JPS63170222A - レピツドクロサイトの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明はレピッドクロサイト（γ−ＦｅＯＯＨ）の製造
に係り、より詳細には、オーディオテープ、ビデオテー
プ、磁気カード等の磁気記録媒体用磁性粉を製造する際
に出発物質として好適なレピッドクロサイトの製造方法
に関するものである。 （従来の技術及び解決しようとする問題点）一般に、オ
ーディオテープ、ビデオテープ、磁気カード等の磁気記
録媒体用の磁性酸化鉄粉は、ａ　−Ｆ　ｅ　ＯＯＨ（ゲ
ータイト）又はｙ−ＦｅＯＯＨ（レピッドクロサイト）
を出発物質とし、これに焼成（脱水、焼きしめ）、還元
及び酸化などの処理を順次に施して針状のγ−Ｆｅ、０
３（マグネタイト）を得、或いはその粒子表面にコバル
ト変成処理によってコバルト被着したＣｏ−γ−Ｆｅ２
０：ｌを得ることにより、製造されている。 また、メタル粉は上述の工程において還元をマグネタイ
ト（Ｆｅ３０．）の段階で止めず、更に還元を進めるこ
とによって得られる。 これらの磁性酸化鉄粉及びメタル粉の磁気特性は上記出
発物質の性状に依存するため、磁気記録媒体に適した磁
性酸化鉄粉、メタル粉を得るためには、優れた性状の出
発物質を使用する必要がある。この点で、磁性酸化鉄粉
とメタル粉とで共通しており、以下、磁性酸化鉄粉の例
について説明する。 従来、レピッドクロサイト（γ−ＦｅＯＯＨ）を出発物
質として得られる磁性酸化鉄粉は、ゲータイト（α−Ｆ
ｅＯＯＨ）を出発物質とする場合に比べ、最終製品であ
るオーディオテープ、ビデオテープ等々の磁気記録材料
の磁気的配向性、分散性、角形比、転写特性は優れてい
るにも拘わらず１粒度分布が大きく、かつ針状性に優れ
た微小粒子が得られないという問題があり、最終製品の
磁気特性（保磁力、反転磁界強度分布等）に悪影響を及
ぼすという欠点があった。 従来、このレピッドクロサイトの合成方法については、
既に特公昭３３−６７３４、特公昭４３−２２１４、特
開昭４７−４００９７等に開示されているが、通常１次
のような合成反応でレピッドクロサイトが製造されてい
る。 まず、酸洗廃液等を利用して得られる塩化第一鉄（Ｆｅ
ＣＱａ）水溶液に苛性アルカリ又はアンモニア等のアル
カリ水溶液を加えて中和する。この際、水酸基と鉄のモ
ル比（ＯＨ／Ｆｅ）が約０．８〜１゜４となるようにア
ルカリ水溶液を混合する。 次いで、これを酸素含有ガス（空気又は酸素）で酸化し
て種結晶をつくる。このときの反応温度は約１０〜２５
℃で１反応が終了に近づくと、反応液のｐＨ値が低下し
、アルカリ分が完全に消費されて反応が終ると、ｐＨ値
は約３．２〜３．８に下がる。この反応を種晶反応と称
する。 その後、３０〜５０℃に昇温し、ｐＨ値が３．５〜４．
５になるように酸素含有ガスを吹込むと共にアルカリ水
溶液を添加して、上記種晶反応で生成した種結晶を成長
させる。この反応を成長反応と称する。 この成長反応が終了に近づくと１反応速度が遅くなり、
ＰＨ値が上昇する。ｐＨ値が約５．５になった時点で反
応の終了とし、針状のレピッドクロサイトを得る。 しかし乍ら、上記方法では、前述の如く平均粒子径が小
さく（平均粒子径の大きさの尺度として使われているＢ
ＥＴ法比表面積が６０ｎｆ／ｇ以上）、粒度分布幅の小
さいレピッドクロサイトは得られず、高密度記録用磁性
酸化鉄粉の出発物質としては不適当であるため、ゲータ
イトが多用されているのが現状である。これらの問題の
中で、特に粒子サイズの微小化は、ＶＴＲ及びオーディ
オテープのＳ／Ｎ比、Ｃ／Ｎ比向上向上めに必要不可欠
の課題である。 そこで、本出願人は、前述の如く多くの利点を有するレ
ピッドクロサイトにつき、上記従来技術の欠点を解消す
べく研究を進めて、きた。 その結果、粒度分布の向上については、特願昭６０−２
０１３７７、特願昭６０−２０２２６７゜特願昭６０−
２０３１３６、特願昭６０−２０３１３７、特願昭６０
−２０３９２２にて、また微粒子化と粒度分布の向上に
ついては、特願昭６１−７３０９、特願昭６１−７３１
０にて提案したところである。 本発明は、上記提案を踏まえ、更に針状性、粒度分布に
優れ、高密度記録に適した平均粒径の小さいレピッドク
ロサイト、を製造し得る方法を提供することを目的とす
るものである。 （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明者は１種晶反応及び成
長反応における各種パラメータに関し粒度分布の小さい
微粒子を得ることができる条件について鋭意実験研究を
重ねた結果、種晶反応終了後に行う昇温開始前のｐＨ値
を適正に管理し、並びに成長反応におけるアルカリ水溶
液の添加速度を緩速にコントロールすることにより可能
であることを見い出し、本発明をなしたものである。 すなわち１本発明は、要するに、上記種晶反応及び成長
反応によってレピッドクロサイトを製造するに際し、種
晶反応終了後、ｐＨ値が３．５以下になるまで酸素含有
ガスを吹き込み続け、ｐＨ値が所定の値になった後に吹
込みガスを酸素含有ガスから不活性ガスに切り替えて昇
温すること、並びに成長反応におけるアルカリ水溶液の
添加につき、添加初期での反応液のｐＨ値の上昇速度が
０．７ｐＨ／　ｈ　ｒ以下の緩速となるように制御する
ことを特徴とするものである。 以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。 従来、種晶反応の終了は、反応終了時に反応液のｐＨ値
が低下して約３．２〜３．８となる時点でアルカリ分が
完全に消費されて反応が終ると判断していたため、ｐＨ
値を厳密に管理しておらず、したがって、ｐＨ値が３．
８近傍であるときに昇温を開始することもあり、この場
合には粒子が急激に成長し始め、これが粒度分布が小さ
い微粒子が得られない原因の１つであることが実験によ
り判明した。 そこで、本発明では、種晶反応終了時に反応液のｐＨ値
が確実に３．５以下になるまで酸素含有ガスを吹込み続
け、ｐＨ値が３．５以下の所定の値になった時点で酸素
含有ガスの吹き込みを止め、しかる後に窒素等の不活性
ガスに切り替えて液温を３５〜５０℃に上げる昇温を行
うようにしたのである。 昇温後は、従来と同様、不活性ガスを止め、再び酸素含
有ガスを吹込むと共に苛性ソーダ、アンモニア等のアル
カリ水溶液を添加して成長反応を行う。 但し、アルカリ水溶液の添加に際しては、従来、概ね等
速度（例、１．６ｍｏＱ／Ｑのアルカリ水溶液の添加ｊ
ｔ　８０　ｇ／　ｗｉｎ）で添加していたため、特に添
加初期にｐＨ値が急激に上昇し、粒子が粗成長する原因
となっていた点に鑑み、本発明では、添加初期に種結晶
のまわりでゆっくり成長反応させることとし、そのため
には、反応液のＰＨ値の上昇速度が０．７ｐＨ／ｈｒ以
下の緩速となるように制御する必要がある。なお、この
ようなｐＨ値上昇速度のコントロールは、アルカリ水溶
液添加後６０分間程度行うのが好ましい、これにより、
上記昇温前のｐＨ値の適正な管理と相俟って、目的とす
る粒度分布の小さい微粒子が得られる。 本発明においては、上述の製造条件以外は従来と同様で
あり、特にそれ等の条件は制約されない。 但し、塩化第一鉄を水酸化第一鉄にするのに要するアル
カリの理論量は、種晶反応工程と成長工程とに分けて添
加するが、種晶反応工程で添加する量は、ゲータイトの
発生を防止し、針状性の優れたレピッドクロサイトの粒
子を得るため、上記理論量の０．４〜０．７倍とする必
要がある。 勿論、本発明は、従来の種々の合成反応法に適用するこ
とができるものである０例えば、本出願人が先に提案し
開示した方法として１種晶反応における酸素含有ガス吹
き込み前にｐＨ値６．０〜９゜０及び温度１０〜５０℃
で２０〜１２０分間保持する熟成を行う方法（特願昭６
０−２０１３７７号）、種晶反応後にｐＨ値３．０〜５
．０及び温度１０〜５０℃で１０〜１２０分間保持する
熟成を行う方法（特願昭６０−２０２２６７号）、成長
反応後のレピッドクロサイトを、反応液のｐＨ値が３．
０〜５．０及び温度１０〜５０℃で撹拌しながら１時間
以上保持して熟成する方法（特願昭６０−２０３１３７
号）、最初の塩化第一鉄水溶液にアルカリ水溶液を添加
する速度を塩化第一鉄水溶液ＩＱ当たり０．１２分以内
とする方法（特願昭６０−２０３１３６号）、酸化性ガ
スの供給量を酸か反応過程に従って適正に３段階に制御
する方法（特願昭６０−２０３９２２号）、塩化第一鉄
水溶液とアルカリ水溶液との混合溶液中のＳＬの全溶液
に対する濃度を５〜３０ｐｐｍの範囲でコントロールし
、かつ、成長反応で添加するアルカリ水溶液としてＳＬ
濃度を５〜３０ｐｐｍの範囲に調節したものを使用する
方法（特願昭６１−７３０９号）、酸素含有ガスの供給
につき種晶反応の前半と後半及び成長反応の３段階で酸
素の平均吸収速度を適正に調整する方法（特願昭６１−
７３１０号）、等々に適用できる。 なお、本発明の実施に際し、若干の留意点を示すならば
、種晶反応、昇温及び成長反応中に反応液を撹拌する際
、撹拌羽根の回転数は反応槽のサイズによって異なるが
、２００〜４００ｒｐｍ程度が望ましい。 （実施例） 次に本発明の一実施例を示す。 失凰舅 濃度０．９７モル／Ｑの塩化第一鉄水溶液２５Ωを窒素
ガス雰囲気に保った反応器内で攪拌しながら、濃度０．
７１モル／ａの水酸化ナトリウム水溶液４２Ωを添加し
、この液温を１５℃に保ちつつ、窒素ガスを止めて、２
０Ω／ａｋｉｎの空気を吹込んで酸化させ１種晶反応を
行った。 この種晶反応が終了し、ＰＨ値が３．２に下がった時点
で空気を止めて、５Ω／ｗｉｎの窒素ガスに切換え、反
応液を４０℃に昇温した。 その後、窒素ガスを止めて３Ω／ｗｉｎの空気吹込みを
行うと共に、濃度１．６モル／Ｑの水酸化ナトリウム水
溶液を添加し、成長反応を開始した。 この水酸化ナトリウム水溶液の添加は、添加開始後６０
分間の反応液のｐＨ値の上昇速度が０．７ｐＨ／ｈｒを
超えないように制御しつつ反応を完結させた。 基１日１Ｌ 種晶反応終了時のＰＨ値が３．８の時点で、２０Ｑ／ｓ
ｕｎの空気吹き込みを止めて５　ｎ　／ｗｉｎの窒素ガ
スに切換え、１５℃より４０’Ｃに昇温させた以外は上
記実施例と同じ条件にて１合成反応を行った。 井遣日」１ 成長反応開始後３０分間の水酸化ナトリウム水溶液の添
加速度を速め、３０分間でｐＨ値を３．２から３．７に
上昇させた以外は上記実施例と同じ条件にて１合成反応
を行った。この場合の上昇速度は１ｐＨ／ｈｒである。 上記の実施例、比較例１，２で得られた各のレピッドク
ロサイトについてＢＥＴ法比表面積を調べると共に、こ
りらのレピッドクロサイトを通常の方法で焼成、還元、
酸化してγ−Ｆｅ、Ｏ，を製造し、その比表面積と保磁
力を測定した。 更にまた、上記針状γ−Ｆａ、０３（マグヘマイト）を
粉砕、塗料化し、プラスチックベースフィルムに塗布し
、磁場配向する通常の方法にて磁気テープを作成し、そ
の磁気特性を測定した。 以上の結果を第１表に併せて示す。 同表より明らかなとうり、各比較例に比べ、本発明例に
より得られたレピッドクロサイトは比表面積が大きい、
すなわち粒子サイズが小さく、またこれを出発物質とし
たγ−Ｆｅ、０３は粒子サイズが小さく且つ磁気特性も
優れていると共に、特にＳ／Ｎ比、Ｃ／Ｎ比の小さい高
音質、高画質のオヘディオ、ＶＴＲテープが実現できる
。

【以下余白】

（発明の効果） 以上詳述したように１本発明によれば、レピッドクロサ
イトの製造に際し１種晶反応終了後に行う昇温前でのｐ
Ｈ値を適正に管理し、かつ成長反応におけるアルカリ水
溶液の添加速度を緩速にコントロールするので、針状性
、粒度分布に優れ、高密度記録に適した平均粒径の小さ
いレピッドクロサイトを製造することができる。したが
って、これを出発物質として得られるマグヘマイト（γ
−Ｆｅ、Ｏ，）も粒子サイズが小さく、かつ磁気特性が
優れており、更に高品質の磁気記録媒体の製造が可能と
なる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 塩化第一鉄水溶液に苛性アルカリ、アンモニア等のアル
   カリ水溶液を、該塩化第一鉄を水酸化第一鉄にするのに
   要する理論量の０．４〜０．７倍加えた後、酸素含有ガ
   スを吹き込んでレピッドクロサイトの種結晶を生成させ
   て種晶反応を行い、次いで上記酸素含有ガス吹込みを不
   活性ガスに切り替えて昇温させた後、再び不活性ガスに
   代えて酸素含有ガスを吹込むと共に上記アルカリ水溶液
   を添加して該種結晶を成長させる成長反応を行う方法に
   おいて、前記種晶反応終了後、ｐＨ値が３．５以下にな
   るまで酸素含有ガスを吹込み続け、ｐＨ値が所定の値に
   なった後に吹込みガスを切り替えて前記昇温を行い、か
   つ、前記成長反応における上記アルカリ水溶液の添加に
   つき、添加初期での反応液のｐＨ値の上昇速度が０．７
   ｐＨ／ｈｒ以下の緩速となるように制御することを特徴
   とするレピッドクロサイトの製造方法。