JPS6334608B2 - - Google Patents

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JPS6334608B2
JPS6334608B2 JP56114107A JP11410781A JPS6334608B2 JP S6334608 B2 JPS6334608 B2 JP S6334608B2 JP 56114107 A JP56114107 A JP 56114107A JP 11410781 A JP11410781 A JP 11410781A JP S6334608 B2 JPS6334608 B2 JP S6334608B2
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JP
Japan
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feooh
reaction
crystals
alkali
amount
Prior art date
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JP56114107A
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JPS5825202A (ja
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Kazuo Nakada
Tsuneo Ishikawa
Taro Amamoto
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Ishihara Sangyo Kaisha Ltd
Original Assignee
Ishihara Sangyo Kaisha Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6334608B2 publication Critical patent/JPS6334608B2/ja
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    • 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
    • G11B5/70626Record 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 containing non-metallic substances
    • G11B5/70642Record 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 containing non-metallic substances iron oxides
    • G11B5/70652Record 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 containing non-metallic substances iron oxides gamma - Fe2 O3
    • G11B5/70663Preparation processes specially adapted therefor, e.g. using stabilising agents

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  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Compounds Of Iron (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は改良された針状α−FeOOHの製造方
法に関する。本方法により得られるものは、粒度
分布がシヤープで、粒子形状は枝分れが少なくか
つ良好な軸比を有する針状α−FeOOHであり、
このα−FeOOHより誘導したγ−Fe2O3、すな
わち、このα−FeOOHを通常の方法により脱
水、還元、酸化して得られるγ−Fe2O3は、良好
な磁気特性、例えば高い保磁力、良好な飽和磁
化、角形比を有し、これを用いて製作した磁気テ
ープは良好は保磁力、角形比、残留磁束密度、配
向性、反転磁界分布、電磁変換特性などを有す
る。 α−FeOOHの製法の一つとして、第1鉄塩溶
液の一部をアルカリなどで中和した後酸化する方
法がよく知られていおり、その際、リン酸イオン
を存在させることも試みられてきている。例え
ば、特公昭39−25546号公報には、水酸化第1鉄
の沈澱とその酸化をリン酸塩イオンの存在下に50
℃までで行なつて核晶を生成させ、この核晶懸濁
液中に金属鉄と酸化剤を添加して核晶粒子をその
全重量の6〜30倍に達するまで成長させ、ややず
んぐりした短柱状のα−FeOOHを得ることが記
載され、また、特公昭55−3295号公報には、リン
酸又はその水溶性塩、α−FeOOHの核晶、塩基
性凝析剤又はプロトン受容体の存在下に、第1鉄
塩溶液を酸化することによりα−FeOOHを得る
ことが記載されている。 しかしながら、前記の方法で得られたα−
FeOOHは、粒度分布の幅が広かつたり、形状性
のよいものが得にくかつたりして、これにより誘
導したγ−Fe2O3及びこれより製作した磁気テー
プは磁気特性において必ずしも満足すべきもので
ない。 本発明の方法は、前記の従来技術と比べ(1)核晶
生成反応は、一定のリン酸イオンの存在下、アル
カリをFe5〜20g/沈澱させる量加え、一定の
反応温度、反応時間で行い、(2)核晶成長反応は、
反応液のPHを3〜6に保ち、核の成長を1.5〜3.5
倍に制御する、ことにおいて異なつている。得ら
れるα−FeOOHは粒度分布幅が小さく、枝分れ
が少くて軸比の大きい針状の粒子であり、これよ
り誘導したγ−Fe2O3は良好な磁気特性を備えて
いる。 本発明は、第1鉄塩水溶液をアルカリで部分中
和してFe分の一部を沈澱させた後酸化してα−
FeOOH核晶を生成させ、次いで該液をアルカリ
で中和しつつ酸化して該核晶を成長させ針状α−
FeOOHを製造する方法であつて、前記核晶生成
反応は、生成核晶量に対しP換算で0.05〜0.6重
量%のリン酸又はリン酸塩の存在下に、アルカリ
としてFe5〜20g/を沈澱させる量のアルカリ
金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、酸化物又
は炭酸塩を用い、反応温度50〜70℃、反応時間10
〜100分で行い、前記核晶成長反応は、反応液の
PHを3〜6に保ち、該核晶が重量比で1.5〜3.5倍
に成長するように行なうことを特徴とする、磁気
記録材料用針状α−FeOOHの製造方法である。 使用する第1鉄塩溶液としては、硫酸第1鉄、
硝酸第1鉄、塩化第1鉄などの鉱酸の第1鉄塩溶
液などがあり、工業的には硫酸第1鉄が好まし
い。アルカリ金属或はアルカリ土類金属の水酸化
物、酸化物又は炭酸塩としては、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、酸化ナトリウム、炭酸カル
シウムなどが挙げられ、工業的には水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウムが好ましい。リン酸又はリ
ン酸塩としては、オルトリン酸、メタリン酸、ポ
リリン酸、などのリン酸或はこれらとアルカリ金
属、アンモニウムなどとの水溶性塩などがあり、
普通はオルトリン酸又はその塩が用いられる。酸
化剤は、空気、酸素、その他の酸化剤などが挙げ
られるが一般に空気が好適である。 本発明方法においては、先づ第1鉄塩溶液をア
ルカリで部分中和し、酸化して、液中のFe分の
一部をα−FeOOHの核晶にするが、その際母液
中にリン酸又はリン酸塩を存在させる。第1鉄塩
溶液の濃度は普通30g/〜100g/であり、
添加するリン酸の量は生成するα−FeOOH核晶
沈澱物に対してP換算量で0.05〜0.6重量%、望
ましくは0.1〜0.4重量%とする。このPの量が上
記範囲より少なすぎると添加効果が発現せず粒度
分布が広くなつたり枝分れが生じたりし、一方多
すぎると針状粒子の軸比が低下して短柱状とな
る。 アルカリの添加量は、母液中のFeイオンを5
〜25g/望ましくは10〜15g/だけ沈澱させ
るに必要な量である。この生成核晶濃度が上記範
囲より低すぎると製造能率が低下して工業的(経
済的)実施に適さなくなり、かつまたイガ栗状の
好しくない形状のα−FeOOHが生成し、一方高
すぎると母液粘度が高くなり、均一な酸化反応を
妨げ、粒度分布がシヤープでなくなり、ひいては
これから誘導されるγ−Fe2O3の磁気特性の低下
につながる。 この核晶生成段階では反応温度を50℃以上にす
ることも重要である。通常水系で反応が行なわれ
るので、50〜100℃、望ましくは55〜70℃とする。
この温度が上記範囲より低すぎると反応時間が長
くなり、粒度分布幅がシヤープでなくなる。もつ
とも、50℃以上の反応温度においては、粒状のマ
グネタイトが生成しやすいことが知られている
が、本方法では前述のようにリン酸イオンが存在
しているため、マグネタイトの生成は恐れはな
く、高純度のα−FeOOHを得ることができる。
PHは、普通3〜8の間に保たれる。 この核晶生成において、γ−FeOOHの混入を
防止する上からも中和沈澱率を70%以下とするの
がよい。また、この生成反応は、なるべく短時間
に終らせるのがよく、例えば10〜80分程度になる
ように調節するのがよい。得られる核晶は、
BET比表面積50〜70m2/g程度のものであるこ
とが望ましい。 上述の核晶生成反応の終つた液は、α−
FeOOH核晶の懸濁した第1鉄塩溶液であり、添
加されたリン酸又はリン酸塩は、核晶中に取りこ
まれたり、その表面に強く吸着されたりして、遊
離した状態では液中に残存しないのが普通であ
る。本発明方法では、次いでこの液をそのまま
で、すなわち遊離のリン酸又はリン酸塩が実質的
に存在しない条件下で、アルカリを添加しながら
酸化して、核晶を成長させ、所望のα−FeOOH
を得る。 この場合に、ごく微量の遊離リン酸が存在する
ことは許容されるが、その量は生成するα−
FeOOH全量基準P換算量で0.045重量%以下に制
限される。このPの量が上記範囲を超えると軸比
が大きくならず、所望の針状α−FeOOHが得ら
れなくなる。 この反応も、前記核晶生成時と同様に50℃以上
の温度で行なうのがよく、PHを3〜6のほぼ一定
の値に維持するように前記と同様のアルカリを加
えながら、酸化する。核晶の成長速度は、製品の
粒度分布の幅を小さくし、かつ枝分れの少い針状
粒子を得るために、5〜15g//時程度に調節
するのが望ましい。また、予め母液の濃度、核晶
の生成量を調節するか、核晶生成後に第1鉄塩を
補給してから成長反応を行なうか、成長反応を適
当に打ち切るかして、α−FeOOH核晶を該核晶
の重量による成長倍率が1.5〜3.5、望ましくは2
〜3になるようにする。この倍率が上記範囲より
低すぎると軸比が大きくならず、良好な針状のα
−FeOOHが得られなくなり、一方高すぎると粒
度分布幅が大きくなり、かつ粒子の枝分れも多く
なる。この工程では、生成するα−FeOOHの
BET比表面積が、例えば35〜45m2/gになるよ
うにするのが好ましい。 本発明方法によつて得られるα−FeOOHは、
粒度分布がシヤープで、枝分れが少なくかつ良好
な軸比を有するものであり、さらにこれにより誘
導されるγ−Fe2O3及びこれより製作した磁気テ
ープは良好な磁気特性を有するものである。 α−FeOOHは、通常の過、水洗、乾燥及び
粉砕を経て、α−FeOOH粉末として得られる。
このα−FeOOH粉末から通常の方法によりγ−
Fe2O3を得ることができる。すなわち、まず300
〜700℃の温度において空気中で脱水し、次いで
この脱水化物を300〜500℃の温度において水素又
は水蒸気を含む水素で還元してFe2O4を得、さら
にこのFe2O4を200〜400℃の温度において酸素又
は空気で酸化することによりγ−Fe2O3とするこ
とができる。γ−Fe2O3の磁気特性をさらに高め
る有効な手段として、例えば本発明方法によつて
得られたα−FeOOHに対して、脱水処理の前に
リン酸、リン酸塩、ケイ酸塩などを処理すること
が挙げられる。 以下実施例及び比較例によつて本発明を説明す
る。 実施例1〜2及び比較例1〜2 空気吹き込み管と撹拌器を備えた反応器に、
3800gのFeSO4を含む水溶液20を入れ、60℃に
昇温し、この温度を維持しながら、所定量のオル
トリン酸及びNaOH水溶液(濃度200g/)
2.15を撹拌下に加え(沈澱Fe15g/)、この
中へ100〜60/時間の速度で空気を吹き込み、
60℃で70分間反応させてα−FeOOH核晶を得
た。さらに120/時間の速度で空気を吹き込み
ながら、200g/の濃度のNaOH水溶液4.2を
徐々に加えてPH3.5〜5.5に維持、60℃で72時間反
応させ、核晶を約3倍に成長させた。 上記反応で得られたα−FeOOHについて、通
常の方法により軸比(L/w)を測定し、さらに
下記の方法により粒度分布(σL/)及び枝分
れ発生率について測定し、第1表の結果を得た。 粒度分布(σL/)の測定方法 よく分散させたα−FeOOHを試料とし、電子
顕微鏡により3000個以上の粒子の長軸粒子径を読
みとり、その算術平均軸長(μ)と標準偏差
σL(μ)を決め、下記の式に従つて粒度分布を求
める。 粒度分布=σL/ 枝分れの測定方法 粒度分布測定と同様な方法で、粒子の中に枝状
晶のあるものの個数ndと、総個数nを決め、下
記の式に従つて枝分れ率を求める。 枝分れ率(%)=nd/n×100
【表】 実施例3〜4及び比較例3 空気吹込み管と撹拌器を備えた反応器に、5165
gのFeSO4を含む水溶液20を入れ、60℃に昇温
し、この温度を維持しながら、生成α−FeOOH
核晶量に対しP換算で0.2重量%のオルトリン酸
及び所定量のNaOH水溶液(濃度200g/)を
撹拌下に加え、空気を吹き込みながら、60℃で70
〜100分間反応させてα−FeOOH核晶を得た。
さらに、およそ600/時空気を吹き込みながら、
NaOH水溶液を反応液のPHが3.5〜5.5を保つよう
徐々に加えて、核晶が3倍に成長するまで反応さ
せた。 上記反応で得られたα−FeOOHについて、前
記実施例1の場合と同様にして粒度分布(σL/
L)及び枝分れを測定し、下記の第2表の結果を
得た。
【表】 実施例5及び比較例4 α−FeOOHの核晶の生成時及び成長時におけ
る反応温度と反応時間を下表に示すように代える
以外は実施例1の場合と同様にして、α−
FeOOHを得、前記実施例1の場合と同様にして
粒度分布(σL/)及び枝分れを測定し、下記
の第3表の結果を得た。
【表】 実施例6及び比較例5 α−FeOOHの核晶の成長時において、母液中
に遊離のオルトリン酸を存在させること以外は実
施例1の場合と同様にして、α−FeOOHを得
た。これらについて通常の方法により軸比(L/
W)を測定し、前記実施例1の場合と同様にして
粒度分布(σL/)及び枝分れを測定し、下記
の第4表の結果を得た。
【表】 実施例7、8及び比較例6、7 空気吹込み管と撹拌器を備えた反応器に、3800
gのFeSO4を含む水溶液20を入れ、60℃に昇温
し、この温度を維持しながら、オルトリン酸(生
成α−FeOOH核晶沈澱物に対してP換算として
0.3重量%)及びNaOH水溶液(200g/)2.14
を撹拌下に加え、60/時間の速度で空気を吹
き込み、60℃で70分間反応させてα−FeOOH核
晶(Fe換算15g/)を得た。さらに120/時
の速度で空気を吹き込みながら、所定量の
NaOH水溶液(200g/)を徐々に加え、80℃
で4.5時間反応させた。 上記反応で得られたα−FeOOHについて、通
常の方法により軸比(L/W)を測定し、前記実
施例1の場合と同様にして粒度分布(σL/)
及び枝分れを測定し、下記の第5表の結果を得
た。
【表】 前記実施例及び比較例で得られた各々のサンプ
ルについて、過、水洗後、オルトリン酸を
FeOOHに対して0.2重量%(P換算量)被着した
後、通常の方法により脱水(空気中、650℃)、還
元(水蒸気を含む水素中420℃)及び再酸化(空
気中280℃)を行い、γ−Fe2O3を得た。各々の
γ−Fe2O3について、通常の方法により保磁力
(Hc)を測定し、さらに各々のγ−Fe2O3につい
て、下記の配合割合に従つて、配合物を調製し、
ボールミルで混練して、磁性塗料を製造した。 (1)γ−Fe2O3粉末 100重量部 (2)大豆レシチン 1.6 〃 (3)界面活性剤 4 〃 (4)酢ビー塩ビ共重合樹脂 10.5 〃 (5)ジオクチルフタレート 4 〃 (6)メチルエチルケトン 84 〃 (7)トルエン 93 〃 次いで、各々の磁性塗料をポリエステルフイル
ムに通常の方法により塗布、配向した後乾燥し
て、約7μ厚の磁性塗膜を有する磁気記録体を作
成した。これら磁気記録体について、通常の方法
により、保磁力(Hc)、飽和磁化(Bm)、角形
比(Br/Bm)及び反転磁界分布(SFD)を測定
し、第6表の結果を得た。
【表】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1鉄塩水溶液をアルカリで部分中和して
    Fe分の一部を沈澱させた後酸化してα−FeOOH
    核晶を生成させ、次いで該液をアルカリで中和し
    つつ酸化して該核晶を成長させ針状α−FeOOH
    を製造する方法であつて、前記核晶生成反応は、
    生成核晶量に対しP換算で0.05〜0.6重量%のリ
    ン酸又はリン酸塩の存在下に、アルカリとして
    Fe5〜20g/を沈澱させる量のアルカリ金属又
    はアルカリ土類金属の水酸化物、酸化物又は炭酸
    塩を用い、反応温度50〜70℃、反応時間10〜100
    分で行い、前記核晶成長反応は、反応液のPHを3
    〜6に保ち、該核晶が重量比で1.5〜3.5倍に成長
    するように行うことを特徴とする、磁気記録材料
    用針状α−FeOOHの製造方法。
JP56114107A 1981-07-21 1981-07-21 磁気記録材料用針状α−FeOOHの製造方法 Granted JPS5825202A (ja)

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