JPS6283321A - 盤状ゲ−サイトの製造法 - 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２粒子形態が全く新しい盤状のゲーサイト（α
−ＦｅＯＯＨ）の製造法に関するものである。

本発明で得られる盤状ゲーサイトは、黄色顔料。

磁性粉原料、塗膜補強用顔料、二次元配向フェライト原
料、複合材料用補強材（強化樹脂）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２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
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
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２例えば特開昭５８−４９６９
３号公報、特開昭−５８−４９６９４号公報、特公昭５
３−２８１５８号公報、特開昭５０−６５４９９号公報
、特開昭４９−４２５９７号公報、特開昭４９−４２５
９８号公報等において提案されているが°、盤状ゲーサ
イトおよびその製法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。

〔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２粒状ゲーサイトについての提案もなされてい
るが、普通には針状であシ２粒子形態が盤状のゲーサイ
トの製造法は見出されていない。

針状２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１粒子形態が新規な盤状ゲーサイトの製
造法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明者ら
は、ゲーサイトの粒子形態９粒度分布２分散性等の改良
について研究を続けた結果。

第二鉄塩と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成させ水酸化第二鉄を水熱処理
してゲーサイトを生成させる際、水酸化第二鉄にオキシ
アルキルアミンを加え１次いで水熱処理すると、意外に
も従来とは全く異なった粒子形態の盤状のゲーサイトが
得られることを発見し２本発明に到った。

本発明は、第二鉄塩とアルカリとを水性媒体中で反応さ
せて水酸化第二鉄を生成させた後、オキシアルキルアミ
ンを添加し９次いで水酸化第二鉄を水熱処理することを
特徴とする盤状ゲーサイトの製造法に関するものである
。

本発明の盤状ゲーサイトおよびその製法についてさらに
詳細に説明する。

本発明において、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ちる。

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

第二鉄塩とアルカリとを水性媒体中で反応させる方法と
しては、一般に第二鉄塩水溶液と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、またアルカリ水浴液の濃度は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。

第二鉄塩とアルカリとを反応させて水酸化第二鉄を生成
させる際の反応温度は、５０°Ｃ以下、好ましくは０〜
４５°Ｃにするのが、盤状比１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−Ｆｅ２０３が混在したり２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０．１〜２０時間の範囲から適宜選択される
。

第二鉄塩と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、これにオキシアルキルアミンを添加、
攪拌後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成する
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、５〜５０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
水酸化第二鉄生成後、オキシアルキルアミンを添加する
時期は特に制限されないが中和によって水酸化第二鉄を
生成させた後すみやかに添加するのが好ましい。

本発明の盤状ゲーサイトを得るにあたっては。

特に第二鉄塩とアルカリとを水性媒体中で反応させてゲ
ーサイトの前駆体である水酸化第二鉄を生成させた後に
、オキシアルキルアミンを添加する必要がある。

水酸化第二鉄生成後に添加するオキシアルキルアミンは
、溶媒に溶解させて２例えば水の如き溶媒に溶解させて
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２０〜６０倍モル、好
ましくは２０〜５０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量が少なすぎると盤状比が
小さくなったり１粒状になったり２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経済的で
もない。なお水酸化第二鉄を生成させる際にオキシアル
キルアミンを加えても盤状ゲーサイトを得ることができ
るが、生成後に加えた方がオキシアルキルアミンの添加
量が少なくてすみ、また０、１μｍ程度の分散性のよい
微粒子からなる盤状ゲーサイトを得るのがより容易にな
る。

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〜乙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−プロパツールアミン、β−プロパツー
ルアミン、ジェタノールアミン、トリエタノールアミン
、イン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。

水熱処理温度は、１００〜２５０°Ｃ２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、形態のバラツキが大きくなったシし
、水熱処理温度が高すぎるとα−Ｆ　ｅ２０３が生成し
たシする。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ブが好適に採用
される。

また水熱処理効果を高めるためには、オキシアルキルア
ミンを添加した水酸化第二鉄スラリのｐＨを１０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
２例えばスラリを、ろ過。

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、ろ過、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
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
造条件によってかなり広範囲にかえることができるが、
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で盤状ゲーサイト粒子を観
察、測定すると２粒子形態は盤状、さらに詳しくは六角
盤状ないしそれに近似した形態を有しておシ２粒子径は
０．０３〜１μｍの範囲、詳しくは９０％以上の粒子が
０．６４〜０．３μｍの範囲にあシ、盤状比は３〜１０
の範囲。

特に３〜６の範囲にある。また六角盤状ないしそれに近
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。

また平均粒子径および平均盤状比（任意に粒子３０個測
定した平均値）は。

０．０５〜０．５μｍ、および２〜６の範囲にある。

〔実施例〕

実施例１ 塩化第二鉄（ＦｅＯ４３・６Ｈ２０）　１０グを蒸留水
２００ｍ／に溶解させて８°Ｃに保持した溶液を、水酸
化ナトリウム１５２を蒸留水４００ｍＡ！に溶解させて
８°Ｃに保持した溶液中に滴下し、十分に攪拌して反応
させ、水酸化第二鉄を生成させた後、ただちにモノエタ
ノールアミンａｓｍｌ（塩化第二鉄に対して２０倍モル
）を添加して３０分間攪拌した。

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チ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５ＯＯｒｔｔｌのオートクレーブに仕込み、１８０°
Ｃ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、ろ過。

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（Ｔ
ＥＭ）写真（６００００倍）を第１図に示す。またＸ線
回折による分析でこの盤状ゲーサイトは、α−ＦｅＯＯ
Ｈ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１粒子径（盤径）、盤状比（粒子Ｖ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表中平均粒子径および平均盤状比は
２粒子３０個についての平均値である。

また分散性の評価は、この盤状ゲーサイト粉１００重量
部に対してトルエン４００重量部、フタル樹脂３０重量
部およびレシチン３重量部をミルポットに仕込み、鋼球
ポールをポット容量の約１／３投入して約３０時間ロー
リングを行なった。

このゲーサイト塗料を１μｍのろ紙（工業用Ｎａ２６東
洋濾紙製）を固定した円筒型の濾過器に注入して、約２
に７／−の加圧で濾過を行なった。そしてろ紙上のゲー
サイトを乾燥してその重量を計る方法で濾過率を測定し
たところ、ろ紙上に残ったゲーサイトはほとんどなく、
ろ過率はほぼ１００％であった。

実施例２〜４ 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２０倍モルから４０倍モルにかえた（実施例２
）、実施例１の熟成時間２０時間を７時間にかえた（実
施例３）、実施例１の水熱処理温度１８０°Ｃを１５０
°Ｃにかえた（実施例４）。

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。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（６００００倍）を第２図に示す。

〔発明の効果〕

本発明によると、ゲーサイトとしては全く新しい粒子形
態である六角盤ないしそれに近似した形状の盤状ゲーサ
イトが得られる。また、水酸化第二鉄生成後にオキシア
ルキルアミンを添加すること、オキシアルキルアミンの
添加量の低減およびさらに分散性の向上が可能である。

また本発明によって得られる盤状ゲーサイトは。

従来の針状２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２本発明の実施例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６００００倍
に拡大した図面にかえる電子顕微鏡写真であシ、第１図
は実施例１および第２図は実施例４で得られた盤状ゲー
サイトの粒子形態である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第二鉄塩とアルカリとを水性媒体中で反応させて水酸化
   第二鉄を生成させた後、オキシアルキルアミンを添加し
   、次いで水酸化第二鉄を水熱処理することを特徴とする
   盤状ゲーサイトの製造法。