度を−2゜Cから−7℃にかえ
た(実施例4)、実施例lの熟威温度を30゜Cから2
0″Cにかえた(実施例5)、実施例1の熟戒時間を2
0時間から5時間にかえた(実施例6)、実施例1の水
熱処理温度を180″Cから150゜Cにかえた(実施
例7)、ほかは実施例1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. 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1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、長袖の平均値0.
24μm、比表面積21ni/gであった。
得られたゲーサイトのTEM写真(10,000倍)を
第2図に示す。
(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。
この盤状ゲーサイトは、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、黄色透明酸化
鉄、紫外線吸収用酸化鉄、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
性粉原料等をはし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および比較例
1で得られた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K
α線により測定)を示す図である。 箪 箪 ■ 2 釦

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0.01〜0.7μm、盤状比(粒子径/厚み)
    が1〜3未満の範囲にあることを特徴とする盤状ゲーサ
    イト。
  2. (2)盤状が円盤状ないし六角盤状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0.02〜0.2μm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1.5〜2.5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)盤状が円盤状ないし六角盤状に近似した形態で、
    粒子径が0.02〜0.2μmで、盤状比が1.5〜2
    .5である特許請求の範囲第1項記載の盤状ゲーサイト
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