JPH011207A - 磁気記録材料用α−Fe00Hの製造方法 - Google Patents

磁気記録材料用α−Fe00Hの製造方法

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JPH011207A
JPH011207A JP62-156239A JP15623987A JPH011207A JP H011207 A JPH011207 A JP H011207A JP 15623987 A JP15623987 A JP 15623987A JP H011207 A JPH011207 A JP H011207A
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JP
Japan
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feooh
amount
salt
nucleus
phosphoric acid
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JP62-156239A
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Inventor
中田 和男
誠 小笠原
河村 俊彦
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Ishihara Sangyo Kaisha Ltd
Original Assignee
Ishihara Sangyo Kaisha 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、磁気記録用磁性粉末、特にオーディオテープ
、ビデオテープ、フロッピーディスク用に好適な強磁性
粉末を製造するにあたってその出発原料となるα−Fe
OOII粒子粉末の製造方法であって、軸比(長軸/短
軸)が比較的小さく、樹枝状粒子がなく、粒度分布が良
好なα−FeOOH粒子粉末の製造方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年、オーディオ、ビデオ、フロッピーディスク等の磁
気記録媒体に対し高密度記録化、高性能化の要求が高ま
っている。
その要求は、記録波長を短かくする(高密度記録)こと
に伴なう出力低下の抑制、さらに出力の増大とノイズ低
下させることによるSZN比の向上や記録感度の向上な
どである。
このため、磁性塗膜にあっては保磁力(Ilc)や残留
磁束密度(Br)の向上、SFDの改良、薄層化、表面
の平滑化などにより短波長記録での出力損失の低減を図
る必要がある。
残留磁束密度(Br)は、磁性粉末の分11に性、配向
性さらに磁性塗膜中への高密度光てん化に依存   −
するが、充てん性を高くすることは塗膜の単位体積中の
磁性粉末粒子の個数を多くすることであり、これはノイ
ズの低下にもつながり、この場合磁性粉粒子の大きさは
小さいものが良い。
前記要求に対して磁性粉末の出発原料となるα−FeO
OH粒子粉末に望まれる緒特性は、以下のようである。
α−FeOOH粒子粉末としては粒子径が小さ(、樹枝
状粒子がな(、粒度の均一なものが良(、これから得ら
れる磁性粉末は分散性、配向性、充てん性等の向上、S
FDの改良、さらには塗膜表面の高平滑化をもたらす。
軸比(長軸/短軸)は小さいhR磁性粉末方がカサ密度
が高く、吸油量も小さくなって、充てん性が向上し、分
散性もよ(なって塗膜の薄膜化、表面の平滑化に対して
も好ましく、従ってその出発原料であるα−FeOOH
粒子の軸比も小さい方が良い。
ところで、現在磁性粉末の出発原料としては主に第1鉄
塩水溶液をNa011と反応させつ\第1鉄塩を酸化す
ることにより針状晶α−FeOOHが得られている。上
記針状晶α−FeOOIIの生成反応においては、pH
11以上のアルカリ性領域で生成せしめるアルカリ法と
弱酸性領域で生成させる酸性法がある。しかしながら、
これらの方法によって得られるα−F e OOHは、
樹枝状粒子が混在し粒度も均一ではない。これらの改良
のため、第1鉄塩水溶液にリン酸あるいはその塩、ケイ
素化合物などの媒晶剤が添加されるが、軸比(長軸/短
軸)についてはアルカリ法のもので1071以上、酸性
法においても1071前後である。
軸比を低下させる方法として、例えば酸性法においては
オルトリン酸を核晶生成時に存在させる方法があるが、
この場合オルトリン酸を多量に添加する必要があって、
得られる軸比は671〜871程度であり、更に軸比の
低下を図ろうとすれば更に多量の添加を必要とする。し
かしながら、オルトリン酸の多量の添加は、昇磁性分の
増加をもたらし、(n性粉末の飽和磁化(δ、)を低下
させるので好ましくない。
一方、NazCO3等の炭酸アルカリを用いて第1鉄塩
を中和、酸化して軸比(長軸/短軸)371以下の紡錘
状のα−FeOOHを生成させる方法がある。
しかし、これから誘導される6ff性粉末を用いた記録
媒体は、磁気ヘッドのギャップl】を狭くした場合の塗
膜表面に対して垂直方向の磁束成分を利用する場合には
有利であるが、従来の水平方向の成分を利用する系にお
いては軸比が小さきに過ぎるため、充てん性は高まるも
のの配向性が低下してかえって残留磁束密度(Br)の
低下をきたし、また形状異方性に基づ(保磁力(Ilc
)も低くなるので好ましくない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、出力が高く、ノイズの低いかり高密度
記録特性にも優れるiff気記録媒体用に好適な磁性粉
末の出発原料であるα−FeOOHとして、微細でかつ
樹枝状粒子が混在せず、粒度分布が狭く、軸比(長軸/
短軸)が471〜771程度のものを製造することにあ
る。
〔発明の概要〕
本発明は、酸性法でα−FeOOHを生成させるにあた
り、媒晶剤として特定量のリン化合物の存在下で中和剤
としてアンモニアを用いかつ一定量以上の第一鉄イオン
濃度の存在下で反応させる場合には、従来主に用いられ
ているN a OIIなどの苛性アルカリを用いる場合
に比し、生成するα−FeOOHの軸比が低下するとと
もに粒度分布が良好となることの知見を得、さらに種々
検S4の結果、媒晶剤の添加を少量に抑えながら高密度
磁気記録媒体用磁性粉末の原料として有用なα−Fe0
01が得られることを見出し完成したものである。
即ち本発明は、第1鉄塩水溶液を少■のリン酸またはそ
の塩の存在下に部分中和、酸化してα−FeOOH核晶
を生成させ、次いで咳液を中和剤で中和しつ\酸化して
該核晶を成長させてα−FeOOII粒子を製造する方
法において、前記リン酸またはその塩の量は生成するα
−FeOO11核晶沈殿物に対してP換算量で0.05
〜0.6重量%であり、前記中和剤としてアンモニアを
用い、かつα−FeOOH核晶沈殿物の生成終了時の該
液中の溶存Fe量が該核晶中のFe1lに対して1.7
倍以上となるようにすることを特徴とする磁気記録材料
用α−FeOOHの製造方法である。
使用する第1鉄塩としては、硫酸第1鉄、硝酸第1鉄、
塩化第1鉄などの鉱酸の第1鉄塩溶液などがあり、工業
的には硫酸第1鉄が好ましい。中和剤としては、アンモ
ニアを用い、例えばNl+4011水溶液、N113ガ
スとして用いることができる。中和剤がN a Off
 、 K Otlなどのアルカリ金属水酸化物では、得
られるα−Fe001の軸比(長軸/短軸)が大きくな
り過ぎ、粒度分布がアンモニアに比べ広くなり、また、
Na2CO,、K2CO3などのアルカリ合圧の炭酸塩
では、逆に軸比が小さくなり過き゛て好ましくない。リ
ン酸あるいはその塩としてはオルトリン酸あるいはその
塩又はヘキサメタリン酸、ピロリン酸などのポリリン酸
あるいはその塩が用いられる。酸化剤としては、空気、
酸素、その他の酸化剤などを用いることができるが、空
気が好適である。
本発明においては、先ず第1鉄塩水溶液をアンモニアで
部分中和し、酸化して、液中のFe分の一部をα−Fe
OOHの核晶にするが、その際第1鉄塩水溶液中、ある
いはアンモニア添加後のグリーンラストが生成している
液中にリン酸またはその塩を存在させる。第1鉄塩水溶
液のFe?a度は普通30〜100g/j2であり、添
加するリン酸またはその塩の量は、生成するα−FeO
OH核晶沈殿物に対してP換算量で0.05〜0.6重
量%、好ましくは0.1〜0.5重量%とする。このP
の量が上記範囲より少なすぎると樹枝状粒子が混在した
り、十分な微細化が図られなかったりする。一方、多ず
ぎると微細化し過ぎ、また昇磁性分の増加をきたして磁
気記録材料用α−FeOOHとしては好ましくないもの
となる。
部分中和におけるアンモニアの添加墳は、第1鉄塩水溶
液中の溶存Feイオンを5〜25g//!望ましくは1
0〜20g/lだけ沈殿させるに必要な量である。この
生成核晶濃度が上記範囲より低すぎるとイガグリ状の好
ましくない形状のα−FeOOHが生成し、一方高すぎ
るとスラリーの粘度が高くなり、均一な酸化反応を妨げ
、粒度が不均一となりやすい。
α−FeOOH核晶生成反応の終了時、該核晶沈殿物ス
ラリーにおいて、溶存Feイオンが該核晶中のFeに対
して重量比で1,7倍以上望ましくは2〜lO倍程度に
する。溶存Feイオンが前記比率以下であると粒度分布
は広くなり、軸比も大きくなって、また微細化も不十分
となる。この事は溶存Feイオンが、核晶生成に対し媒
晶効果をもつためとみられることから、前記比率に調整
することがリン酸またはその塩の添加を少なくし得るも
のとみられる。
この核晶生成段階では、反応温度はα−FeOOHが生
成する温度であればよく、通常40〜70℃で行なわれ
る。またこの生成反応時間は、比較的短時間例えば10
〜100分程度に調節するのが良く、長きにすぎると粒
径、軸比とも大きくなり、また粒度分布も広くなって好
ましくない。
前記の核晶生成反応の終った液は、α−FeOOII核
晶を懸濁した第1鉄塩溶液であり、添加したリン酸また
はその塩は核晶に含有され、遊離した状態では液中には
残存しないのが普通である。本発明の方法では、次いで
アンモニアを添加しながら酸化して核晶を成長させ、所
望のα−FeOOH粒子を得る。この反応も前記核晶生
成時と同様マグネタイトなどが混在せず、α−FeOO
Hが生成する温度、pHで行なえばよく、温度は通常4
0°C以上であり、pl+は3〜6のほぼ一定の値に維
持するようにアンモニアを加えながら酸化するのがよい
この成長反応においては予め母液の濃度、核晶の生成量
を調節するか、核生成後に第1鉄塩を補給するかして成
長させるが、その成長倍率ずなわち核晶α−FeOOH
の重量に対する成長後の生成α−FeOOIlの重量の
比(倍率)を適宜選ぶことによって所望の大きさのα−
FeOOHに成長させる。この成長倍率は1.2〜3.
5の範囲で選択するのがよく、目標とするα−Fe00
Hの大きさ、核晶の大きさ、成長反応条件に応じて前記
範囲から決めればよい。この倍率が上記範囲より大きす
ぎると粒度分布巾が広くなって好ましくない。
本発明によって得られるα−FeOOHは、樹枝状粒子
がなく、中和剤として従来主に用いられているNa01
1等の苛性アルカリや炭酸アルカリの代りにアンモニア
を用いることによって少量のリン酸またはその塩の添加
で軸比の小さい、粒度分布の良好なものとなり、さらに
これより誘導されるT−Fe、03、コバルト被着磁性
酸化鉄などの磁性粉末から製作した磁気テープなどの記
録媒体は良好な磁気特性を有するものである。なお、磁
性粉末にLi Rするにあたってα−FeOOH粒子に
形状保持、粒子間焼結防止等のため、リン酸やその塩、
ケイ素化合物などを処理するのが望ましい。
実施例1 空気吹き込み管と攪拌機をOlnえた反応器に1.25
モル/1  (Fe70 g/ jDの硫酸第一鉄水溶
液21を入れ、50℃に昇温し、この温度を維持しなが
ら撹拌下にピロリン酸ナトリウムをP換算でα−FeO
OH核晶沈殿物に対して0.2重量%及びN114.O
llとして5モル/lのアンモニア水を0.21当量加
えた。この中へ空気を吹き込み酸化反応を行なわせてα
−Fe00H核晶沈殿物を生成させた。(α−FeOO
H核晶沈殿物の生成終了時該液中に溶存するFefil
は該核晶中のFeiに対して3.67倍であった。)得
られた核晶について電子顕微鏡観察により軸比(L /
W)を求め、またN2ガスによるBET法比法面表面積
G)を測定した。
前記核晶生成反応終了移用きつづき50°Cに保持した
まま空気を吹き込みながら上記アンモニア水を徐々に加
えて該核晶が2倍(重量基単)に成長するまで反応を続
けた。得られたα−FeOOHについて核晶の場合と同
様にして軸比(L/W)及び比表面積(SG)を測定し
、第1表の結果を得た。
実施例2 実施例1において、ピロリン酸ナトリウムの添加量をP
換算でα−FeOOH核晶沈殿物に対して0.4重量%
用いた他は同様に行ない第1表の結果を得た。
実、施例3 実施例1において、ピロリン酸ナトリウムの代りにオル
トリン酸をPEA算でα−FeOOH核晶沈殿物に対し
て0.2%加えた他は同様に行ない第1表の結果を得た
比較例1 実施例1において、中和剤としてアンモニア水の代りに
Na0II水溶液(5モル/Z)を用いた他は同様にし
て行ない第1表の結果を得た。
比較例2 実施例2において、中和剤としてアンモニア水の代りに
N a ’OII水溶液(5モル/6)を用いた他は同
様にして行ない第1表の結果を得た。
比較例3 実施例3において、中和剤としてアンモニア水の代りに
Na011水溶液(5モル/りを用いた他は同様に行な
い第1表の結果を得た。
前記実施例1及び比較例1で得られたα−FeOOH粒
子について更過、水洗後オルトリン酸をα−FeOOH
に対して0.6重量%(P換算)被着した後、空気中に
て680℃で脱水加熱した。その後水蒸気を含む水素中
にて400℃で還元及び空気中にて280°Cで再酸化
してγ−F+g03を得た。各々のγ−Fe203サン
プルについてα−FeOOHの場合と同様にして軸比(
L/W)及び比表面積(SG)を求め、さらに通常の方
法により保磁力(llc)を測定した。
さらに、各々のγ−p ez 03について下記の配合
割合に従って配合物を調整し、ペイントシェーカーで分
散して磁性塗料を製造した。
(llr −FezO1100重量部 (2)大豆レシチン         1.64(3)
界面活性剤           4 ・・(4)酢ビ
ー塩ビ共重合樹脂    10.5  〃(5)ジオク
チルフタレート       4 〃(6)メチルエチ
ルケトン      84 〃(7)トルエン    
       93 〃次いで、各々の磁性塗料をポリ
エステルフィルムに通常の方法により、塗布、配向した
後乾燥して約10μ厚の磁性塗膜を有する磁気記録媒体
を作製した。これらの磁気記録媒体について通常の方法
により保磁力(llc) 、飽和磁化(Bm) 、残留
磁化(Br) 、角形比(Br/8m)及び反転6〃界
分布(SFD)を測定し第2表の結果を得た。
〔発明の効果〕
本発明では、軸比の比較的小さい、樹枝状粒子の混在の
みられない、そして粒度分布の良好なα−FeOOHを
、比較的簡潔な手段でもって安定性よく製造することが
できる。
また、本発明によって得られるα−FeOOHは、磁気
記録媒体中での分散性、配向性が良好であり、高充填性
の磁性粉末に誘導し得ることが容易なものであって、高
出力、低ノイズの高磁気記録密度媒体用磁性粉末の原料
としてきわめて有用なものである。
手 続 主甫 正 書帽発) 1、事件の表示  昭和62年特許願第156239号
2、発明の名称  磁気記録材料用α−Fe00Hの製
造方法3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 4、補正の対象 ゝ\/′°゛ 5、補正の内容 (1) 特許請求の範囲の欄を別紙(1)のとおり補正
する。
(2) 明細書第4頁第17行の「飽和磁化(δs)J
を[飽和磁化(σs)Jと訂正する。
(3) 同第5頁第16行の「4/1〜7/l」を「4
/1〜8/1」と訂正する。
(4)  同第6頁第12行の「中和剤で」を削除する
(5)  同第6頁第16行の「前記」を「該」と訂正
する。
(6) 同第13頁最下行に「同様に行い第1表の結果
を得た。」とある次に改行して次の比較例を加入する。
[比較例4 実施例3において、硫酸第1鉄水溶液のFe (旧濃度
を0.67モル/ 1 (Fe37.5g/jlりとし
酸化反応前のアンモニア水による中和を0.4当量(α
−Fe00H核晶沈澱物の生成終了時、液中に溶存する
Fe量は該核晶中のF4に対して1.5倍)としたこと
のほかは、実施例3と同様にして行い第1表の結果をえ
た。     」(7) 同第14頁第1表を別紙(2
)のとおり補正する。
以上 別紙(1) 〔特許請求の範囲〕 「 第1鉄塩水溶液をリン酸またはその塩の存在下に部
分中和、酸化してα−Fe00H核晶を生成させ、次い
で該液峯史担しつ\酸化して該核晶を成長させてα−F
e00)1粒子を製造する方法において、前記リン酸ま
たはその塩の量は生成するα−Fe00H核晶沈澱物に
対してP換算量で0.05〜0.6重量%であり、蓬中
和剤としてアンモニアを用いかつα−Fe00H核晶沈
澱物の生成終了時の咳液中の溶存Fe量が該核晶中のF
e量に対して1゜7倍以上となるようにすることを特徴
とする磁気記録材料用α−Fe00t(の製造方法。 
    」別紙(2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  第1鉄塩水溶液をリン酸またはその塩の存在下に部分
    中和、酸化してα−FeOOH核晶を生成させ、次いで
    該液を中和剤で中和しつゝ酸化して該核晶を成長させて
    α−FeOOH粒子を製造する方法において、前記リン
    酸またはその塩の量は生成するα−FeOOH核晶沈殿
    物に対してP換算量で0.05〜0.6重量%であり、
    前記中和剤としてアンモニアを用いかつα−FeOOH
    核晶沈殿物の生成終了時の該液中の溶存Fe量が該核晶
    中のFe量に対して1.7倍以上となるようにすること
    を特徴とする磁気記録材料用α−FeOOHの製造方法
JP62156239A 1987-06-23 1987-06-23 Manufacture of alpha-feooh for magnetic recording material Pending JPS641207A (en)

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