JPH0557213B2

JPH0557213B2 -

Info

Publication number: JPH0557213B2
Application number: JP24254385A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Kosaka; Kikuo Okuyama; Koji Toda; Nanao Horiishi
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 1985-10-28
Filing date: 1985-10-28
Publication date: 1993-08-23
Also published as: JPS62100420A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、β−ジケトン鉄錯体を加水分解して
得られる平均径500Å以下の高純度ヘマタイト超
微粒子粉末及びその製造方法に関するものであ
る。

本発明に係る高純度ヘマタイト超微粒子粉末の
主な用途は、フエライト用原料粉末、塗料用顔料
粉末及び、ゴム・プラスチツク用着色剤、触媒等
である。

〔従来の技術〕

ヘマタイト粒子粉末は、フエライト用原料粉末
として現在広く使用されている。

即ち、フエライトは、ヘマタイト粒子粉末等の
主原料とBa、Sr若しくはPb化合物等、又は、 Zn、Mn、Ni、Mg、若しくはCu化合物等の副
原料とを混合し、加熱焼成、粉砕することにより
製造されている。

また、ヘマタイト粒子粉末は、赤色を呈してい
る為、顔料とビヒクルとを混合して塗料を製造す
る際の塗料用顔料粉末として広く使用されてお
り、殊に、500Å以下の超微粒子は紫外線吸収効
果並びに透明性を発現する等の特徴がある為、紫
外線吸収フイルム用透明性顔料粉末として使用さ
れており、更に、ゴム・プラスチツクに混練・分
散して着色剤としても使用されている。

更に、ヘマタイト粒子粉末は、触媒としても使
用されている。

上記した通り、ヘマタイト粒子粉末は、様々の
分野で使用されているが、いずれの分野において
も共通して要求されるヘマタイト粒子粉末の特性
は、粒度の微細化と純度が高いことである。

即ち、フエライトの製造にあたつては、主原料
であるヘマタイト粒子の粒度が微細化すればする
程、原料の均一混合が可能となり、その結果、フ
エライト化反応の進行が容易となり、また、ヘマ
タイト粒子の純度が高ければ高い程、最終製品で
あるフエライトの性能は向上する。

この事実は、例えば、粉体工学第７巻第８号
（1970年）第46頁の「フエライト化反応は粒度が
小さいほど反応性は増大する。」なる記載、及び、
特公昭49−15360号公報の「……酸化第２鉄（ヘ
マタイト）中には……不純物が蓄積され、高性能
化小型化を要求される磁性体、特に、ソフト系の
マンガン・亜鉛系或いはマンガン・マグネシウム
系等の複合フエライトには全く使用が出来ず…
…」なる記載からも明らかである。

次に、塗料の製造においては塗料化に際して、
ゴム・プラスチツクの製造においては混練に際し
てヘマタイト粒子粉末を均一、且つ、容易に分散
させることが必要であり、その為には、出来るだ
け微細なヘマタイト粒子粉末が要求される。ま
た、ヘマタイト粒子中の不純物が多くなる程、ヘ
マタイト粒子の色調は不鮮明となり、赤色から赤
褐色又は、赤紫色に変化する為、純度の高いこと
が要求される。

更に、ヘマタイト粒子を触媒として使用するに
際しては、粒子が微細化すればする程、また、純
度が高くなればなる程、触媒活性が向上する。

従来、ヘマタイト粒子粉末の製造法としては、
第一鉄塩水溶液とアルカリとを反応させて得られ
た水酸化第一鉄を含む反応水溶液に酸素含有ガス
を通気することにより、水溶液中から出発原料と
してのマグネタイト粒子を生成させ、次いで、該
マグネタイト粒子粉末を空気中で加熱する方法が
知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

粒度が微細であり、且つ、純度の高いヘマタイ
ト粒子粉末は、現在最も要求されているところで
あるが、上記した通りの公知方法による場合に
は、反応条件により、種々の粒度を有するマグネ
タイト粒子を生成させることができるが、その大
きさは10000〜1000Å程度であり、1000Å程度以
下のマグネタイト粒子を生成させることは困難で
ある。従つて、水溶液中から生成したマグネタイ
ト粒子を空気中で加熱して得られるヘマタイト粒
子もその大きさは、10000〜1000Å程度であり、
1000Å程度以下、特に500Å以下のヘマタイト粒
子を得ることは非常に困難である。

また、公知方法による場合には、原料である第
一鉄塩水溶液がMn、Si等の不純物を含有してい
る為、水溶液中から生成するマグネタイト粒子は
一般に4.0〜1.0重量％の不純物を含有しており、
このマグネタイト粒子を空気中で加熱して得られ
るヘマタイト粒子も当然4.0〜1.0重量％の不純物
を含有するものとなる。

そこで、粒度が微細であり、且つ、純度の高い
ヘマタイト粒子粉末を得る為の技術手段の確立が
強く要望されている。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明者は、粒度が微細であり、且つ、純度の
高いヘマタイト粒子粉末を得るべく種々検討を重
ねた結果、本発明に到達したのである。

即ち、本発明は、β−ジケトン鉄錯体を加水分
解して得られる平均径500Å以下の高純度ヘマタ
イト超微粒子粉末及びβ−ジケトン鉄錯体の蒸気
と水蒸気とを気相中500℃〜900℃の温度範囲で反
応して上記β−ジケトン鉄錯体を加水分解するこ
とによりヘマタイト超微粒子を生成させることよ
りなる高純度ヘマタイト超微粒子粉末の製造方法
である。

〔作用〕

先ず、本発明において最も重要な点は、β−ジ
ケトン鉄錯体の蒸気と水蒸気とを気相中で反応さ
せた場合には、粒度の微細な、殊に、500Å以下
の超微粒子であり、且つ、純度の高いヘマタイト
微粒子粉末が得られる点である。

本発明においては、鉄原料として蒸気となりや
すいβ−ジケトン鉄錯体を用い、且つ、β−ジケ
トン鉄錯体の蒸気と水蒸気との気相中における反
応であることに起因して、水溶液中での反応に比
べ、短時間裡に反応が生起し、また、ヘマタイト
中の不純物含量として一般に重視されているSi、
Mn、Al、Ca及びこれらを含む酸化物等の化合物
は高沸点である為、本発明の反応に寄与すること
なくそのまま原料β−ジケトン鉄錯体中に残存
し、しかも、工程中からの不純物の混入が防止さ
れることによつて、粒度が微細な、殊に、500Å
以下の超微粒子であり、且つ、純度の高いヘマタ
イト微粒子粉末を得ている。

次に、本発明実施にあたつての諸条件について
述べる。

本発明におけるβ−ジケトン鉄錯体としては、
鉄アセチルアセトナート等が使用できる。本発明
におけるβ−ジケトン鉄錯体の蒸気は、β−ジケ
トン鉄錯体をN₂ガス等の不活性ガスを通じた気
化器内に入れ、100〜180℃で加熱して気化させる
ことにより得られる。気化器内に不活性ガスを通
じるのは、β−ジケトン鉄錯体とO₂又はH₂Oと
の反応が生起するのを防止する為である。

加熱温度は、100〜180℃である。温度が高くな
る程、気化速度が速くなり、β−ジケトン鉄錯体
の蒸気濃度が高くなる為、生成ヘマタイト粒子の
粒度は大きくなる傾向にある。

温度が100℃未満である場合には、β−ジケト
ン鉄錯体の蒸気濃度が非常に低くなり、ヘマタイ
ト粒子を効率的に生成することができない。

温度が180℃を越える場合には、β−ジケトン
鉄錯体が熱分解し、蒸気の発生が困難となり、ま
た、不純物が混入しやすくなる。

本発明における水蒸気は、水の飽和器を50〜70
℃に加熱し、これにN₂ガス等の不活性ガスをキ
ヤリアガスとして吹き込むことにより得られる。

50℃未満である場合には、水蒸気の濃度が低く
なり、β−ジケトン鉄錯体の加水分解反応が不充
分となる。

70℃を越える場合には、水蒸気の濃度が高くな
つてβ−ジケトン鉄錯体の加水分解反応が激しく
なる為、生成ヘマタイト粒子相互間において凝集
が生起しやすくなる。

本発明における気相中における反応は、β−ジ
ケトン鉄錯体の蒸気と水蒸気とを500〜900℃に加
熱した反応炉に導入することにより行う。

反応炉への導入は、β−ジケトン鉄錯体の蒸気
と水蒸気の両者を別々に導入しても、又は、両者
を混合した後に導入しても良い。

気相中における反応濃度はβ−ジケトン鉄錯体
の蒸気の流量及び水蒸気の流量により調整するこ
とが出来る。反応蒸気濃度が高くなると生成ヘマ
タイトの粒度が大きくなる傾向にある。生成する
ヘマタイト粒子の粒度を考慮すれば、β−ジケト
ン鉄錯体の蒸気の流量は、50〜1500ml／分、水蒸
気の流量は、50〜300ml／分が望ましい。本発明
の気相中における反応温度は、500〜900℃であ
る。

500℃未満である場合には、β−ジケトン鉄錯
体の加水分解反応が十分生起しない。

900℃を越える場合には、生成ヘマタイト粒子
相互間で焼結が生起しやすくなる。

〔実施例〕

次に、実施例により本発明を説明する。

尚、以下の実施例における粒子の平均径は電子
顕微鏡写真から測定した数値で示した。

また、粒子中のFeは、「螢光Ｘ線分析装置
3063M型」（理学電機工業製）を使用し、JIS
K0119−1979の「けい光Ｘ線分析通則」に従つ
て、螢光Ｘ線分析を行うことにより測定した。

実施例１鉄アセチルアセトナート〔Fe（C₂H₇O₂）₃〕２
ｇを流量500ml／分の窒素ガスを通じた気化器に
入れた後、温度110℃に加熱して、上記アセチル
アセトナートの蒸気を生成した。

別に、水の飽和器を50℃に加熱し、この飽和器
内に流量300ml／分の窒素ガスを吹き込むことに
より、水蒸気同伴ガスとした。

上記アセチルアセトナートの蒸気と上記水蒸気
同伴ガスとを連続的に混合して反応炉に導き、
500℃で加熱した。

得られた粒子粉末は、Ｘ線回折の結果、ヘマタ
イト相から成り立つており、図１の電子顕微鏡写
真（×30000）によれば、平均径70Åの超微粒子
であつた。また、このヘマタイト粒子粉末の
Fe₂O₃分は99.80重量％であり、不純物の少ないも
のであつた。

実施例２鉄アセチルアセトナート〔Fe（C₂H₇O₂）₃〕２
ｇを流量500ml／分の窒素ガスを通じた気化器に
入れた後、温度120℃に加熱して、上記アセチル
アセトナートの蒸気を生成した。

別に、水の飽和器を60℃に加熱し、この飽和器
内に流量300ml／分の窒素ガスを吹き込むことに
より、水蒸気同伴ガスとした。

上記アセチルアセトナートの蒸気と上記水蒸気
同伴ガスとを連続的に混合して反応炉に導き、
700℃で加熱した。

得られた粒子粉末は、Ｘ線回折の結果、ヘマタ
イト相から成り立つており、電子顕微鏡観察の結
果、平均径200Åの超微粒子であつた。また、こ
のヘマタイト粒子粉末のFe₂O₃分は99.65重量％で
あり、不純物の少ないものであつた。

実施例３鉄アセチルアセトナート〔Fe（C₂H₇O₂）₃〕２
ｇを流量500ml／分の窒素ガスを通じた気化器に
入れた後、温度140℃に加熱して、上記アセチル
アセトナートの蒸気を生成した。

別に、水の飽和器を60℃に加熱し、この飽和器
内に流量300ml／分の窒素ガスを含むことにより、
水蒸気同伴ガスとした。

上記アセチルアセトナートの蒸気と上記水蒸気
同伴ガスとを連続的に混合して反応炉に導き、
900℃で加熱した。

得られた粒子粉末は、Ｘ線回折の結果、ヘマタ
イト相から成り立つており、電子顕微鏡写真観察
の結果、平均径350Åの超微粒子であつた。また、
このヘマタイト粒子粉末のFe₂O₃分は99.55重量％
であり、不純物の少ないものであつた。

〔効果〕本発明に係るヘマタイト粒子粉末は、前出実施
例に示した通り、粒度の微細な、殊に、500Å以
下の超微粒子であり、且つ、純度の高いものであ
るから、フエライト用原料粉末、塗料用顔料粉
末、殊に、紫外線吸収フイルム用透明性顔料粉末
及びゴム・プラスチツク用着色剤、触媒として好
適である。

【図面の簡単な説明】

図１は、実施例１で得られたヘマタイト超微粒
子粉末の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×
30000）である。

Claims

【特許請求の範囲】１ β−ジケトン鉄錯体を加水分解して得られる
平均径500Å以下の高純度ヘマタイト超微粒子粉
末。２ β−ジケトン鉄錯体の蒸気と水蒸気とを気相
中500℃〜900℃の温度範囲で反応して上記β−ジ
ケトン鉄錯体を加水分解することによりヘマタイ
ト超微粒子を生成させることを特徴とする高純度
ヘマタイト超微粒子粉末の製造方法。