JPS61122128A

JPS61122128A - 紡錘形乃至棒状α−酸化第二鉄粒子及びその製造方法

Info

Publication number: JPS61122128A
Application number: JP59245337A
Authority: JP
Inventors: Seiji Matsumoto; 松本　清治; Tadashi Shoka; 小菓　忠史; Kiyoshi Fukai; 深井　清志
Original assignee: Sakai Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Sakai Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1984-11-19
Filing date: 1984-11-19
Publication date: 1986-06-10

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】本発明は、紡錘形乃至棒状α−酸化第二鉄粒子及びその
製造方法に関する。

α−酸化第二鉄粒子は、従来より顔料として、また、磁
性酸化鉄粉を製造するための中間原料として広く用いら
れており、その形状については、顔料用としては主とし
て粒状が、また、磁性酸化鉄粉原料用としては主として
針状が知られている。

このようなα−酸化第二鉄は、従来、ゲータイト、即ち
、ｃｘ　−Ｆｅ００Ｈを１５０〜４００℃程度の温度で
加熱、脱水することによって製造されている。

しかし、この方法によって得られるα−酸化第二鉄粒子
中には多数の空孔（脱水孔）が生じ、例えば、これを原
料として得られる磁性酸化鉄粉、即ち、マグネタイトや
γ−酸化第二鉄粒子中にもそのまま多数残存してこれら
を多孔性となし、かくして、保磁力をはじめとする磁気
特性を著しく低下せしめると共に、磁性塗料においては
、多数の粒子が集合凝集し、分散性が低下して、磁気記
録媒体の磁気記録特性を劣化させることとなる。

しかも、一般にゲータイトは特有の針状集合体、所謂タ
クトイド粒子をなすため、加熱脱水工程においてその粒
子形態が変化しやすく、この結果として、得られるα−
酸化鉄粒子は多くの分岐や突起を有し、また、相互に凝
集して不規則な形状となる傾向が大きい。このように、
従来の方法によれば、一般に実質的に空孔がなく、且つ
、形状が一様に整ったα−酸化第二鉄粒子を得ることが
困難である。

本発明者らは、α−酸化第二鉄の製造における上記した
種々の問題を解決するために、特公昭５５−４６９４号
公報、特公昭５５−２２４１６号公報、特公昭５６−１
７２９０号公報、特開昭５７−１２３８３１号公報等に
記載されているように、実質的に空孔を有しないα−酸
化第二鉄の製造方法を提案しているが、これらの方法は
、主に磁性酸化鉄粉の製造に適するα−酸化第二鉄を得
ることを目的とするので、得られるα−酸化第二鉄の形
状も針状に限られている。

そこて、本発明者らは、α−酸化第二鉄の製造に関して
、更に鋭意研究した結果、無定形水酸化第二鉄の水性＠
濁液をアルカリ性で加熱してα−酸化第二鉄を製造する
方法において、添加剤を含む製造条件を制御することに
よって、新規な形状を有するα−酸化第二鉄粒子を得る
ことができることを見出して本発明に至ったものである
。

本発明によるα−酸化第二鉄粒子は、軸比が１より大き
いが、３より小さく、長軸径が１μｍ以下であり、且つ
、実質的に空孔を有しない紡錘形乃至棒状であることを
特徴とし、かかる新規な形状を有するα−酸化第二鉄粒
子は、本発明に従って、鉄１ｇ原子に対して１０−’〜
５Ｘ１０−３モルの有機ホスホン酸及びオキシカルボン
酸よりなる群から選ばれる少な（とも１種の添加剤の存
在下にアルカリ性で無定形水酸化第二鉄の水性懸濁液を
加熱することを特徴とする。

本発明において、α−酸化第二鉄粒子が紡錘形乃至棒状
であるとは、粒子の軸比が１より大きいが、３より小さ
く、且つ、長軸径が１μｍ以下であって、太く且つ短い
形状を有し、かかる形状において従来の針状形状とは異
なる。

本発明においては、無定形水酸化第二鉄の水性懸濁液を
加熱する際に、有機ホスホン酸及びオキシカルボン酸よ
りなる群から選ばれる少なくとも１種の添加剤を共存さ
せる。ここに、有機ホスホン酸としては、一般式（Ｉ）（但し、ｎは２〜６の整数を示し、ｍは０又は１〜５の
整数を示す。）で表わされるアミノアルキレンホスホン酸、又は一般式
（ｎ）（但し、Ｘ及びＹは水素、水酸基、アミノ基、アルキル
基又はアリール基、を示し、ｑは１〜６の整数を示す。

）で表わされるアルキレンジホスホン酸が用いられる。

一般式（１）で表わされる有機ホスホン酸の具体例とし
て、アミノトリ　（メチレンホスホン酸）、エチレンジ
アミノテトラ（メチレンホスホン酸）、トリエチレンテ
トラアミノヘキサ（メチレンホスホン酸）、テトラエチ
レンペンタアミノへブタ（メチレンホスホン酸）、ペン
タエチレンヘキサアミノオクタ（メチレンホスホン酸）
等を挙げることができる。

また、一般式（ｎ）で表わされる有機ホスホン酸におい
ては、アルキル基は炭素数１〜６が好ましく、アリール
基は炭素数６〜１４が好ましい。

かかる具体例としてはメチレンジホスホン酸、エチレン
−１，１”−ジホスホン酸、エチレン−１，２−ジホス
ホン酸、プロピレン−１，１゛−ジホスホン酸、プロピ
レン−１，３−ジホスホン酸、ヘキサメチレン−１，６
−ジホスホン酸、２，４−ジヒドロキシペンタメチレン
−２，４−ジホスホン酸、２，５−ジヒドロキシへキサ
メチレン−２，５−ジホスホン酸、２．３−ジヒドロキ
シブチレン−２，３−ジホスホン酸、１−ヒドロキシベ
ンジル−１，１′−ジホスホン酸、１−アミノエチレン
−１，１゛−ジホスホン酸、ヒドロキシメチレンジホス
ホン酸、１−ヒドロキシエチレン−１，１°−ジホスホ
ン酸、１−ヒドロキシプロピレン−１，１”−ジホスホ
ン酸、１−ヒドロキシブチレン−１，１′−ジホスホン
酸、　１−ヒドロキシへキサメチレン−１，１′−ジホ
スホン酸等を挙げることができる。

上記の有機ホスホン酸は、一般に水溶性であり、本発明
において好ましく用いられる添加剤であるが、これらの
アルカリ金属等の金属塩やエステルもまた、好ましく用
いられる。

オキシカルボン酸としてクエン酸、酒石酸、プロピルタ
ルトロン酸、デスオキサル酸、グリコール酸、リンゴ酸
、α−メチルリンゴ酸、α−ヒドロキシグルタル酸、ジ
ヒドロキシグルタル酸、サリチル酸、５−スルホサリチ
ル酸等を挙げることができるが、好ましくは脂肪族オキ
シカルボン酸か用いられる。また、上記した酸のアルカ
リ金属塩やアルコラードも用いられる。

本発明に従って、紡錘形乃至棒状のα−酸化第二鉄粒子
を得るためには、上記した添加剤は、鉄１ｇ原子に対し
てｉｏ−’〜５Ｘ１０−’モルの範囲において共存させ
ることが必要であり、この範囲をはずれた量を添加して
も、目的とする紡錘形乃至棒状のα−酸化第二鉄粒子を
得ることができない。

本発明において用いられる無定形水酸化第二鉄自体は、
その製造方法において何ら制限されない。

例えば、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、硝酸第二鉄等の第二
鉄塩の水溶液に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ア
ンモニア等のアルカリを加えて、沈殿として無定形水酸
化第二鉄を得る。

用いる水酸化第二鉄の水性＠濁液は、上記した添加剤の
共存下に攪拌する際に、攪拌が困難でない程度の濃度を
有すればよく、通常、水酸化第二鉄の濃度は、鉄換算に
て１．５モル／ｌ以下であり、好ましくは０．１〜１モ
ル／ｌの範囲である。

水酸化第二鉄の水性懸濁液の加熱反応はアルカリ性下で
行なわれる。従って、水性懸濁液のｐＨは７以上、好ま
しくは８〜１２．５である。アルカリは特に制限されな
いが、通常、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アン
モニア等が用いられる。

また、反応に際しては加圧してもよいが、通常は加圧す
ることなく、密閉容器中で懸濁液を加熱すればよい。反
応温度は、通常、１００〜２５０℃の範囲である。

本発明によるα−酸化第二鉄粒子は、上記したように、
実質的に空孔を有さす、且つ、従来にない新規な紡錘形
乃至棒状の形状を有するので、例えば、これを原料とし
て垂直磁気記録用磁性粉や無配向型磁気テープ磁性粉等
の磁性粉を製造することにより、従来にない特性を有す
る磁性粉を得ることができ、また、一般の顔料としても
用いることができ、適切な配合によって従来にない特性
を有する塗料組成物を得ることもできる。

以下に実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例塩化第二鉄水溶液（鉄濃度１６．７ｇ／ｇ）３ｆｆｉに
１０％水酸化ナトリウム水溶液を加え、スラリーのｐＨ
が７．５になるまで中和して、赤褐色無定形の水酸化第
二鉄を沈殿させた。次いで、この水酸化第二鉄を含むス
ラリーを６０℃に加熱した後、濾過し、２１の温水にて
水酸化第二鉄を水洗した。

得られた水酸化第二鉄を水中に分散させ、１２の懸濁液
とし、これにアミノ　（トリメチレンホスホン酸）０．
５４ｇ（鉄１ｇ原子に対して２Ｘ１０−’モル）を添加
し、５％水酸化ナトリウム水溶液を加え、ｐＨを１１．
２に調整した。

この懸濁液を密閉容器内に移して１５０℃の温度に加熱
して、９０分間攪拌しながら反応を行なった。生成した
赤色沈殿を濾過、水洗した後、乾□燥して赤色粉末７１
ｇを得た。Ｘ線回折によりこの赤色粉末はα−酸化第二
鉄であることが確認された。また、このα−酸化第二鉄
粒子は、第１図に示す電子顕微鏡写真から、実質的に空
孔を有しない平均長径０．２μｍ、軸比２．５の棒状粒
子であることが確認された。比表面積は２１．６ｒｒｒ
／ｇであった。

比較例１上記実施例において、アミノ　（トリメチレンホスホン
酸）を用いない以外は、上記実施例と全く同様に処理し
てα−酸化第二鉄を得た。このα−酸化第二鉄粒子は径
０．２μｍの立方体状であった。

比較例２上記実施例において、アミノ　（トリメチレンホスホン
酸）を１．６ｇ（鉄１ｇ原子に対して５．７×１０−３
モル）を添加して以外は、上記実施例と全く同様に処理
してα−酸化第二鉄を得た。このα−酸化第二鉄粒子は
、第１図に示すその電子顕微鏡写真にみられるように、
針状であって、長径０、６　ｐ　ｍ、短径０．０８．ｕ
ｍであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による棒状α−酸化第二鉄の粒子構造を
示す電子顕微鏡写真（３００００倍）、第２図は比較例
としての針状α−酸化第二鉄の粒子構造を示す電子顕微
鏡写真（３００００倍）である。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）軸比が１より大きいが、３より小さく、長軸径が
１μｍ以下であり、且つ、実質的に空孔を有しない紡錘
形乃至棒状α−酸化第二鉄粒子。
（２）鉄１ｇ原子に対して１０＾−＾５〜５×１０＾−
＾３モルの有機ホスホン酸及びオキシカルボン酸よりな
る群から選ばれる少なくとも１種の添加剤の存在下にア
ルカリ性で無定形水酸化第二鉄の水性懸濁液を加熱する
ことを特徴とする軸比が１より大きいが、３より小さく
、長軸径が１μｍ以下であり、且つ、実質的に空孔を有
しない紡錘形乃至棒状α−酸化第二鉄粒子の製造方法。