JPH02283623A - Co―含有磁性顔料の製造法 - Google Patents

Co―含有磁性顔料の製造法

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JPH02283623A
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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】 本発明はCoOl1〜5重量%及びFeO含量5〜12
重量%を有する針状磁性酸化鉄顔料、その製造法及びそ
の用途に関する。
Co−含有磁性顔料は広く信号記録用特にビデオテープ
の製造用に用いられている。
コバルトは高価な添加物であるから、出来るだけ少量の
コバルトを用い相当する高保磁力に基づく最大の記録密
度を達成する試みが今までになされてきた。最高の保磁
力(iHc)が欧州特許第100264号によるコバル
ト−ドープされたフェライト顔料によって達成されるが
、これら顔料は貯蔵寿命が不十分である欠点を有する。
これら顔料はFeO含量16〜24重量%を有する。し
かしながら、そこに記述されている如く、そのような顔
料は製造後貯蔵期間中に望ましくないiHcにおける増
加にあられし、これは磁気テープの磁気記録性質に変化
をもたらす。この増加は第1図のAに時間の関数として
示されている。
r EE  Trans、 Magn、、 Vol、 
MAG21゜頁1497〜99 (1985)に記載さ
れている如く、Fe0−含有磁性酸化鉄は貯蔵間にテー
プ方向に対し横断磁界における保磁力の低減をあられす
。この試験をするには、試料を温度30°Cで8または
30日間318kA/m(4kOe)の磁界にさらし、
そして保磁力の低減を測定する。このような不利な性質
を避けるため、Co−被覆された顔料が奨められるが、
それには高価な製造条件及び、所要のiHcを達成する
ためには、実質的に大量のCoを必要とする。
上記条件下にCo−ドープされたγ−Fe、0.顔料が
安定であることは事実である。しかしながら、この知ら
れた残留誘導における低減は、穏和な加熱に付されると
き、それらが使用されることを妨げる。更に、Co含量
が同じであるとき、それらはCo−含有磁鉄鉱顔料より
も実質的に低いiHc値を有する。
本発明、の−目的は、そのような欠点を有しないCo−
含有磁性酸化鉄を提供することである。
驚くべきことには、FeO含量を5〜12重量%とする
と、高FeO含量の場合における如き高い保磁力、と共
に十分に良好な安定性(Hc(H)<10%)を達成し
うろことが今回見出された。
それ数本発明は長期間の安定性、Co含量1〜5重量%
及びFeO含量5〜12重量%を有し、10%よりも良
好な横断磁界安定性(transversefield
  5tabilioy)及び2.4 A/am/ 3
0日(300e/3Q日)よりも小さい保磁力安定性を
有する針状磁性酸化鉄顔料に関する。
更に、この顔料は有利にはZnO,1〜5重量%及びS
iO□ 0.1〜5%及び/またはホスフェート0.1
〜3%で付加的にドープされることができる。
これらの顔料は、l−ポイントN2法で測定して25〜
45m”/gのBET表面を有する微細分散された形態
において、ビデオテープ製造のため特に有利に用いられ
る。
本発明はまたそのようなコバルト−ドープされた酸化鉄
顔料の製造法に関するものであり、そこでは鉄(II)
塩水性溶液から沈澱及び酸化によって、その間少くとも
部分的にコバルトイオンの存在において、得られる針状
コバルト−含有鉄(III)酸化水酸化物が無機及び有
機化合物による変性によって焼結から保護され、゛そし
て次にFe50.に還元されそして酸素含有ガスを用い
部分的に再酸化してFeO含量を調整し、その際FeO
含量を調整した後、不活性条件下に600〜800°C
における熱処理を行なうことを特徴とする。
コバルトイオンの導入は沈澱の各種相中で行なうことが
できる。これはまた沈澱の終了後コバルトをF eo 
OH粒子の上へ沈澱させることも可能であり、但しこれ
は沈澱懸濁液それ自身の中で行なわれなければならない
。この方法は好ましくはF eo OHがpH>11で
沈澱された場合に用いられる。pH<7における製造の
場合には、σ−Fa00Hの沈澱の間にコバルトを共沈
殿させるのが有利である。コバルトの沈澱は特に好まし
くはα−FeOOHの種が既に形成された後水溶性のコ
バルト無機酸性、特に硫酸塩を添加することによって行
なわれる、なぜならこのようにして特に狭い顔料粒径分
布が得られるからである。
焼結に対する保護のだめの無機化合物による変性は、亜
鉛及び/またはSiO□またはp2o、の同時沈澱によ
って行なうことができる。イオンは沈澱懸濁液中へ水溶
性化合物として導入される。変性物質の量は酸化鉄に基
づいて0.1〜5%で十分である。変性物質はまた鉄酸
化水酸化物の沈澱終了後F eo 0 H粒子上へ沈澱
させることもできる。この場合、沈澱は沈澱懸濁液中で
行なうべきである。
得られt;σ−F eo OH粒子を沈澱の懸濁液から
分離し、常法により洗浄し、乾燥し、次いで有利には6
00〜800°Cの温度に加熱する。次に湿った水素を
用い温度300〜500°CでFe、O。
へ還元する。このマグネタイトを100〜200°Cに
冷却した後、所定量の空気、好ましくは窒素で希釈され
た空気、を導入することにより、本発明で要求されるF
eO含量5〜12重量%に調整する。
本発明方法の臨界的な段階はFeO含量が最終的に調整
された後の加熱段階である。この操作の過程で、顔料中
における本質的に均一なコバルト分布及び顔料の明らか
な特定構造安定性が確立され、これは本発明による高保
磁力に応答するものである。
加熱は好ましくはCo2及び/またはN2の雰囲気下に
行なわれる。雰囲気中における低い酸素含量、これは使
用温度におけるCo2の酸素分圧の概略的大きさである
が、それは有利でありそしてFeO含量に影響を与えな
い。600℃以上の温度における加熱は、秩序の乱れた
相F e304−γ−Fe3O4の結晶秩序を増し、格
子欠陥を排除し、かくして結晶成長を起すことなく磁気
的性質を改善する。
加熱は数分から数時間に亘ることができ、短い加熱時間
は高い温度で適用される。600〜700°Cで10分
ないし1時間の加熱が好ましい。冷却も不活性雰囲気下
で行なうことが重要である。
これらの顔料は周囲条件下の空気中で安定である。しか
しながら、加熱に次いでドイツ特許出願公開第2.62
5,139号による大気中の酸素に対する安定化を行な
うこともできる。通常行なわれるボールミルまたは回転
濃密化器を用いての濃密度化もまた、通常被覆中の分散
性を改善するため行なわれる後処理の一つとして、行な
うことができる。
本発明はまたこのような磁性酸化鉄を磁気記録媒体製造
のため使用することに関する。
本発明を以下の比較実施例及び本発明実施例によって例
示する。保磁力及び残留誘導は振動試料磁力計を用い2
80kA/m(3,5kOe)の最大磁場強度で測定す
る。実施例は本発明に何ら制限を加えるものと認めるべ
きではない。当学界の専門家は適当な変型、特にF s
o OH前駆体化合物の変型、によって容易に更に別の
態様を見出すことができるであろう。記載の量は重量に
基づく。
実施例l Co−ドープされたF eo OHの製造a)HzO−
40m”中、FeSO48000kg。
ZnSO4” 7 HzO75,7kg及びNaHIP
On”2H2030,9kgから、H,05m”中Na
OH2000kg溶液と空気1000m3/時を用い5
゜5時間に亘って種の懸濁液をつくり、そしてC05O
,・7H,0370kgを添加した後、更に水酸化すl
−Uラム溶液及び空気を導入して16時間に亘りpH3
,5まで顔料生成を行ない、それから15分毎にpHは
0.2単位増加する。pH7,5で顔料懸濁液1512
を取り出しそして80°Cで、N20 73mQ中ポリ
ジメチルシロキサン(商品名゛シリコーンエールM l
 00 ”  (” S ilikon51M100”
)でバイエル社から得られる)4゜55gの乳化液を撹
拌及び空気導入しながら添加し、そして撹拌を15分間
続ける。その後、N20 0.2Q中Na、Pgot 
 3.4gの溶液を滴加しそして撹拌を30分間続ける
。
b) HzO40m’中、FeSO48000kg。
ZnSO4” 7H,O75−7kg及びNaH,PO
,・2 H3O30,9kgから、H! 0 5 m3
中NaON2000Kgの溶液と空気1000m3/時
を用い、実施例1aにおける如く、種の懸濁液をつくり
、CoSO4” 7HiO245,5kgを添加した後
、更に水酸化ナトリウム溶亥及び空気を添加することに
より16時間に亘りpH3,5まで顔料生成を行ない、
それからpHは15分毎に0.2単位増加する。pH7
,5において顔料懸濁液15Qを取出しそして80℃で
、HzO73d中ポリジメチルシロキサン(バイエフ1
社の゛シリコーンニー11M100” ) 4.55g
の乳化液を撹拌及び空気導入をしながら添加し、そして
撹拌を15分間続ける。
その後、H,OO,i中Na、P 、o t  3−4
 gの溶液を滴加しそして撹拌を30分間続ける。
仕上げは濾過及び濾液が50μsより小さい伝導度を有
するまで脱イオン水で洗浄することによって行なう。乾
燥は空気巾約120°Cで行なう。
実施例2 Fe05〜12%を含有する本発明の顔料の製造a)実
施例1aからの乾燥α−Fe00H前駆体400gをl
 mmより小さい粒径に粉砕し、実験室用ロータリーキ
ルン中330℃で空気のもとで乾燥し、30分に亘り7
00℃に加熱しそしてこの温度に30分間保つ。還元の
ために、この物質を420℃に冷却しそして、N、で掃
気した後、湿った水素を用いて105分間還元し、Co
−ドープされたFe1Oaを得る。
N8下に180℃に冷却し、そして酸化は空気(501
2/hより多くない)を42分間導入してFeO含量が
9.6重量%になるまで行なう。その後、顔料をN2下
に500℃に加熱しそしてこの温度に30分間保つ。N
!下で冷却した直後、磁性データを検定する。
b)実施例1bからの乾燥a−FeOOH前駆体400
gを、実施例2aにおける如く、本発明による混合酸化
物顔料へと変換した。測定値を表1中にまとめる。
比較実施例1 実施例1aからの前駆体を、実施例2aにおける如く、
乾燥し、700℃に加熱しそして420℃で還元し、次
いで350℃に冷却する。次いで空気を120分間導入
することによりFeO含量を0.1%に低減させた。C
o−ドープされたγ−Fe2O3の性質を表1中に示す
。
比較実施例2 実施例1aからの前駆体を実施例2aにおける如く磁性
顔料に変換し、但し180℃における酸化をFeO含量
22.1%まで行なった。加熱をもう一度500℃で行
なった。この試料を時間の関数として測定した。表2及
び添付図面は貯蔵による保磁力の変動を示す(第1図中
曲線A)。
表  2 日数    0  2  6101624jHc(Oe
) 656680720740749770よく近似せ
しめることができる。
1Hc= 657 xd’ ”10(Os)または1H
c= 52 、3 X d” ”” (kA / m)
実施例3 比較実施例2からの試料を空気を用い100°CでFe
011.3%に酸化した。表3及び添付図面に示す保磁
力及びその曲線(第1図中曲線B)が得られた。数値は
測定の精度の範囲内において変るため、曲線に対する良
好な適合を得ることはできない。補整された直線は1H
c= 762 + 0.66Xd(Oe)または1Hc
=60.6+〇、053Xd(bA/m)に相当する。
表  3 日数     0  7   14 21 28 37
 42iHc(Oe) 76676977077476
8798790本発明の主なる特徴及び態様は以下の通
りである。
曲線はγ”−0,998の指数関数として非常に1、c
o含量1〜5重量%及びFeO含量5〜l2重量%を有
し、室温で測定して10%より小さい横断磁界安定性及
び2 、4 A / cm/ 30日より小さい保磁力
安定性を有することを特徴とする針状磁性酸化鉄顔料。
2、亜鉛0.1〜5重量%、ホスフェート0.1〜3重
量%及びSin、  0.1〜5重量%の−またはそれ
以上からえらばれる付加的のドープ剤を含有する上記第
1項記載の磁性顔料。
3、BET比表面積25〜45m27gを有することを
更に特徴とする上記第1項記載の磁性顔料。
4、鉄塩、アルカリ及び酸化剤から、Co塩添加のもと
に針状F so OH前駆体化合物を沈澱させ;前駆体
化合物を高められた温度で乾燥してCo−含有a −F
 e、Osとし;Co−含有a−FezO1を湿った水
素を用い還元してCo−含有Fe30aとし;Co−含
有Fe50.をO2−含有ガスを用い350°C以下の
温度で部分酸化し次いで不活性条件下に400〜800
℃の温度で加熱し、ここで部分酸化はFeO含量が酸化
鉄顔料中5〜12重量%になるまで行なうことを特徴と
する上記第1項記載の針状磁性酸化鉄顔料を製造する方
法。
5、乾燥段階の前、F eo OH前駆体に、亜鉛0.
1〜5重量%、ホスフェート0.1〜3重量%及び5i
ft  0.1〜5重量%の−またはそれ以上からえら
ばれた付加的ドープ剤を添加する段階を更に含んで成る
上記第4項記載の磁性針状顔料の製造法。
6、上記第1項記載の針状磁性顔料を含んで成る磁気記
録媒体。
7、上記第2項記載の針状磁性顔料を含んで成る磁気記
録材料。
【図面の簡単な説明】
第1図は時間を関数とする顔料の保磁力の変動を示す曲
線である(曲線Aは比較例、Bは本発明例)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、Co含量1〜5重量%及びFeO含量5〜12重量
    %を有し、室温で測定して10%より小さい横断磁界安
    定性及び2.4A/cm/30日より小さい保磁力安定
    性を有することを特徴とする針状磁性酸化鉄顔料。 2、鉄塩、アルカリ及び酸化剤から、Co塩添加のもと
    に針状FeOOH前駆体化合物を沈澱させ;前駆体化合
    物を高められた温度で乾燥してCo−含有α−Fe_2
    O_3とし;Co−含有α−Fe_2O_3を湿った水
    素を用い還元してCo−含有Fe_3O_4とし;Co
    −含有Fe_3O_4をO_2−含有ガスを用い350
    ℃以下の温度で部分酸化し次いで不活性条件下に400
    〜800℃の温度で加熱し、ここで部分酸化はFeO含
    量が酸化鉄顔料中5〜12重量%になるまで行なうこと
    を特徴とする請求項1記載の針状磁性酸化鉄顔料の製造
    方法。 3、請求項1記載の針状磁性顔料を含んで成る磁気記録
    媒体。
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