JPH0371380B2 - - Google Patents
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- JPH0371380B2 JPH0371380B2 JP60106823A JP10682385A JPH0371380B2 JP H0371380 B2 JPH0371380 B2 JP H0371380B2 JP 60106823 A JP60106823 A JP 60106823A JP 10682385 A JP10682385 A JP 10682385A JP H0371380 B2 JPH0371380 B2 JP H0371380B2
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は盤上の金属鉄磁性粉末およびその製造
法に関する。本発明の盤状金属鉄磁性粉末は、高
出力並びに高密度化に適した磁気記録用磁性粉末
及び静電複写用の磁気トナー用材料粉末に利用で
きる。
〔従来の技術〕
磁気記録媒体に一般に用いられている磁性材料
は、マグネタイト(Fe3O4)、マグヘマイト(γ
−Fe2O3)、二酸化クロム(CrO2)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、磁気記録媒体の再生出力並びに
記録密度に限度を与える主因となつている。
また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磁気記録媒体に使用さ
れているが、これらの磁性粒子粉末は、保磁力
Hcが400〜800Oeであり高いという特長を有する
が、これに反して飽和磁化σsが60〜80emu/gと
低いという短所を有している。
更に、飽和磁化σsが大きく、且つ高い保磁力を
有する磁性粉末として、針状晶含水酸化鉄粒子、
針状晶酸化鉄、あるい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400℃程度で加熱還
元することにより得られる針状晶鉄磁性粉末若し
くは針状晶鉄合金磁性粉末がある。これら針状晶
鉄磁性粉末若しくは針状晶鉄合金磁性粉末は飽和
磁化σsが著しく大きく保磁力Hcが高いという特
長を有しているが、その粒度の均斉なものが得難
く、また樹枝状粒子が混在し易いために、分散性
の良いものを得ることは困難である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
磁気記録媒体には高密度化並びに高出力化特に
周波数特性の向上およびノイズレベルの低下が要
求されており、そのためには、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る。
静電複写用トナーにも同様の性質が要求される。
今日、これらの要求を満たすために磁気記録媒
体の多くに針状晶鉄磁性粉末、若しくは針状晶合
金磁性粉末が用いられるようになつてきたが、こ
れら金属磁性粉末は針状晶α−FeOOH粒子を還
元して得るのが一般的であるため、出発原料であ
る針状晶α−FeOOH粉末は粒度が均斉で樹枝状
粒子が混在していないものは得難く、磁性粉末の
粒度が斉わないという欠点がある。さらにたとえ
粒度の均斉で樹枝状粒子が混在していない針状晶
α−FeOOH粒子が得られ、それを還元して針状
晶鉄磁性粉末が得られたとしても、磁性粉末が針
状晶であるために分散性、充填性に劣るという欠
点がある。そのため、これら針状晶に替え盤状の
金属磁性粉末が得られれば磁性粉の分散性並びに
充填性、磁気記録媒体の表面平滑性が向上するこ
とが期待される。
本発明の目的は盤状金属磁性粉末およびその製
法を提供することにある。
盤状の合金磁性粉末を得る方法として、六方晶
系バリウムフエライトH2等の還元性ガスを用い
て還元する方法が考えられるが、この方法によつ
て得られる六角盤状合金磁性粉末は鉄がBaで希
釈されたかたちになり、飽和磁化が低下するとい
う欠点を有している。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、α−FeOOHの粒子形態、粒度
分布、分散性の改良について研究を続けた結果、
オキシアルキルアミンの存在下で第二鉄塩とアル
カリとを水性媒体中で反応させてα−FeOOHの
前駆体である水酸化第二鉄を生成させ、この水酸
化第二鉄を水熱処理すると、意外にも従来とは全
く異なつた粒子形態の盤状さらに詳しくは六角盤
状ないしそれに近似した形状のα−FeOOH粒子
が得られ、これに必要によりSi等で被覆処理し、
非還元性雰囲気で加熱処理した後さらに還元性ガ
ス雰囲気下に還元することにより、微小で粒度が
均斉、かつ分散性の良好な盤状金属鉄磁性粉末が
得られ、また盤状α−FeOOHあるいは盤状α−
Fe2O3粒子にSi化合物被覆処理を行なつた場合
は、該粒子の形状の崩れが著しく抑えられること
を見出し、本発明に到つた。
本発明は、粒子形態が盤状の金属鉄磁性粉末で
粒子径(盤径)が0.03〜1μm、盤状比(粒子径/
厚み)が3〜10の範囲にあることを特徴とする盤
状金属鉄磁性粉末、およびオキシアルキルアミン
の存在下で第二鉄塩と水酸化アルカリを水性媒体
中で反応させて水酸化第二鉄を生成させ、得られ
た水酸化第二鉄のスラリを水熱処理して盤状α−
FeOOHを得、得られたα−FeOOHを還元性ガ
スを用いて還元することにより盤状金属鉄磁性粉
末を得ることを特徴とする盤状金属鉄磁性粉末の
製造法に関するものである。本発明の盤状金属鉄
磁性粉末には、後述する盤状鉄合金磁性粉末も包
含される。
本発明の盤状金属鉄磁性粉末およびその製造法
についてさらに詳細に説明する。
まず、盤状α−FeOOH粒子の製造法について
説明する。
本発明において、第二鉄塩としては一般に硫酸
第二鉄、塩化第二鉄、硝酸第二鉄等が使用される
が、これらのなかでも塩化第二鉄が好適である。
水酸化アルカリとしては水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム等が好適に使用される。
第二鉄塩と水酸化アルカリとを水性媒体中で反
応させる方法としては、一般に第二鉄塩水溶液と
水酸化アルカリ水溶液とを用いて反応を行なう方
法が好適である。その際水溶液中で、第二鉄塩の
濃度が0.1〜1モル/になるように調製するの
が適当であり、また水酸化アルカリの濃度が0.3
〜5モル/になるように調製するのが適当であ
る。また第二鉄塩に対する水酸化アルカリの使用
量は、1〜5倍当量程度にするのが好適である。
本発明方法の一つの特徴とする盤状ゲーサイト
を得るにあたつては、特に第二鉄塩と水酸化アル
カリとを反応させてゲーサイトの前駆体である水
酸化第二鉄を生成させる際に、オキシアルキルア
ミンを水性媒体中に存在させるのが効果的であ
る。
オキシアルキルアミンは、溶媒に溶解させて、
例えば水の如き溶媒に溶解させて添加しても、水
酸化アルカリ水溶液に溶解させて添加しても、ま
た直接系内に添加してもよいが、オキシルアルキ
ルアミンの量は普通には第二鉄塩に対して30〜80
倍モル、好ましくは35〜75倍モルになるようにす
るのがよい。オキシアルキルアミンの量が少なす
ぎると粒状になつたり、粒度分布幅が広くなつた
りする傾向があり、また過度に多くするのは、経
済的でなく、またα−Fe2O3が生成し易くなる。
オキシアルキルアミンとしては、アルキル基の
炭素数が2〜6のものが好適であり、その代表例
としてはモノエタノールアミン、γ−プロパノー
ルアミン、β−プロパノールアミン、ジエタノー
ルアミン、トリエタノールアミン、イソブタノー
ルアミン等を挙げることができ、なかでもエタノ
ールアミンは好適である。
オキシアルキルアミンの存在下で第二鉄塩と水
酸化アルカリとを反応させて水酸化第二鉄を生成
させる際の反応温度は、50℃以下、好ましくは0
〜45℃にするのが、オキシアルキルアミンの効果
を高め、またα−FeOOH粒子の盤状比、粒子形
態等をコントロールするうえで好適である。温度
が高すぎるとα−FeOOH粒子が長大化したり、
α−Fe2O3が混在したり、α−FeOOH粒子形態
のバラツキが大きくなつたりしやすく、また過度
に温度を低くしても特に利点はない。また反応時
間は特に制限されないが、一般には1〜20時間の
範囲から適宜選択される。
第二鉄塩と水酸化アルカリとの反応によつて得
られる水酸化第二鉄のスラリは、これをただちに
水熱処理しても盤状のゲーサイトを生成させるこ
とができるが、水熱処理にさきだつて熟成すると
形態の揃つた盤状粒子が得られやすくなる。熟成
方法としては、0〜80℃で、5〜30時間程度、撹
拌または撹拌せずに放置する方法が一般に採用さ
れる。
また水熱処理効果を高めるためには、スラリの
PHを10以上、好ましくは10.5〜14にして水熱処理
するのが望ましい。スラリのPHを10以上に調整す
る方法としては、例えば水酸化第二鉄を生成させ
たスラリを、ろ過、洗浄、あるいは上澄液を除去
した後、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の
アルカリを用いて調整する方法が便利である。
水熱処理温度は100〜250℃、好ましくは120〜
230℃が好適である。水熱処理温度が低すぎると
水酸化第2鉄をゲーサイトに変換させるのに長時
間を要し、またゲーサイト粒子が細長くなつた
り、形態のバラツキが大きくなつたりし、水熱処
理温度が高すぎるとα−Fe2O3が生成したりす
る。水熱処理時間は特に制限されないが一般には
0.5〜5時間程度である。
また水熱処理には、一般にオートクレーブが好
適に採用される。
水熱処理することによつてスラリ中の水酸化第
二鉄は、従来にない粒子形態を有する分散性のよ
い盤状ゲーサイトに変換される。
水熱処理後のスラリから盤状ゲーサイト粒子を
回収する方法としては、水洗、ろ過、乾燥等の通
常の方法を採用することができる。
本発明において水熱処理後に回収される盤状ゲ
ーサイト粒子は、そのX線回折スペクトルからα
−FeOOHの結晶であることが確認される。
また粒子径(盤径)、盤状比(粒子径/厚み)
等は、製造条件によつてかなり広範囲にかえるこ
とができるが、透過型電子顕微鏡(TEM)で盤
状ゲーサイト粒子を観察、測定により、粒子形態
は盤状、さらに詳しくは六角盤状ないしそれに近
似した形態を有しており、粒子径は0.03〜1μmの
範囲、特に90%以上の粒子が0.04〜0.3μmの範囲
にあり、盤状比は3〜10の範囲、特に3〜6の範
囲にある。また六角盤状ないしそれに近似した形
態において六辺の短辺と長辺との長さの比(長
辺/短辺)は、4以下、大部分の粒子は2以下で
ある。また平均粒子径および平均盤状比(任意に
粒子30個測定した平均値)は、0.05〜0.5μm、お
よび3〜6の範囲にある。
次に、こうして得られた盤状α−FeOOH粒子
を還元して六角盤状金属鉄磁性粉末を得る場合に
ついて述べる。
還元にさきだつて、空気、窒素等の非還元性雰
囲気中で500〜900℃、好ましくは500〜800℃で加
熱処理することが好ましい。非還元性雰囲気中の
加熱処理温度が低すぎると盤状α−Fe2O3粒子の
結晶性の度合が高められた実質的に高密度な粒子
にならなかつたりし、これを還元すると、空孔等
のための形状の崩れが大きくなりHcの低下を招
く原因ともなる。一方、加熱温度が高すぎると盤
状粒子の変形と粒子および粒子相互間の焼結をひ
き起こしてしまう。そのうえ精度の高い設備、高
度な技術を必要とし、工業的に経済的でない。
また、この加熱処理に際しては、予め盤状α−
FeOOH粒子をSi化合物で披着処理しておくこと
により焼結防止効果ならびに形状保持効果が向上
し、粒子表面ならびに粒子内部の結晶性の度合が
高められ、かつ粒子間の結合のない優れた六角盤
状を保持、継承したものが得られるのでSi化合物
粒子で披着処理しておくことが好ましい。このSi
化合物による披着処理の方法としては、一般的に
は以下の方法がとられる。すなわち、盤状α−
FeOOH粒子を水中に懸濁させ、該懸濁液を酸性
あるいはアルカリ性に分散させ、盤状α−
FeOOHに対してSiO2換算で0.1〜10.0%のケイ酸
ナトリウムの如き水可溶性ケイ酸塩を添加した
後、PH値を7〜8に調整することにより、SiO2
被覆盤状α−FeOOH粒子を得る方法が好適であ
る。Si化合物による披着処理は、加熱処理後の盤
状のα−Fe2O3粒子に行う方法を採用してもよ
い。
還元性ガス中における加熱還元の温度範囲は、
350℃〜600℃好ましくは400〜550℃が好適であ
る。還元ガスとしては、水素、水素と窒素の混合
ガス等が一般に使用される。還元温度が低すぎる
と、還元反応の進行が遅く長時間を要する。一
方、温度が高すぎる場合には、還元反応が急激に
進行して盤状粒子の変形と粒子および粒子相互間
の焼結を引き起こしてしまう。
本発明の盤状金属鉄磁性粉末は、盤状α−
FeOOH粒子の形状、好ましくは六角盤状ないし
それに近似した形状を継承しており粒子径は0.03
〜1μmの範囲にあり盤状比は3〜10の範囲にあ
る。
また、保磁力、安定性等のコントロールなど、
盤状金属鉄を磁性粉末を使用する目的に応じて
Ni、Co、Znの金属で盤状α−FeOOH粒子を被
覆して盤状鉄合金磁性粉末を得ることも容易であ
る。特にNiはα−FeOOHの合成時に添加して
も、粒子の形態に変化を与えずそのまま合金化で
きる。
〔発明の効果〕
本発明によつて、従来にない粒子形態の盤状金
属鉄磁性粉末およびその製造法が提供される。盤
状金属鉄磁性粉末を磁気記録用磁性粉として用い
た場合、高保磁力と大きな飽和磁化を有し、かつ
その形状ゆえに高分散、高充填性並びに表面平滑
性の良好な磁気記録媒体を得ることが可能であ
る。
次に実施例により本発明を説明する。
〔実施例〕
実施例 1
塩化第二鉄〔FeCl3・6H2O〕50gを蒸留水1
に溶解させて8℃に保持した溶液を、水酸化ナ
トリウム75gおよびモノエタノールアミン500ml
(塩化第二鉄に対して45倍モル)を蒸留水2に
溶解させ、10℃に保持した溶液中に滴下し、約10
℃に保持しながら十分に撹拌して反応させ、水酸
化第二鉄スラリを得た。
このスラリを30℃で約20時間放置して熟成した
後、上澄液を除去し、濃度10%の水酸化ナトリウ
ム水溶液で洗浄してスラリのPHを11に調整し、ス
ラリを内容500mlのオートクレーブに仕込み、150
℃で1時間水熱処理を施し、盤状ゲーサイトスラ
リを得た。
盤状ゲーサイトスラリは、これを水洗、ろ過、
乾燥して粉末状で第1図に示すような六角盤状の
盤状ゲーサイトを得た。
得られた盤状ゲーサイトの粉末の透過型電子顕
微鏡写真10万倍(5万倍を2倍に拡大)を第1図
に示す。またX線回折による分析でこの盤状ゲー
サイトは、α−FeOOH構造であることが確認さ
れた。
盤状ゲーサイトは透過型電子顕微鏡(TEM)
により観察し、粒子径(盤径)、盤状比(粒子
径/厚み)等を測定した。これらの結果を比表面
積の測定結果とともに第1表に示す。なお第1表
中平均粒子径および平均盤状比は、粒子30個につ
いての平均値である。
実施例 2〜6
実施例1の塩化第二鉄に対するモノエタノール
アミンの使用量を45倍モルから55倍モルにかえ
(実施例2)、実施例1の水酸化第二鉄を生成させ
る際の温度を10℃から20℃にかえ(実施例3)、
実施例1の水熱処理温度を150℃から180℃にかえ
(実施例4)、実施例1のモノエタノールアミンの
かわりにβ−プロパノールアミンを使用し(実施
例5)、実施例1のモノエタノールアミンのかわ
りにジエタノールアミンを使用し(実施例6)、
その他の条件は実施例1と同様にして実施例1と
同じような盤状ゲーサイトを得た。実施例4で得
られた盤状ゲーサイトの粉末の透過型電子顕微鏡
写真(10万倍に拡大)を第2図に示す。
実施例1と同様にして測定した結果を第1表に
示す。
実施例 7
実施例1で得られた濾別水洗した盤状α−
FeOOH粒子30gに3の水中に懸濁させた。
次いで上記懸濁液に酢酸を加えPH3.5にした後、
ケイ酸ナトリウム(Na2SiO3)4.9g(盤状α−
FeOOH粒子にSiO2として8.0wt%に相当する)
を水200mlに溶解させて添加した。60分間かくは
んした後、懸濁液のPH値が8.0となるよう、アン
モニア水(28wt%)を添加し、一夜熟成の後、
洗浄、濾別、乾燥によりSi化合物で被覆された六
角盤状α−FeOOH粒子を得た。該粒子粉末20g
を流動床焼成炉により、空気中650℃で1時間脱
水加熱処理したのち、H2ガスを毎分5.0の割合
で通気し、還元温度450℃で3時間還元し、盤状
α−FeOOHの形態を継承した六角盤状の金属鉄
磁性粉末を得た。
実施例 8〜12
実施例2〜6で得られた六角盤状α−FeOOH
を用いた以外は実施例7と同様にして六角盤状金
属鉄磁性粉末を得た。
得られた粒子粉末の諸特性を第2表に示す。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a metal iron magnetic powder on a board and a method for producing the same. The disk-shaped metal iron magnetic powder of the present invention can be used as a magnetic recording magnetic powder suitable for high output and high density, and as a material powder for magnetic toner for electrostatic copying. [Prior Art] Magnetic materials commonly used in magnetic recording media include magnetite (Fe 3 O 4 ) and maghemite (γ
-Fe 2 O 3 ), chromium dioxide (CrO 2 ), etc., and these magnetic powders have a saturation magnetization σs70~
It has a coercive force of 85 emu/g and a coercive force Hc of 250 to 500 Oe. In particular, the σs of the above oxide magnetic powder is the maximum
It is about 85emu/g, and generally σs70~80emu/
g is the main factor that limits the reproduction output and recording density of magnetic recording media. In addition, Co-magnetite and Co-containing Co-containing
-Maghemite magnetic particles are also used in magnetic recording media, but these magnetic particle powders have a low coercive force.
Although it has the advantage of having a high Hc of 400 to 800 Oe, it has the disadvantage of having a low saturation magnetization σs of 60 to 80 emu/g. Furthermore, as a magnetic powder having a large saturation magnetization σs and a high coercive force, acicular crystal hydrated iron oxide particles,
There are acicular iron magnetic powders and acicular iron alloy magnetic powders obtained by heating and reducing acicular iron oxides or those containing different metals other than iron in a reducing gas at about 400°C. These acicular iron magnetic powders or acicular iron alloy magnetic powders have the characteristics of extremely large saturation magnetization σs and high coercive force Hc, but it is difficult to obtain particles with uniform particle size, and dendritic particles It is difficult to obtain a product with good dispersibility because these materials tend to be mixed together. [Problems to be Solved by the Invention] Magnetic recording media are required to have higher density and output, especially improved frequency characteristics and lower noise levels.
It is necessary to improve the coercive force (Hc), as well as improve dispersibility, filling properties, and tape surface smoothness.
Similar properties are required for electrostatographic toners. Today, in order to meet these demands, acicular iron magnetic powders or acicular alloy magnetic powders have come to be used in many magnetic recording media. Since it is generally obtained by reducing particles, it is difficult to obtain the starting material acicular α-FeOOH powder with uniform particle size and no dendritic particles, and it is difficult to obtain magnetic powder with uniform particle size. There is a drawback that there is no Furthermore, even if acicular α-FeOOH particles with uniform particle size and no dendritic particles are obtained and reduced to obtain acicular ferromagnetic powder, the magnetic powder is acicular. Therefore, it has the disadvantage of poor dispersibility and filling properties. Therefore, if disk-shaped metal magnetic powder can be obtained in place of these needle-shaped crystals, it is expected that the dispersibility and filling properties of the magnetic powder and the surface smoothness of the magnetic recording medium will be improved. An object of the present invention is to provide a disc-shaped metal magnetic powder and a method for producing the same. One possible method for obtaining disc-shaped alloy magnetic powder is to reduce it using a reducing gas such as hexagonal barium ferrite H2 , but the hexagonal disc-shaped alloy magnetic powder obtained by this method is It has the disadvantage that it is diluted with Ba and its saturation magnetization decreases. [Means for solving the problem] As a result of continuing research on improving the particle morphology, particle size distribution, and dispersibility of α-FeOOH, the present inventors found that
A ferric salt and an alkali are reacted in an aqueous medium in the presence of an oxyalkylamine to produce ferric hydroxide, which is a precursor of α-FeOOH, and the ferric hydroxide is hydrothermally treated. Surprisingly, α-FeOOH particles with a disk-like particle shape, more specifically a hexagonal disk-like shape, or a shape similar to a hexagonal disk, which is completely different from conventional particles, were obtained, and if necessary, they were coated with Si or the like.
By heat treatment in a non-reducing atmosphere and further reduction in a reducing gas atmosphere, a plate-shaped metal iron magnetic powder with fine, uniform particle size and good dispersibility can be obtained, and plate-shaped α-FeOOH or Disc-shaped α−
The present inventors have discovered that when Fe 2 O 3 particles are coated with a Si compound, the deformation of the particle shape is significantly suppressed, and the present invention has been achieved. The present invention is a metallic iron magnetic powder with a plate-like particle shape, a particle diameter (disc diameter) of 0.03 to 1 μm, and a disc-like ratio (particle diameter/
A plate-shaped metallic iron magnetic powder characterized by having a thickness) in the range of 3 to 10, and a ferric hydroxide obtained by reacting a ferric salt and an alkali hydroxide in an aqueous medium in the presence of an oxyalkylamine. Iron is generated, and the resulting slurry of ferric hydroxide is hydrothermally treated to form a plate-shaped α-
The present invention relates to a method for producing a disc-shaped metal ferromagnetic powder, which is characterized in that a disc-shaped metal ferromagnetic powder is obtained by obtaining FeOOH and reducing the obtained α-FeOOH using a reducing gas. The plate-shaped metal iron magnetic powder of the present invention also includes the plate-shaped iron alloy magnetic powder described below. The disc-shaped metal iron magnetic powder of the present invention and the method for producing the same will be explained in more detail. First, a method for producing disc-shaped α-FeOOH particles will be explained. In the present invention, as the ferric salt, ferric sulfate, ferric chloride, ferric nitrate, etc. are generally used, and among these, ferric chloride is preferred.
As the alkali hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc. are preferably used. As a method for reacting a ferric salt and an alkali hydroxide in an aqueous medium, it is generally preferable to carry out the reaction using an aqueous ferric salt solution and an aqueous alkali hydroxide solution. At this time, it is appropriate to prepare the aqueous solution so that the concentration of ferric salt is 0.1 to 1 mol/, and the concentration of alkali hydroxide is 0.3.
It is appropriate to adjust the amount to 5 mol/min. The amount of alkali hydroxide used is preferably about 1 to 5 times equivalent to the ferric salt. In obtaining plate-like goethite, which is one of the features of the method of the present invention, in particular, ferric salt and alkali hydroxide are reacted to produce ferric hydroxide, which is a precursor of goethite. In this case, it is advantageous for the oxyalkylamine to be present in an aqueous medium. The oxyalkylamine is dissolved in a solvent,
For example, the oxylalkylamine may be added dissolved in a solvent such as water, dissolved in an aqueous alkali hydroxide solution, or directly added to the system, but the amount of oxylalkylamine is usually 30-80 for iron salts
It is advisable to adjust the amount to twice the molar amount, preferably 35 to 75 times the molar amount. If the amount of oxyalkylamine is too small, it will tend to become granular or the particle size distribution will become wide, and if it is too large, it is not economical and α-Fe 2 O 3 is likely to be generated. Become. As the oxyalkylamine, those having an alkyl group of 2 to 6 carbon atoms are suitable, and representative examples thereof include monoethanolamine, γ-propanolamine, β-propanolamine, diethanolamine, triethanolamine, and isobutanolamine. Among them, ethanolamine is preferred. The reaction temperature for producing ferric hydroxide by reacting a ferric salt with an alkali hydroxide in the presence of an oxyalkylamine is 50°C or less, preferably 0°C.
A temperature of ~45°C is suitable for enhancing the effect of the oxyalkylamine and controlling the disc ratio, particle morphology, etc. of α-FeOOH particles. If the temperature is too high, the α-FeOOH particles will become longer,
It is easy for α-Fe 2 O 3 to coexist and the variation in α-FeOOH particle morphology becomes large, and there is no particular advantage in lowering the temperature too much. Further, the reaction time is not particularly limited, but is generally appropriately selected from the range of 1 to 20 hours. A slurry of ferric hydroxide obtained by the reaction of a ferric salt and an alkali hydroxide can produce plate-shaped goethite even if it is immediately treated with hydrothermal treatment. When ripened, it becomes easier to obtain disk-like particles with uniform morphology. As a maturing method, generally employed is a method of leaving the product at 0 to 80°C for about 5 to 30 hours with or without stirring. In addition, in order to enhance the hydrothermal treatment effect, it is necessary to
It is desirable to perform the hydrothermal treatment at a pH of 10 or more, preferably 10.5 to 14. To adjust the pH of the slurry to 10 or higher, for example, the slurry containing ferric hydroxide may be filtered, washed, or after removing the supernatant liquid, an alkali such as sodium hydroxide or potassium hydroxide may be added to the slurry. This method is convenient. Hydrothermal treatment temperature is 100~250℃, preferably 120~
230°C is preferred. If the hydrothermal treatment temperature is too low, it will take a long time to convert ferric hydroxide into goethite, and the goethite particles may become elongated or have a large variation in morphology, and the hydrothermal treatment temperature is too high. and α-Fe 2 O 3 are generated. Hydrothermal treatment time is not particularly limited, but generally
It takes about 0.5 to 5 hours. Further, an autoclave is generally suitably employed for the hydrothermal treatment. By hydrothermal treatment, the ferric hydroxide in the slurry is converted into highly dispersible platy goethite having an unprecedented particle morphology. As a method for recovering the platy goethite particles from the slurry after hydrothermal treatment, conventional methods such as washing with water, filtration, drying, etc. can be employed. In the present invention, the plate-shaped goethite particles recovered after hydrothermal treatment are found to have α
-It is confirmed that it is a crystal of FeOOH. Also, particle diameter (disc diameter), disc ratio (particle diameter/thickness)
etc. can be varied over a wide range depending on manufacturing conditions, but observation and measurement of disc-shaped goethite particles using a transmission electron microscope (TEM) reveals that the particle morphology is disc-shaped, more specifically hexagonal disc-shaped or They have a similar morphology, the particle diameter is in the range of 0.03 to 1 μm, especially 90% or more of the particles are in the range of 0.04 to 0.3 μm, and the plate ratio is in the range of 3 to 10, especially in the range of 3 to 6. It is in. In addition, in a hexagonal disk shape or a form similar to it, the ratio of the lengths of the short side and the long side of the six sides (long side/short side) is 4 or less, and most of the particles are 2 or less. Further, the average particle diameter and average platelet ratio (average value of arbitrarily measured 30 particles) are in the ranges of 0.05 to 0.5 μm and 3 to 6. Next, a case will be described in which a hexagonal disc-shaped metal iron magnetic powder is obtained by reducing the disc-shaped α-FeOOH particles obtained in this way. Prior to reduction, heat treatment is preferably performed at 500 to 900°C, preferably 500 to 800°C in a non-reducing atmosphere such as air or nitrogen. If the heat treatment temperature in a non-reducing atmosphere is too low, the plate-shaped α-Fe 2 O 3 particles may not become substantially dense particles with an increased degree of crystallinity; The deformation of the shape due to holes etc. becomes large, which causes a decrease in Hc. On the other hand, if the heating temperature is too high, it will cause deformation of the plate-like particles and sintering of the particles and each other. Moreover, it requires highly accurate equipment and advanced technology, and is not industrially economical. In addition, during this heat treatment, the plate-shaped α-
By pre-deposition treatment of FeOOH particles with a Si compound, the sintering prevention effect and shape retention effect are improved, the degree of crystallinity on the particle surface and inside the particle is increased, and the excellent hexagonal shape with no bond between particles is achieved. It is preferable to carry out the adhesion treatment with Si compound particles since this will result in a plate that retains and retains its disk shape. This Si
The following method is generally used for the deposition treatment using a compound. In other words, disc-shaped α−
FeOOH particles are suspended in water, the suspension is dispersed in an acidic or alkaline solution, and a disc-shaped α-
After adding 0.1 to 10.0% of water-soluble silicate such as sodium silicate in terms of SiO 2 to FeOOH, by adjusting the pH value to 7 to 8, SiO 2
A method of obtaining coated disc-shaped α-FeOOH particles is preferred. The deposition treatment with the Si compound may be performed on the disc-shaped α-Fe 2 O 3 particles after the heat treatment. The temperature range of thermal reduction in reducing gas is
A temperature of 350°C to 600°C, preferably 400 to 550°C is suitable. As the reducing gas, hydrogen, a mixed gas of hydrogen and nitrogen, etc. are generally used. If the reduction temperature is too low, the reduction reaction will proceed slowly and take a long time. On the other hand, if the temperature is too high, the reduction reaction proceeds rapidly, causing deformation of the plate-like particles and sintering of the particles and each other. The disc-shaped metallic iron magnetic powder of the present invention has a disc-shaped α-
It inherits the shape of FeOOH particles, preferably a hexagonal disc or a shape similar to it, and the particle diameter is 0.03.
~1 μm, and the platelet ratio is in the range of 3 to 10. In addition, we also control coercive force, stability, etc.
Depending on the purpose of using magnetic powder for plate-shaped metal iron
It is also easy to obtain disc-shaped iron alloy magnetic powder by coating disc-shaped α-FeOOH particles with metals such as Ni, Co, and Zn. In particular, even if Ni is added during the synthesis of α-FeOOH, it can be alloyed as is without changing the particle morphology. [Effects of the Invention] The present invention provides a disk-shaped metal iron magnetic powder with an unprecedented particle form and a method for producing the same. When disk-shaped metallic iron magnetic powder is used as magnetic powder for magnetic recording, it is possible to obtain a magnetic recording medium that has high coercive force and large saturation magnetization, and has high dispersion, high filling property, and good surface smoothness due to its shape. is possible. Next, the present invention will be explained with reference to Examples. [Example] Example 1 50 g of ferric chloride [FeCl 3 6H 2 O] was added to 1 part of distilled water.
75g of sodium hydroxide and 500ml of monoethanolamine
(45 times the mole relative to ferric chloride) was dissolved in distilled water 2, and added dropwise to the solution kept at 10°C.
The mixture was sufficiently stirred and reacted while being maintained at a temperature of 0.degree. C. to obtain a ferric hydroxide slurry. After leaving this slurry at 30°C for about 20 hours to age, remove the supernatant liquid, wash with a 10% sodium hydroxide aqueous solution to adjust the pH of the slurry to 11, and place the slurry in an autoclave with a volume of 500 ml. Prepared for 150
Hydrothermal treatment was performed at ℃ for 1 hour to obtain a plate-shaped goethite slurry. The plate-shaped goethite slurry is washed with water, filtered,
After drying, a hexagonal disk-shaped goethite as shown in FIG. 1 was obtained in powder form. A transmission electron micrograph of the obtained platy goethite powder is shown in Fig. 1 at a magnification of 100,000 times (magnification of 50,000 times to 2 times). Moreover, analysis by X-ray diffraction confirmed that this disc-shaped goethite had an α-FeOOH structure. Platy-shaped goethite can be seen using a transmission electron microscope (TEM)
The particle size (disc diameter), disc ratio (particle diameter/thickness), etc. were measured. These results are shown in Table 1 together with the specific surface area measurement results. Note that the average particle diameter and average platelet ratio in Table 1 are average values for 30 particles. Examples 2 to 6 The amount of monoethanolamine used in Example 1 was changed from 45 times the mole to 55 times the amount of ferric chloride (Example 2), and when producing the ferric hydroxide of Example 1, Change the temperature from 10℃ to 20℃ (Example 3),
The hydrothermal treatment temperature in Example 1 was changed from 150°C to 180°C (Example 4), β-propanolamine was used in place of the monoethanolamine in Example 1 (Example 5), and the monoethanol in Example 1 was changed to Using diethanolamine instead of amine (Example 6),
Other conditions were the same as in Example 1 to obtain the same plate-like goethite as in Example 1. A transmission electron micrograph (100,000 times magnification) of the platy goethite powder obtained in Example 4 is shown in FIG. Table 1 shows the results measured in the same manner as in Example 1. Example 7 The filtered and water-washed disc-shaped α- obtained in Example 1
30 g of FeOOH particles were suspended in 3 ml of water. Next, acetic acid was added to the above suspension to adjust the pH to 3.5, and then
Sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) 4.9g (disc-shaped α-
(equivalent to 8.0wt% as SiO2 in FeOOH particles)
was dissolved in 200 ml of water and added. After stirring for 60 minutes, ammonia water (28wt%) was added so that the pH value of the suspension was 8.0, and after aging overnight,
By washing, filtering, and drying, hexagonal disc-shaped α-FeOOH particles coated with a Si compound were obtained. 20g of the particle powder
was dehydrated and heated in air at 650°C for 1 hour in a fluidized bed calcining furnace, and then H2 gas was passed through at a rate of 5.0 per minute and reduced at a reduction temperature of 450°C for 3 hours, resulting in a plate-shaped α-FeOOH. We obtained a hexagonal disk-shaped metallic iron magnetic powder that inherited the above. Examples 8 to 12 Hexagonal disc-shaped α-FeOOH obtained in Examples 2 to 6
A hexagonal disc-shaped metal iron magnetic powder was obtained in the same manner as in Example 7 except that . Table 2 shows the properties of the obtained powder particles.
【表】【table】
第1図および第2図は、本発明の実施例1およ
び実施例4で得られた盤状ゲーサイトの粒子形態
を10万倍に拡大した透過型電子顕微鏡写真であ
る。
FIGS. 1 and 2 are transmission electron micrographs magnified by 100,000 times of the particle morphology of the platy goethite obtained in Example 1 and Example 4 of the present invention.
Claims (1)
〜1μm、盤状比(粒子径/厚み)が3〜10の範
囲にあることを特徴とする盤状金属鉄磁性粉末。 2 (a) オキシアルキルアミンの存在下で第二鉄
塩とアルカリとを水性媒体中で反応させて水酸
化第二鉄を生成させ、得られた水酸化第二鉄の
スラリーを水熱処理して盤状α−FeOOHを得
る工程と、 (b) 上記工程で得られた盤状α−FeOOHを還元
性ガスを用いて還元し、盤状金属鉄磁性粉末を
得る工程、を含んでなることを特徴とする盤状
金属鉄磁性粉末の製造法。[Claims] 1. Particles have a disc shape and a particle diameter (disc diameter) of 0.03.
~1 μm, and a plate-like metal iron magnetic powder having a plate-like ratio (particle size/thickness) in the range of 3 to 10. 2 (a) Reacting a ferric salt with an alkali in an aqueous medium in the presence of an oxyalkylamine to form ferric hydroxide, and hydrothermally treating the resulting slurry of ferric hydroxide. (b) reducing the plate-like α-FeOOH obtained in the above step using a reducing gas to obtain a plate-shaped metallic iron magnetic powder; Characteristic method for manufacturing plate-shaped metallic iron magnetic powder.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60106823A JPS61266310A (en) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | Platy-shaped metallic iron magnetic powder and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60106823A JPS61266310A (en) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | Platy-shaped metallic iron magnetic powder and its manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61266310A JPS61266310A (en) | 1986-11-26 |
| JPH0371380B2 true JPH0371380B2 (en) | 1991-11-13 |
Family
ID=14443501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60106823A Granted JPS61266310A (en) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | Platy-shaped metallic iron magnetic powder and its manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61266310A (en) |
-
1985
- 1985-05-21 JP JP60106823A patent/JPS61266310A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61266310A (en) | 1986-11-26 |
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