JPH0261124B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0261124B2
JPH0261124B2 JP58098506A JP9850683A JPH0261124B2 JP H0261124 B2 JPH0261124 B2 JP H0261124B2 JP 58098506 A JP58098506 A JP 58098506A JP 9850683 A JP9850683 A JP 9850683A JP H0261124 B2 JPH0261124 B2 JP H0261124B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particles
acicular
feooh
water
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58098506A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS59222903A (en
Inventor
Hiroo Mishima
Yoshiro Okuda
Toshiharu Harada
Akira Kosaka
Tomoyuki Imai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toda Kogyo Corp
Original Assignee
Toda Kogyo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toda Kogyo Corp filed Critical Toda Kogyo Corp
Priority to JP58098506A priority Critical patent/JPS59222903A/en
Priority to US06/573,489 priority patent/US4514216A/en
Priority to EP84300567A priority patent/EP0124953B1/en
Priority to DE8484300567T priority patent/DE3462834D1/en
Priority to KR1019840000424A priority patent/KR840008308A/en
Publication of JPS59222903A publication Critical patent/JPS59222903A/en
Publication of JPH0261124B2 publication Critical patent/JPH0261124B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/68Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent
    • G11B5/70Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer
    • G11B5/706Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the composition of the magnetic material
    • G11B5/70605Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the composition of the magnetic material metals or alloys
    • G11B5/70615Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the composition of the magnetic material metals or alloys containing Fe metal or alloys

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、オーデイオ、ビデオ等の磁気記録用
磁性材料、特にビデオ用の磁性材料として最適で
ある針状晶を有し、粒度が均斉であり樹枝状粒子
が混在しておらず粒子のからみ合い等がなく、そ
の結果、かさ密度が大きいものであり、且つ、微
粒子で比表面積が大きく粒子表面並びに粒子内部
の結晶性の度合が高められ実質的に高密度なもの
であり、しかも、高い保磁力Hcと大きな飽和磁
化σsとを有するSi、Cr、Ni及びPを含有する針
状晶鉄合金磁性粒子粉末及びその製造法に関する
ものである。 磁気記録媒体の製造に際して、本発明により得
られるSi、Cr、Ni及びPを含有する針状晶鉄合
金磁性粒子粉末を用いた場合には、針状晶を有
し、粒度が均斉であり、樹枝状粒子が混在してお
らず粒子のからみ合い等がなく、その結果、かさ
密度が大きいものであり、且つ、微粒子で比表面
積が大きく粒子表面並びに粒子内部の結晶性の度
合が高められ実質的に高密度なものであり、しか
も、高い保磁力Hcと大きな飽和磁化σsとを有す
ることに起因して、磁性粒子のビークル中での分
散性、塗膜中での配向性及び充填性が極めて優れ
ており、磁気テープの記録再生時に生じるノイズ
レベルが低く、且つ、高出力特性が得られる優れ
た磁気記録媒体を得ることができる。 近年、ビデオ用、オーデイオ用磁気記録再生用
機器の長時間記録化、小型軽量化が激化してお
り、特に、昨今におけるVTR(ビデオ・テープ・
レコーダー)の普及は目覚しく、長時間記録化並
びに小型軽量化を目指したVTRの開発が盛んに
行われており、一方においては、磁気記録媒体で
ある磁気テープに対する高性能化、高密度記録化
の要求が益々高まつてきている。 即ち、磁気記録媒体の高画像画質、高出力特
性、殊に周波数特性の向上及びレイズレベルの低
下が要求され、その為には、残留磁束密度Brの
向上、高保磁力Hc化並びに、分散性、充填性、
テープ表面の平滑性の向上が必要であり、益々の
S/N比の向上が要求されてきている。 磁気記録媒体のこれら諸特性は磁気記録媒体に
使用される磁性材料と密接な関係を持つており、
例えば、日経エレクトロニクス(1976年)5月3
日号第82頁〜105頁に掲載されている「ビデオ及
びオーデイオ用磁気テープの最近の進歩」という
文献中、第83〜84頁に載の「ビデオテープレコー
ダの画質の内テープによつて変化する特性で主要
なものは、S/N比、クロマ・ノイズ、ビ
デオ周波数特性−である。 …これら画質を表す量は、テープ、ヘツド系の
電磁変換特性によつて決まり、電磁変換特性はテ
ープの物理特性と相関を持つている。更にテープ
の物理特性は磁性材料によつて決まる要素が大き
い。」という記載等から明らかである。 上述した通り、磁気記録媒体の高画像画質等の
諸特性は、使用される磁性材料と密接な関係を有
するものであり、磁性材料の特性改善が強く望ま
れている。 今、磁気記録媒体の諸特性と使用される磁性材
料の特性との関係について詳述すれば次の通りで
ある。 ビデオ用磁気記録媒体として高画像画質を得る
為には、前出の日経エレクトロニクスの記載から
も明らかな通り、ビデオS/N比クロマ・ノ
イズビデオ周波数特性の向上が要求される。ビ
デオS/N比の向上をはかる為には、磁性粒子粉
末の微粒子化及びそのビークル中での分散性、塗
膜中での配向性及び充填性を向上させること、並
びに、磁気記録媒体の表面の平滑性を改良するこ
とが重要である。 この事実は、前出日経エレクトロニクス第85頁
の「輝度信号のSN比(CN比)に関係している
テープの物理量としては、単位体積当り平均粒子
数とその分散状態(分散性)及び表面の平滑性が
ある。表面性、分散性が一定ならびに平均粒子数
の平方根に比例してSN比は良くなるので、粒子
体積が小さく、かつ充てん度の高くできる磁性粉
ほど有利である。」等の記載からも明らかである。 即ち、ビデオS/N比の向上をはかる一つの方
法としては磁気記録媒体に起因するノイズレベル
を低下させることが重要であり、そのためには、
上記記載からも明らかなように使用される磁性材
料である針状磁性粒子粉末の粒子サイズを微細化
する方法が有効であることが知られている。 磁性粒子粉末の粒子サイズを表す一般的な方法
として粒子粉末の比表面積の値がしばしば用いら
れるが磁気記録媒体に起因するノイズレベルが磁
性粒子粉末の比表面積が大きくなる程、低くなる
傾向にあることも一般的に知られているところで
ある。 この現象は、例えば電子通信学会技術研究報告
MR81−11第27頁−9の「Fig、3」等に示され
ている。「Fig、3」はCr被着針状晶マグヘマイ
ト粒子粉末における粒子の比表面積とノイズレベ
ルとの関係を示す図であり、粒子の比表面積が大
きくなる程ノイズレベルは直線的に低下してい
る。 この関係は、針状晶鉄磁性粒子粉末及び針状晶
合金磁性粒子粉末についても同様に言えることで
ある。 磁性粒子粉末のビークル中での分散性、塗膜中
での配向性及び充填性を向上させる為には、ビー
クル中に分散させる磁性粒子粉末が針状晶を有
し、粒度が均斉であり、樹枝状粒子が混在してお
らず粒子のからみ合い等がなく、その結果、かさ
密度が大きいことが要求される。 次に、クロマ・ノイズの向上をはかる為には、
磁気記録媒体の表面性の改良が重要であり、その
為には分散性、配向性の良い磁性粒子粉末がよ
く、そのような磁性粒子粉末としては針状晶を有
し、粘度が均斉であり、樹枝状粒子が混在してお
らず粒子のからみ合い等がなく、その結果、かさ
密度が大きいことが要求される。 この事実は、前出日経エレクトロニクス第85頁
の「クロマ・ノイズはテープ表面性の比較的長周
期の粗さに起因しており、塗布技術との関係が深
い。分散性、配向性の良い粉の方が表面性を良く
しやすい。」等の記載から明らかである。 更に、ビデオ周波数特性の向上をはかる為に
は、磁気記録媒体の保磁力Hcが高く、且つ、飽
和残留磁束密度Brが大きいことが必要である。 磁気記録媒体の保磁力Hcを高める為には、磁
性粒子粉末の保磁力Hcができるだけ高いことが
要求される。 飽和残留磁束密度Brは、磁性粒子粉末の飽和
磁化σsができるだけ大きく、磁性粒子粉末のビー
クル中での分散性、塗膜中での配向性及び充填性
に依存している。 この事実は、前出日経エレクトロニクス第84〜
85頁の「最大出力は、テープの飽和残留磁束密度
BrとHc、及び実効間隔によつて決まる。Brが大
きければ再生ヘツドに入る磁束が多くなり出力は
増加する。…。Hcを増加させると自己減磁は少
なくなり、出力は増加する。…。テープのBrを
大きくするには、磁性体が完全な状態(例えば単
結晶の状態)で持つている飽和磁化量Is(σs)が
大きいことがまず基本となる。…。同じ材質で
も、…磁性粉の割合を示す充填度などによつても
Brは変わる。また、角形比(残留磁化量/飽和
磁化量)に比例するので、これが大きいことが要
求される。…。角型比を高くするには、粒子の大
きさが揃つており、針状比が大きく、磁場配向性
に優れている磁性粉が有利である。…」等の記載
からも明らかである。 上記に詳述した通り、磁気記録媒体の高画像画
質、高出力特性、殊に、周波数特性の向上、及
び、ノイズレベルの低下等の高性能化の要求を満
たす為には、使用される磁性粒子粉末の特性とし
ては、針状晶を有し、粒度が均斉であり樹枝状粒
子が混在しておらず、粒子のからみ合い等がな
く、且つ、比表面積が大きく粒子表面並びに粒子
内部の結晶性の度合が高められ実質的に高密度な
ものであり、しかも、高い保磁力Hcと大きな飽
和磁化σsを有することが必要である。 ところで、従来から磁気記録媒体に用いられて
いる磁性材料は、マグネタイト、マグヘマイト、
二酸化クロム等の磁性粉末であり、これらの磁性
粉末は飽和磁化σs70〜85emu/g、保磁力Hc250
〜500Oeを有するものである。 殊に、上記酸化物磁性粒子粉末のσsは最大
85emu/g程度であり、一般にはσs70〜80emu/
gであることが再生出力並びに記録密度に限度を
与えている主因となつている。 更にCoを含有しているCo−マグネタイトやCo
−マグヘマイト磁性粒子も使用されているが、こ
れらの磁性粒子粉末は保磁力Hcが400〜800Oeと
いう特徴を有するが、これに反して飽和磁化σsが
60〜80emu/gと低いものである。 最近、高出力並びに高密度記録に適する特性を
備えた磁性粒子粉末すなわち、飽和磁化σsが大き
く、且つ、高い保磁力を有する磁性粒子粉末の開
発が盛んであり、そのような特性を有する磁性粒
子粉末は、一般に、針状晶含水酸化鉄粒子、針状
晶酸化鉄粒子若しくは、これらに鉄以外の異種金
属を含むものを還元性ガス中350℃程度で加熱還
元することにより得られる針状晶鉄磁性粒子粉末
若しくは針状晶合金磁性粒子粉末である。 これら針状晶鉄磁性粒子粉末若しくは針状晶合
金磁性粒子粉末は、従来用いられている磁性酸化
鉄粒子粉末並びにCo含有磁性酸化鉄粒子粉末に
比較して飽和磁化σsが著しく大きく、保磁力Hc
が高いという特徴を有しており、磁気記録媒体と
して塗布した場合、大きい残留磁束密度Brと高
い保磁力Hcを有する為に高密度記録、高出力特
性が得られるので注目をあびており近年実用化が
なされている。 高い保磁力Hcと大きな飽和磁化σsを有する針
状晶鉄磁性粒子粉末若しくは針状晶合金磁性粒子
粉末は、前述した通り、針状晶を有し、粒度が均
斉であり、樹枝状粒子が混在しておらず粒子のか
らみ合い等がないことが必要であり、このような
特性を備えた磁性粒子粉末を得るためには、先ず
出発原料である針状晶α−FeOOH粒子が粒度の
均斉であり、樹枝状粒子が混在していないことが
必要であり、次にいかにしてこの優れた特性を保
持継承させながら加熱還元して針状晶鉄磁性粒子
粉末若しくは針状晶合金磁性粒子粉末とするかが
大きな課題となつてくる。 従来PH11以上のアルカリ領域で針状晶α−
FeOOH粒子を製造する方法として最も代表的な
公知方法は、第一鉄塩水溶液に当量以上のアルカ
リ溶液を加えて得られるFe(OH)2を含む水溶液
をPH11以上にて80℃以下の温度で酸化反応を行う
ことにより、針状晶α−FeOOH粒子を得るもの
である。この方法により得られた針状晶α−
FeOOH粒子粉末は長さ0.5〜1.5μ程度の針状形態
を呈した粒子であるが、樹枝状粒子が混在してお
り、また粒度から言えば、均斉な粒度を有した粒
子であるとは言い難い。このように、粒度が不均
斉であり、また樹枝状粒子が混在している針状晶
α−FeOOH粒子が生成する原因について以下に
考察する。 一般に、針状晶α−FeOOH粒子の生成は、針
状晶α−FeOOH核の発生と該針状晶α−
FeOOH核の成長の二段階からなる。そして、針
状晶α−FeOOH核は、第一鉄塩水溶液とアルカ
リとを反応して得られるFe(OH)2と溶存酸素と
の反応により生成するが、溶存酸素との接触反応
が部分的、且つ、不均一である為、針状晶α−
FeOOH核の発生と該針状晶α−FeOOH核の成
長が同時に生起し、しかも、α−FeOOH生成反
応が終了するまでに幾重にも新しい核が発生する
ので、得られた針状晶α−FeOOH粒子は粒度が
不均斉であり、また樹枝状粒子が混在したものに
なると考えられる。 また、前記方法における反応水溶液中の反応鉄
(Fe2+)濃度は、通常、0.2mol/程度であり、
かつ、針状晶α−FeOOH粒子の生成に、長時間
を必要とする。 即ち、前記方法によれば、0.2mol/程度の
うすい反応鉄濃度においてさえも、粒度が不均斉
であり、樹枝状粒子が混在している針状晶α−
FeOOH粒子粉末が生成しやすかつたのである。 本発明者は、上述したところに鑑み、針状晶を
有し、粒度が均斉であり、樹枝状粒子が混在して
おらず粒子のからみ合い等がなく、且つ、比表面
積が大きく、粒子表面並びに粒子内部の結晶性の
度合が高められた実質的に高密度なものであり、
しかも、高い保磁力Hcと大きな飽和磁化σsを有
する針状晶合金磁性粒子粉末を得るべく、種々検
討を重ねてきた。そして、本発明者は、第一鉄塩
水溶液とアルカリ水溶液とを反応させて得られた
Fe(OH)2を含むPH11以上の懸濁液に酸素含有ガ
スを通気して酸化することにより針状晶α−
FeOOH粒子を生成成させるにあたり、前記アル
カリ水溶液及び酸素含有ガスを通気して酸化反応
を行わせる前の前記懸濁液のいずれかの液中に、
水可溶性ケイ酸塩をFeに対しSi換算で0.1〜0.7原
子%添加しておき、且つ、前記第一鉄塩水溶液、
前記アルカリ水溶液、酸素含有ガスを通気して酸
化反応を行わせる前の前記懸濁液及び酸素含有ガ
スを通気して酸化反応を行わせている前記反応溶
液のいずれかの液中に水可溶性クロム塩をFeに
対しCr換算で0.1〜5.0原子%及び水可溶性ニツケ
ル塩をFeに対しNi換算で0.1〜7.0原子%添加して
おくことにより、Si、Cr及びNiを含有する針状
晶α−FeOOH粒子を生成させ、該Si、Cr及びNi
を含有する針状晶α−FeOOH粒子を母液から分
離した後水中に懸濁させ、該懸濁液のPH値8以上
の状態でSi、Cr及びNiを含有する針状晶α−
FeOOH粒子に対し、0.1〜2wt%(PO3に換算)
のリン酸塩を添加し、次いで0.1〜7.0wt%(SiO2
に換算)の水可溶性ケイ酸塩を添加した後、懸濁
液のPH値を3〜7に調製することによりP化合物
とSi化合物で被覆されたSi、Cr及びNiを含有す
る針状晶α−FeOOH粒子を得、該粒子を別、
乾燥し、次いで非還元性雰囲気中で加熱処理して
P化合物とSi化合物で被覆されたSi、Cr及びNi
を含有する針状晶α−Fe2O3粒子とした後、該粒
子を還元性ガス中で加熱還元することによつて針
状晶を有し、粒度が均斉であり、樹枝状粒子が混
在しておらず粒子のからみ合い等がなく、且つ、
比表面積が大きく粒子表面並びに粒子内部の結晶
性の度合が高められた実質的に高密度なものであ
り、しかも、高い保磁力Hcと大きな飽和磁化σs
とを有する針状晶合金磁性粒子粉末が得られるこ
とを見出し本発明を完成したものである。 即ち、本発明は、Si、Cr、Ni及びPを含有す
る針状晶鉄合金磁性粒子からなる磁気記録用針状
晶鉄合金磁性粒子粉末及び第一鉄塩水溶液とアル
カリ水溶液とを反応させて得られたFe(OH)2
含むPH11以上の懸濁液に酸素含有ガスを通気して
酸化することにより針状晶α−FeOOH粒子を生
成させるにあたり、前記アルカリ水溶液及び酸素
含有ガスを通気して酸化反応を行わせる前の前記
懸濁液のいずれかの液中に、水可溶性ケイ酸塩を
Feに対しSi換算で0.1〜1.7原子%添加しておき、
且つ、前記第一鉄塩水溶液、前記アルカリ水溶
液、酸素含有ガスを通気して酸化反応を行わせる
前の前記懸濁液及び酸素含有ガスを通気して酸化
反応を行わせている前記反応溶液のいずれかの液
中に水可溶性クロム塩をFeに対しCr換算で0.1〜
5.0原子%及び水可溶性ニツケル塩をFeに対しNi
換算で0.1〜7.0原子%添加しておくことにより、
Si、Cr及びNiを含有する針状晶α−FeOOH粒子
を生成させ、該Si、Cr及びNiを含有する針状晶
α−FeOOH粒子を母液から分離した後水中に懸
濁させ、該懸濁液のPH値8以上の状態でSi、Cr
及びNiを含有する針状晶α−FeOOH粒子に対
し、0.1〜2wt%(PO3に換算)のリン酸塩を添加
し、次いで0.1〜7.0wt%(SiO2に換算)の水可溶
性ケイ酸塩を添加した後、懸濁液のPH値を3〜7
に調製することによりP化合物とSi化合物で被覆
されたSi、Cr及びNiを含有する針状晶α−
FeOOH粒子を得、該粒子を別、乾燥し、次い
で、非還元雰囲気中で加熱処理してP化合物とSi
化合物で被覆されたSi、Cr及びNiを含有する針
状晶α−Fe2O3粒子とした後、該粒子を還元性ガ
ス中で加熱還元してSi、Cr、Ni及びPを含有す
る針状晶鉄合金磁性粒子を得ることによりなる磁
気記録用針状晶鉄合金磁性粒子粉末の製造法であ
る。 次に、本発明を完成するに至つた技術的背景及
び本発明の構成について述べる。 PH11以上のアルカリ領域で、従来法により生成
した針状晶α−FeOOH粒子は前述した通り、粒
度が不均斉であり、また樹枝状粒子が混在したも
のである。 本発明者は、長年にわたり針状晶α−FeOOH
粒子粉末の製造及び開発にたずさわつているもの
であるが、その過程において、粒度が均斉であ
り、樹枝状粒子が混在していない針状晶α−
FeOOH粒子を得ることができるという技術を既
に確立している。 即ち、粒度が均斉であり、樹枝状粒子が混在し
ていない針状晶α−FeOOH粒子は、第一鉄塩水
溶液とアルカリ水溶液とを反応させて得られた
Fe(OH)2を含む懸濁液に酸素含有ガスを通気し
て酸化することにより針状晶α−FeOOH粒子を
生成させる方法において、前記アルカリ水溶液及
び酸素含有ガスを通気して酸化反応を行わせる前
の前記懸濁液のいずれかの液中に、水可溶性ケイ
酸塩をFeに対しSi換算で0.1〜1.7原子%添加して
おくことにより得ることができる(特公昭55−
8461号公報、特公昭55−32652号公報)。 従来、PH11以上のアルカリ領域で得られた針状
晶α−FeOOH粒子は、一般に粒度が不均斉で樹
枝状粒子が混在しているが、これは、針状晶α−
FeOOH粒子の前駆体であるFe(OH)2のフロツク
が不均斉であると同時に、Fe(OH)2のフロツク
を構成しているFe(OH)2の粒子そのものが不均
斉であること、更に、Fe(OH)2を含む水溶液か
ら針状晶α−FeOOH核粒子の発生と核針状晶α
−FeOOH核粒子の成長が同時に生起し、しかも
α−FeOOH生成反応が終了するまで幾重にも新
しい核が発生することに起因する。 前述した様に、第一鉄塩水溶液とアルカリ水溶
液とを反応させて得られたFe(OH)2を含む懸濁
液に酸素含有ガスを通気して酸化することにより
針状晶α−FeOOH粒子を生成させるにあたり、
前記アルカリ水溶液及び酸素含有ガスを通気して
酸化反応を行わせる前の前記懸濁液のいずれかの
液中に水可溶性ケイ酸塩をFeに対しSi換算で0.1
〜1.7原子%となるように添加した場合には、Fe
(OH)2のフロツクを十分微細で均斉なフロツク
にし、また、Fe(OH)2のフロツクを構成してい
るFe(OH)2粒子そのものを十分微細で均斉な粒
子とすることができ、更に、水可溶性ケイ酸塩が
Fe(OH)2を含む水溶液から針状晶α−FeOOH粒
子を生成する際の酸化反応を抑制する効果を有す
るとに起因して、針状晶α−FeOOH核粒子の発
生と該針状晶α−FeOOH核粒子の成長を段階的
に行うことができるため、粒度が均斉であり、樹
枝状粒子が混在しない針状晶α−FeOOH粒子を
得ることができるのである。 上記の方法において使用される水可溶性ケイ酸
塩としてはナトリウム、カリウムのケイ酸塩があ
る。 アルカリ水溶液への水可溶性ケイ酸塩の添加量
は、Feに対しSi換算で0.1〜1.7原子%である。添
加した水可溶性ケイ酸塩はほぼ全量が生成針状晶
α−FeOOH粒子中に含有され、後出の表2に示
される通り、得られた針状晶α−FeOOH粒子
は、添加量とほぼ同量のFeに対しSi換算で、
0.203〜1.03原子%を含有している。 水可溶性ケイ酸塩の添加量がFeに対しSi換算
で0.1原子%以下である場合には、粒度が均斉で
樹枝状粒子が混在していない針状晶粒子を得る効
果は十分ではなく、1.7原子%以上である場合は
マグネタイト粒子が混入してくる。 上述した粒度が均斉であり、樹枝状粒子が混在
していない針状晶α−FeOOH粒子を出発原料と
し、該出発原料を加熱還元することにより得られ
た針状晶合金磁性粒子粉末もまた粒度が均斉であ
り、樹枝状粒子が混在していないものであるが、
その結果、かさ密度が大きく、塗料化の際の分散
性がよく、且つ、塗膜中での充填性が高く、残留
磁束密度Brが大きくなるという特徴を有するも
のであるが、比表面積について言えば高々20m2
g程度である。 そこで、本発明者は、粒度が均斉であり、樹枝
状粒子が混在していないSiを含有する針状晶鉄合
金磁性粒子粉末の比表面積を向上させる方法につ
いて種々検討を重ねた結果、粒度が均斉であり、
樹枝状粒子が混在していないSiを含有する針状晶
α−FeOOH粒子の生成にあたり、第一鉄塩水溶
液、アルカリ水溶液、酸素含有ガスを通気して酸
化反応を行わせる前のFe(OH)2懸濁液及び酸素
含有ガスを通気して酸化反応を行わせている反応
溶液のいずれかの液中に水可溶性クロム塩を添加
し、得られたSi及びCrを含有する針状晶α−
FeOOH粒子を加熱還元した場合には、Siを含有
する針状晶鉄合金磁性粒子粉末の比表面積を向上
させることができるという知見を得た。 この現象について、本発明者が行つた数多くの
実験例から、その一部を抽出して説明すれば、次
の通りである。 図1は、水可溶性クロム塩の添加量とSi及び
Crを含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末及びCr
を含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末の比表面積
の関係図である。 即ち、Fe2+1.2mol/を含む第一鉄水溶液300
を、あらかじめ、反応器中に準備されたケイ酸
ソーダをFeに対しSi換算で0〜1.0原子%、硫酸
クロムをFeに対しCr換算で0〜5.0原子%を添加
して得られたNaOH水溶液400に加え、PH13.8
においてFe(OH)2を含む懸濁液を得、該懸濁液
に温度45℃において毎分1000の空気を通気して
酸化反応を行わせることによりSi及びCrを含有
する針状晶α−FeOOH粒子を生成し、次いで、
該粒子を430℃で4.0時間加熱還元することにより
得られたSi及びCrを含有する針状晶鉄合金磁性
粒子粉末及びCrを含有する針状晶合金磁性粒子
粉末の比表面積と硫酸クロムの添加量の関係を示
したものである。 図中、曲線aはSi無添加の場合、曲線b,c
は、それぞれSi添加量が0.35原子%、1.0原子%の
場合である。 曲線b,cに示されるようにSi及びCrを併用
して添加した場合には得られるSi及びCrを含有
する針状晶鉄合金磁性粒子粉末の比表面積を著し
く向上させることができ、この場合、硫酸クロム
の添加量の増加に伴つて比表面積が大きくなる傾
向を示す。 この現象は、図1中の曲線aに示されるCrを
単独で添加した場合よりも一層顕著に現われるこ
とから本発明者はSiとCrとの相乗効果によるも
のと考えている。 上述したようにSi及びCrを含有する針状晶鉄
合金磁性粒子粉末は粒度が均斉であり、樹枝状粒
子が混在しておらず、且つ、比表面積が大きいも
のであるが、一方、Crの添加量の増加に伴つて
保磁力が低下するという傾向があつた。 そこで、本発明者は、Si及びCrを含有する針
状晶鉄合金磁性粒子粉末の保磁力を向上させる方
法について、種々検討を重ねた結果、Si及びCr
を含有する針状晶α−FeOOH粒子の生成にあた
り、第一鉄塩水溶液、アルカリ水溶液、酸素含有
ガスを通気して酸化反応を行わせる前のFe
(OH)2懸濁液及び酸素含有ガスを通気して酸化
反応を行わせている反応溶液のいずれかの液中に
水可溶性ニツケル塩を添加し、得られたSi、Cr
及びNiを含有する針状晶α−FeOOH粒子を加熱
還元した場合には、大きな比表面積を維持したま
までSi及びCrを含有する針状晶鉄合金磁性粒子
粉末の保磁力を向上させることができるという知
見を得た。 この現象について、本発明者が行つた数多くの
実験例からその一部を抽出して説明すれば、次の
通りである。 図2は、水可溶性ニツル塩の添加量とSi、Cr
及びNiを含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末の
保磁力の関係図である。 即ち、Fe2+1.2mol/を含む硫酸第一鉄水溶
液300を、あらかじめ、反応器中に準備された
ケイ酸ソーダをFeに対しSi換算で0.35原子%、硫
酸クロムをFeに対しCr換算で5.0原子%、硫酸ニ
ツケルをFeに対しNi換算で0〜7.0原子%を含む
ように添加して得られたNaOH水溶液400に加
え、PH14.0においてFe(OH)2を含む懸濁液を得、
該懸濁液に温度45℃において毎分1000の空気を
通気して酸化反応を行わせることによりSi、Cr
及びNiを含有する針状晶α−FeOOH粒子を生成
し、次いで、該粒子を420℃で、4.0時間加熱還元
することにより得られたSi、Cr及びNiを含有す
る針状晶鉄合金磁性粒子粉末及の保磁力と硫酸ニ
ツケルの添加量の関係を示したものである。 図2に示されるように硫酸ニツケルの添加量の
増加に伴つてSi、Cr及びNiを含有する針状晶鉄
合金磁性粒子粉末の保磁力が高くなる傾向を示
す。 このように大きな比表面積を維持したままで保
磁力を向上させるという現象は、Si、Cr、Niの
いずれを除去した場合にも得られないことから、
本発明者はSi及びCrとNiとの相乗効果によるも
のと考えている。 次に、本発明実施にあたつての諸条件について
述べる。 本発明において使用される水可溶性クロム塩と
しては、硫酸クロム、塩化クロムを使用すること
ができる。 水可溶性クロム塩の添加時期については、本発
明では針状晶α−FeOOH粒子の生成反応時にク
ロムを存在させておくことが必要であり、このた
めには第一鉄塩水溶液中、アルカリ水溶液中、
Fe(OH)2を含む懸濁液中、又は、酸素含有ガス
の通気開始後針状晶α−FeOOH粒子が生成中の
反応溶液中のいずれかに添加しておけばよい。 尚、針状晶α−FeOOH粒子の生成が完全に完
了してしまつている段階で水可溶性クロム塩を添
加してもクロムが粒子中に入らないから本発明に
おけるクロム添加の効果は得られない。 本発明における水可溶性クロム塩の添加量は
Feに対しCr換算で0.1〜5.0原子%である。 添加した水可溶性クロム塩はほぼ全量が生成針
状晶α−FeOOH粒子中に含有され、後出の表2
に示される通り、得られた針状晶α−FeOOH粒
子は、添加量とほぼ同量のFeに対しCr換算で
0.296〜2.98原子%を含有している。 水可溶性クロム塩の添加量がFeに対しCr換算
で0.1原子%以下である場合には、得られる針状
晶鉄合金磁性粒子粉末の比表面積を大きくする効
果が得られない。 5.0原子%以上である場合にも、得られる針状
晶鉄合金磁性粒子粉末の比表面積を大きくすると
いう効果は得られるが保磁力及び飽和磁化が低下
し好ましくない。 本発明において使用される水可溶性ニツケル塩
としては、硫酸ニツケル、塩化ニツケル、硝酸ニ
ツケル等を使用することができる。 水可溶性ニツケル塩の添加時期については、本
発明では針状晶α−FeOOH粒子の生成反応時に
ニツケルを存在させておくことが必要であり、こ
のためには第一鉄塩水溶液中、アルカリ水溶液
中、Fe(OH)2を含む懸濁液中、又は、酸素含有
ガスの通気開始後針状晶α−FeOOH粒子が生成
中の反応溶液中のいずれかに添加しておけばよ
い。 尚、針状晶α−FeOOH粒子の生成が完全に完
了してしまつている段階で水可溶性ニツケル塩を
添加してもニツケルが粒子中に入らないから本発
明におけるニツケル添加の効果は得られない。 本発明における水可溶性ニツケル塩の添加量は
Feに対しNi換算で0.1〜7.0原子%である。 添加した水可溶性ニツケル塩はほぼ全量が生成
針状晶α−FeOOH粒子中に含有され、後出の表
2に示される通り、得られた針状晶α−FeOOH
粒子は添加量とほぼ同量のFeに対しNi換算で
2.05〜7.00原子%を含有している。 水可溶性ニツケル塩の添加量がFeのに対しNi
換算で0.1原子%以下である場合には、得られる
針状晶鉄合金磁性粒子粉末の保磁力を大きくする
効果が得られない。 7.0原子%以上である場合にも、本発明の目的
を達成することはできるがα−FeOOH粒子生成
の際に針状晶以外の異物が混在するので好ましく
ない。 次に、加熱還元過程について言えば、粒度が均
斉であり、樹枝状粒子が混在していないSi、Cr
及びNiを含有する針状晶α−FeOOH粒子を加熱
還元して針状晶鉄合金磁性粒子粉末を得る場合、
還元温度が高ければ高い程大きな飽和磁化を有す
る針状晶鉄合金磁性粒子粉末を得ることができる
が、還元温度が高くなると、針状晶鉄合金磁性粒
子粉末の針状晶粒子の変形と粒子および粒子相互
間の焼結が著しくなり、得られた針状晶鉄合金磁
性粒子粉末の保磁力は極度に低下することとな
る。 殊に、粒子の形状は加熱温度の影響を受けやす
く、特に雰囲気が還元性である場合には、粒子成
長が著しく、単一粒子が形骸粒子の大きさを越え
て成長し、形骸粒子の外形は漸次消え、粒子形状
の変形と粒子および粒子相互間の焼結を引き起こ
す。その結果、保磁力が低下するのである。 このように加熱還元過程において針状晶粒子の
変形と粒子および粒子相互間の焼結が生起する原
因について以下に説明する。 一般に、針状晶α−FeOOH粒子を300℃付近
の温度で加熱脱水して得られる針状晶α−Fe2O3
粒子は、針状晶を保持継承したものであるが、一
方、その粒子表面並びに粒子内部は脱水により発
生する多数の空孔が存在し、単一粒子の粒子成長
が十分ではなく、従つて結晶性の度合が非常に小
さいものである。 このような針状晶α−Fe2O3粒子を用いて加熱
還元した場合、単一粒子の粒子成長、即ち、物理
的変化が急激であるため単一粒子の均一な粒子成
長が生起し難く、従つて、単一粒子の粒子成長が
急激に生起した部分では粒子および粒子相互間の
焼結が生起し、粒子形状がくずれやすくなると考
えられる。 また、加熱還元過程においては、酸化物から金
属への急激な体積収縮が生起することにより粒子
形状は一層くずれやすいものとなる。 従つて、加熱還元過程において粒子形状の変形
と粒子および粒子相互間の焼結を防止するために
は、加熱還元過程に先立つて、予めSi、Cr及び
Niを含有する針状晶α−Fe2O3粒子の単一粒子の
充分、且つ均一な粒子成長を図ることにより結晶
性の度合が高められた実質的に高密度であり、且
つSi、Cr及びNiを含有する針状晶α−FeOOH粒
子の結晶性を保持継承しているSi、Cr及びNiを
含有する針状晶α−Fe2O3粒子としておく必要が
ある。 このような結晶性の度合が高められた実質的に
高密度な針状晶α−Fe2O3粒子を得る方法として
針状晶α−FeOOH粒子を非還元性雰囲気中で加
熱処理する方法が知られている。 一般に、針状晶α−FeOOH粒子を加熱脱水し
て得られる針状晶α−Fe2O3粒子は、非還元性雰
囲気中で加熱処理する温度が高ければ高い程、効
果的に単一粒子の粒子成長をはかることができ、
従つて、結晶性の度合も高めることができるが、
一方、加熱処理温度が650℃を越えて高くなると
焼結が進んで針状晶粒子がくずれることが知られ
ている。 従つて、結晶性の度合が高められた実質的に高
密度であり、且つ、針状晶α−FeOOH粒子の針
状晶を保持継承している針状晶α−Fe2O3粒子を
得る為には、非還元性雰囲気中で加熱処理するに
先立つて、あらかじめ、焼結防止効果を有する有
機化合物、無機化合物で針状晶α−FeOOH粒子
の粒子表面を被覆する方法が知られている。 本発明者は、長年に亘り、針状晶磁性粒子粉末
の製造及び開発にたずさわつているものである
が、その研究過程において、焼結防止効果を有す
るSi化合物で被覆された針状晶α−FeOOH粒子
を製造する方法を既に開発している。 例えば、次に述べるようである。 即ち、P化合物とSi化合物で被覆されたSi、Cr
及びNiを含有する針状晶α−FeOOH粒子粉末
は、第一鉄塩水溶液とアルカリ水溶液との湿式反
応により生成したSi、Cr及びNiを含有する針状
晶α−FeOOH粒子を母液から分離した後、水中
に懸濁させ、該懸濁液のPH値8以上の状態でSi、
Cr及びNiを含有する針状晶α−FeOOH粒子に対
し0.1〜2wt%(PO3に換算)のリン酸を添加し、
次いで0.1〜0.7wt%(SiO2に換算)の水可溶性ケ
イ酸塩を添加した後、懸濁液のPH値を3〜7に調
整することにより、得ることができる。 上記の方法について説明すれば次のようであ
る。 一般に、Si、Cr及びNiを含有する針状晶α−
FeOOH粒子は、湿式反応時における反応母液中
の結晶成長の過程でかなり強固にからみ合い、結
合し合つた粒子群を形成しており、該からみ合
い、結合し合つているSi、Cr及びNiを含有する
針状晶α−FeOOH粒子の粒子群をそのまま焼結
防止剤で被覆した場合には、それ以上の焼結を防
止するだけで、反応母液中の結晶成長の過程で発
生したからみ合い、結合はそのままの状態である
為、上記からみ合い、結合し合つているSi、Cr
及びNiを含有する針状晶α−FeOOH粒子を非還
元性雰囲気中で加熱処理した後、加熱還元して得
られた針状晶合金磁性粒子粉末も粒子がからみ合
い、結合し合つたものとなる。 このような粒子は、ビークル中での分散性、塗
膜中での配向性及び充填性が十分であるとは言い
難い。 従つて、Si、Cr及びNiを含有する針状晶α−
FeOOH粒子をSi化合物で被覆するに先立つて、
あらかじめ、反応母液中の結晶成長の過程で発生
したからみ合い、結合を解きほぐしておく必要が
ある。 Si、Cr及びNiを含有する針状晶α−FeOOH粒
子を母液から分離した後、水中に懸濁させ、該懸
濁液のPH値8以上の状態で、Si、Cr及びNiを含
有する針状晶α−FeOOH粒子に対し0.1〜2wt%
(PO3に換算)のリン酸塩を添加することにより、
Si、Cr及びNiを含有する針状晶α−FeOOH粒子
のからみ合い、結合を解きほぐすことが可能であ
る。 Si、Cr及びNiを含有する針状晶α−FeOOH粒
子は、Si、Cr及びNiを含有する針状晶α−
FeOOH粒子の生成後、常法により反応母液より
別、水洗したものを用いれば良い。 懸濁液の濃度は、水に対して20wt%以下であ
るのが望ましい。20wt%以上の場合には懸濁液
の粘度が高すぎて、リン酸塩の添加によるからみ
合い等を解きほぐす効果が不十分となる。 リン酸塩の添加量は、懸濁液中のSi、Cr及び
Niを含有する針状晶α−FeOOH粒子に対しPO3
に換算して0.1〜2wt%であれば、該粒子のからみ
合い等を解きほぐし、粒子を均一に分散させるこ
とができる。 添加したリン酸塩は、針状晶α−FeOOH粒子
表面に吸着され、後出の表3に示される通り、得
られた針状晶α−FeOOH粒子はFeに対しP換算
で0.158〜1.737原子%を含有している。 添加量が0.1wt%以下の場合には添加効果が十
分でない。 一方、添加量が2wt%以上の場合には粒子を分
散させることはできるが、粒子に液中に均一に強
分散している為、液中からの別分離が困難とな
り適当でない。 添加するリン酸塩としては、例えば、メタリン
酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム等が挙げら
れる。 リン酸塩を添加する懸濁液のPH値は8以上でな
ければならない。 PH値が8以下である場合には、粒子を分散させ
ようとするリン酸塩を2wt%以上添加しなければ
ならず、リン酸塩を2wt%以上添加すると前述し
た通り、別分離において幣害が生ずる為、好ま
しくない。 次に、Si、Cr及びNiを含有する針状晶α−
FeOOH粒子の粒子表面に形成させるSi化合物被
膜ついて述べると、該Si化合物被膜の形成は、必
ず、リン酸塩によりSi、Cr及びNiを含有する針
状晶α−FeOOH粒子のからみ合い等を解きほぐ
した後でなければならない。 水可溶性ケイ酸塩を添加する際の懸濁液のPH値
は8以上の状態であることが望ましい。 PH値が8以下の状態で水可溶性ケイ酸塩を添加
すると、添加と同時に固体であるSiO2として単
独に析出してしまい、粒子表面に効率よく薄膜と
して形成させることができない。 従つて、懸濁液のPH値が8以上の状態で水可溶
性ケイ酸塩を添加し、該懸濁液中に均一に混合し
た後にPH値をSiO2の析出する範囲、即ち、PH値
を3〜7に調整すれば、SiO2は粒子の表面上に
析出して被膜を形成する。 添加する水可溶性ケイ酸塩の量は、SiO2に換
算してSi、Cr及びNiを含有する針状晶α−
FeOOH粒子に対し0.1〜7.0wt%である。 0.1wt%以下の場合には、添加の効果が顕著に
現われず、7.0wt%以上である場合には、優れた
針状晶を有する針状晶合金磁性粒子粉末を得るこ
とができるが純度の低下により、飽和磁束密度が
減少し好ましくない。 添加した水可溶性ケイ酸塩は、針状晶α−
FeOOH粒子表面に析出吸着され、後出の表3に
示される通り、得られた針状晶α−FeOOH粒子
は、針状晶α−FeOOH粒子の反応生成中に含有
されるSi量と合せて0.65〜7.05原子%を含有する。 尚、添加する水可溶性ケイ酸塩としては、ケイ
酸ナトリウム、ケイ酸カリウム等が挙げられる。 次に、Si、Cr及びNiを含有する針状晶α−
FeOOH粒子にP化合物とSi化合物で被膜を形成
させた後、懸濁液中から該粒子を別分離する条
件について述べる。 通常の別手段を用いる場合には、粒子が均一
に液中に強分散していると、例えば布漏れ、あ
るいは布の目づまり、その他種々の過効率も
悪化させる要因となる。 過効率を高める為には、前記したリン酸塩の
添加により分散させた粒子が適度に凝集している
必要がある。 リン酸塩の添加量を0.1〜2wt%の範囲内とした
場合、懸濁液のPH値を7以下とすれば懸濁液の粘
度は上昇し、粒子の凝集が起き、別を容易に行
うことができる。 また、懸濁液のPH値を3以下とした場合にも
Si、Cr及びNi含有する針状晶α−FeOOH粒子の
凝集及びリン酸塩の吸着、更には前述したSiO2
被膜の形成は可能となるが、設備上の問題及び品
質上の問題(溶解時)が発生する為、好ましくな
い。 尚、PH3〜7に調整する為には、酢酸、硫酸、
リン酸等を使用することができる。 以上、説明したところによつて得られるP化合
物とSi化合物で被覆されたSi、Cr及びNiを含有
する針状晶α−FeOOH粒子を非還元性雰囲気中
で加熱処理して得られたSi、Cr及びNiを含有す
る針状晶α−Fe2O3粒子は、結晶性の度合が高め
られた実質的に高密度なものであり、且つ、粒子
のからみ合いや結合のない優れた針状晶を保持継
承したものである。 非還元性雰囲気中における加熱処理の温度範囲
は500〜900℃であることが好ましい。 非還元性雰囲気中の加熱処理温度が500℃以下
である場合には、P化合物とSi化合物で被覆され
たSi、Cr及びNiを含有する針状晶α−Fe2O3粒子
の結晶性の度合から高められた実質的に高密度な
粒子とは言い難く、900℃以上である場合は、針
状晶粒子の変形と粒子および粒子相互間の焼結を
引き起してしまう。また、精度の高い設備、高度
な技術を必要とし工業的経済的ではない。 上述の結晶性の度合が高められた実質的に高密
度なものであり、且つ、粒子のからみ合いや結合
のない優れた針状晶を保持継承しているP化合物
とSi化合物で被覆されたSi、Cr及びNiを含有す
る針状晶α−Fe2O3粒子を還元性ガス中加熱還元
することにより得られたSi、Cr、、Ni及びPを含
有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末もまた粒子表面
並びに粒子内部の結晶性の度合が高められた実質
的に高密度なものであり、且つ、粒子のからみ合
いや結合のない優れた針状晶を保持継承したもの
である。 得られたSi、Cr、Ni及びPを含有する針状晶
鉄合金磁性粒子粉末は、後出の表5に示される通
り、SiをFeに対しSi換算で0.65〜7.04原子%、Cr
をFeに対しCr換算で0.269〜2.99原子%、NiをFe
に対しNi換算で2.02〜7.00原子%及びPをFeに対
しP換算で0.157〜1.737原子%含有しており、添
加量のほぼ全量が含有されるのである。 還元性ガス中における加熱還元の温度範囲は、
350℃〜600℃が好ましい。 350℃以下である場合には還元反応の進行が遅
く、長時間を要する。 また、600℃以上である場合には還元反応が急
激に進行して針状晶粒子の変形と、粒子および粒
子相互間の焼結を引き起してしまう。 以上の通りの構成の本発明は、次の通りの効果
を奏するものである。 即ち、本発明によれば、針状晶を有し、粒度が
均斉であり、樹枝状粒子が混在しておらず粒子の
からみ合い等がなく、その結果、かさ密度が大き
いものであり、且つ、比表面積が大きく粒子表面
並びに粒子内部の結晶性の度合が高められた実質
的に高密度なものであり、しかも、高い保磁力
Hcと大きな飽和磁化σsとを有するSi、Cr、Ni及
びPを含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末を得る
ことができるので、現在最も要求されている高画
像画質、高出力、高感度、高記録密度用磁性粒子
粉末として使用することができる。 更に、磁性塗料の製造に際して、上記のSi、
Cr、Ni及びPを含有する針状晶鉄合金磁性粒子
粉末を用いた場合には、ノイズレベルが低く、且
つ、ビークル中での分散性、塗膜中での配向性及
び充填性が極めて優れ、好ましい磁気記録媒体を
得ることができる。 しかも、本発明により得られるSi、Cr、Ni及
びPを含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末はあま
りに超微粒子ではないから、塗料化時に於ける取
扱いが比較的容易である。 次に、実施例並びに比較例により本発明を説明
する。 尚、前出の実施例及び以下の実施例並びに比較
例における添加の比表面積はBET法により測定
したものであり、粒子の軸比(長軸:短軸)、長
軸は、いずれも電子顕微鏡写真から測定した数値
の平均値で示した。 また、かさ密度はJIS K5101−1978「顔料試験
方法」に従つて測定した。 粒子中のSi量、Cr量、Ni量およびP量は、「螢
光X線分析装置3063M型」(理学電機工業製)を
使用し、JIS K0119−1979の「けい光X線分析通
則」に従つて、けい光X線分析を行うことにより
測定した。 磁気テープの諸特性は外部磁場10KOeの下で
測定した結果である。 <針状晶α−FeOOH粒子粉末の製造> 実施例1〜14、比較例1 実施例 1 Fe2+1.2mol/を含む硫酸第一鉄水溶液300
を、あらかじめ、反応器中に準備されたFeに対
しSi換算で0.20原子%を含むようにケイ酸ソーダ
(3号)(SiO228.55wt%)152g、Feに対しCr換
算で0.50原子%を含むように硫酸クロム644g、
Feに対しNi換算で3.0原子%を含むように硫酸ニ
ツケル2884gを添加して得られた5.45−Nの
NaOH水溶液400に加え、PH14.0、温度45℃に
おいてSi、Cr及びNiを含むFe(OH)2懸濁液の生
成反応を行つた。 上記Si、Cr及びNiを含むFe(OH)2懸濁液に、
温度50℃において毎分1000の空気を6.3時間通
気してSi、Cr及びNiを含有する針状晶α−
FeOOH粒子を生成した。 酸化反応終点は、反応液の一部を抜き取り塩酸
酸性に調節した後、赤血塩溶液を用いてFe2+
青色呈色反応の有無で判定した。 生成粒子は、常法により、別、水洗した。 上記別、水洗したSi、Cr及びNiを含有する
針状晶α−FeOOH粒子の一部を乾燥、粉砕し
て、特性を評価する為の試料とした。 得られたSi、Cr及びNiを含有する針状晶α−
FeOOH粒子は、X線回析の結果、α−FeOOH
粒子の結晶構造と同じ回折図形が得られた。 また、螢光X線分析の結果、SiをFeに対し
0.204原子%、CrをFeに対し0.496原子%、Niを
Feに対し3.02原子%含有するものであつた。 従つて、Si、Cr及びNiが針状晶α−FeOOH粒
子中に固溶していると考えられる。 このSi、Cr及びNiを含有する針状晶α−
FeOOH粒子は図3に示す電子顕微鏡写真(×
20000)から明らかな通り平均値で長軸0.50μm、
軸比(長軸:短軸)28:1であつた。 実施例 2〜14 第一鉄塩水溶液の種類、濃度、NaOH水溶液
の濃度、及び水可溶性ケイ酸塩、水可溶性クロム
塩、水可溶性ニツケル塩の種類、添加量、添加時
期を種々変化させた以外は実施例1と同様にして
Si、Cr及びNiを含有する針状晶α−FeOOH粒子
を生成した。 この時の主要製造条件を表1に、特性を表2に
示す。 尚、実施例5におけるFe(OH)2懸濁液の生成
反応は40℃で行い、針状晶α−FeOOHの生成反
応は45℃で行つた。 比較例 1 ケイ酸ソーダ、硫酸クロム及び硫酸ニツケルを
添加しないで、他の諸条件は実施例1と同様にし
て針状晶α−FeOOH粒子粉末を生成した。 この時の主要製造条件を表1に、特性を表2に
示す。 得られた針状晶α−FeOOH粒子粉末は、図4
に示す電子顕微鏡写真(×20000)から明らかな
通り、平均値で長軸0.45μm、軸比(長軸:短軸)
9:1であり、粒度が不均斉で、樹枝状粒子が混
在しているものであつた。 <P化合物とSi化合物で被覆された針状晶α−
FeOOH粒子粉末の製造> 実施例15〜28 比較例2 実施例 15 実施例1で得られた別、水洗したSi、Cr及
びNiを含有する針状晶α−FeOOH粒子のペース
ト3000g(Si、Cr及びNiを含有する針状晶α−
FeOOH粒子約1000gに相当する。)を60の水
中に懸濁させた。 この時の懸濁液のPH値は9.7であつた。 次いで上記懸濁液にヘキサメタリン酸ナトリウ
ム8gを含む水溶液300ml(Si、Cr及びNiを含有
する針状晶α−FeOOH粒子に対しPO3として
0.56wt%に相当する。)を添加して30分間撹拌し
た。 次いで上記懸濁液にケイ酸ナトリウム(3号水
ガラス)148g(Si、Cr及びNiを含有する針状晶
α−FeOOH粒子に対しSiO2として4.2wt%に相
当する。)を添加し60分間撹拌した後、懸濁液の
PH値が5.8となるように10%の酢酸を添加した後、
プレスフイフターによりSi、Cr及びNiを含有す
る針状晶α−FeOOH粒子を別、乾燥してP化
合物とSi化合物で被覆されたSi、Cr及びNiを含
有する針状晶α−FeOOH粒子粉末を得た。 得られたSi、Cr及びNiを含有する針状晶α−
FeOOH粒子粉末の諸特性を表3に示す。 実施例16〜28、比較例2 被処理粒子の種類、リン酸塩添加時の懸濁液の
PH、リン酸塩の添加量、水可溶性ケイ酸塩の添加
量、調整後のPHを種々変化させた以外は、実施例
15と同様にしてP化合物とSi化合物で被覆された
Si、Cr及びNiを含有する針状晶α−FeOOH粒子
粉末又は針状晶α−FeOOH粒子粉末を得た。 この時の主要製造条件及び特性を表3に示す。 <P化合物とSi化合物で被覆されたSi、Cr及び
Niを含有する針状晶α−Fe2O3粒子粉末の製造> 実施例29〜42 比較例3 実施例 29 実施例15で得られたP化合物とSi化合物で被覆
されたSi、Cr及びNiを含有する針状晶α−
FeOOH粒子粉末1000gを空気中750℃で加熱処
理して、P化合物とSi化合物で被覆されたSi、Cr
及びNiを含有する針状晶α−Fe2O3粒子粉末を得
た。 この粒子は、電子顕微鏡観察の結果、平均値で
長軸0.48μm、軸比(長軸:短軸)26:1であり、
針状晶の優れたものであつた。 実施例30〜42、比較例3 P化合物とSi化合物で被覆されたSi、Cr及び
Niを含有する針状晶α−FeOOH粒子粉末の種
類、加熱処理温度及び非還元性雰囲気を種々変化
させた以外は実施例29と同様にしてP化合物とSi
化合物で被覆されたSi、Cr及びNiを含有する針
状晶α−Fe2O3粒子粉末を得た。 この時の主要製造条件及び特性を表4に示す。 尚、比較例3で得られたP化合物とSi化合物で
被覆された針状晶α−Fe2O3粒子粉末は平均値で
長軸0.44μm、軸比(長軸:短軸)9:1であつ
た。 <針状晶鉄又は鉄合金磁性粒子粉末の製造> 実施例43〜56 比較例4 実施例 43 実施例29で得られたP化合物とSi化合物で被覆
されたSi、Cr、Niを含有する針状晶α−Fe2O3
子粉末120gを3のレトルト還元容器中に投入
し、駆動回転させながらH2ガスを毎分40の割
合で通気し、還元温度440℃で還元した。 還元して得られたSi、Cr、Ni及びPを含有す
る針状晶鉄合金磁性粒子粉末は、空気中に取り出
したとき急激な酸化を起さないように、一旦、ト
ルエン液中に浸漬して、これを蒸発させることに
より、粒子表面に安定な酸化皮膜を施した。 このようにして得たSi、Cr、Ni及びPを含有
する針状晶鉄合金磁性粒子粉末は、X線回折の結
果、鉄と同じ体心立方構造単一相の回折図形が得
られた。 また、螢光X線分析の結果、SiをFeに対し4.70
原子%、CrをFeに対し0.495原子%、NiをFeに対
し3.01原子%、PをFeに対し0.631原子%含有す
るものであつた。 従つて、鉄とSi、Cr、Ni及びPが固溶してい
ると考えられる。 このSi、Cr、Ni及びPを含有する針状晶鉄合
金磁性粒子粉末は、平均値で長軸0.30μm、軸比
(長軸:短軸)12:1、比表面積47.1m2/g、か
さ密度0.47g/mlであり、保磁力1420Oe、飽和
化165.2emu/gであつた。 また、この粒子粉末は、図5に示す電子顕微鏡
写真(×20000)から明らかな通り、粒度が均斉
であり、樹枝状粒子が混在していないものであつ
た。 実施例44〜56、比較例4 出発原料の種類、還元温度を種々変化させた以
外は実施例43と同様にしてSi、Cr、Ni及びPを
含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末又は鉄磁性粒
子粉末を得た。 得られた粒子粉末の諸特性を表5に示す。 実施例44〜56で得られたSi、Cr、Ni及びPを
含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末は、電子顕微
鏡観察の結果、粘度が均斉であり、樹枝状粒子が
混在しないものであつた。 比較例4で得られた鉄磁性粒子粉末は、平均値
で長軸0.4μm、軸比(長軸:短軸)5:1、比表
面積19.3m2/g、かさ密度0.19g/mlであり、保
磁力1013Oe、飽和磁化166.4emu/gであつた。 また、この粒子粉末は図6に示す電子顕微鏡写
真(×20000)から明らかな通り、粒度が不均斉
であり、軸比が悪いものであつた。 <磁気テープの製造> 実施例57〜70、比較例5 実施例 57 実施例43で得られたSi、Cr、Ni及びPを含有
する針状晶鉄合金磁性粒子粉末を用いて、適量の
分散剤、塩ビ酢ビ共重合体、熱可塑性ポリウレタ
ン樹脂及びトルエン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトンからなる混合溶剤を一定の組
成に配合した後、ボールミルで8時間混合分散し
て磁気塗料とした。 得られた磁気塗料に上記混合溶剤を加え適性な
塗料粘度になるように調整し、ポリエステル樹脂
フイルム上に通常の方法で塗布乾燥させて、磁気
テープを製造した。 この磁気テープの保磁力Hcは、1345Oe、残留
磁束密度Brは、3910Gauss、角型Br/Bmは
0.790、配向度2.02であつた。 実施例58〜70、比較例5 針状晶磁性粒子粉末の種類を種々変化した以外
は、実施例57と全く同様にして磁気テープを製造
した。 この磁気テープの諸特性を表6に示す。
The present invention has acicular crystals that are optimal as magnetic materials for magnetic recording such as audio and video, especially magnetic materials for videos, has uniform particle size, does not contain dendritic particles, and has entangled particles. As a result, it has a large bulk density, and has fine particles with a large specific surface area and a high degree of crystallinity on the particle surface and inside the particles, resulting in a substantially high density. The present invention relates to an acicular iron alloy magnetic particle powder containing Si, Cr, Ni, and P that has a magnetic force Hc and a large saturation magnetization σs, and a method for producing the same. When the acicular iron alloy magnetic particle powder containing Si, Cr, Ni and P obtained according to the present invention is used in the production of a magnetic recording medium, it has acicular crystals and has a uniform particle size. There are no intermingling of dendritic particles and no intertwining of particles, and as a result, the bulk density is large, and the particles are fine and have a large specific surface area, and the degree of crystallinity on the particle surface and inside the particles is increased, making it virtually Due to the high coercive force Hc and large saturation magnetization σs, the dispersibility of the magnetic particles in the vehicle, orientation and filling properties in the coating film are low. It is possible to obtain an excellent magnetic recording medium which has a low level of noise generated during recording and reproduction of magnetic tape and can obtain high output characteristics. In recent years, magnetic recording and reproducing equipment for video and audio has become increasingly compact and lightweight.
The popularity of VTRs (recorders) has been remarkable, and VTRs are being actively developed with the aim of recording for longer periods of time and being smaller and lighter.On the other hand, efforts are being made to improve the performance and density of magnetic tape, which is a magnetic recording medium. Demand is increasing. In other words, magnetic recording media are required to have high image quality, high output characteristics, especially improved frequency characteristics, and lowered raise levels. filling property,
It is necessary to improve the smoothness of the tape surface, and there is a growing demand for further improvement in the S/N ratio. These characteristics of magnetic recording media are closely related to the magnetic materials used in magnetic recording media.
For example, Nikkei Electronics (1976) May 3
In the document ``Recent Advances in Video and Audio Magnetic Tapes,'' published on pages 82 to 105 of the Japanese issue, ``The image quality of video tape recorders varies depending on the tape,'' published on pages 83 to 84. The main characteristics that are measured are the S/N ratio, chroma noise, and video frequency characteristics. ...These quantities that represent image quality are determined by the electromagnetic conversion characteristics of the tape and head system, and the electromagnetic conversion characteristics of the tape It is clear from the statement, "The physical properties of the tape are largely determined by the magnetic material." As described above, the various characteristics of magnetic recording media, such as high image quality, are closely related to the magnetic materials used, and there is a strong desire to improve the characteristics of magnetic materials. The relationship between the various characteristics of the magnetic recording medium and the characteristics of the magnetic material used will now be detailed as follows. In order to obtain high image quality as a magnetic recording medium for video, it is necessary to improve the video S/N ratio, chroma, noise, and video frequency characteristics, as is clear from the above-mentioned Nikkei Electronics description. In order to improve the video S/N ratio, it is necessary to make the magnetic particles finer, improve their dispersibility in the vehicle, improve their orientation and filling properties in the coating film, and improve the surface of the magnetic recording medium. It is important to improve the smoothness of the surface. This fact is based on the aforementioned Nikkei Electronics, p. 85, ``The physical quantities of the tape that are related to the SN ratio (CN ratio) of the luminance signal are the average number of particles per unit volume, their dispersion state (dispersibility), and the surface It has smoothness.The surface properties and dispersibility are constant, and the SN ratio improves in proportion to the square root of the average number of particles, so the smaller the particle volume and the higher the degree of filling, the more advantageous the magnetic powder is. It is clear from the description. That is, as one method for improving the video S/N ratio, it is important to reduce the noise level caused by magnetic recording media, and for that purpose,
As is clear from the above description, it is known that a method of reducing the particle size of the acicular magnetic particle powder, which is the magnetic material used, is effective. The value of the specific surface area of the magnetic particles is often used as a general method of expressing the particle size of the magnetic particles, but the noise level caused by the magnetic recording medium tends to decrease as the specific surface area of the magnetic particles increases. This is also generally known. This phenomenon can be seen, for example, in the Technical Research Report of the Institute of Electronics and Communication Engineers.
This is shown in "Fig. 3" on page 27-9 of MR81-11. "Fig. 3" is a diagram showing the relationship between the specific surface area of particles and the noise level in Cr-coated acicular maghemite particle powder, and the noise level decreases linearly as the specific surface area of the particles increases. . This relationship holds true for the acicular iron magnetic particles and the acicular alloy magnetic particles. In order to improve the dispersibility of the magnetic particles in the vehicle, the orientation and filling properties in the coating film, it is necessary that the magnetic particles dispersed in the vehicle have acicular crystals and have a uniform particle size. It is required that dendritic particles are not mixed, there is no entanglement of particles, etc., and as a result, the bulk density is high. Next, in order to improve chroma noise,
It is important to improve the surface properties of magnetic recording media, and for this purpose, magnetic particle powder with good dispersibility and orientation is preferred. Such magnetic particle powder has acicular crystals, uniform viscosity, and , there is no intermingling of dendritic particles, no entanglement of particles, etc., and as a result, it is required that the bulk density is high. This fact is based on the above-mentioned Nikkei Electronics, page 85, which states, ``Chroma noise is caused by relatively long-period roughness of the tape surface, and is closely related to coating technology. It is clear from statements such as "It is easier to improve the surface properties." Furthermore, in order to improve the video frequency characteristics, it is necessary that the magnetic recording medium has a high coercive force Hc and a high saturation residual magnetic flux density Br. In order to increase the coercive force Hc of the magnetic recording medium, it is required that the coercive force Hc of the magnetic particles be as high as possible. The saturated residual magnetic flux density Br depends on the saturation magnetization σs of the magnetic particles as large as possible, the dispersibility of the magnetic particles in the vehicle, the orientation and filling properties in the coating film. This fact is based on Nikkei Electronics No. 84~
On page 85, "The maximum output is the saturation residual magnetic flux density of the tape.
Determined by Br and Hc and effective spacing. If Br is large, more magnetic flux will enter the reproducing head and the output will increase. …. Increasing Hc reduces self-demagnetization and increases output. …. In order to increase the Br of the tape, the basic principle is to increase the saturation magnetization Is (σs) that the magnetic material has in a perfect state (for example, in a single crystal state). …. Even if the material is the same, depending on the filling degree, which indicates the proportion of magnetic powder, etc.
Br changes. Furthermore, since it is proportional to the squareness ratio (amount of residual magnetization/amount of saturation magnetization), this is required to be large. …. In order to increase the squareness ratio, it is advantageous to use magnetic powder that has uniform particle sizes, a high acicularity ratio, and excellent magnetic field orientation. It is clear from the statements such as "...". As detailed above, in order to meet the demands for high performance such as high image quality and high output characteristics of magnetic recording media, especially improved frequency characteristics, and lower noise levels, the magnetic The characteristics of the powder particles include acicular crystals, uniform particle size, no intermingling of dendritic particles, no intertwining of particles, and a large specific surface area with crystals on the particle surface and inside the particles. It is necessary that the magnet has a high degree of magnetic properties and a substantially high density, as well as a high coercive force Hc and a large saturation magnetization σs. By the way, magnetic materials conventionally used in magnetic recording media include magnetite, maghemite,
Magnetic powder such as chromium dioxide, these magnetic powders have a saturation magnetization σs70~85emu/g and a coercive force Hc250.
~500Oe. In particular, the σs of the above oxide magnetic particles is the maximum
It is about 85emu/g, and generally σs70~80emu/
g is the main reason for limiting the reproduction output and recording density. Furthermore, Co-magnetite and Co containing Co
-Maghemite magnetic particles are also used, but these magnetic particles have a coercive force Hc of 400 to 800 Oe, but on the other hand, the saturation magnetization σs
It is low at 60-80 emu/g. Recently, there has been active development of magnetic particles with characteristics suitable for high output and high density recording, that is, magnetic particles with large saturation magnetization σs and high coercive force. The powder is generally acicular crystals obtained by heating and reducing acicular crystal hydrated iron oxide particles, acicular iron oxide particles, or particles containing a different metal other than iron in a reducing gas at about 350°C. It is iron magnetic particle powder or acicular crystal alloy magnetic particle powder. These acicular iron magnetic particles or acicular alloy magnetic particles have a significantly larger saturation magnetization σs than conventionally used magnetic iron oxide particles and Co-containing magnetic iron oxide particles, and have a coercive force Hc.
When coated as a magnetic recording medium, it has a large residual magnetic flux density Br and a high coercive force Hc, resulting in high density recording and high output characteristics, so it has attracted attention and has been put into practical use in recent years. is being done. As mentioned above, acicular iron magnetic particles or acicular alloy magnetic particles having a high coercive force Hc and a large saturation magnetization σs have acicular crystals, uniform particle size, and a mixture of dendritic particles. In order to obtain magnetic particles with such characteristics, the starting material, acicular α-FeOOH particles, must be uniform in particle size. Therefore, it is necessary that there are no dendritic particles mixed in, and then how to maintain and inherit this excellent property while heating and reducing it to make acicular crystal ferromagnetic particles powder or acicular crystal alloy magnetic particle powder. The big question is whether to do so. Conventionally, needle-like α-
The most typical known method for producing FeOOH particles is to add an equivalent or more alkaline solution to a ferrous salt aqueous solution to obtain an aqueous solution containing Fe(OH) 2 at a pH of 11 or higher and a temperature of 80°C or lower. Acicular α-FeOOH particles are obtained by performing an oxidation reaction. Acicular crystals α- obtained by this method
FeOOH particles have a needle-like shape with a length of about 0.5 to 1.5μ, but they also contain dendritic particles, and in terms of particle size, they cannot be said to have a uniform particle size. hard. The reason for the formation of acicular α-FeOOH particles having asymmetric particle sizes and containing dendritic particles will be discussed below. Generally, the formation of acicular α-FeOOH particles involves the generation of acicular α-FeOOH nuclei and the acicular α-FeOOH particles.
It consists of two stages of growth of FeOOH nuclei. Acicular α-FeOOH nuclei are generated by the reaction between Fe(OH) 2 obtained by reacting a ferrous salt aqueous solution with an alkali and dissolved oxygen, but the contact reaction with dissolved oxygen is partially , and because it is non-uniform, the needle-like crystal α-
The generation of FeOOH nuclei and the growth of the acicular α-FeOOH nuclei occur simultaneously, and many new nuclei are generated before the α-FeOOH production reaction is completed, so that the resulting acicular α- It is thought that FeOOH particles have asymmetric particle sizes and contain dendritic particles. In addition, the reaction iron (Fe 2+ ) concentration in the reaction aqueous solution in the above method is usually about 0.2 mol/,
Moreover, it takes a long time to generate acicular α-FeOOH particles. That is, according to the above method, even at a dilute reaction iron concentration of about 0.2 mol/min, the particle size is asymmetric and acicular crystals α-
FeOOH particles were easily generated. In view of the foregoing, the present inventor has discovered a material that has acicular crystals, uniform particle size, no dendritic particles, no intertwining of particles, etc., and a large specific surface area and a particle surface. and substantially high density with an increased degree of crystallinity inside the particles,
In addition, various studies have been conducted in order to obtain acicular alloy magnetic particles having a high coercive force Hc and a large saturation magnetization σs. The inventor then discovered that the ferrous salt aqueous solution and the alkaline aqueous solution were
Acicular crystals α-
In producing FeOOH particles, in any of the suspensions before an oxidation reaction is carried out by passing the alkaline aqueous solution and oxygen-containing gas,
A water-soluble silicate is added in an amount of 0.1 to 0.7 atomic % in terms of Si to Fe, and the ferrous salt aqueous solution,
Water-soluble chromium is present in any one of the alkaline aqueous solution, the suspension before an oxidation reaction is carried out by passing an oxygen-containing gas through it, and the reaction solution in which an oxidation reaction is carried out by passing an oxygen-containing gas through the aqueous solution. By adding 0.1 to 5.0 at% of salt to Fe in terms of Cr and 0.1 to 7.0 at% of water-soluble nickel salt to Fe in terms of Ni, acicular crystals α- containing Si, Cr and Ni can be formed. FeOOH particles are generated and the Si, Cr and Ni
The acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, and Ni are separated from the mother liquor and then suspended in water.
0.1-2wt% (converted to PO 3 ) based on FeOOH particles
of phosphate and then 0.1-7.0wt% ( SiO2
Acicular crystals α containing Si, Cr and Ni coated with P and Si compounds are prepared by adding water-soluble silicate (converted to - Obtain FeOOH particles, separate the particles,
Si, Cr and Ni coated with P and Si compounds by drying and then heat treatment in a non-reducing atmosphere
After forming acicular crystal α-Fe 2 O 3 particles containing α-Fe 2 O 3 , the particles are heated and reduced in a reducing gas to obtain acicular crystals, uniform particle size, and a mixture of dendritic particles. There is no entanglement of particles, and
It is substantially dense with a large specific surface area and a high degree of crystallinity on the particle surface and inside the particle, and also has a high coercive force Hc and a large saturation magnetization σs.
The present invention was completed by discovering that an acicular alloy magnetic particle powder having the following properties can be obtained. That is, the present invention provides an acicular iron alloy magnetic particle powder for magnetic recording consisting of acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, Ni, and P, and a ferrous salt aqueous solution and an alkaline aqueous solution that are reacted. In order to generate acicular α-FeOOH particles by passing an oxygen-containing gas through the resulting suspension containing Fe(OH) 2 and having a pH of 11 or higher, the aqueous alkali solution and the oxygen-containing gas are passed through the resulting suspension to produce acicular α-FeOOH particles. A water-soluble silicate is added to any of the suspensions before the oxidation reaction.
Add 0.1 to 1.7 atomic% in terms of Si to Fe,
and the ferrous salt aqueous solution, the alkaline aqueous solution, the suspension before an oxidation reaction is carried out by passing an oxygen-containing gas through the solution, and the reaction solution in which an oxidation reaction is carried out by passing an oxygen-containing gas through the suspension. Water-soluble chromium salt in either solution is 0.1 to Cr equivalent to Fe.
5.0 at% Ni and water soluble nickel salt for Fe
By adding 0.1 to 7.0 atomic% in terms of
Acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr and Ni are generated, and the acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr and Ni are separated from the mother liquor and then suspended in water. Si, Cr when the pH value of the liquid is 8 or higher
and Ni-containing acicular α-FeOOH particles, 0.1-2 wt% (calculated as PO 3 ) of phosphate was added, followed by 0.1-7.0 wt % (calculated as SiO 2 ) of water-soluble silicic acid. After adding salt, adjust the pH value of the suspension from 3 to 7.
Acicular crystal α- containing Si, Cr and Ni coated with P compound and Si compound by preparing
FeOOH particles are obtained, the particles are separated, dried, and then heat treated in a non-reducing atmosphere to combine the P compound and Si.
After forming acicular α-Fe 2 O 3 particles containing Si, Cr, and Ni coated with a compound, the particles are heated and reduced in a reducing gas to form needles containing Si, Cr, Ni, and P. This is a method for producing acicular iron alloy magnetic particles for magnetic recording by obtaining acicular iron alloy magnetic particles. Next, the technical background that led to the completion of the present invention and the structure of the present invention will be described. As described above, the acicular α-FeOOH particles produced by the conventional method in the alkaline region of pH 11 or higher have asymmetric particle sizes and contain dendritic particles. For many years, the inventor has developed needle-shaped α-FeOOH.
We are involved in the production and development of particle powders, and in the process, we are developing acicular α- crystals with uniform particle size and no dendritic particles.
We have already established a technology that allows us to obtain FeOOH particles. That is, acicular α-FeOOH particles with uniform particle size and no dendritic particles were obtained by reacting a ferrous salt aqueous solution with an alkaline aqueous solution.
In a method of generating acicular α-FeOOH particles by passing an oxygen-containing gas through a suspension containing Fe(OH) 2 for oxidation, the oxidation reaction is carried out by passing the alkaline aqueous solution and the oxygen-containing gas through the suspension. It can be obtained by adding water-soluble silicate in an amount of 0.1 to 1.7 at.
8461, Special Publication No. 55-32652). Acicular α-FeOOH particles conventionally obtained in an alkaline region with a pH of 11 or higher generally have asymmetric particle sizes and contain dendritic particles;
The Fe(OH) 2 floc, which is the precursor of FeOOH particles, is asymmetric, and at the same time, the Fe(OH) 2 particles themselves that make up the Fe(OH) 2 floc are asymmetric. , the generation of needle-shaped α-FeOOH core particles from an aqueous solution containing Fe(OH) 2 and the generation of needle-shaped α−FeOOH core particles
This is due to the fact that -FeOOH core particles grow simultaneously, and new nuclei are generated many times until the α-FeOOH production reaction is completed. As mentioned above, acicular α-FeOOH particles are produced by passing an oxygen-containing gas through a suspension containing Fe(OH) 2 obtained by reacting a ferrous salt aqueous solution with an alkaline aqueous solution to oxidize it. In generating the
Water-soluble silicate is added to the aqueous alkali solution and oxygen-containing gas in any of the suspensions before the oxidation reaction is carried out by passing the aqueous alkali solution and oxygen-containing gas through the aqueous alkali solution and the oxygen-containing gas.
When added to ~1.7 at%, Fe
(OH) 2 flocs can be made into sufficiently fine and uniform flocs, and the Fe(OH) 2 particles themselves that make up the Fe(OH) 2 flocs can be made into sufficiently fine and uniform particles. , water-soluble silicate
Due to the effect of suppressing the oxidation reaction when generating acicular α-FeOOH particles from an aqueous solution containing Fe(OH) 2 , it is possible to suppress the generation of acicular α-FeOOH core particles and the acicular crystals. Since α-FeOOH core particles can be grown in stages, it is possible to obtain acicular α-FeOOH particles with uniform particle size and no dendritic particles. The water-soluble silicates used in the above method include sodium and potassium silicates. The amount of water-soluble silicate added to the alkaline aqueous solution is 0.1 to 1.7 atomic % based on Fe in terms of Si. Almost all of the added water-soluble silicate is contained in the produced acicular α-FeOOH particles, and as shown in Table 2 below, the obtained acicular α-FeOOH particles are approximately equal to the added amount. In terms of Si for the same amount of Fe,
Contains 0.203 to 1.03 at%. If the amount of water-soluble silicate added is less than 0.1 atomic % based on Fe in terms of Si, the effect of obtaining acicular grains with uniform grain size and no dendritic grains will not be sufficient; If it is more than atomic percent, magnetite particles will be mixed in. The acicular crystal alloy magnetic particle powder obtained by heating and reducing the starting material using the above-mentioned acicular α-FeOOH particles with uniform particle size and no dendritic particles as a starting material also has a uniform particle size. is uniform and does not contain dendritic particles,
As a result, it has the characteristics of high bulk density, good dispersibility when forming into paint, high filling property in the paint film, and high residual magnetic flux density Br, but when it comes to specific surface area, At most 20m 2 /
It is about g. Therefore, as a result of various studies on methods for improving the specific surface area of Si-containing acicular iron alloy magnetic particles with uniform particle size and no dendritic particles, the inventors have found that the particle size is uniform. It is symmetrical,
In the production of acicular α-FeOOH particles containing Si without dendritic particles, Fe(OH) is prepared before the oxidation reaction by passing through a ferrous salt aqueous solution, an alkaline aqueous solution, and an oxygen-containing gas. 2 A water-soluble chromium salt is added to either the suspension or the reaction solution in which an oxidation reaction is carried out by passing oxygen-containing gas through the suspension, and the resulting acicular crystals containing Si and Cr α-
We have found that when FeOOH particles are thermally reduced, the specific surface area of Si-containing acicular iron alloy magnetic particles can be improved. This phenomenon will be explained as follows by extracting some of the many experimental examples conducted by the present inventor. Figure 1 shows the amount of water-soluble chromium salt added and Si and
Acicular iron alloy magnetic particles containing Cr and Cr
FIG. 2 is a relationship diagram of the specific surface area of acicular iron alloy magnetic particles containing . That is, a ferrous iron aqueous solution containing 1.2 mol/Fe 2+
A NaOH aqueous solution obtained by adding sodium silicate prepared in advance in a reactor to Fe in an amount of 0 to 1.0 atomic % in terms of Si, and chromium sulfate in an amount of 0 to 5.0 atomic % in terms of Cr to Fe. 400 plus PH13.8
A suspension containing Fe(OH) 2 was obtained, and 1000 air per minute was passed through the suspension at a temperature of 45°C to carry out an oxidation reaction, thereby forming acicular crystals α-containing Si and Cr. Generate FeOOH particles, then
Specific surface area of acicular crystal iron alloy magnetic particles containing Si and Cr and acicular crystal alloy magnetic particles containing Cr obtained by heating and reducing the particles at 430°C for 4.0 hours and addition of chromium sulfate This shows the relationship between quantities. In the figure, curve a is for the case without Si addition, curves b and c
are the cases where the amount of Si added is 0.35 atomic % and 1.0 atomic %, respectively. As shown in curves b and c, when Si and Cr are added together, the specific surface area of the resulting acicular iron alloy magnetic particles containing Si and Cr can be significantly improved; , the specific surface area tends to increase as the amount of chromium sulfate added increases. Since this phenomenon appears more markedly than when Cr is added alone, as shown by curve a in FIG. 1, the inventor believes that it is due to the synergistic effect of Si and Cr. As mentioned above, the acicular iron alloy magnetic particles containing Si and Cr have uniform particle size, do not contain dendritic particles, and have a large specific surface area. There was a tendency for the coercive force to decrease as the amount added increased. Therefore, as a result of various studies on methods for improving the coercive force of acicular iron alloy magnetic particles containing Si and Cr, the inventors found that Si and Cr
In the production of needle-shaped α-FeOOH particles containing Fe
A water-soluble nickel salt is added to either the (OH) 2 suspension or the reaction solution in which an oxidation reaction is carried out by passing oxygen-containing gas through the resulting Si, Cr
When acicular α-FeOOH particles containing Si and Ni are thermally reduced, the coercive force of the acicular iron alloy magnetic particles containing Si and Cr can be improved while maintaining a large specific surface area. I learned that it can be done. This phenomenon will be explained as follows by extracting some of the many experimental examples conducted by the present inventor. Figure 2 shows the amount of water-soluble nitsul salt added and Si, Cr.
FIG. 2 is a relationship diagram of the coercive force of the acicular iron alloy magnetic particles containing Ni and Ni. That is, 300% of an aqueous ferrous sulfate solution containing 1.2 mol of Fe 2+ was mixed with sodium silicate, prepared in advance, in a reactor at 0.35 atomic % relative to Fe in terms of Si, and chromium sulfate in an amount equivalent to Cr relative to Fe. A suspension containing Fe(OH) 2 was obtained at pH 14.0 by adding nickel sulfate to an aqueous NaOH solution 400 obtained by adding nickel sulfate to Fe in an amount of 0 to 7.0 atom% in terms of Ni. ,
Si, Cr was produced by aerating 1000 ml of air per minute through the suspension at a temperature of 45°C to carry out an oxidation reaction.
Acicular crystal iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, and Ni obtained by producing acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, and Ni, and then heating and reducing the particles at 420°C for 4.0 hours. This figure shows the relationship between the coercive force of the powder and the amount of nickel sulfate added. As shown in FIG. 2, as the amount of nickel sulfate added increases, the coercive force of the acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, and Ni tends to increase. This phenomenon of increasing coercive force while maintaining a large specific surface area cannot be achieved by removing Si, Cr, or Ni;
The present inventor believes that this is due to the synergistic effect of Si, Cr, and Ni. Next, various conditions for implementing the present invention will be described. As the water-soluble chromium salt used in the present invention, chromium sulfate and chromium chloride can be used. Regarding the timing of addition of the water-soluble chromium salt, in the present invention, it is necessary to make chromium present during the formation reaction of acicular α-FeOOH particles, and for this purpose, it is necessary to add chromium in the ferrous salt aqueous solution or in the alkaline aqueous solution. ,
It may be added either to a suspension containing Fe(OH) 2 or to a reaction solution in which acicular α-FeOOH particles are being generated after the start of aeration of oxygen-containing gas. Furthermore, even if a water-soluble chromium salt is added at a stage when the formation of acicular α-FeOOH particles has been completely completed, the effect of chromium addition in the present invention cannot be obtained because chromium does not enter the particles. . The amount of water-soluble chromium salt added in the present invention is
It is 0.1 to 5.0 atomic % in terms of Cr relative to Fe. Almost all of the added water-soluble chromium salt was contained in the produced acicular α-FeOOH particles, as shown in Table 2 below.
As shown in Fig. 2, the obtained acicular α-FeOOH particles have a Cr-equivalent value for almost the same amount of Fe as the added amount.
Contains 0.296 to 2.98 at%. If the amount of the water-soluble chromium salt added is 0.1 atomic % or less in terms of Cr based on Fe, the effect of increasing the specific surface area of the obtained acicular iron alloy magnetic particles cannot be obtained. If the content is 5.0 atomic % or more, the effect of increasing the specific surface area of the obtained acicular iron alloy magnetic particles can be obtained, but the coercive force and saturation magnetization decrease, which is not preferable. As the water-soluble nickel salt used in the present invention, nickel sulfate, nickel chloride, nickel nitrate, etc. can be used. Regarding the timing of adding the water-soluble nickel salt, in the present invention, it is necessary to have nickel present during the formation reaction of acicular α-FeOOH particles, and for this purpose, it is necessary to add the water-soluble nickel salt to the ferrous salt aqueous solution or the alkaline aqueous solution. , into a suspension containing Fe(OH) 2 , or into a reaction solution in which acicular α-FeOOH particles are being formed after the start of aeration of oxygen-containing gas. Furthermore, even if water-soluble nickel salt is added at a stage when the formation of acicular α-FeOOH particles has been completely completed, the effect of nickel addition in the present invention cannot be obtained because nickel does not enter the particles. . The amount of water-soluble nickel salt added in the present invention is
It is 0.1 to 7.0 atomic % based on Ni in terms of Ni. Almost all of the added water-soluble nickel salt was contained in the produced acicular α-FeOOH particles, and as shown in Table 2 below, the obtained acicular α-FeOOH particles
Particles are equivalent to Ni for approximately the same amount of Fe as the added amount.
Contains 2.05 to 7.00 at%. The amount of water-soluble nickel salt added is Fe compared to Ni.
If the amount is 0.1 atomic % or less, the effect of increasing the coercive force of the obtained acicular iron alloy magnetic particles cannot be obtained. If the content is 7.0 atomic % or more, the object of the present invention can be achieved, but it is not preferable because foreign substances other than needle crystals are mixed during the production of α-FeOOH particles. Next, regarding the thermal reduction process, Si and Cr have uniform particle sizes and do not contain dendritic particles.
When obtaining acicular iron alloy magnetic particles by thermally reducing acicular α-FeOOH particles containing and Ni,
The higher the reduction temperature, the greater the saturation magnetization of acicular iron alloy magnetic particles can be obtained. The sintering between the particles becomes significant, and the coercive force of the obtained acicular iron alloy magnetic particles is extremely reduced. In particular, the shape of particles is easily affected by the heating temperature, and especially when the atmosphere is reducing, particle growth is significant, and a single particle grows to exceed the size of a skeleton particle. gradually disappears, causing deformation of the particle shape and sintering of the particles and each other. As a result, the coercive force decreases. The causes of the deformation of the acicular crystal particles and the sintering of the particles and their mutual particles during the thermal reduction process will be explained below. Generally, acicular α-Fe 2 O 3 is obtained by heating and dehydrating acicular α-FeOOH particles at a temperature around 300°C.
The particles retain and inherit acicular crystals, but on the other hand, there are many pores generated by dehydration on the particle surface and inside the particles, and the growth of single particles is insufficient, resulting in crystal formation. The degree of sexuality is very small. When thermal reduction is performed using such acicular α-Fe 2 O 3 particles, uniform particle growth of a single particle is difficult to occur because the physical change is rapid. Therefore, it is considered that sintering of the particles and the particles among themselves occurs in the portion where the particle growth of a single particle occurs rapidly, and the particle shape becomes easily distorted. Furthermore, during the thermal reduction process, rapid volumetric contraction from the oxide to the metal occurs, making the particle shape more likely to collapse. Therefore, in order to prevent particle shape deformation and sintering between particles during the thermal reduction process, Si, Cr, and
It has a substantially high density with an increased degree of crystallinity by achieving sufficient and uniform particle growth of single acicular α-Fe 2 O 3 particles containing Ni, and Si, Cr It is necessary to use acicular α-Fe 2 O 3 particles containing Si, Cr, and Ni that maintain and inherit the crystallinity of the acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, and Ni. A method for obtaining substantially high-density acicular α-Fe 2 O 3 particles with an increased degree of crystallinity is to heat-treat acicular α-FeOOH particles in a non-reducing atmosphere. Are known. Generally, the higher the heat treatment temperature in a non-reducing atmosphere, the more effectively the acicular α-Fe 2 O 3 particles obtained by heating and dehydrating acicular α-FeOOH particles become single particles. It is possible to measure the particle growth of
Therefore, the degree of crystallinity can also be increased, but
On the other hand, it is known that when the heat treatment temperature exceeds 650°C, sintering progresses and the acicular crystal grains break down. Therefore, acicular α-Fe 2 O 3 particles are obtained which have a substantially high density with an increased degree of crystallinity and retain and inherit the acicular structure of the acicular α-FeOOH particles. A known method for this purpose is to coat the surface of acicular α-FeOOH particles with an organic or inorganic compound that has an anti-sintering effect prior to heat treatment in a non-reducing atmosphere. . The present inventor has been involved in the production and development of acicular crystal magnetic particles for many years, and in the course of his research, he discovered acicular crystals coated with a Si compound that has a sintering prevention effect. We have already developed a method to produce α-FeOOH particles. For example, as described below. That is, Si, Cr coated with P compound and Si compound
The acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr and Ni were produced by a wet reaction between a ferrous salt aqueous solution and an alkaline aqueous solution, and the acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr and Ni were separated from the mother liquor. After that, it is suspended in water, and in a state where the pH value of the suspension is 8 or more, Si,
Adding 0.1 to 2 wt% (calculated as PO 3 ) of phosphoric acid to acicular α-FeOOH particles containing Cr and Ni,
It can then be obtained by adding 0.1 to 0.7 wt% (in terms of SiO2 ) of water-soluble silicate, and then adjusting the pH value of the suspension to 3 to 7. The above method will be explained as follows. Generally, acicular crystals α- containing Si, Cr and Ni
During the process of crystal growth in the reaction mother liquor during the wet reaction, FeOOH particles are quite tightly entangled and form a bonded particle group, and the intertwined and bonded Si, Cr, and Ni If the particles of acicular α-FeOOH particles contained therein are coated with an anti-sintering agent, further sintering will only be prevented, and the entanglement that occurred during the crystal growth process in the reaction mother liquor will be prevented. Since the bonds remain as they are, the intertwined and bonded Si and Cr
The acicular crystal alloy magnetic particle powder obtained by heating and reducing the acicular α-FeOOH particles containing Ni in a non-reducing atmosphere also has particles entangled and bonded together. Become. It cannot be said that such particles have sufficient dispersibility in a vehicle, orientation in a coating film, and filling properties. Therefore, the acicular crystal α- containing Si, Cr and Ni
Prior to coating FeOOH particles with Si compound,
It is necessary to disentangle the entanglements and bonds generated during the crystal growth process in the reaction mother liquor in advance. After separating the acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr and Ni from the mother liquor, suspend them in water, and in a state where the pH value of the suspension is 8 or more, the needles containing Si, Cr and Ni 0.1 to 2wt% to crystalline α-FeOOH particles
By adding phosphate (calculated as PO3 ),
It is possible to disentangle the entanglements and bonds of acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, and Ni. Acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr and Ni are acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr and Ni.
After FeOOH particles are produced, they may be separated from the reaction mother liquor and washed with water using a conventional method. The concentration of the suspension is preferably 20 wt% or less based on water. If it is 20 wt% or more, the viscosity of the suspension will be too high, and the effect of disentangling entanglements caused by the addition of phosphate will be insufficient. The amount of phosphate added is determined by the amount of Si, Cr and
PO 3 for Ni-containing acicular α-FeOOH particles
If the amount is 0.1 to 2 wt%, the entanglement of the particles can be disentangled and the particles can be uniformly dispersed. The added phosphate is adsorbed on the surface of the acicular α-FeOOH particles, and as shown in Table 3 below, the obtained acicular α-FeOOH particles contain 0.158 to 1.737 atoms of Fe in terms of P. Contains %. If the amount added is less than 0.1wt%, the effect of addition is not sufficient. On the other hand, if the amount added is 2 wt% or more, the particles can be dispersed, but since the particles are uniformly and strongly dispersed in the liquid, it is difficult to separate them from the liquid, which is not appropriate. Examples of the phosphate to be added include sodium metaphosphate and sodium pyrophosphate. The pH value of the suspension to which phosphate is added must be 8 or higher. If the pH value is 8 or less, 2wt% or more of phosphate must be added to disperse the particles, and as mentioned above, adding 2wt% or more of phosphate will cause damage in separate separation. This is not desirable because it causes Next, acicular crystal α- containing Si, Cr and Ni
Regarding the Si compound film formed on the particle surface of FeOOH particles, the formation of the Si compound film requires disentangling the acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, and Ni using phosphate. must be done after When adding the water-soluble silicate, the pH value of the suspension is preferably 8 or higher. If a water-soluble silicate is added when the pH value is 8 or less, it will precipitate alone as solid SiO 2 upon addition, and it will not be possible to efficiently form a thin film on the particle surface. Therefore, water-soluble silicate is added when the pH value of the suspension is 8 or more, and after being mixed uniformly into the suspension, the pH value is adjusted to the range where SiO 2 precipitates, that is, the pH value is If adjusted to 3 to 7, SiO 2 will precipitate on the surface of the particles to form a film. The amount of water-soluble silicate to be added is determined by the amount of acicular α-
It is 0.1 to 7.0 wt% based on FeOOH particles. If it is less than 0.1wt%, the effect of addition will not be noticeable, and if it is more than 7.0wt%, it is possible to obtain needle crystal alloy magnetic particles with excellent needle crystals, but the purity may be lowered. This decrease leads to a decrease in saturation magnetic flux density, which is undesirable. The added water-soluble silicate is acicular crystal α-
The obtained acicular α-FeOOH particles are precipitated and adsorbed on the FeOOH particle surface, and as shown in Table 3 below, the obtained acicular α-FeOOH particles are Contains 0.65 to 7.05 at%. Note that examples of the water-soluble silicate to be added include sodium silicate and potassium silicate. Next, acicular crystal α- containing Si, Cr and Ni
The conditions for separately separating FeOOH particles from a suspension after forming a film with a P compound and a Si compound will be described. When other ordinary means are used, if the particles are uniformly and strongly dispersed in the liquid, for example, leakage of the cloth, clogging of the cloth, and other various overefficiency may be aggravated. In order to increase the overefficiency, it is necessary that the particles dispersed by the addition of the phosphate described above should be appropriately aggregated. When the amount of phosphate added is within the range of 0.1 to 2 wt%, if the pH value of the suspension is set to 7 or less, the viscosity of the suspension will increase and particles will aggregate, making it easier to separate. be able to. Also, when the PH value of the suspension is 3 or less,
Aggregation of acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, and Ni and adsorption of phosphate, as well as the aforementioned SiO 2
Although it is possible to form a film, it is not preferable because it causes equipment problems and quality problems (during melting). In addition, in order to adjust the pH to 3-7, use acetic acid, sulfuric acid,
Phosphoric acid etc. can be used. Si obtained by heat-treating acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr and Ni coated with a P compound and a Si compound obtained as explained above in a non-reducing atmosphere; The acicular α-Fe 2 O 3 particles containing Cr and Ni have a substantially high density with an increased degree of crystallinity, and have an excellent acicular shape without particle entanglement or bonding. This is what has been preserved and passed down from generation to generation. The temperature range of the heat treatment in a non-reducing atmosphere is preferably 500 to 900°C. When the heat treatment temperature in a non-reducing atmosphere is 500 or less, the crystallinity of the acicular α- Fe2O3 particles containing Si, Cr and Ni coated with P and Si compounds is reduced. It is difficult to say that the particles have a substantially high density due to the high temperature, and if the temperature is 900° C. or higher, deformation of the acicular crystal particles and sintering of the particles and the particles among themselves will occur. Furthermore, it requires highly accurate equipment and advanced technology, and is not industrially economical. It is a substantially high-density material with an increased degree of crystallinity as described above, and is coated with a P compound and a Si compound that retains excellent acicular crystals without particle entanglement or bonding. Acicular iron alloy magnetic particle powder containing Si, Cr, Ni, and P obtained by heating and reducing acicular α-Fe 2 O 3 particles containing Si, Cr, and Ni in a reducing gas It also has a substantially high density with an increased degree of crystallinity on the particle surface and inside the particle, and retains excellent acicular crystals without particle entanglement or bonding. The obtained acicular iron alloy magnetic particle powder containing Si, Cr, Ni, and P contains 0.65 to 7.04 at% of Si and Cr in terms of Si, as shown in Table 5 below.
0.269 to 2.99 atomic% in terms of Cr to Fe, Fe to Ni
It contains 2.02 to 7.00 atomic % of Ni in terms of Ni and 0.157 to 1.737 atomic % of P in terms of P relative to Fe, which is almost the entire amount added. The temperature range of thermal reduction in reducing gas is
350°C to 600°C is preferred. If the temperature is below 350°C, the reduction reaction progresses slowly and requires a long time. Furthermore, if the temperature is 600° C. or higher, the reduction reaction rapidly progresses, causing deformation of the acicular crystal particles and sintering of the particles and the particles themselves. The present invention configured as described above has the following effects. That is, according to the present invention, the material has acicular crystals, has a uniform particle size, has no dendritic particles mixed therein, has no entanglement of particles, etc., and has a large bulk density as a result, and , substantially high density with a large specific surface area and increased degree of crystallinity on the particle surface and inside the particle, and also has a high coercive force.
It is possible to obtain acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, Ni, and P that have Hc and large saturation magnetization σs, thereby achieving high image quality, high output, high sensitivity, and It can be used as magnetic particle powder for high recording density. Furthermore, when producing magnetic paint, the above Si,
When using acicular iron alloy magnetic particles containing Cr, Ni and P, the noise level is low and the dispersibility in the vehicle, orientation and filling properties in the coating film are extremely excellent. , a preferable magnetic recording medium can be obtained. Moreover, since the acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, Ni and P obtained by the present invention are not ultrafine particles, they are relatively easy to handle when forming into a paint. Next, the present invention will be explained with reference to Examples and Comparative Examples. In addition, the specific surface area of the additives in the above examples, the following examples, and comparative examples was measured by the BET method, and the particle axis ratio (long axis: short axis) and long axis were measured using an electron microscope. It is shown as the average value of the numerical values measured from the photographs. Moreover, the bulk density was measured according to JIS K5101-1978 "Pigment test method". The amounts of Si, Cr, Ni, and P in the particles were measured using a Fluorescent X-ray analyzer model 3063M (manufactured by Rigaku Denki Kogyo) and in accordance with the "General Rules for Fluorescent X-ray Analysis" of JIS K0119-1979. Therefore, it was measured by performing fluorescence X-ray analysis. The characteristics of the magnetic tape are the results of measurements under an external magnetic field of 10 KOe. <Production of needle-like α-FeOOH particle powder> Examples 1 to 14, Comparative Example 1 Example 1 Ferrous sulfate aqueous solution containing 1.2 mol/Fe 2+ 300
Sodium silicate (No. 3) (SiO 2 28.55wt%) 152g was added in advance to contain 0.20 atomic% in terms of Si with respect to Fe prepared in the reactor, and 0.50 atomic% in terms of Cr with respect to Fe. Contains 644g of chromium sulfate,
5.45-N obtained by adding 2884g of nickel sulfate to contain 3.0 at% of Ni in terms of Fe.
In addition to NaOH aqueous solution 400, a reaction was performed to produce a Fe(OH) 2 suspension containing Si, Cr, and Ni at pH 14.0 and temperature 45°C. Into the Fe(OH) 2 suspension containing Si, Cr and Ni,
Acicular crystal α- containing Si, Cr and Ni was produced by passing 1000 air per minute at a temperature of 50℃ for 6.3 hours
FeOOH particles were produced. The end point of the oxidation reaction was determined by extracting a portion of the reaction solution and acidifying it with hydrochloric acid, and then using a red blood salt solution to determine the presence or absence of a blue coloring reaction of Fe 2+ . The generated particles were separately washed with water using a conventional method. A part of the acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, and Ni that had been washed with water was dried and ground to obtain a sample for evaluating the properties. The obtained acicular crystal α- containing Si, Cr and Ni
As a result of X-ray diffraction, FeOOH particles were found to be α-FeOOH
A diffraction pattern identical to the crystal structure of the particles was obtained. In addition, as a result of fluorescent X-ray analysis, Si was compared to Fe.
0.204 atomic%, Cr to Fe 0.496 atomic%, Ni
The content was 3.02 atomic % based on Fe. Therefore, it is considered that Si, Cr and Ni are dissolved in solid solution in the acicular α-FeOOH particles. This acicular crystal α- containing Si, Cr and Ni
The FeOOH particles are shown in the electron micrograph shown in Figure 3 (×
20000), the average value of the long axis is 0.50μm,
The axial ratio (long axis: short axis) was 28:1. Examples 2 to 14 The type and concentration of the ferrous salt aqueous solution, the concentration of the NaOH aqueous solution, and the type, amount, and timing of addition of the water-soluble silicate, water-soluble chromium salt, and water-soluble nickel salt were varied. is the same as in Example 1.
Acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr and Ni were produced. The main manufacturing conditions at this time are shown in Table 1, and the characteristics are shown in Table 2. In Example 5, the reaction for producing Fe(OH) 2 suspension was carried out at 40°C, and the reaction for producing needle-shaped α-FeOOH was carried out at 45°C. Comparative Example 1 Acicular α-FeOOH particles were produced under the same conditions as in Example 1 except that sodium silicate, chromium sulfate, and nickel sulfate were not added. The main manufacturing conditions at this time are shown in Table 1, and the characteristics are shown in Table 2. The obtained acicular α-FeOOH particle powder is shown in Figure 4.
As is clear from the electron micrograph (×20000) shown in , the average value of the long axis is 0.45 μm, and the axial ratio (long axis: short axis)
The ratio was 9:1, the particle size was asymmetric, and dendritic particles were mixed. <Acicular crystal α- coated with P compound and Si compound
Production of FeOOH particle powder> Examples 15 to 28 Comparative Example 2 Example 15 3000 g of paste of acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr and Ni obtained in Example 1 and washed with water (Si, Cr and Ni-containing acicular crystals α-
This corresponds to approximately 1000g of FeOOH particles. ) was suspended in 60% water. The pH value of the suspension at this time was 9.7. Next, 300 ml of an aqueous solution containing 8 g of sodium hexametaphosphate (as PO 3 for acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr and Ni) was added to the above suspension.
This corresponds to 0.56wt%. ) and stirred for 30 minutes. Next, 148 g of sodium silicate (No. 3 water glass) (corresponding to 4.2 wt% as SiO 2 based on the acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, and Ni) was added to the above suspension, and the mixture was stirred for 60 minutes. After stirring, the suspension
After adding 10% acetic acid so that the pH value is 5.8,
Acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr and Ni are separated by a press fifter and dried to produce acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr and Ni coated with a P compound and a Si compound. I got it. The obtained acicular crystal α- containing Si, Cr and Ni
Table 3 shows the properties of the FeOOH particles. Examples 16 to 28, Comparative Example 2 Type of particles to be treated, suspension when phosphate is added
Example except that the PH, the amount of phosphate added, the amount of water-soluble silicate added, and the adjusted PH were varied.
Coated with P compound and Si compound in the same manner as 15
Acicular α-FeOOH particles or acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr and Ni were obtained. Table 3 shows the main manufacturing conditions and characteristics at this time. <Si, Cr and Si coated with P and Si compounds
Production of acicular α-Fe 2 O 3 particle powder containing Ni> Examples 29 to 42 Comparative Example 3 Example 29 Si, Cr and Ni coated with the P compound and Si compound obtained in Example 15 Acicular crystals α- containing
Si, Cr coated with P compound and Si compound was prepared by heating 1000g of FeOOH particle powder in air at 750℃.
Acicular crystal α-Fe 2 O 3 particle powder containing Ni and Ni was obtained. As a result of electron microscopic observation, this particle has an average value of 0.48 μm on the long axis and an axial ratio (long axis: short axis) of 26:1,
It had excellent needle-like crystals. Examples 30 to 42, Comparative Example 3 Si, Cr and Si coated with P compound and Si compound
P compound and Si
Acicular α-Fe 2 O 3 particle powder containing Si, Cr and Ni coated with a compound was obtained. Table 4 shows the main manufacturing conditions and characteristics at this time. The acicular α-Fe 2 O 3 particle powder coated with P compound and Si compound obtained in Comparative Example 3 had an average long axis of 0.44 μm and an axial ratio (long axis: short axis) of 9:1. It was hot. <Manufacture of acicular iron or iron alloy magnetic particles> Examples 43 to 56 Comparative Example 4 Example 43 Needles containing Si, Cr, and Ni coated with the P compound and Si compound obtained in Example 29 120 g of crystalline α-Fe 2 O 3 particle powder was put into the retort reduction container of No. 3, and while driving and rotating, H 2 gas was passed through the container at a rate of 40 per minute, and reduction was carried out at a reduction temperature of 440°C. The acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, Ni, and P obtained by reduction were first immersed in toluene solution to prevent rapid oxidation when taken out into the air. By evaporating this, a stable oxide film was formed on the particle surface. As a result of X-ray diffraction, the thus obtained acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, Ni, and P had a single-phase diffraction pattern with the same body-centered cubic structure as iron. In addition, as a result of fluorescent X-ray analysis, Si is 4.70 compared to Fe.
The content of Cr was 0.495 atomic % based on Fe, Ni was 3.01 atomic % based on Fe, and P was 0.631 atomic % based on Fe. Therefore, it is considered that iron, Si, Cr, Ni, and P are in solid solution. This acicular iron alloy magnetic particle powder containing Si, Cr, Ni, and P has an average long axis of 0.30 μm, an axial ratio (long axis: short axis) of 12:1, and a specific surface area of 47.1 m 2 /g. The bulk density was 0.47 g/ml, the coercive force was 1420 Oe, and the saturation was 165.2 emu/g. Further, as is clear from the electron micrograph (×20,000) shown in FIG. 5, this particle powder had uniform particle size and did not contain any dendritic particles. Examples 44 to 56, Comparative Example 4 Acicular iron alloy magnetic particles or iron containing Si, Cr, Ni, and P were prepared in the same manner as in Example 43, except that the type of starting materials and the reduction temperature were varied. Magnetic particle powder was obtained. Table 5 shows various properties of the obtained powder particles. As a result of electron microscopic observation, the acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, Ni, and P obtained in Examples 44 to 56 had uniform viscosity and did not contain dendritic particles. Ta. The ferromagnetic particles obtained in Comparative Example 4 had an average long axis of 0.4 μm, an axial ratio (long axis: short axis) of 5:1, a specific surface area of 19.3 m 2 /g, and a bulk density of 0.19 g/ml. , coercive force of 1013 Oe, and saturation magnetization of 166.4 emu/g. Further, as is clear from the electron micrograph (×20,000) shown in FIG. 6, this particle powder had asymmetric particle size and a poor axial ratio. <Manufacture of magnetic tape> Examples 57 to 70, Comparative Example 5 Example 57 Using the acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, Ni, and P obtained in Example 43, disperse an appropriate amount. After mixing and dispersing in a ball mill for 8 hours, a magnetic coating material was prepared by mixing and dispersing the mixture in a ball mill for 8 hours. The above-mentioned mixed solvent was added to the obtained magnetic paint to adjust the paint viscosity to an appropriate level, and the mixture was coated on a polyester resin film and dried in a conventional manner to produce a magnetic tape. The coercive force Hc of this magnetic tape is 1345Oe, the residual magnetic flux density Br is 3910Gauss, and the square type Br/Bm is
0.790, and the degree of orientation was 2.02. Examples 58 to 70, Comparative Example 5 Magnetic tapes were produced in exactly the same manner as in Example 57, except that the type of acicular magnetic particles was varied. Table 6 shows the characteristics of this magnetic tape.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図1は、水可溶性クロム塩の添加量とSi及び
Crを含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末及びCr
を含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末の比表面積
の関係図である。図2は、水可溶性ニツケル塩の
添加量とSi、Cr及びNiを含有する針状晶鉄合金
磁性粒子粉末の保磁力の関係図である。図3乃至
図4は、いずれも電子顕微鏡写真(×20000)で
あり、図3は実施例1で得られたSi、Cr及びNi
を含有する針状晶α−FeOOH粒子粉末、図4は
比較例1で得られた針状晶α−FeOOH粒子粉
末、図5は実施例43で得られたSi、Cr、Ni及び
Pを含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末、図6は
比較例2で得られた鉄磁性粒子粉末である。
Figure 1 shows the amount of water-soluble chromium salt added and Si and
Acicular iron alloy magnetic particles containing Cr and Cr
FIG. 2 is a relationship diagram of the specific surface area of acicular iron alloy magnetic particles containing . FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the amount of water-soluble nickel salt added and the coercive force of acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, and Ni. 3 and 4 are electron micrographs (×20000), and FIG. 3 shows the Si, Cr, and Ni obtained in Example 1.
4 shows the acicular α-FeOOH particles obtained in Comparative Example 1, and FIG. 5 shows the acicular α-FeOOH particles obtained in Example 43 containing Si, Cr, Ni and P. FIG. 6 shows the iron magnetic particles obtained in Comparative Example 2.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 Si、Cr、Ni及びPを含有する針状晶鉄合金
磁性粒子からなる磁気記録用針状晶鉄合金磁性粒
子粉末。 2 第一鉄塩水溶液とアルカリ水溶液とを反応さ
せて得られたFe(OH)2を含むPH11以上の懸濁液
に酸素含有ガスを通気して酸化することにより針
状晶α−FeOOH粒子を生成させるにあたり、前
記アルカリ水溶液及び酸素含有ガスを通気して酸
化反応を行わせる前の前記懸濁液のいずれかの液
中に、水可溶性ケイ酸塩をFeに対しSi換算で0.1
〜1.7原子%添加しておき、且つ、前記第一鉄塩
水溶液、前記アルカリ水溶液、酸素含有ガスを通
気して酸化反応を行わせる前の前記懸濁液及び酸
素含有ガスを通気して酸化反応を行わせている前
記反応溶液のいずれかの液中に水可溶性クロム塩
をFeに対しCr換算で0.1〜5.0原子%及び水可溶性
ニツケル塩をFeに対しNi換算で0.1〜7.0原子%添
加しておくことにより、Si、Cr及びNiを含有す
る針状晶α−FeOOH粒子を生成させ、該Si、Cr
及びNiを含有する針状晶α−FeOOH粒子を母液
から分離した後水中に懸濁させ、該懸濁液のPH値
8以上の状態でSi、Cr及びNiを含有する針状晶
α−FeOOH粒子に対し、0.1〜2wt%(PO3に換
算)のリン酸塩を添加し、次いで0.1〜7.0wt%
(SiO2に換算)の水可溶性ケイ酸塩を添加した
後、懸濁液のPH値を3〜7に調製することにより
P化合物とSi化合物で被覆されたSi、Cr及びNi
を含有する針状晶α−FeOOH粒子を得、該粒子
を別、乾燥し、次いで、非還元性雰囲気中で加
熱処理してP化合物とSi化合物で被覆されたSi、
Cr及びNiを含有する針状晶α−Fe2O3粒子とし
た後、該粒子を還元性ガス中で加熱還元してSi、
Cr、Ni及びPを含有する針状晶鉄合金磁性粒子
を得ることを特徴とする磁気記録用針状晶鉄合金
磁性粒子粉末の製造法。 3 非還元性雰囲気中における加熱処理の温度範
囲が500℃〜900℃である特許請求の範囲第2項記
載の磁気記録用針状晶鉄合金磁性粒子粉末の製造
法。 4 還元性ガス中における加熱還元の温度範囲が
350℃〜600℃である特許請求の範囲第2項記載の
磁気記録用針状晶鉄合金磁性粒子粉末の製造法。
[Claims] 1. Acicular iron alloy magnetic particle powder for magnetic recording, comprising acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, Ni, and P. 2 Acicular α-FeOOH particles are produced by passing an oxygen-containing gas through a suspension containing Fe(OH) 2 and having a pH of 11 or higher obtained by reacting a ferrous salt aqueous solution with an alkaline aqueous solution to oxidize it. To generate the water-soluble silicate, add 0.1 of the water-soluble silicate to Fe in terms of Si in any of the suspensions before the aqueous alkaline solution and oxygen-containing gas are passed through to perform the oxidation reaction.
~1.7 atomic % is added, and the suspension and oxygen-containing gas before the ferrous salt aqueous solution, the alkaline aqueous solution, and the oxygen-containing gas are aerated to perform the oxidation reaction, and the oxidation reaction is carried out by aerating the suspension and the oxygen-containing gas. A water-soluble chromium salt is added in an amount of 0.1 to 5.0 atomic % based on Fe in terms of Cr, and a water-soluble nickel salt is added in an amount of 0.1 to 7.0 atomic % based on Fe in terms of Ni. By keeping it in place, acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr and Ni are generated, and the Si, Cr
The acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr and Ni are separated from the mother liquor and suspended in water, and the acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr and Ni are suspended in water with a pH value of 8 or more. Add 0.1 to 2 wt% (calculated as PO3 ) of phosphate to the particles, then 0.1 to 7.0 wt%
After adding water-soluble silicate (in terms of SiO2 ), Si, Cr and Ni coated with P and Si compounds were prepared by adjusting the pH value of the suspension to 3-7.
Acicular α-FeOOH particles containing acicular α-FeOOH particles were obtained, the particles were separated, dried, and then heat-treated in a non-reducing atmosphere to obtain Si coated with P and Si compounds.
After forming acicular α-Fe 2 O 3 particles containing Cr and Ni, the particles are heated and reduced in a reducing gas to form Si,
A method for producing acicular iron alloy magnetic particles for magnetic recording, the method comprising obtaining acicular iron alloy magnetic particles containing Cr, Ni, and P. 3. The method for producing acicular iron alloy magnetic particles for magnetic recording according to claim 2, wherein the temperature range of the heat treatment in a non-reducing atmosphere is 500°C to 900°C. 4 The temperature range of thermal reduction in reducing gas is
The method for producing acicular iron alloy magnetic particles for magnetic recording according to claim 2, wherein the temperature is 350°C to 600°C.
JP58098506A 1983-04-30 1983-05-31 Magnetic grain powders of needle crystal iron alloy for magnetic recording and method of manufacturing the same Granted JPS59222903A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58098506A JPS59222903A (en) 1983-05-31 1983-05-31 Magnetic grain powders of needle crystal iron alloy for magnetic recording and method of manufacturing the same
US06/573,489 US4514216A (en) 1983-04-30 1984-01-24 Acicular ferromagnetic alloy particles for magnetic recording and process for producing the same
EP84300567A EP0124953B1 (en) 1983-04-30 1984-01-30 Acicular ferromagnetic alloy particles for use in magnetic recording media
DE8484300567T DE3462834D1 (en) 1983-04-30 1984-01-30 Acicular ferromagnetic alloy particles for use in magnetic recording media
KR1019840000424A KR840008308A (en) 1983-04-30 1984-01-31 Needle-shaped ferromagnetic alloy particles for magnetic recording and its manufacturing method (磁 氣 記錄 用 針狀 强 磁性 合 金 粒子 and its method)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58098506A JPS59222903A (en) 1983-05-31 1983-05-31 Magnetic grain powders of needle crystal iron alloy for magnetic recording and method of manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59222903A JPS59222903A (en) 1984-12-14
JPH0261124B2 true JPH0261124B2 (en) 1990-12-19

Family

ID=14221526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58098506A Granted JPS59222903A (en) 1983-04-30 1983-05-31 Magnetic grain powders of needle crystal iron alloy for magnetic recording and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59222903A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59222903A (en) 1984-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5853688B2 (en) Method for producing acicular alloy magnetic particle powder mainly composed of Fe-Mg
US4514216A (en) Acicular ferromagnetic alloy particles for magnetic recording and process for producing the same
JP5418754B2 (en) Ferromagnetic metal particle powder, method for producing the same, and magnetic recording medium
JP3427871B2 (en) Cobalt-coated acicular magnetic iron oxide particles
JPS6239203B2 (en)
JPH026805B2 (en)
JPH0261124B2 (en)
JPS6314484B2 (en)
JPS62158801A (en) Magnetic metallic particle powder essentially consisting of iron having spindle shape and production thereof
JPH0120201B2 (en)
JP3303896B2 (en) Spindle-shaped iron-based metal magnetic particle powder and method for producing the same
JPS6239202B2 (en)
JPH026801B2 (en)
JP3166809B2 (en) Method for producing acicular magnetic iron oxide particles
JP3171223B2 (en) Method for producing acicular magnetic particle powder
JPH0130884B2 (en)
JP2925561B2 (en) Spindle-shaped magnetic iron oxide particles
JPS6149252B2 (en)
JP3055308B2 (en) Method for producing acicular magnetic iron oxide particles
JP2970699B2 (en) Method for producing acicular magnetic iron oxide particles
JP3087808B2 (en) Manufacturing method of magnetic particle powder for magnetic recording
JPS5853686B2 (en) Method for producing acicular crystal metal iron magnetic particle powder
JPS649372B2 (en)
JP2883962B2 (en) Method for producing acicular goethite particle powder
JP3095041B2 (en) Method for producing acicular metal magnetic particle powder containing iron as a main component