JPH1095620A - 整粒酸化クロム - Google Patents

整粒酸化クロム

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JPH1095620A
JPH1095620A JP27206597A JP27206597A JPH1095620A JP H1095620 A JPH1095620 A JP H1095620A JP 27206597 A JP27206597 A JP 27206597A JP 27206597 A JP27206597 A JP 27206597A JP H1095620 A JPH1095620 A JP H1095620A
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JP
Japan
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chromium oxide
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particles
chromium
fine
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JP27206597A
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English (en)
Inventor
Nobuo Takagi
伸夫 高木
Muneo Mita
宗雄 三田
Hiroyuki Kashiwase
弘之 柏瀬
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Nippon Chemical Industrial Co Ltd
Original Assignee
Nippon Chemical Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微細かつ整粒した酸化クロムを提供するこ
と。 【解決手段】 実質的に球状で、平均粒径が0.1〜
2.0μm であり、且つ粒度分布がロジン−ランムラー
線図におけるn値として3以上である整粒酸化クロム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は微細かつ整粒した酸
化クロムに係り、更に言えば磁気テープ用の研摩材など
精密研摩材や顔料等に有用な酸化クロムを提供すること
を目的としたものである。
【0002】
【従来の技術】酸化クロムは従来から顔料、研摩材ある
いは耐火材等の用途を対象に以下のような各種の方法に
より工業的に製造されている。 3価クロム塩水溶液をアルカリ剤で中和して水酸化ク
ロムとし、これを高温度で焼成する方法。 重クロム酸アルカリに炭素、硫黄またはSO2 、H2
Sガス等の還元剤を作用させて加熱焼成した後、水洗、
分離する方法。上記、はいわゆる湿式法と呼ばれ、
例えば特公昭59−38170 号公報、特公昭59−35843 号公
報、特公昭62−50410 号公報などに開示されている。 無水クロム酸や重クロム酸アンモニウムを加熱分解す
る方法。
【0003】この方法は、いわゆる乾式法と呼ばれ工業
的製法としては最も代表的な方法である。この方法にお
いて比表面積の大きい顔料特性のすぐれたものを得る改
善方法として、含窒素化合物を存在させることが知られ
ている(特公昭54−15040 号公報、特公昭55−23213 号
公報)。
【0004】前記の変法として重クロム酸アルカリ
や重クロム酸アンモニウムに酸および含窒素化合物を加
えて熱分解する方法が知られている(特開昭51−108697
号公報、特開昭52−8999号公報、特公昭58−1047号公
報)。
【0005】更に酸化クロムを温風下で乾式遠心分級す
ることにより整粒酸化クロムとする方法(特開昭60−26
0426号公報)や実質的に球状で0.03〜0.3ミクロ
ンの粒径をもつ微細な酸化クロムを研摩剤とすることな
ども知られている(特開昭63−45125 号公報)。
【0006】
【発明が解決をしようとする課題】近時、酸化クロムに
おいて従来のものと異なり、より機能性を具備すること
が要求され、従来の粒子特性のものでは追従することが
できなくなってきている。即ち、酸化クロムはその製法
上、加熱工程を必要とするが、この段階で生成する酸化
クロムの粒子は相互に不規則に付着、凝集する傾向が強
いため、平均粒径が1μm 前後の微細でかつその粒度分
布がシャープで単分散に近い酸化クロムの粒子は得るこ
とが難かしいことから、見かけの粒子は単結晶粒子に比
してかなり大きなものとなっている。
【0007】かかる傾向は、何も酸化クロムに限った問
題ではなく、一般に粒子が微細になればなる程見られる
現象であるが、焼成工程を不可避的に採る酸化クロムに
あっては粒子間の焼結もあって単分散に近いものの形成
は極めて困難とされてきた。従って、通常は生成した酸
化クロムに強力な粉砕および分級の操作を施して所望粒
度に近い部分のみを選択して回収する手段が講じられて
いる。
【0008】本発明は、上記の従来の技術では得ること
ができなかった平均粒径が2μm 以下、特に1μm 以下
でかつ単分散に近いシャープな粒度分布である特定な粒
子状態の酸化クロムを提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は実質
的に球状で、平均粒子径が0.1〜2.0μm であり、
且つ粒度分布がロジン−ランムラー線図におけるn値と
して3以上であることを特徴とする整粒酸化クロムに係
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。
本発明に係る酸化クロムは、上記のように実質的に球状
であることが特徴の1つとなっている。
【0011】ここに実質的に球状とは、酸化クロムの一
次粒子が凸部を有しない連続的で円滑な曲面からなるこ
とを意味し、例えば結晶面で構成される陵等が明確には
認められないことをいう。酸化クロムの粒子がこのよう
な球状であることは、第1図に示すように電子顕微鏡
(SEM)による観察で確認することができる。かかる
形状の特徴は適度の粒径と相俟って、顔料や精密研摩に
適用できる機能を与えることができる。
【0012】次に、本発明に係る酸化クロムは平均粒子
が0.1〜2μm の範囲にあり、且つロジン−ランムラ
ーの線図におけるn値が3以上であることが第2の特徴
となっている。
【0013】本発明における粒度分布は、電子顕微鏡法
若しくは光散乱式の粒度測定法によって求められた値で
表わしたものであり、平均粒子径は累積値の50%代表
径(R50)を意味し、特に0.1〜1.0μm の範囲
が好ましい。
【0014】また、粒度分布をロジン−ランムラー(Ro
sin-Rammrer)式R(Dp)=100 exp(-bDpn ) 〔R(Dp)
は粒子径Dpよりも大きい粒子の重量%、b、nは定数〕
において求められているn値が大きい程粒子分布がシャ
ープであると言えるが、本発明に係る酸化クロムはこれ
が3以上であることが特徴となっている。
【0015】更に、このような粒子特性をもつ酸化クロ
ムは、実質的に単分散状の粒子であって、非常に分散性
がよく、従来の凝集性の酸化クロムとは異なっているも
のである。
【0016】このような酸化クロムは、6価クロム化合
物、アルカリ塩および含窒素化合物を含有する原料調合
物の水溶液を噴霧乾燥または噴霧熱分解した後、800
〜1200℃の温度で焼成し、次いで該焼成物を水洗処
理することにより、工業的に製造することができる。
【0017】まず、原料となる6価クロム化合物として
は、例えば無水クロム酸、重クロム酸アルカリ、重クロ
ム酸アンモニウム、クロム酸アルカリ等が挙げられ、ア
ルカリ塩としては、前記アルカリ塩のほかに硫酸アルカ
リ、塩化アルカリ、硝酸アルカリ等が挙げられる。
【0018】また、含窒素化合物としては、アンモニ
ア、アンモニウム塩、硝酸塩、尿素、グアニジン等を使
用することができる。
【0019】なお、以上の各原料はそれぞれ1種または
2種以上を併用しても差支えない。従って、前記から明
らかなように6価クロム化合物、アルカリ塩および含窒
素化合物はそれぞれ個別的に用いることは必ずしも必要
ではなく、原料調合物中に結果的にそれらの3成分が所
定量含有されていればよい。ただし、かかる6価クロム
含有の原料調合物は、後述の焼成したときに酸化クロム
と中性塩類を生成するような配合でなければならない。
この理由は、焼成後アルカリ性を示す塩類を生成するよ
うな原料配合では焼成物中に6価クロムが残留し、酸化
クロム収率低下をきたすことになるからである。
【0020】また、出発原料として使用する塩類の量的
割合は、焼成物中に副生する中性アルカリ塩の量が生成
する酸化クロム(Cr2 3 )に対し20〜120モル
%の範囲にあり、特に30〜100モル%となるように
することが好ましい。副生する中性アルカリ塩の量が2
0モル%未満では、生成する酸化クロムの粒子成長が不
充分でしかも粒度分布が不均一となる。一方、120モ
ル%を越えると、焼成物全体が融体状となって焼成炉壁
に付着し、炉からの排出が困難となるうえ、粒度分布が
不均一かつ粒成長して目的とする粒度特性のものが得ら
れなくなる。同様の理由から含窒素化合物はCr2 3
に対し80〜120モル%の範囲が好適である。
【0021】本発明において、かかる原料調合物水溶液
を噴霧乾燥または噴霧分解のいずれかの操作を施すこと
が重要であり、これらは噴霧する際の熱雰囲気が異なる
だけである。噴霧乾燥は、いわゆる所望のスプレードラ
イヤーを使用して霧状にした水溶液を熱風と接触させて
瞬間的に水分を蒸発、除去することによって行なわれ、
微細かつ均一な乾燥粉末を得る。この操作自体は化学の
分野で周知のものである。
【0022】混合塩水溶液の噴霧分解は、約300℃以
上の高温度で噴霧を行ない、前者の乾燥粉末よりも微細
で蒿高な均一分解物を得ることができる。このような操
作は、また300℃以上の高温に加熱された例えば、ロ
ータリーキルン中に水溶液を直接噴霧することによって
も得ることができる。この噴霧分解法は瞬間的な水分の
蒸発除去と原料の加熱分解を行なわせるものであり、微
細かつ均一分解生成物の粉末が得られることから、噴霧
乾燥法により合理的であるといえる。
【0023】このようにして得られる噴霧乾燥物または
分解生成物の粉末は、ロータリーキルン、シャトルキル
ン、その他の炉により800〜1200℃の温度で0.
5〜3時間焼成し、その焼成物を水で洗浄して副生物の
塩類を可及的に除去し、乾燥することによって目的の酸
化クロムが得られる。なお、必要により粉砕を施しても
よいが、本発明では不可欠な操作ではない。
【0024】本発明に係る酸化クロムは、実質的に球状
かつ整粒された微細な分散性のよい粒子特性を有する。
【0025】かかる酸化クロムは6価クロム、アルカリ
塩および含窒素化合物の原料調合物水溶液を加熱雰囲気
で噴霧処理を施すことにより、得られる微細な流動性良
好な粉末が核となって、それぞれの粒子を均一な焼成条
件で完全に熱分解することにより酸素ガス、窒素ガスお
よび水等のガス発生とアルカリ塩の存在による酸化クロ
ムの結晶促進が均一な粒子毎になされるために、前記の
特性を有する酸化クロムが得られるものと考えられる。
【0026】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。 実施例1 無水クロム酸(CrO3 :99.7%)100重量部を
水100重量部に溶解し、硫酸ナトリウム(Na2 SO
4 :98wt%)72重量部、アンモニア水(NH3 :2
8wt%)61重量部を添加し調製した水溶液を温度14
0℃にて噴霧乾燥した。得られた乾燥粉末は平均粒径5
μm の球形で、化学分析の結果、原料の偏析等がない均
一性の高い流動性のある粉体であることが確認された。
次いで、1100℃に温度調節された電気炉でアルミナ
ルツボ(100cc)に入れた上記乾燥粉末30gを1時
間焼成し、自然冷却した。該焼成物を水洗して副生した
硫酸ナトリウムを除去し、乾燥後11gの酸化クロムを
得た。得られた酸化クロムについて電子顕微鏡(SE
M)にて観察したところ、第1図に示すとおり実質的球
状の整った粒子が確認され、また粒度分布を測定したと
ころ、R50=0.4μm ロジン−ランムラー式のnが
3.1をもつ整粒された微細な酸化クロムであった。更
にBET比表面積を求めたところ、2.9 m2 /gを有し
ていた。
【0027】実施例2 重クロム酸ソーダ(Na2 Cr2 7 ・2H2 O:9
9.5%)50重量部を水250重量部に溶解し、硫酸
(H2 SO4 :98%)16.7重量部尿素〔(N
2 2 CO:98%〕10.2重量部を添加し完全に
溶解して得られた原料調合物水溶液を温度400℃の熱
雰囲気にて噴霧処理し噴霧分解を行った。得られた粉末
は、褐色の均一な流動性のよい微粒子であった。次い
で、この微粉末を実施例1と同様に電気炉にて1100
℃1時間焼成した後、冷却、水洗して副生硫酸ナトリウ
ムを可及的に除去し、乾燥して酸化クロムを得た。この
酸化クロムの粒子特性を実施例1と同様に測定したとこ
ろ、次の結果が得られた。 SEM:実質的に球状 平均粒子径(R50):0.3μm ロジン−ランムラー式のn値:3.3 BET比表面積:3.84 m2 /g
【0028】比較例1 実施例1において調合した水溶液を120℃で蒸発乾固
させた。得られた固形物を粉砕後、1100℃1時間
(実施例1と同様)焼成した後、水洗および乾燥して酸
化クロムを得た。得られた酸化クロムについて粒子特性
を調べたところ次の結果が得られた。 SEM:凝集性の大きい不均質粒子(第2図) 平均粒子径(R50):0.5μm ロジン−ランムラー式のn値:1.5 BET比表面積:2.30 m2 /g
【0029】
【発明の効果】発明に係る酸化クロムは、実質的に球状
の微細かつロジン−ランムラー式のn値が3以上の整粒
された粒子特性をもつものである。かかる酸化クロム
は、磁気記録媒体用の精密研摩材あるいは顔料として有
用である。一方、本発明の製造方法によれば、無水クロ
ム酸、重クロム酸塩等をクロム源とし比較的単純な工程
で、また比較的低い温度の焼成によって前記のように微
細で粒度分布のシャープな粒子状態の酸化クロムを得る
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施態様の1つである酸化クロムの粒
子構造を示す電子顕微鏡写真(15000 倍)である。
【図2】比較例として挙げた酸化クロムの粒子構造を示
す電子顕微鏡写真(15000 倍)である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 実質的に球状で、平均粒径が0.1〜
    2.0μm であり、且つ粒度分布がロジン−ランムラー
    線図におけるn値として3以上であることを特徴とする
    整粒酸化クロム。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111908506A (zh) * 2020-07-15 2020-11-10 崇义章源钨业股份有限公司 制备高纯度纳米氧化铬的方法及高纯度纳米氧化铬
CN114715938A (zh) * 2021-01-06 2022-07-08 中国科学院青海盐湖研究所 一种微米三氧化二铬及其制备方法
CN114853067A (zh) * 2022-05-26 2022-08-05 衡水友谊新材料科技有限公司 一种粒径分布窄、颗粒大小均匀的氧化铬绿制备工艺

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