KR830000289B1 - Method for producing magnetic iron oxide particles - Google Patents

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KR830000289B1 KR1019790001648A KR790001648A KR830000289B1 KR 830000289 B1 KR830000289 B1 KR 830000289B1 KR 1019790001648 A KR1019790001648 A KR 1019790001648A KR 790001648 A KR790001648 A KR 790001648A KR 830000289 B1 KR830000289 B1 KR 830000289B1
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에드윈 해롤드 대프터어, 제이알.
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Abstract

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Description

자성산화철 입자의 제조방법Method for producing magnetic iron oxide particles

본 발명은 독특한 화학적 물리학적 자성을 갖고 있는 침상의 비화학 양론적인 자성 산화철입자로 주로 구성된 조성물의 제조방법에 관한 것으로 특히 제일철 대 제이철의 원자비가 0.05대 0.25이고, 산화물이 철의 총 함량 기준으로 0.4-5.0원자%의 아연 및 0-10.0원자%의 코발트를 함유하는 비화학양론적인 자성산화철 입자의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a composition mainly composed of acicular non-stoichiometric magnetic iron oxide particles having a unique chemical and physical magnetism. In particular, the ratio of ferrous iron to ferric iron is 0.05 to 0.25, and the oxide is based on the total content of iron. A non-stoichiometric magnetic iron oxide particle containing 0.4-5.0 atomic% zinc and 0-10.0 atomic% cobalt is disclosed.

아연 및 코발트를 함유하는 침상의 산화 제이철 또는 자성산화철 입자들에 대해서는 공지되어 있고, 예를들면, 미합중국 특허 제2,047,429호 미합중국 특허 제3,047, 505호 및 미합중국 특허 제3,573,980호 등에 서술되어 있다. 아연과 코발트를 모두 함유하며, 2가철을 4-22중량%함유하는 침상의 자성산화철에 대해서는 벨기에 왕국 특허 제804,556호에 서술되어 있으며, 코발트만으로 개질한 자성산화철 보다도 포화자기화가 높고, 또한 저장 안전성이 양호하다고 알려져 있다. 그러나 벨기에왕국 특허 제804,556호의 자성산화물은 형상이 균일하지 못하고, 또한 양호한 표면 평활도, 저잡음 및 응력변형에 대한 내구성 또는 양호한 신호 응답을 갖는 종래의 경합제재의 자성피막이 제공되지 않기 때문에 현대의 공업조건을 충족시키지 못하고 있다.Needle-shaped ferric oxide or magnetic iron oxide particles containing zinc and cobalt are known and described, for example, in US Pat. No. 2,047,429 US Pat. Nos. 3,047, 505 and US Pat. No. 3,573,980. Needle-shaped iron oxides containing both zinc and cobalt and containing 4-22% by weight of ferric iron are described in Belgian Kingdom Patent No. 804,556 and have higher saturation magnetization than cobalt-modified magnetic iron oxide, and also storage safety. This is known to be good. However, the magnetic oxides of the Belgian Kingdom Patent No. 804,556 are not uniform in shape, and they do not provide modern industrial conditions because they are not provided with a magnetic film of a conventional competitive material having good surface smoothness, low noise and durability against stress deformation or good signal response. It is not satisfied.

출발물질 침철광(알파-FeOOH)의 표면을 가수분해가 잘안되는 인의 옥시산류나 또는 이의 염으로 처리하여 감마 산화제이철로 변형시키는 기술이 미합중국 특허 제3,652,334호에 서술되어 있는데, 이 방법은 소결을 방지하며, 처리하지 않은 침철광의 감마 Fe2O3보다도 더 높은 보자력 및 양호한 자기배향성을 나타내는 감마 Fe2O3입자상에 아연이나 철과 같은 다가금속의 산화물, 수산화물 또는 인산염을 0.1-5%함량으로 피막을 형성시킬 때, 코발트로 처리한 감마 Fe2O3입자에 대해 산화물이나 인산염 피막을 형성시키지 않은 경우에 비해서 잔류자기 손실이 감소되고, 템퍼링의 보자력 감소가 저하되며, 피막형성시의 분산성이 개량된다는 것이 서술되어 있다.Techniques for modifying the surface of the starting material goethite (alpha-FeOOH) with gamma ferric oxide by treating with hydrolyzable phosphorus oxyacids or salts thereof are described in US Pat. No. 3,652,334. 0.1-5% content of oxides, hydroxides or phosphates of polyvalent metals such as zinc or iron on the gamma Fe 2 O 3 particles which exhibit higher coercivity and better self-alignment than gamma Fe 2 O 3 of untreated goethite When the film is formed by using the cobalt-treated gamma Fe 2 O 3 particles, the residual magnetic loss is reduced and the coercive force decreases in tempering, compared with the case where no oxide or phosphate film is formed. It is described that acidity is improved.

미합중국 특허 제3,931,025호에서는, 인산염이나 실리카에 의한 후처리를 행하면 자기 산화물로의 전환시에 침상 입자들에 대한 칫수 안정성을 개량시킬 수가 있다는 것이 서술되어 있다. 또 상기 특허에서 알파-FeOOH종자 입자 형성시에 0.1-4%의 아연 이온들 및 0.1-2%의 아연 이온들 및 0.1-2%의 인산염이온들을 함유시키면, 아연 및 인을 입자형성시에 0.1-4%의 아연 이온들 및 0.1-2%의인산염이온들을 함유시키면, 아연 및 함유시키지 않고 또는 아연이나 인중에서 하나만을 함유시켜 종자 입자를 제조하는 경우에 비해서 침상이 개량되고, 수지상 조직(樹枝狀組織)형성을 방지하며, 보다 균일한 입도분포가 얻어진다고 서술되어 있다. 상기 3특허 즉 인산염을 함유하는 침상의 감마 산화제이철 들은 오디오 및 비데오 테이프에 필요로 하는 자기 왜곡 안정성, 신호출력이나 포화 모멘트를 제공하지 못하기 때문에 사용이 제한되고 있다.U.S. Patent No. 3,931,025 describes that post-treatment with phosphate or silica can improve dimensional stability for acicular particles upon conversion to magnetic oxides. The patent also contains 0.1-4% zinc ions and 0.1-2% zinc ions and 0.1-2% phosphate ions when forming alpha-FeOOH seed particles. Containing -4% of zinc ions and 0.1-2% of phosphate ions improves the needle bed and produces dendritic tissues as compared with the case of producing seed particles without zinc and only one of zinc or phosphorus. V) It is described that formation is prevented and a more uniform particle size distribution is obtained. The three patents, ie, phosphate-containing gamma ferric oxide, are limited in their use because they do not provide the magnetic distortion stability, signal output or saturation moment required for audio and video tapes.

또한 미합중국 특허 제4,053,325호에서는, 수화된 산화제이철이나 자성 산화철 입자들을 철 또는 아연의 메타인산염 등과 같은 불용성 메타금속염 1-20%로 피복시키므로써, 열적안정성이 개량되며, 또한 탈수반응이나 산화반응에 의해 각각 색상이 변화하기 쉬운 종전의 황색 및 청색 산화철 안료의 색상이 개선된다고 서술하였다. 따라서 감마 Fe2O3선구물질로서 피복된 산화철을 사용하며는 자성산화철의 특성은 개량된다고 추측할 수가 있다. 상기한 특허에서 감마 산화제이철 입자들은 미국 특허 제3,652,334호의 산화제이철 입자들과 같이, 비데오 사용에 필요로 하는 높은 자성을 충족시키지 못하기 때문에 사용상 한정되고 있다.In addition, US Pat. No. 4,053,325 discloses that hydrated ferric oxide or magnetic iron oxide particles are coated with 1-20% of an insoluble metametal salt such as iron or zinc metaphosphate, thereby improving thermal stability, and furthermore, dehydration or oxidation reactions. The color of the conventional yellow and blue iron oxide pigments, which tend to change in color, is improved. Therefore, it can be inferred that the characteristics of magnetic iron oxide are improved by using iron oxide coated as a gamma Fe 2 O 3 precursor. Gamma ferric oxide particles in the above patents are limited in use because they do not meet the high magnetism required for video use, such as the ferric oxide particles of US Pat. No. 3,652,334.

본 발명에 따르면 인과 아연을 모두 특정량 함유하며, 제일철 제이철 이온을 특정비율로 함유하는 침상의 자성산화철 입자들은 종전의 피복조성물 보다도 분말자성과 분산성 및 조직발생(組織發色)이 양호하고, 온도에 대한 높은 안정성 및 물리적 응력을 나타내는 자기테이프, 양호한 내마모성 및 응력변형이 적은 잡음비율에 대한 양호한 신호를 제공한다는 것을 발견하였다. 따라서 본 발명은 제일철대 제이철의 원자비율이 0.05:1내지 0.25:1이고, 철의 총 함량기준으로 산화물이 0.4-5.0원자%의 인, 2.0-10.0원자%의 아연 및 0-10.0원자%의 코발트를 함유하는 비화학양론적인 자성산화철의 침상 입자를 다음 방법으로 제조하는 것에 관한 것이다.:(a) 비자성 산화제이철이나 이의 수화물로 이루어지는 침상 입자들이 분산수용액을 만들고, (b)상기 입자들을 철의 총함량 기준으로 0.4-5.0원자%의 인을 함유하는 수용성 화합물로 처리하여, (c)철의 총 함량 기준으로 2.0-10.0원자%의 아연 화합물을 pH8.0이상으로 처리한 입자들에 접촉시켜 입자들의 표면상에 흡수시킨 다음에, (d)수용액배지로 부터 생성된 입자들을 회수하고, (e) 환원조건하에서 회수된 입자들을 가열시켜서 자철광(mage netite)을 만들어, (f)부분산화 또는 산화 및 부분환원에 의해서 자철광을 제일철 대 제이철의 원자비가 0.05:1 내지 0.25:1인 자성산화철로 변화시킨다. 상기 조성물은 자기 기록매체의 자성부품에 사용하기에 유용하다.According to the present invention, acicular magnetic iron oxide particles containing a specific amount of both phosphorus and zinc and ferrous iron ions at a specific ratio have better powder magnetism, dispersibility, and tissue generation than conventional coating compositions. It has been found that magnetic tapes exhibiting high stability to temperature and physical stress, good wear resistance and stress strain provide good signals for low noise ratios. Therefore, in the present invention, the atomic ratio of ferrous iron to ferric iron is 0.05: 1 to 0.25: 1, and the oxide content is 0.4-5.0 atomic%, 2.0-10.0 atomic% zinc and 0-10.0 atomic% based on the total content of iron. The present invention relates to the preparation of cobalt-containing non-stoichiometric magnetic iron oxide needle particles by the following method: (a) Needle particles composed of nonmagnetic ferric oxide or its hydrate form a dispersion solution, and (b) Treated with a water-soluble compound containing 0.4-5.0 atomic% phosphorus based on the total content of iron, (c) the particles treated with a zinc compound of 2.0-10.0 atomic% or higher based on the total content of iron Contact with and absorb onto the surface of the particles, (d) recover the particles produced from the aqueous medium, and (e) heat the recovered particles under reducing conditions to form a magnetite (m) Oxidation or oxidation and partial reduction To the ore for ferrous ferric atomic ratio of 0.05: changes in the magnetic iron oxide 1: 1 to 0.25. The composition is useful for use in magnetic parts of magnetic recording media.

비화학양론적인 자성산화철이라는 용어는 산화철이 일정비율의 법칙(화학양론)과 일치하지 않는다는 뜻이다. 상기 산화물류를 베르톨라이드 화합물류라하며, 자철광 Fe2O4(FeOx, 여기에서 X=1.33)과 마그헤마이트(maghemite), 감마-Fe2O3(Fe Ox, 여기에서 X=1.50)의 산화도를 갖는다. 비화학 양론적인 자성산화철중 제일철 대 모든 철의 원자비는 1:3미만이다.The term non-stoichiometric magnetic iron oxide means that iron oxide is inconsistent with a certain proportion of the law. The oxides are called Bertolide compounds, and magnetite Fe 2 O 4 (FeOx, where X = 1.33), maghemite, gamma-Fe 2 O 3 (Fe Ox, where X = 1.50) Has an oxidation degree of. The atomic ratio of ferrous iron to all iron in nonstoichiometric magnetic iron oxide is less than 1: 3.

상술한 바와같이 본 발명의 비화학 양론적인 침상의 자성 산화철 입자들은 철의 총함량 기준으로 0.4-5.0원자%의 인과 2.0-10.0원자%의 아연을 함유하며, 제일철 대 제이철의 원자비가 0.05:1내지 0.25:1이다. 인의 원자%가 0.25-0.25이고, 아연의 원자%는 2.0-7.0원자%인 것이 바람직하다. 코발트를 함유시킬 때에는 총 철의 함량기준으로 0.1-10.0원자%를 함유시키며, 코발트 대 아연의 원자 0.6이상이 바람직하다. 특히 자성산화철중 제일철대 제이철의 원자비는 0.05-0.22인 것이 바람직하며, 0.05-0.20이 가장 바람직하다.As described above, the non-stoichiometric magnetic iron oxide particles of the present invention contain 0.4-5.0 atomic% phosphorus and 2.0-10.0 atomic% zinc based on the total content of iron, and the atomic ratio of ferrous iron to ferric iron is 0.05: 1. To 0.25: 1. It is preferable that atomic% of phosphorus is 0.25-0.25, and atomic% of zinc is 2.0-7.0 atomic%. When the cobalt is contained, 0.1-10.0 atomic% is included based on the total iron content, and cobalt-to-zinc atom of 0.6 or more is preferable. In particular, the atomic ratio of ferrous iron to ferric iron in magnetic iron oxide is preferably 0.05-0.22, most preferably 0.05-0.20.

본 발명의 비화학양론적인 침상의 자성산화철은 우수한 자성을 나타내고, 디지탈, 오디오 및 헬리컬 비데오에 사용하는데에 있어서 성능이 우수하며, 특히 마모성에 있어서 보다 더 새로운 하아드웨어 방식이 필요가 없으며, 또한 온도 및 물리적 응력에 대한 자기 및 전자 안정성에 있어서 유해가 없기 때문에 피막이 완전 무결하다.The non-stoichiometric magnetic iron oxide of the present invention exhibits excellent magnetic properties and is excellent in use in digital, audio, and helical video, and does not require a newer hardware method, especially in wear, and also in temperature. And the film is completely flawless since there is no harm in magnetic and electronic stability against physical stress.

본 발명의 침상의 자성 산화철은 하기 일련의 공정들로 이루어지는 방법, 즉(a) 비자성 사화제이철이나 이의 수화물로이루어지는 침상 이자들의 분산 수용액을 제조하는 공정 ; (b) 상기 입자들을 철의 총 함량 기준으로 0.4-0.5원자%의 인을 함유하는 수용성 화합물로 처리하는 공정 ; (c)철의 총 하량 기준으로 2.0-10.0원자%의 아연화합물을 pH8.0이상으로 처리한 입자들에 접촉시켜서, 입자들의 표면상에 흡수시키는 공정 ; (d)수용액배지로부터 생성된 입자들을 회수하는 공정 ; (e) 환원조건하에 회수한 입자들을 가열하여 자철광을 생성시키는 공정 ; 및 (f)부분 산화 또는 산화 및 부분환원 방법에 의해서 자철광을 제일철대 제이철의 원자비가 0.05:1 내지 0.25:1인 비화학양론적 자성산화철로 변화시키는 공정들로 이루어지는 방법에 의해서 제조된다.The needle-shaped magnetic iron oxide of the present invention comprises a method consisting of the following series of steps: (a) preparing a dispersed aqueous solution of acicular interest consisting of nonmagnetic ferrous tetrachloride or a hydrate thereof; (b) treating the particles with a water-soluble compound containing 0.4-0.5 atomic percent phosphorus based on the total content of iron; (c) adsorbing a zinc compound of 2.0-10.0 atomic% on the basis of the total amount of iron to particles treated with pH 8.0 or higher to be absorbed on the surface of the particles; (d) recovering the particles produced from the aqueous medium; (e) heating the recovered particles under reducing conditions to produce magnetite; And (f) a process of changing the magnetite to non-stoichiometric magnetic iron oxide having an atomic ratio of ferrous iron to ferrous iron by 0.05: 1 to 0.25: 1 by partial oxidation or oxidation and partial reduction method.

본 발명의 방법에 출발물질로 사용하는 산화제이철이나 수화물이나 산화제이철 입자들은 비자성이며 모양은 침상이다. 입자들의 길이는 0.2-1.0마이크론이 바람직하고, 길이대폭의 비는 5:1이상이 바람직하며, 8:1내지 20:1이 가장 바람직하다. 출발물질이 침철광(알파-FeOOH)적철광(알파-Fe2O3) 및 레피도크로사이트(lepidocr oite, 감마-FeOOH)인 것이 특히 바람직하다. 이들 산화물의 침상 입자들은 공지되어 있어 시판되고 있으며, 또한 알카리 수산화물에 대한 화학양론적 당량의 1/3미만에서 이 화학양론적당량 이상을 사용하여 제일철염 용액으로 부터 편리하게 제조한 다음에 산성배지(과량의 제일철용액)나 또는 염기 배지(과량의 알카리 용액)내에서 석출되는 수산화물을 소망하는 크기를 갖는 입자들을 만들 수가 있다.The ferric oxide, hydrate, or ferric oxide particles used as starting materials in the process of the invention are nonmagnetic and needle-shaped. The length of the particles is preferably 0.2-1.0 micron, the ratio of length to width is preferably at least 5: 1, and most preferably from 8: 1 to 20: 1. It is particularly preferred that the starting materials are goethite (alpha-FeOOH) hematite (alpha-Fe 2 O 3 ) and lepidocr oite (gamma-FeOOH). Needle-shaped particles of these oxides are known and commercially available, and are also conveniently prepared from ferrous salt solutions using more than this stoichiometric equivalent to less than one-third of the stoichiometric equivalent of alkali hydroxides, It is possible to produce particles having a desired size of hydroxide precipitated in excess ferrous solution) or base medium (excess alkaline solution).

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 침상의 입자들은 알파-FeOOH입자들이며, 이 입자들은 세척하여 가용성 염들을 제거시킨 다음에 물에 재반죽하여 분산수용액을 얻는다. 분산액내에서의 입자들의 농도는 그다지 중요한 문제는 아니고,실제로 필요한 것은 물을 충분한 양으로 함유시켜 적절한 유동성이 얻어지며, 교반이 용이한 상태가 되면 좋다.In a preferred embodiment of the present invention, the acicular particles are alpha-FeOOH particles, which are washed to remove soluble salts and then kneaded again in water to obtain a dispersion solution. The concentration of the particles in the dispersion is not a very important problem, and what is actually needed is to contain a sufficient amount of water to obtain proper fluidity and to be easily stirred.

인을 함유하는 화합물에 의한 처리 공정은 인산 수용액이나 또는 그의 수용성 염을 분산액내에 교반하면서 서서히 가하고 교반을 계속 행하여 철 산화물 입자상에 균일하게 분포 및 흡수가 일어나도록 실시하는 것이 바람직하다. 인을 함유하는 바람직한 화합물류는 인산, 인산모노-, 디-또는 트리-알카리 금속염류 및 특히 인산이수소, 오르토인산이나트륨, 인산삼나트륨, 피로 인산나트륨, 메타인산나트륨 등과 같은 무기염류나 산류이다. 인을 함유하는 화합물류는 통상 희석수용액 형태로 첨가시키며, 분산액의 온도범위는 약 30℃에서 약 100℃이다.The treatment step with the phosphorus-containing compound is preferably carried out so that an aqueous solution of phosphoric acid or a water-soluble salt thereof is gradually added to the dispersion while stirring, and stirring is continued to uniformly distribute and absorb the iron oxide particles. Preferred compounds containing phosphorus include inorganic acids or acids such as phosphoric acid, mono-phosphate, di- or tri-alkali metal salts and especially dihydrogen phosphate, disodium orthophosphate, trisodium phosphate, sodium pyrophosphate, sodium metaphosphate, etc. to be. Phosphorus-containing compounds are usually added in the form of dilute aqueous solution, and the temperature range of the dispersion is about 30 ° C to about 100 ° C.

인을 함유하는 화합물의 양은 총 철의 함량 기준으로 약 0.4에서 약 5.0원자% 바람직하게는 0.5에서 약 2.5원자%의 인을 충분히 제공할 수 있는 화합물을 사용하여야 한다.The amount of the compound containing phosphorus should be used to provide a sufficient amount of phosphorus from about 0.4 to about 5.0 atomic%, preferably from 0.5 to about 2.5 atomic%, based on the total iron content.

상술한 바와 같이 처리된 입자들은 pH8.0이상으로 하여 아연화합물과 접촉시킨다. 통상 수용액이나 분산액 상태의 아연화합물을 분산액에 첨가시키는 것이 바람직하고, pH는 약 8.5에서 약 10.0값을 사용하여 필요에 따라 조절하여야 한다. 황산아연, 산화아연, 염화아연이나 초산아연 등과 같이 수용성이거나 물에 분산될 수 있으면 어떠한 아연 화합물이라도 사용할 수가 있으며, 아연의 함량은 총 철의 함량 기준으로 약 2.0에서 약 10.0 바람직하게는 약 2.0에서 약 7.0원자%으 아연 석출물을 충분히 제공할 수 있는 양만큼 사용하여야 한다. 아연을 입자상에 석출시키는 정확한 방법에 대해서는 완전히 이해시킬 수가 없다. 그러나 처리방법은 제품 균일도 및 본 발명의 우수성을 얻는데 중요하다는 사실이 발견되었다.The particles treated as described above are brought into contact with the zinc compound at a pH of 8.0 or higher. Usually, it is preferable to add zinc compound in aqueous solution or dispersion state to the dispersion, and the pH should be adjusted as necessary using a value of about 8.5 to about 10.0. Any zinc compound can be used as long as it is water-soluble or dispersible in water, such as zinc sulfate, zinc oxide, zinc chloride or zinc acetate, and the zinc content is about 2.0 to about 10.0, preferably about 2.0, based on the total iron content. It should be used in an amount sufficient to provide about 7.0 atomic% of zinc precipitates. The exact way to deposit zinc onto the particles is not fully understood. However, it has been found that the treatment method is important for obtaining product uniformity and the superiority of the present invention.

입자들을 아연으로 처리한 다음에, 분산액을 압축거르게, 스크린등에 통과시키거나 원심 분리 등의 종전의 방법에 의하여 수용액 배지로 부터 입자들을 분리시키고, 회수한 입자들을 세척, 건조를 행한 다음에, 상기 약 1cm의 모든 덩어리를 통상 분쇄하여 분해시킨다.After the particles were treated with zinc, the dispersion was compressed, passed through a screen or the like, or separated from the aqueous medium by a conventional method such as centrifugation, and the recovered particles were washed and dried. All lumps of about 1 cm are usually comminuted and broken up.

처리한 입자들을 자성 산화철로 전환시키는 방법은 종전의기술에의해서 실시하며, 입자들을 용광로내에 주입시키고 가열하여 수화물을 모두 제거시킨 다음 환원성 분위기하에서 계속 가열을 행하면 탈수된 입자들이자철광으로 전환되는데, 산화성 분위기 하에서 가열하여 입자들을 부준 산화시키면 소망하는 제일철대 제이철의 원자 비율이 얻어진다.The process of converting the treated particles into magnetic iron oxide is carried out by conventional techniques. The particles are injected into the furnace, heated to remove all hydrates, and continue heating in a reducing atmosphere to convert dehydrated particles to magnetite. Subsequent oxidation of the particles by heating in the atmosphere yields the desired atomic ratio of ferrous to ferric iron.

또한 자철광 입자들을 제이철 상태로 완전히 재산화시킨 다음에, 소망하는 제일철 대 제이철의 원자비율로 부분 환원시키는 것이 바람직하다. 입자들은 통상 냉로(冷爐)에 도입시켜 온도를 약 250℃로부터 약 600℃까지 올리고, 수소 및 또는 일산화탄소 등과 같은 환원성 가스를 도입하여, 가열을 300℃-500℃로 계속 행한다. 환원성 분위기하에서 약 1-4시간 동안 탈수된 알파-Fe2O3입자들은 자철광으로 전환시킨다. 자철광으로의 환원은 주의깊게 실시하고, 대략 환원이 종료된 다음에는 이 이상은 거의 실시하지 않는다. 보통 필요로하는 양은 산화물의 입로 및 비표면외에 가스의 흐름, 온도, 환원제, 불활성 가스와 수증기 존재량에 따라서 변화된다. 주어진 계(系)에 대한 적당한 조건 등은 본 기술에 숙련된 자들에 의해서 일련의 실험을 실시해 봄으로서 용이하게 결정할 수가 있다.It is also desirable to magnetize the magnetite particles completely to ferric state and then partially reduce to the desired atomic ratio of ferrous iron to ferric iron. Particles are usually introduced into a cold furnace to raise the temperature from about 250 ° C to about 600 ° C, introduce a reducing gas such as hydrogen and / or carbon monoxide, and continue heating at 300 ° C-500 ° C. Alpha-Fe 2 O 3 particles dehydrated for about 1-4 hours in a reducing atmosphere are converted to magnetite. The reduction to magnetite is carried out carefully, and after the reduction is almost finished, almost no abnormality is performed. The amount usually required varies depending on the gas flow, temperature, reducing agent, inert gas and water vapor content, in addition to the oxide inlet and specific surface. Appropriate conditions and the like for a given system can be easily determined by performing a series of experiments by those skilled in the art.

입자들을 자철광 상태로 환원시킨 다음에 용광로의 분위기를 산화상태로 변화시키는데, 환원성 가스의 공급을 완료한 다음 불활성 가스로 배기를 해한 후 공기나 산소를 도입시켜 입자들을 225℃내지 375℃로 가열시키는 것이 바람직하다. 입자들이 소망하는 제일철에 대한 제이철의 원자 비율에 도달될 때까지 산화 분위기 상태로 하고 또한 입자들을 완전히 산화시켜 제이철 상태로 한 다음에 제일철에 대한 제이철의 소망하는 원자 비율로 부분 환원시킨다. 생성된 입자들은 종래의 방법 이를테면, 미합중국 특허 제2,954,303호에 나타낸 바와 같이 불활성 분위기내에서 냉각시킨 다음 보올밑 내에서 분쇄시키는 방법으로 회수된다.After the particles are reduced to magnetite, the atmosphere of the furnace is changed to an oxidized state. After the supply of the reducing gas is completed, the exhaust gas is degassed with an inert gas and air or oxygen is introduced to heat the particles from 225 to 375 ° C. It is preferable to make it. The particles are placed in an oxidizing atmosphere until the desired atomic ratio of ferrous to ferrous iron is reached, and the particles are completely oxidized to ferric state and then partially reduced to the desired atomic ratio of ferrous to ferrous iron. The resulting particles are recovered by conventional methods such as cooling in an inert atmosphere and then pulverizing in a bottom as shown in US Pat. No. 2,954,303.

수용액이나 분산액상의 코발트 화합물을 비자성 산화제이철이나 그의 염으로 이루어지는 입자들의 분산수용액이나 아연화합물을 도입시키기 전에 인으로 처리한 입자들의 분산액에 첨가한 다음, 필요에 따라서는 8.0이상의 pH를 제공할 수 있는, 바람직하게는 약 8.2에서 약 10으로 pH를 조절하는 조작에 의해서 입자들을 코발트로 개질시켜 보다 높은 보자력을 갖는 이들 산화물을 얻을 수가 있다. 경우에 따라서는 인으로 처리한 입자들에 코발트 화합물을 첨가할 때에는 두 개의 공정, 즉 코발트의 첨가전 및 첨가후에 필요로하는 인의 총량을 첨가시키는 것이 보통 바람직하다. 황산 코발트나 코발트 수화물과 같이 수용성이거나 또는 물에 쉽게 분산될 수 있는 코발트 화합물이면 어떠한 화합물이라도 사용할수가 있다. 본 발명의 바람직한 실시예의 경우에철의 총량기준으로 코발트의 함량은 0.1-10.0원자%이고, 0.5-7.0원자%인 것이 바람직하다. 코발트에 대한 아연의 비율은 0.6이상이 바람직하며, 0.8대 5인 것이 가장 바람직하다.An aqueous solution or dispersion of the cobalt compound is added to the dispersion of particles of phosphorus-treated particles or a dispersion of particles of nonmagnetic ferric oxide or a salt thereof and introduced into the dispersion of phosphorus-treated particles before the introduction of a zinc compound. The particles can be modified with cobalt, preferably by manipulation of the pH from about 8.2 to about 10, to obtain these oxides with higher coercivity. In some cases, it is usually desirable to add the total amount of phosphorus needed during the addition of the cobalt compound to the particles treated with phosphorus, two processes, namely before and after the addition of cobalt. Any compound may be used as long as it is water-soluble or easily dispersible in water such as cobalt sulfate or cobalt hydrate. In the case of the preferred embodiment of the present invention, the content of cobalt is 0.1-10.0 atomic% and 0.5-7.0 atomic% based on the total amount of iron. The ratio of zinc to cobalt is preferably at least 0.6, most preferably 0.8 to 5.

본 발명에 서술한 비화학양론적인 침상의 자성산화철은 자기 기록테이프의 제조에 특히 유용하고, 종래의 용매 및 결합체 가열에 쉽게 분산될 수 있기 때문에, 담체상에 피복시켜, 필요에 따라서는 건조 및 경화하여 테이프, 디스크 또는 시이트(sheet)등의 자기 기록기구로서 사용할 수가 있다. 본 발명의 철산화물을 함유하는 자기테이프는 현재 시판되고 있는 테이프에 비하여 우수한 특성을 지니며, 표면평활도, 내마모성이 뛰어나고, 온도 및 물리적 응력을 받을 때 안정성이 우수하다.The nonstoichiometric magnetic iron oxides described in the present invention are particularly useful for the production of magnetic recording tapes and can be easily dispersed in conventional solvent and binder heating, so that they are coated on a carrier and dried as necessary. It can be hardened and used as a magnetic recording device such as a tape, a disk or a sheet. The magnetic tape containing iron oxide of the present invention has superior characteristics compared to currently available tapes, and has excellent surface smoothness and abrasion resistance, and excellent stability when subjected to temperature and physical stress.

하기실시예들에 따라서 본 발명을 보다 더 상세하게 서술하겠다. 실시예들에 있어서 특별히 기술하지 않는 한 퍼센트는 모두 중량 기준이다.The present invention will be described in more detail according to the following examples. All percentages are by weight unless otherwise indicated in the examples.

[실시예 1]Example 1

교반기, 가열기 및 온도계가 설치된 탱크에 입자의 평균길이가 약 0.6마이크론이고, 폭에 대한 길이의 비율이 약 12인 세척된 침상의 알파 FeOOH입자들을 1리터당 34.5g을 함유하는 수용성 슬러리를 1.89킬로미터 주입시켰다. 교반을 실시하면서 주입한 물질을 70℃로 가열하였다. 산소를 함유하는 가스를 교반된 슬러리에 1초에 1.9리터 속도로 통과시켰다. 17%수산화나트륨 수용액을 슬러리에 첨가하여 5.4로 조정하고, 21.2%인 산수용액 1.5리터를 서서히 가하면서, 슬러리 물질을 70℃에서 1시간동안 교반하였다. 다음에 황산아연 1수화물(ZnSO4, H2O) 6.67 kg을 30%황산아연 수용액인 슬러리 물질에 첨가하고, 슬러리 물질의 pH를 9.0으로 조정하여 70℃에서 또 2시간 동안 교반하였다. 슬러리 물질을 거르게로 압축하여 얻어지는 압축케이크를 세척하여 가용성 염을 제거한 다음에, 세척한 압축 케이크를 110℃에서 24시간동안 건조하고, 건조된 케이크를 덩어리로 압착 분쇄하였다. 다음에 압착된 케이크를 하소기로 이송시키고, 여기에서 365℃로 가열탈수시켜 365℃에서 환원하였다. 다음에 철의 33.9%가 제일철상태로 될때까지 327℃에서 산화하였다.1.89 kilometers of aqueous slurry containing 34.5 g / liter of washed needle-like alpha FeOOH particles with an average length of about 0.6 microns and a ratio of length to width of about 12 microns in a tank equipped with a stirrer, heater and thermometer I was. The injected material was heated to 70 ° C. while stirring. The gas containing oxygen was passed through the stirred slurry at a rate of 1.9 liters per second. An aqueous 17% sodium hydroxide solution was added to the slurry to adjust to 5.4, and the slurry material was stirred at 70 ° C. for 1 hour while slowly adding 1.5 liters of 21.2% acid aqueous solution. Next, 6.67 kg of zinc sulfate monohydrate (ZnSO 4 , H 2 O) was added to the slurry material which is 30% zinc sulfate aqueous solution, and the pH of the slurry material was adjusted to 9.0 and stirred at 70 ° C. for 2 hours. The compressed cake obtained by compressing the slurry material to an oven was washed to remove soluble salts, and then the washed compressed cake was dried at 110 ° C. for 24 hours, and the dried cake was press-crushed into chunks. Next, the pressed cake was transferred to a calciner, heated and dehydrated at 365 ° C, and reduced at 365 ° C. It was then oxidized at 327 ° C until 33.9% of the iron became iron.

다음에 제품중 FeO의 중량%가 0.7이 될때까지 343℃에서 환원시켰다. 다음에 철의 16.1%가 제일철상태가 될때까지 불활성 분위기 하에서 415℃로 1시간동안 가열시킨 다음에 불활성 분위기 내에서 실온으로 냉각시켰다. 생성된 제품은 다음에 보올밑에 의해 분말로 분쇄된후 출발물질인 알파 FeOOH입자와 거의같은 모양을 가지며 제일철대 제이철의 원자비가 0.16인 비화학양론적인 침상의 자성산화철입자로 얻어졌다. 얻어진 제품은 65.5%의 철의 무게 분석치와 철의 함량에 대하여 0.75원자%의 인 및 5.0원자%의 아연을 함유하였으며, 2,000에르스텟의 자장을 갖는 B-H미터기로 측정하였을 때 하기 자성을 나타내었다.It was then reduced at 343 ° C. until the weight percentage of FeO in the product became 0.7. It was then heated to 415 ° C. for 1 hour in an inert atmosphere until 16.1% of the iron became ferrous and then cooled to room temperature in an inert atmosphere. The resulting product was then pulverized into powder and then obtained as non-stoichiometric needle-shaped iron oxide oxide particles having the same shape as the starting material alpha FeOOH particles and having an atomic ratio of 0.16 of ferrous iron. The obtained product contained 0.75 atomic% phosphorus and 5.0 atomic% zinc with respect to the iron weight analysis of 65.5% and the iron content, and exhibited the following magnetic properties when measured with a B-H meter having a magnetic field of 2,000 erste.

보자력(Hc)-385에르스텟.Coercive force (Hc) -385 Hersted.

잔류자기(Br)-2620가우스Residual Magnetic (Br) -2620 Gauss

최대 인덕턴스(Bm)-4800가우스.Maximum Inductance (Bm)-4800 Gauss.

자성산화철 사용하여 하기 방법에 의하여 자기테이프를 만들었다. 34.8g의 철산화물과 61%크실렌 26%메틸이소부틸케톤, 7%테레프탈산 디옥틸을 함유하는 전색제 및 6%레시틴형의 습윤제로 구성된 주입물을 40분 동안 보올밀링하여, 얻어지는 자성산화철을 함유하는 분산액 피막조성물을 제조한 다음에, 톨루엔/메틸에틸케톤(2.3/1)내의 염화비닐과 초산비닐(90:10)15%공중합체 용액 45밀리리터를 주입물에 첨가한 다음에 20분동안 계속하여 밀링을 행하였다. 생성된 분산액(#4스핀들을 사용하여 부루크피일드 점도가 30℃, 20RPM에서 45포아즈)을 피막제하여, 배향자석이 달린 나이프 제피기(製被機)를 사용하여, 길이가 25마이크론인 쌍축으로 배향된(테레프탈산)플리(에틸렌)필름을 1분에 약 18미터의 필름 속도로서 도포하여 생성된 피막필름을 공기중에서 건조시킨 다음에, 피막필름으로부터 약 7센티미터폭의 테이프를 절단하였다.Magnetic iron oxide was used to make magnetic tape by the following method. An injection consisting of a 34.8 g iron oxide, 61% xylene 26% methyl isobutyl ketone, a colorant containing 7% dioctyl and 7% terephthalate, and a 6% lecithin-type wetting agent was carried out by boil-milling for 40 minutes to contain magnetic iron oxide. After preparing the dispersion coating composition, 45 milliliters of a vinyl chloride and vinyl acetate (90:10) 15% copolymer solution in toluene / methylethylketone (2.3 / 1) was added to the infusion and then continued for 20 minutes. Milling was performed. The resulting dispersion liquid (# 4 spins were subjected to a buke feed viscosity of 30 ° C. and 45 poise at 20 RPM), and was then 25 microns in length using a knife extruder with an orientation magnet. The resulting film was dried in air by applying a biaxially oriented (terephthalic acid) poly (ethylene) film at a film speed of about 18 meters per minute, and then a tape of about 7 centimeters wide was cut from the film.

현미경을 사용하여 100×배율 및 낮은 각도로 피막표면(피막두께 5마이크론)에 대한 광택을 검사한 결과, 광택, 조직, 평활도, 및 분산품질이 우수하다는 것을 알 수 있었다. 1,000에르스텟 자장의 세기를 갖는 B-H미터기로 이 테이프의 자성을 측정한 결과 하기 특성이 얻어졌다.The microscopic examination of the film surface (film thickness of 5 microns) at 100 × magnification and low angle showed excellent gloss, texture, smoothness, and dispersion quality. The magnetic properties of this tape were measured with a B-H meter having an intensity of 1,000 Hersted magnetic field, and the following characteristics were obtained.

보자력(Hc)-354에르스텟.Coercive force (Hc) -354 Hersted.

잔류자기(Br)-1,290가우스Residual Magnetic (Br) -1,290 Gauss

최대인덕턴스(Bm)-1518가우스.Maximum Inductance (Bm) -1518 Gauss.

스퀘어니스(squareness)(Br/Bm)-0.85Squareness (Br / Bm) -0.85

절환장분포(switching Field Distribution) (H△)-105에르스텟Switching Field Distribution (H △) -105 Hersted

정규절환장 분포(H△/Hc)-0.30Normal switchboard distribution (H △ / Hc) -0.30

[실시예 2]Example 2

침상의 알파-FeOOH 입자를 1리터에 31.8g을 함유하는 슬러리 수용액 1.89킬로미터를 탱크에주입시키는 것 ; 21.2%인산 수용액 1.86리터를 사용하는 것 ; 인산으로 처리한 입자들을 함유하는 슬러리 물질에 20%황산 코발트 7수화물(CoSO4 7H2O)5.35킬로그람을 서서히 가하여, pH를 8.5로 조정하고, 황산아연을 주입시키기 전에 1시간 동안 이 슬러리물질을 교반시키는 것 ; 황산아연을 주입시키기 전에 1시간 동안 이 슬러리 물질을 교반시키는 것 ; 황산 아연 1수화물 6.23킬로그람을 사용하는 것 ; 탈수조작을 371℃에서 실시하는 것 ; 철의 34.2%가 제일철 상태가 될때까지 제1의 환원조작을 371℃에서 실시하는 것 및 철중 17.1%가 제일철 상태로 될때까지 치ㅗ종환원 조작을 실시하는 것등을 제외하고는 실시예 1의 조작을 반복 실시하였다. 생성되는 제품은 최종환원 조작을 실시하는 것등을 제외하고는 실시예 1의조작을 반복 실시하였다. 생성되는 제품은 제일철 대 제이철의 원자비가 0.17인 비화학양론적인 침상의 자성산화철 입자들이었으며, 이 입자들은 출발물질인 FeOOH입자들과 거의 모양이 동일하였다. 제품을 분석한 결과, Fe 62.5%철기준으로 0.80원자%의 인, 2.8원자%의 코발트 및 5.1원자%의 아연이 함유되었다. 2,000에르스텟자장을 갖는 B-H미터기로 이 제품의 자성을 측정한 결과 하기 특성이 얻어졌다.Injecting 1.89 km of an aqueous slurry solution containing 31.8 g of needle-shaped alpha-FeOOH particles into a tank; Using 1.86 liters of an aqueous 21.2% phosphoric acid solution; 20% cobalt sulfate heptahydrate (CoSO4 7H2O) 5.35 kilogram was slowly added to the slurry material containing the particles treated with phosphoric acid to adjust the pH to 8.5 and stir the slurry material for 1 hour before injecting zinc sulfate. Thing; Stirring the slurry material for 1 hour before injecting zinc sulfate; Using 6.23 kilograms of zinc sulfate monohydrate; Dehydrating at 371 ° C; Example 1 except that the first reduction operation was carried out at 371 ° C. until 34.2% of the iron became the first iron state, and the reduction of the chitin species was carried out until 17.1% of the iron became the first iron state. The operation was repeated. The resulting product was repeated in Example 1 except for performing the final reduction operation. The resulting products were non-stoichiometric needle-shaped iron oxide oxide particles with an atomic ratio of 0.17 to the first iron and ferric iron, which were almost identical in shape to the starting material FeOOH particles. Analysis of the product revealed that it contained 0.80 atomic percent phosphorus, 2.8 atomic percent cobalt and 5.1 atomic percent zinc on a Fe 62.5 percent iron basis. The magnetic properties of this product were measured with a B-H meter having a 2,000 erste magnetic field, and the following characteristics were obtained.

보자력(Hc)-656에르스텟.Coercive force (Hc) -656

잔류자기(Br)-2380가우스Residual Magnetic (Br) -2380 Gauss

최대인덕턴스(Bm)-4350가우스.Maximum Inductance (Bm)-4350 Gauss.

자성산화철을 사용하여 실시예 1의조작에 따라서 테이프를 만들었을 때 테이프는 아주 평활하였고 광택이 양호하였으며, 2,000에르스텟자장의 세기를 갖는 B-H미터리고 이 테이프의 자성을 측정하였더니 하기 특성이 얻어졌다.When the tape was made according to the operation of Example 1 using magnetic iron oxide, the tape was very smooth and glossy, and the magnetic properties of the tape were measured by measuring the magnetic properties of the tape with a strength of 2,000 Hersted field. .

보자력(Hc)-689에르스텟.Coercive force (Hc) -689 Hersted.

잔류자기(Br)-1420가우스Residual Magnetic (Br) -1420 Gauss

최대인덕턴스(Bm)-1775가우스.Maximum Inductance (Bm)-1775 Gauss.

스퀘어나(Br/Bm)-0.80SQUARE (Br / Bm) -0.80

스전환장분포(H△)-224에르스텟.Switch length long distribution (H △)-224 Hersteds.

정규절환장분포(H△/Hc)-0.34.Normal switchover distribution (H △ / Hc) -0.34.

슬러리 물질에 인산을 첨가하지 않고, 황산아연을 도입시키기 전에 슬러리 물질의 pH를 8.3으로 조정하는 것을 제외하고는 상기 조작을 이용하여 조절제를 조제하였다. 생성된 제품을 분석한 결과 62.8%의 Fe, 철기준으로 2.8원자%의 코발트 및 5.1원자%의 아연을 함유하였으며, 하기 자성의 성질(2,000에르스텟의 자장)이 나타났다.A regulator was prepared using the above operation except that the pH of the slurry material was adjusted to 8.3 before introducing zinc sulfate without adding phosphoric acid to the slurry material. Analysis of the resulting product contained 62.8% Fe, 2.8 atomic% cobalt and 5.1 atomic% zinc on the basis of iron, and showed the following magnetic properties (magnetic field of 2,000 Hersted).

보자력(Hc)-510에르스텟.Coercive force (Hc) -510 Hersted.

잔류자기(Br)-2580가우스Residual Magnetic (Br) -2580 Gauss

최대인덕턴스(Bm)-4810가우스.Maximum Inductance (Bm)-4810 Gauss.

이 표준 산화물을 사용하여 실시예 1의 조작에 따라서 테이프를 만들었는데 이 테이프는 하기 자성치들을 나타내었다.This standard oxide was used to make a tape according to the operation of Example 1, which showed the following magnetic values.

보자력(Hc)-628에르스텟.Coercive force (Hc) -628 elstede.

잔류자기(Br)-1275가우스Residual Magnetic (Br) -1275 Gauss

최대인덕턴스(Bm)-1725가우스.Maximum Inductance (Bm)-1725 Gauss.

스퀘어나(Br/Bm)0.74SQUARE (Br / Bm) 0.74

스전환장분포(H△)-268에르스텟.Switching length distribution (H △)-268 esthet.

정규절환장분포(H△/Hc)-0.43.Normal Switching Distribution (H △ / Hc) -0.43.

표준대조용 테이프의 자기 표면에 대한 광택, 평활도, 구조 및 분산성은 본 실시예의자기 산화물로 피복된 테이프보다 떨어졌다.The gloss, smoothness, structure, and dispersibility of the standard control tape on the magnetic surface were inferior to the tape coated with the magnetic oxide of the present embodiment.

본 실시예의 제품과 표준대조물에 대한 X선 회절 모양을 기니에(Guinier)기술 및 크롬 표적관을 사용하여 비교하였다. 모양은 유사하였으나 동일하지 않았으며, 표준대조물에 대한 모양은 두 개가 일정하지 않고, 동일하지 않으며 본 실시예 제품의 모양에 존재하지 않은 선들이 있었다. 본 실시예 제품의 셀 정수는 8.381로 같았으며, 반면에 표준대조물의 셀 정수는 8.378이었다.The X-ray diffraction patterns for the product of this example and the standard control were compared using Guinier technology and chromium target tubes. The shapes were similar but not identical, and the shapes for the standard control were not constant, the two were not the same, and there were lines that did not exist in the shape of the present example product. The cell constant of the product of this example was 8.381, while the cell constant of the standard control was 8.378.

[실시예 3]Example 3

교반기, 가열기 및 온도계가 달린 탱크에 실시예 1의 침상이 알파 FeOOH입자들을 1리터에 30.8그람 함유하는 슬러리 수용액 1.89킬로리터를 주입시켰다. 교반을 실시하면서, 주입물을 70℃로 가열하고, 교반된 슬러리 물질을 통하여 산소를 함유하는 가스를 1초에 1.9리터 속도로 통과시켰다. 17%코발트 수화물을 함유하는 분산 수용액을 별도로 제조하고, 이 분산액을 9.31킬로그람의 교반된 탱크 슬러리 물질에 30분간에 걸쳐서 서서히 가하여, 슬러리 물질의 최종 pH를 8.5로 하였다. 다음에 21.2%의 인산 수용애 2.1리터를 첨가하고, 슬러리 물질을 1시간동안 교반하였다. 16%산화 아연을 함유하는 분산 수용액을 별도로 조제하고, 이 분산수용액 17.5kg을 교반된 슬러리 물질에 서서히 가하여, pH를 9.0으로 하여 또 1시간 동안 교반을 계속하였다. 슬러리 물질을 거르레고 압착하고, 압착한 케이크를 세척하여 가용성 염류를 제거한 다음, 세척한 압착케이크를 110℃에서 24시간 건조시켜 덩어리로 압착 분쇄하였다. 다음에 압착한 케이크를 하소기로 이송시켜, 여기에서 371℃까지 가열탈수하고, 철의 33.8가 제일철의 상태가 될 때까지 371℃에서 환원시킨다. 다음에 제품의 FeO중량%가 0.3이 될때가지 349℃에서 환원시킨다. 다음에 철의 16.8%가 제일철 상태가 될때까지 불활성 분위기하에서 399℃로 1시간 동안 가열한 다음에 불활성 분위기 내에서 실온으로 냉각시켰다. 다음에 보올밑에 의하여 분말로 분쇄하여 형성된 제품은 제일철대 제이철의 원자비가 0.16인 비화학양론적인 침상의 자성산화철 입자들이었으며, 출발물질인 알파-FeOOH입자들의 모양과 거의 같은 모양이었다. 이 제품은 Fe62.8%를 함유하고, 또 이 제품에는 철기준으로 2.5원자%의 코발트, 1.0원자%의 인 및 5.0원자%의 아연이 함유되어 있었으며, 3,000에르스텟의 자장을 갖는 B-H미터기로 이제품을 측정한 결과 하기와 같은 자성의 특징을 나타내었다.In a tank equipped with a stirrer, a heater and a thermometer, 1.89 kiloliters of an aqueous slurry solution containing 30.8 grams of needle-like alpha FeOOH particles in 1 liter was injected. While stirring, the injection was heated to 70 ° C. and an oxygen containing gas was passed through the stirred slurry material at a rate of 1.9 liters per second. A dispersion aqueous solution containing 17% cobalt hydrate was separately prepared and this dispersion was slowly added over 9.31 kilograms of stirred tank slurry material over 30 minutes to bring the final pH of the slurry material to 8.5. Then 2.1 liters of 21.2% phosphoric acid aqueous solution was added and the slurry material was stirred for 1 hour. A dispersion aqueous solution containing 16% zinc oxide was separately prepared, and 17.5 kg of this dispersion aqueous solution was slowly added to the stirred slurry material, and the stirring was continued for 1 hour at a pH of 9.0. The slurry material was filtered and pressed, the pressed cake was washed to remove soluble salts, and then the washed pressed cake was dried at 110 ° C. for 24 hours to be crushed into chunks. Next, the crimped cake is transferred to a calciner, heated and dehydrated to 371 ° C., and reduced at 371 ° C. until 33.8 iron is in the first iron state. It is then reduced at 349 ° C until the FeO weight percentage of the product is 0.3. It was then heated to 399 ° C. for 1 hour in an inert atmosphere until 16.8% of the iron became ferrous and then cooled to room temperature in an inert atmosphere. Next, the product formed by grinding powder into powder was non-stoichiometric needle-like iron oxide particles having an atomic ratio of 0.16 in ferrous iron, almost the same shape as the starting material alpha-FeOOH particles. This product contains Fe 2.8%, it contains 2.5 atomic% cobalt, 1.0 atomic% phosphorus and 5.0 atomic% zinc on the basis of iron. The measurement of the product showed the following characteristics of magnetic properties.

보자력(Hc)-702에르스텟.Coercive force (Hc) -702 Hersted.

잔류자기(Br)-2300가우스Residual Magnetic (Br) -2300 Gauss

최대인덕턴스(Bm)-4250가우스.Maximum Inductance (Bm)-4250 Gauss.

이 자성산화철을 사용하여 실시예 1의 조작에 의해서 테이프를 만들었는데, 이 테이프는 양호한 광택과 양호한 표면 평활도를 갖이고, 2,000에르스텟의 자장의 세기에서 하기 자성의 값을 나타내었다.This magnetic iron oxide was used to make a tape by the operation of Example 1, which had good gloss and good surface smoothness, and exhibited the following magnetic value at the intensity of the magnetic field of 2,000 ersted.

보자력(Hc)-742에르스텟.Coercive force (Hc) -742 Hersted.

잔류자기(Br)-1820가우스Residual Magnetic (Br) -1820 Gauss

최대인덕턴스(Bm)-2330가우스.Maximum Inductance (Bm)-2330 Gauss.

스퀘어니스(Br/Bm)-0.78Squareness (Br / Bm) -0.78

스전환장분포(H△)-236에르스텟.Switch length long distribution (H △) -236 esthet.

정규절환장분포(H△/Hc)-0.32Normal Switching Distribution (H △ / Hc) -0.32

[실시예 4]Example 4

침상의 알파-FeOOH 34.8g/ℓ을 함유하는 슬러리 수용액을 1.89g탱크에 주입시키는 것 ; 21.2%인산수용액을 1.52리터 사용하는 것 ; 실시예 3의 황산코발트, 7수화물 5.35kg대신에 코발트수화물 분산 수용액 7.81kg을 사용하고 2시간 동안 교반을 계속 행하는 것 ; 실시예 3의 황산아연 6.23kg대신에 아연산화물분산 수용액19.1kg을 사용하고 pH를 9.3으로 조정하는 것 ; 탈수조작을 366에서 실시하는 것 ; 33.6%의 철이 제일철의 상태가 될때까지 제1의 환원조작을 366℃에서 실시하는 것 ; 제품중의 FeO의 중량%가 0.4로 될때까지 산화조작을 계속행하는 것 ; 16.3의 철이 제일철의 상태가 될때까지 최종환원조작을 349℃에서 실시하는 것 및 냉각시키기 전에 제품을 불활성 분위기 내에서 1시간 동안 가열시키는 것을 제외하고는 실시예의 조작을 반복행하였다. 다음에 보올 밀링한 제품은 제일철대 제이철의 원자비가 0.15인 비화학양론적인 침상의 자성산화철 입자들이었으며, 출발물질인 알파-FeOOH입자들의 모양과 거의 동일하였다. 이 제품은 Fe63.6%를 함유하였으며, 또 이 제품에는 철 기준으로 0.7원자%의 인, 1.9원자%의 코발트 및 5원자%의 아연이 함유되었으며, 2,000에르스텟의전장을 사용하여 하기 자성치들을 나타내었다.Injecting a slurry aqueous solution containing 34.8 g / l of acicular alpha-FeOOH into a 1.89 g tank; 1.52 liters of aqueous 21.2% phosphate solution; Using 7.81 kg of cobalt hydrate dispersion aqueous solution instead of 5.35 kg of cobalt sulfate and heptahydrate of Example 3, and continuing stirring for 2 hours; 6.19 kg of zinc oxide dispersed aqueous solution instead of 6.23 kg of zinc sulfate of Example 3, and adjusting pH to 9.3; Dehydration at 366; Carrying out a first reduction operation at 366 ° C. until 33.6% of iron is in the state of ferrous iron; Continuing the oxidation operation until the weight percentage of FeO in the product becomes 0.4; The operation of the example was repeated except that the final reduction operation was carried out at 349 ° C. and the product was heated in an inert atmosphere for 1 hour before cooling to 16.3 iron. The next milled product was non-stoichiometric needle-shaped iron oxide oxide particles with an atomic ratio of 0.15 in ferrous iron and ferric iron, and nearly identical in shape to the starting alpha-FeOOH particles. This product contains Fe63.6%, and it contains 0.7 atomic% phosphorus, 1.9 atomic% cobalt and 5 atomic% zinc on the basis of iron. Indicated.

보자력(Hc)-535에르스텟.Coercivity (Hc) -535 Hersted.

잔류자기(Br)-1350가우스Residual Magnetic (Br) -1350 Gauss

최대인덕턴스(Bm)-1730가우스.Maximum Inductance (Bm)-1730 Gauss.

스퀘어니스(Br/Bm)-0.78Squareness (Br / Bm) -0.78

절환장 분포(H△)-164에르스텟.Switching box distribution (H △) -164 Hersteds.

정격 절환장분포(H△/Hc)-0.30.Rated switching field distribution (H △ / Hc) -0.30.

본 실시예의 자성 산화철로서 만든 나선형 비데오테이프는 시판되는 나선형 비데오 테이프류에 비해서 우수한 평활도, 비데오 선명도, 온도안정성, 비데오신호에 대한 잡음 비율이 우수하였으며, 크로마(chroma)잡음이 없었고, 장기간의 주사테스팅에 대하여 극히 내구성이 있었다.The spiral video tape made of the magnetic iron oxide of the present embodiment has excellent smoothness, video clarity, temperature stability, and noise ratio for video signals, and no chroma noise, and long-term scanning testing, compared to commercially available spiral video tapes. It was extremely durable against.

[실시예 5]Example 5

침상의 알파-FeOOH입자들을 29.5g/ℓ함유하는 슬러리를 출발물질로 사용하는 것:19.6kg의 코발트분산액, 21.2%의 인산수용액 3.9미터 및 아연산화물 분산액 19.9kg을 사용하는 것 ; 33.5%의 철이 제이철 상태가 될때까지 제1의 환원 조작을 실시하는 것 ; FeO의 중량%가 0.4가 될때까지 산화조작을 계속하는 것 및 17.0%의 철이 제일철 상태가 될때까지 최종환원 조작을 실시하는 것을 제외하고는 실시예 3의 조작을 반복실하였다. 보올 밀링한 제품은 제일철대 제이철의 원자 비가 0.16인 비화학양론적인 침상의 입자들이고 출발물질인 알파-FeOOH입자들과 모양 및 크기가 거의 동일하였다. 이 제품에는 60.6%의 철이 유되었으며, 또 이 제품에는 철 기준으로 2.25원자%의 인, 5.53원자%의 코발트 및 5.0원자%의 아연이 함유되었으며, 3,000에르스텟의 자장을 사용한 경우에 하기와 같이 자기의 특성을 나타내었다.Using a slurry containing 29.5 g / l of acicular alpha-FeOOH particles as a starting material: using 19.6 kg of cobalt dispersion, 21.2% aqueous phosphate solution 3.9 meters, and 19.9 kg zinc oxide dispersion; Performing a first reduction operation until 33.5% of iron is in the ferric state; The operation of Example 3 was repeated except that the oxidation operation was continued until the weight% of FeO became 0.4 and the final reduction operation was performed until 17.0% of iron was in the first iron state. The bowl milled products were nonstoichiometric needles having an atomic ratio of 0.16 in ferrous iron and ferrite, and almost identical in shape and size to the starting alpha-FeOOH particles. This product contains 60.6% of iron, and this product contains 2.25 atomic% phosphorus, 5.53 atomic% cobalt and 5.0 atomic% zinc on the basis of iron. The characteristics of

보자력(Hc)-955에르스텟.Coercive force (Hc) -955 Hersted.

잔류자기(Br)-2220가우스Residual Magnetic (Br) -2220 Gauss

최대인덕턴스(Bm)-3970가우스.Maximum Inductance (Bm)-3970 Gauss.

이 자성 산화철을 사용하여 실시예 1의 조작에 의해서 테이프를 만들었는데, 3,000에르스텟자장의 세기에서 이 테이프를 측정하였더니, 하기와 같은 자기의 특성을 나타내었다.The tape was made by the operation of Example 1 using this magnetic iron oxide. When the tape was measured at an intensity of 3,000 Hertz magnetic field, the following magnetic properties were exhibited.

보자력(Hc)-1078에르스텟.Coercive force (Hc) -1078

잔류자기(Br)-1670가우스Residual Magnetic (Br) -1670 Gauss

최대인덕턴스(Bm)-2250가우스.Maximum Inductance (Bm)-2250 Gauss.

스퀘어니스(Br/Bm)-0.74Squareness (Br / Bm) -0.74

절환장분포(H△)-390에르스텟.Switching box distribution (H △) -390 esthet.

정규절환장분포(H△/Hc)-0.36Normal Switching Distribution (H △ / Hc) -0.36

[실시예 6]Example 6

8%의 코발트 수화물 분산 수용액 7.1kg와 7%아연 산화물 분산수용액 18.1kg을 사용하는 것 ; 탈수조작을 404℃에서 실시하는 것 ; 35.3%의 철이 제일철 상태가 될때까지 제1의 환원 조작을 404℃에서 실시하는 것 ; 제품중의 FeO중량%가 0.2가 될때까지 산화 조작을 354℃에서 실시하는 것 ; 7.4%의 철이 제일철상태가 될때까지 최종환원조작을 실시하는 것 및 제품을 냉각시키기 전에 불활성분위기 내에서 1시간동안 427℃로 가열하는 것을 제외하고는 실시예 4의 조작을 반복 행하였다.Using 7.1 kg of 8% cobalt hydrate dispersion aqueous solution and 18.1 kg of 7% zinc oxide dispersion aqueous solution; Dehydrating at 404 ° C .; Performing a first reduction operation at 404 ° C. until 35.3% of iron is in the first iron state; Performing oxidation operation at 354 ° C until the FeO weight percentage in the product becomes 0.2; The operation of Example 4 was repeated except that the final reduction operation was carried out until 7.4% of iron became the first iron state, and the product was heated to 427 ° C. for 1 hour in an inert atmosphere before cooling the product.

다음에 보올 밀링하여 얻어지는 제품은 제일철 대 제이철의 원자비가 0.07인 비화학양론적인 침상의 입자들로서, 출발물질인 알파-FeOOH입자들의 모양과 크기와 거의 동일하였다.The next product obtained by ball milling was non-stoichiometric needles with an atomic ratio of 0.07 in ferrous iron and ferric iron, which were almost identical in shape and size to the starting alpha-FeOOH particles.

이 제품에는 Fe64.7%가 함유되었고, 또한 이 제품에는 철 기준으로 0.75원자 %의 인, 0.75원자%의 코발트 및 2.19원자%의 아연이 함유되었으며, 1,000에르스텟의 자장을 사용한 경우에 하기와 같은 자기의 특성을 나타내었다.This product contains Fe64.7%, and this product contains 0.75 atomic% phosphorus, 0.75 atomic% cobalt and 2.19 atomic% zinc on the iron basis, Magnetic properties are shown.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

이 자성산화철을 사용하여 실시예 1의 조작에 의해서 테이프를 만들었는데, 이 테이프는 고도의 표면평활도와 광택을 나타내었으며, 1,000에르스텟자장의 세기에서 측정하였더니 하기와 같은 자기의 특성을 나타내었다.The magnetic iron oxide was used to make a tape by the operation of Example 1. The tape exhibited high surface smoothness and gloss, and was measured at an intensity of 1,000 Hersted field, and exhibited the following magnetic properties.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

Claims (1)

수성매체에 분산된 비자성 산화 제일철 또는 그의 수화물의 침상입자를 수용성 인화합물 및 아연 화합물로 처리하고, 처리된 입자를 수성 매체로 부터 회수한 후 그 입자를 비화학 양론적인 자성산화철로 전환하여 비화학양론적인 침상의 자성산화철 입자의 제조방법에 있어서, 입자 표면에 흡수된 철기준으로 0.4-5.0원자%의 인을 제공하도록 입자를 수성 분산액중에서 수용성 인함유 화합물로 처리한 후, 철기준으로 입자표면에 흡수된 아연 2.0-10.0원자%를 제공하도록 pH8.0이상의 수성분산액중에서 상기 처리된 입자를 아연 화합물과 접촉한 다음, 회수된 입자를 가열하여 생성된 자철석을 제일철/제이철 원자비가 0.05내지 0.25/1인 비화학양론적 자성산화철로 전환하는 것을 특징으로 하는 자성산화철 입자의 제조방법.Needle-shaped particles of nonmagnetic ferrous oxide or its hydrate dispersed in an aqueous medium are treated with a water-soluble phosphorus compound and a zinc compound, the treated particles are recovered from an aqueous medium, and the particles are converted into non-stoichiometric magnetic iron oxide. In the method for producing stoichiometric needle-shaped iron oxide particles, the particles are treated with a water-soluble phosphorus-containing compound in an aqueous dispersion to provide 0.4-5.0 atomic percent of phosphorus on the basis of iron absorbed on the particle surface, and then the particles on an iron basis. The magnetite produced by contacting the treated particles with a zinc compound in an aqueous acid solution of pH 8.0 or higher to provide 2.0-10.0 atomic% of zinc absorbed to the surface, and then heating the recovered particles to the ferrous / ferric iron atomic ratio of 0.05 to 0.25. Method for producing magnetic iron oxide particles, characterized in that the conversion to / 1 non-stoichiometric magnetic iron oxide.
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