DE2221264A1 - COBALT AND SILICON OXIDE CONTAINING NEEDLE-SHAPED FERRIMAGNETIC IRON OXIDES - Google Patents
COBALT AND SILICON OXIDE CONTAINING NEEDLE-SHAPED FERRIMAGNETIC IRON OXIDESInfo
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Description
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GB/SchuGB / Schu
Cobalt- und siliciumoxidhaltige nadeiförmige ferrimagnetische EisenoxideAcicular ferrimagnetic ones containing cobalt and silica Iron oxides
Die vorliegende Erfindung betrifft nadeiförmige ferrimagnetische cobalt- und siliciumhaltige Eisenoxide. Diese nadeiförmigen cobalt- und siliciumoxidhaltigen Eisenoxide zeigen, nachdem sie 30 Minuten lang auf 150° C erwärmt worden sind, einen verringerten Remanenzverlust.The present invention relates to acicular ferrimagnetic ones Iron oxides containing cobalt and silicon. These acicular iron oxides containing cobalt and silica show after they have been heated to 150 ° C for 30 minutes, one reduced remanence loss.
Die Eisenoxide, Fe^Or und y-FepCU mit oder ohne Dotierung mit
Co und anderen Elementen sind zur Herstellung von Magnetogrammträgern
geeignet. In der Literatur wird dabei in der Regel von ferromagnetischen Eisenoxiden gesprochen. Spätestens seit den
Arbeiten von L. Neel ist es jedoch bekannt, daß das zugrundeliegende,
zum magnetischen Verhalten führende, Phänomen sich
von dem in ferromagnetischen Stoffen unterscheidet und als
ferr!magnetisch zu bezeichnen ist. Die Analogie des Ferrimagnetismus
zum Ferromagnetismus bleibt auf das makroskopische
Verhalten im äußeren Magnetfeld beschränkt.The iron oxides, Fe ^ Or and y-FepCU with or without doping with Co and other elements are suitable for the production of magnetogram carriers. The literature usually speaks of ferromagnetic iron oxides. However, since the work of L. Neel at the latest, it has been known that the underlying phenomenon leading to magnetic behavior is
differs from that in ferromagnetic materials and as
ferr! is to be referred to as magnetic. The analogy of ferrimagnetism to ferromagnetism remains on the macroscopic
Limited behavior in the external magnetic field.
Beim Ferromagnetismus sind alle Spinmomente der einzelnen Atome gekoppelt und in einzelnen Bereichen, den sogenannten Weiss'In ferromagnetism, all spin moments of the individual atoms are coupled and in individual areas, the so-called Weiss'
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sehen Bezirken oder Domänen streng parallel ausgerichtet. Dadurch entsteht für jede Domäne ein resultierendes Gesamtmoment t< das der Summe aller magnetischen Atommomente entspricht.see districts or domains strictly aligned in parallel. This creates a resulting total moment t < for each domain, which corresponds to the sum of all magnetic atomic moments.
Der Ferrimagnetismus ist dagegen ein Sonderfall des Antiferromagnetismus, bei dem die atomaren Spinmomente gleich groß und antiparallel ausgerichtet sind. Beim Ferrimagnetismus wirken verschieden starke Atommomente magnetisch gegeneinander und führen damit zu einem Gesamtmoment der Elementarbereiche, das, wie beim Ferromagnetismus, von Null verschieden ist. Die Atome mit entgegengesetzt gerichtetem Spin besetzen dabei verschiedene Kristallgitterplätze und bilden sogenannte Untergitter. Das resultierende magnetische Moment entspricht dann nicht mehr der Summe aller Atommomente, sondern der Differenz der resultierenden magnetischen Momente der einzelnen Untergitter.Ferrimagnetism, on the other hand, is a special case of antiferromagnetism, in which the atomic spin moments are equally large and aligned antiparallel. Act with ferrimagnetism different strong atomic moments magnetically against each other and thus lead to a total moment of the elementary areas, which, as in ferromagnetism, is different from zero. The atoms with oppositely directed spin occupy different crystal lattice sites and form so-called sublattices. The resulting magnetic moment then no longer corresponds to the sum of all atomic moments, but to the difference between the resulting magnetic moments of the individual sublattices.
Bei den im Spinellgitter kristallisierenden magnetischen Eisenosciden werden die Untergitter von den Tetraeder- und Oktaederlücken der kubisch dichtesten Sauerstoffpackung gebildet. Die Spinmomente aller Ionen auf Tetraederplätzen koppeln parallel miteinander und stehen wiederum antiparallel zu den Spinmomenten der Ionen auf Oktaederplätzen, die ihrerseits untereinander ebenfalls parallel ausgerichtet sind.In the case of the magnetic iron oscides that crystallize in the spinel lattice the sublattices are formed by the tetrahedral and octahedral gaps of the cubic closest oxygen packing. The spin moments of all ions on tetrahedral sites couple parallel to one another and are in turn antiparallel to the Spin moments of the ions on octahedral sites, which in turn are also aligned parallel to one another.
Das resultierende Gesamtmoment der Domänen ergibt sich aus der Differenz des magnetischen Moments aller Ionen auf Oktaederplätzen abzüglich dem Magnetmoment alle Ionen auf Tetraederplätzen. Damit liegt bei magnetischen Eisenoxiden Ferrimagnetismus vor. Infolgedessen wird in der vorliegenden Anmeldung das magnetische Eisenoxid nicht mehr als ferromagnetisch, sondern als ferromagnetisch gekennzeichnet.The resulting total moment of the domains results from the difference in the magnetic moment of all ions on octahedral sites minus the magnetic moment, all ions on tetrahedral sites. This means that there is ferrimagnetism in the case of magnetic iron oxides. As a result, in the present application, the magnetic iron oxide becomes no longer ferromagnetic but rather ferromagnetic marked.
Gegenstand der Erfindung sind nun nadeiförmige ferrimagnetische Eisenoxide mit einem Cobaltgehalt von etwa 0,5 - 10 Atomprozent und verringertem Remanenzverlust, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 0,05 - 3 Gewichtsprozent SiO2 Le A 14 282 - 2 -The invention now relates to acicular ferrimagnetic iron oxides with a cobalt content of about 0.5-10 atomic percent and reduced remanence loss, characterized in that they additionally contain 0.05-3 percent by weight SiO 2 Le A 14 282-2 -
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Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung dieser färrimagnetischen Eisenoxide.The invention also relates to a method for production of these ferromagnetic iron oxides.
Die,-nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten ferrimagnetischen Eisenoxide besitzen zwar eine gegenüber dem SiC^-freien Material etwas erniedrigte Remanenz, der Remanenzverlust liegt jedoch bei einer thermischen Beanspruchung in der Regel unter 10 %, während die Remanenz bei SiC^-freiem Material bei der gleichen Behandlung je nach dem Cobaltgehalt im Eisenoxid um mehr als 23 % abnimmt. Es werden somit magnetische. Pigmente mit einer für die meisten Anwendungsgebiete ausreichenden und; vor allem weitgehend konstanten Remanenz erhalten. Die ferrimagnetischen cobalthaltigen Eisenoxide, die mit SiOp stabilisiert wurden, sind für die magnetische Aufzeichnung und Wiedergabe in und auf allen Materialien geeignet, wie z.B. Bändern, Platten, Folien, Papieren in Druckfarben, Verschlüsselungssubstanzen usw. ■ ■ The ferrimagnetic iron oxides produced by the present process have a somewhat lower remanence compared to the SiC ^ -free material, but the loss of remanence is usually less than 10 % under thermal stress, while the remanence in SiC ^ -free material same treatment decreases by more than 23% depending on the cobalt content in the iron oxide. They become magnetic. Pigments with a sufficient for most areas of application and; above all, largely constant remanence is obtained. The ferrimagnetic cobalt-containing iron oxides, which have been stabilized with SiOp, are suitable for magnetic recording and reproduction in and on all materials, such as tapes, plates, foils, papers in printing inks, encryption substances, etc. ■ ■
Cobalthaltige Eisenoxide eignen sich wegen ihrer hohen Koerzitivkraft besonders gut zur Aufzeichnung von hochfrequenten akustischen und optischen Signalen oder von Digitalinformationen. Iron oxides containing cobalt are suitable because of their high coercive force particularly good for recording high-frequency acoustic and optical signals or digital information.
Aus der Literatur ist bekannt, daß Magnetbänder mit cobalthaltigen würfelförmigen Eisenoxiden bei häufigem Vorbeilaufen an einem Aufzeichnungs- und Wiedergabekopf einer Bandmaschine einen Abfall des ursprünglichen Signals zeigen. So stellten J.R. Morrison und D.E. Speliotis, IEEE Transactions on Electronic Computers, Band EC 15, Nr. 5 Seite 782 (1966) nach 6000 Durchläufen an einem Aufzeichnungskopf mit einer Geschwindigrkeit von 76 cm/sek einen AusgangsSignalabfall von 55 % fest. Dieser Effekt wird als mechanische Instabilität bezeichnet. Einen Effekt von ähnlicher Größenordnung erhält man auch, wenn man das Band mit cobalthaltigem Eisenoxid als Aufzeichnungs-It is known from the literature that magnetic tapes with cobalt-containing cube-shaped iron oxides show a drop in the original signal when they frequently pass a recording and playback head of a tape machine. For example, JR Morrison and DE Speliotis, IEEE Transactions on Electronic Computers, Volume EC 15, No. 5, page 782 (1966) found an output signal drop of 55 % after 6000 passes on a recording head at a speed of 76 cm / sec. This effect is known as mechanical instability. An effect of a similar order of magnitude is also obtained if the tape is used with cobalt-containing iron oxide as the recording
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material auf Temperaturen um 150° C erwärmt. Auch hierbei wird ein Abfall der zuvor aufgezeichneten Signale um einen ähnlichen Prozentsatz wie beim häufigen Vorbeilaufen des Bandes am Tonkopf beobachtet. Dieser Effekt wird als thermische Instabilität cobalthaltiger Eisenoxide bezeichnet. Beide Erscheinungen beruhen auf einer Instabilität der remanenten- Magnetisierung cobalthaltiger Eisenoxide. Weiterhin ist bekannt, daß auch an nadeiförmigen cobalthaltigen Eisenoxiden - zwar im verringerten Maße - thermische und mechanische Instabilität der Remanenz auftritt.material heated to temperatures around 150 ° C. Here too will a drop in previously recorded signals by a percentage similar to that when the tape passes the tape head frequently observed. This effect is known as the thermal instability of cobalt-containing iron oxides. Both appearances are based on an instability of the remanent magnetization iron oxides containing cobalt. It is also known that acicular cobalt-containing iron oxides - albeit to a lesser extent - thermal and mechanical instability of the remanence occurs.
In der DOS 1 907 236 wird ein magnetisches cobalthaltiges nadelförmiges Eisenoxid beschrieben, das am ausgerichteten Magnetband einen Remanenzverlust von höchstens 20 % parallel zur Ausrichtung der nadeiförmigen Teilchen und senkrecht zur Ausrichtung mindestens den 1,5 -fachen Remanenzverlust nach 30 Minuten langem Erhitzen des Magnetbandes auf 150° C aufweist. Die beste Stabilisierung der Remanenz der kobalthaltigen Eisenoxide Wird durch einen FeO-Gehalt von 5 bis 17 Gew.% FeO erreicht.In DOS 1 907 236 a magnetic cobalt-containing acicular iron oxide is described, which on the aligned magnetic tape a remanence loss of at most 20% parallel to the alignment of the acicular particles and perpendicular to the alignment at least 1.5 times the remanence loss after heating the magnetic tape for 30 minutes 150 ° C. The best stabilization of the remanence of the cobalt-containing iron oxides is achieved with an FeO content of 5 to 17% by weight FeO.
Der zur Stabilisierung der Remanenz notwendige Gehalt an'FeO läßt sich in der Technik nicht ohne größeren technischen Aufwand einstellen. Schon bei den geringsten Schwankungen der Reduktionsbedingungen werden Änderungen im FeO-Gehalt auftreten, so daß die Herstellung eines Produktes mit gleichbleibendem Remanenzverlust sehr erschwert wird. Andererseits ist bekannt, daß mit abnehmender Teilchengröße von FeO-haltigen Eisenoxiden die Gefahr einer Oxydation bei der Lagerung und Verarbeitung an Luft zunimmt. Bei bestimmten Teilchengrößen der mit FeO-stabilisierten cobalthaltigen Eisenoxide kann die Oxydation sogar so schnell verlaufen, daß sie abbrennen.The FeO content necessary to stabilize the remanence cannot be achieved in technology without great technical effort to adjust. Even with the slightest fluctuations in the reduction conditions, changes in the FeO content will occur, see above that the production of a product with a constant loss of remanence becomes very difficult. On the other hand, it is known that with decreasing particle size of FeO-containing iron oxides the risk of oxidation increases during storage and processing in air. With certain particle sizes, those stabilized with FeO Iron oxides containing cobalt can even oxidize so quickly that they burn off.
Die Herstellung des nadeiförmigen, cobalthaltigen Eisenoxids bzw. Eisenoxidhydrats erfolgt nach an sich bekannten Methoden.The acicular iron oxide or iron oxide hydrate containing cobalt is produced by methods known per se.
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Nach DAS 1 226 997 wird eine Mischung einer Eisen(2)- und Cobalt (2)-Salzlösung bei Temperaturen von 0 - 300C durch Zugabe von basischem Fällungsmittel bis zur Erreichung eines pH-Wertes von etwa 4,5 - 6,5 versetzt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch mit Oxydationsmitteln behandelt und das Wachstum der Oi-(Fe,Co) OOH-Teilchen wird im pH-Bereich von 4,5 - 6,5 bei Temperaturen von 30 - 650C unter gleichzeitiger Zugabe von Eisen-/Cobalt-Salzlösung durchgeführt. Die Umwandlung des so hergestellten cobalthalttgen Eisen-(3)oxid-Hydroxid in cobalthaltiges /-Fe2O, erfolgt nach bekannten Verfahren.After DAS 1,226,997, a mixture of an iron (2) - and cobalt (2) salt solution at temperatures from 0 to 30 0 C by the addition of a basic precipitant to achieve a pH of about 4.5 to 6.5 offset. The reaction mixture is then treated with oxidizing agents and the Oi (Fe, Co) OOH particles grow in the pH range from 4.5 to 6.5 at temperatures from 30 to 65 ° C. with simultaneous addition of iron / cobalt - Saline solution carried out. The conversion of the cobalt-containing iron (3) oxide hydroxide produced in this way into cobalt-containing / Fe 2 O takes place according to known processes.
Im stark alkalischen Medium (pH-Wert > 13) wird nach DAS 1 204 644 eine cobalthaltige Eisenhydroxid- oder nach einem bisher unveröffentlichten Vorschlag eine cobalthaltige Eisenhydroxid- bzw. Carbonatsuspension in überschüssiger Alkali-Hydroxid-Lösung zum nadeiförmigen <*-FeO0H oxydiert.In a strongly alkaline medium (pH value> 13), DAS 1 204 644 a cobalt-containing iron hydroxide or after a Hitherto unpublished proposal for a cobalt-containing iron hydroxide or carbonate suspension in excess alkali hydroxide solution oxidized to the needle-shaped <* - FeO0H.
Nach der Deutschen Offenlegungsschrift 2 022 013 wird nadeiförmiges oC-FeOOH, Fe2O5 oder Fe, O^ mit einer cobalthaltigen Flüssigkeit gemischt, der Schlamm getrocknet und die Masse nach bekannten Verfahren in 2"-Fe2O, umgewandelt. Als Cobaltverbindungen werden das Nitrat, Acetat, Hydroxid oder Formiat verwendet. According to German Offenlegungsschrift 2 022 013, acicular oC -FeOOH, Fe 2 O 5 or Fe, O ^ is mixed with a cobalt-containing liquid, the sludge is dried and the mass is converted into 2 "-Fe 2 O by known processes which uses nitrate, acetate, hydroxide or formate.
Bevorzugt wird das SiO2auf cobalthaltigem, nadeiförmigen 0^-FeOOH mit einem Länge-Breite-Verhältnis von 5:1 bis 50:1 abgeschieden. Dieser Prozeß kann ohne größeren zusätzlichen Arbeitsaufwand direkt während oder unmittelbar nach der Herstellung des Ct-FeOOH durchgeführt werden.The SiO 2 on cobalt-is preferred acicular FeOOH 0 ^ with a length to width ratio of 5: deposited 1: 1 to 50th This process can be carried out directly during or immediately after the production of the Ct-FeOOH without any major additional work.
Überraschenderweise wurde festgestellt, daß cobalthaltige nadelförmige ferrimagnetische Eisenoxide bei gleichbleibender chemischer Zusammensetzung, die 0,05 bis 3 Gew.% SiO2enthalten, einen Remanenzverlust nach 30 Minuten langem Erhitzen des Pulvers bei 150° c von weniger als 20 % aufweisen. Magnet-Surprisingly, it was found that acicular ferrimagnetic iron oxides containing cobalt, with constant chemical composition and containing 0.05 to 3% by weight of SiO 2 , have a remanence loss of less than 20% after heating the powder at 150 ° C. for 30 minutes. Magnet-
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bänder, die mit dem erfindungsgemäß beschriebenen cobalt- und siliciumoxidhaltigem Eisenoxid hergestellt werden, zeigen eine verbesserte thermische Stabilität der Remanenz und.folglich auch eine verbesserte Fähigkeit, Hochfrequenzinformationen ohne übermäßigen Ausgangssignalabfall bei höheren Temperaturen und/oder mechanischer Beanspruchung zu speichern, so daß eine verbesserte Wiedergabe von Signalen möglich wird.Ribbons which are produced with the iron oxide containing cobalt and silicon oxide described according to the invention show a improved thermal stability of the remanence and, consequently, also an improved ability to transmit high-frequency information without excessive output signal drop at higher temperatures and / or mechanical stress, so that an improved reproduction of signals is possible.
Die neuartigen, cobalt- und siliciumoxidhaltigen nadeiförmigen ferromagnetischen Eisenoxide werden hergestellt, indem man 0,05 bis 3 Gew.% SiOp, vorzugsweise 0,1 bis 1 %, auf fertigem nadeiförmigen cobalthaltigem Eisenoxid oder Eisenoxidhydroxid abscheidet oder aber das SiOp beim Herstellungsprozeß des Pigmentes mitfällt.The novel, cobalt and silicon oxide-containing acicular ferromagnetic iron oxides are produced by depositing 0.05 to 3% by weight SiOp, preferably 0.1 to 1 %, on finished acicular cobalt-containing iron oxide or iron oxide hydroxide, or the SiOp is also precipitated during the production process of the pigment .
Die Menge und die Konzentration der SiOp-haltigen Lösungen richtet sich nach der Größe des Ansatzes und nach dem gewünschten SiOp-Gehalt des fertigen Pigmentes. Im allgemeinen werden SiOp-Lösungen mit einem Gehalt von 0,5 bis 10 Gew.-% SiOp verwendet. The amount and concentration of the SiOp-containing solutions depends on the size of the batch and the desired SiOp content of the finished pigment. Generally will SiOp solutions with a content of 0.5 to 10% by weight SiOp are used.
Das SiOp wird aus Lösungen von SiOp (Kieselsolen), Alkalisilicaten, zB. Natrium- oder Kaliumwasserglas, oder Guanidineilicat auf dem cobalthaltigen nadeiförmigen Eisenoxidhydroxid abgeschieden. Dabei kann die Lösung, die das SiOp in gelöster Form enthält, entweder während der letzten 20 % der Pigmentbildungszeit bei der <* -FeOOH-Darstellung, während und nach der Pigmentbildung oder unmittelbar nach vollständig beendeter Oxydation zumoL-FeOOH zur Suspension gegeben werden, so daß sich SiO2 auf den cobalthaltigen d-FeOOH-Nadeln abscheidet. Wird das cobalthaltige oL-FeOOH im sauren Medium nach dem Verfahren, z.B. der DAS 1 226 997 bei pH 4,0 bis 6,5 hergestellt, so kann man eine Natronwasserglaslösung während der letzten 10 bis 20 % Pigmentbildungszeit oder unmittelbar nach beendeter Pigmentbildung zugeben. Es scheidet sich in diesem pH-Bereich direkt SiO2 auf den Nadeln ab. Eine andere Möglichkeit der SiO2-Ab-The SiOp is made from solutions of SiOp (silica sols), alkali silicates, for example. Sodium or potassium water glass, or guanidine silicate deposited on the cobalt-containing acicular iron oxide hydroxide. The solution, which contains the SiOp in dissolved form, can be added to the suspension either during the last 20 % of the pigment formation time in the case of the <* -FeOOH preparation, during and after the pigment formation or immediately after the oxidation to the oil FeOOH has ended, see above that SiO 2 is deposited on the cobalt-containing d-FeOOH needles. If the cobalt-containing oil-FeOOH is produced in an acidic medium according to the method, e.g. DAS 1 226 997 at pH 4.0 to 6.5, a sodium silicate solution can be added during the last 10 to 20 % pigment formation time or immediately after pigment formation has ended. In this pH range, SiO 2 is deposited directly on the needles. Another possibility of SiO 2 -ab-
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scheidung besteht darin, daß man die cobalthaltige ct-FeOOH-Suspension auf einen pH-Wert >12 einstellt, die Wasserglaslösung zugibt und anschließend langsam den pH-Wert der Suspension unter Hydrolyse der Wasserglaslösung auf pH = 7 erniedrigt.The distinction is that the cobalt-containing ct-FeOOH suspension adjusts to a pH value> 12, adds the water glass solution and then slowly adjusts the pH value of the suspension lowered to pH = 7 with hydrolysis of the water glass solution.
Ein weiterer Weg zur Abscheidung des SiOp auf cobalthaitigern «t-FeOOH besteht darin, daß man die Suspension von frisch hergestelltem nadeiförmigem cobalthaltigem oc-FeOOH bei einem pH-wert > 12, mit einer Wasserglaslösung behandelt. Dabei stellt man fest, daß sich auch unter diesen Bedingungen SiOp auf dem oi--FeOOH abscheidet. Deshalb kann man auch das im stark alkalischen Medium' (pH-Wert 13), z.B. nach DAS 1 204 644 entstehende cobalthaltige nadeiförmige oL-FeOOH während der letzten '20 % der Oxydationszeit, während und/oder nach der vollständigen Oxydation zum OC-(Fe,Co) 0OH, mit einer SiO2-haitigen Lösung bei pH > 13 behandeln. Auch dabei scheidet sich SiO2 ab.Another way of depositing the SiOp on cobalt-containing t-FeOOH is to treat the suspension of freshly prepared acicular cobalt-containing oc-FeOOH with a waterglass solution at a pH of> 12. It is found that even under these conditions SiOp is deposited on the oi - FeOOH. For this reason, the cobalt-containing acicular oil- FeOOH formed in a strongly alkaline medium (pH value 13), e.g. according to DAS 1 204 644, can be used during the last 20 % of the oxidation time, during and / or after complete oxidation to OC- ( Fe, Co) OOH, treat with a solution containing SiO 2 at pH> 13. Here too, SiO 2 is deposited.
Gemäß einem anderen, bisher noch nicht vieröffentlichtem Vorschlag können die cobaltoxid- und siliciumdioxydhaltigen Pigmente nach der Entwässerung zunächst bei Temperaturen von etwa 650 bis 800° C getempert werden, bevor sie der Reduktion und der Reoxydation unterzogen werden. Je nach der angewendeten Temperatur ist für die Temperung ein Zeitraum von etwa 0,25 vis etwa 2 Stunden ausreichend. Dabei stehen Zeit und Temperatur im umgekehrten Verhältnis. Auf jeden Fall ist die Temperung so durchzuführen, daß eine Vergröberung des Pigmentkornes möglichst nicht auftritt.According to another proposal that has not yet been published four times After dehydration, the pigments containing cobalt oxide and silicon dioxide can initially be used at temperatures of approx 650 to 800 ° C are tempered before they are subjected to the reduction and reoxidation. Depending on the applied Temperature, a period of about 0.25 to about 2 hours is sufficient for the tempering. There is time and Temperature in inverse proportion. In any case, the tempering must be carried out in such a way that the pigment grains coarsen if possible does not occur.
Das erfindungsgemäß hergestellte cobalt--und siliciumoxidhaltige nadeiförmige cx-FeOOH wird zum oC-FepO^ entwässert und anschließend in bekannter Weise durch Reduktion und ReoxydationThe cobalt and silicon oxide-containing one produced according to the invention needle-shaped cx-FeOOH is dehydrated to oC-FepO ^ and then in a known manner by reduction and reoxidation
in magnetisches cobalt- und siliciumoxidhaltiges Eisenoxid umgewandelt. Man erhält so ein Produkt, das einen verringerten Remanenzverlust nach 30 Minuten langem Erwärmen auf 150° C hat.converted into magnetic iron oxide containing cobalt and silicon oxide. So a product is obtained that has a reduced Loss of remanence after heating at 150 ° C for 30 minutes.
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Man kann das SiOp jedoch in einer anderen Variante des Verfahrens auch auf cobalthaltigem ^-Fe2O, abscheiden. Das Verfahren kann z.B. wie folgt durchgeführt werden:However, in another variant of the process, the SiOp can also be deposited on cobalt-containing ^ -Fe 2 O. The procedure can be carried out, for example, as follows:
Nadeiförmiges cobalthaltiges 0C-Fe2O^, durch Entwässerung von cobalthaltigem c^-FeOOH nach oben beschriebenen Verfahren hergestellt, wird in Wasser suspendiert und der pH-Wert wird auf 12 eingestellt. Danach wird die SiO2-haltige Lösung zugegeben und mit Säure der pH-Wert allmählich auf pH = 7 gesenkt, so daß das SiO2 auf dem nadeiförmigen cobalthaltigen °c-Fe2O, abgeschieden wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß man auf das trockene cobalthaltige cL-Fe^O-? vor der Umwandlung in das ^-Fe2O, die SiO2-haltige Lösung auf das Material aufsprüht.Acicular cobalt-containing OC-Fe 2 O ^, produced by dehydrating cobalt-containing C ^ -FeOOH according to the method described above, is suspended in water and the pH is adjusted to 12. Then the SiO 2 -containing solution is added and the pH value is gradually lowered to pH = 7 with acid, so that the SiO 2 is deposited on the acicular cobalt-containing ° C-Fe 2 O. Another possibility is that the dry cobalt-containing cL-Fe ^ O-? before the conversion into the ^ -Fe 2 O, the SiO 2 -containing solution is sprayed onto the material.
Der große Vorteil des erfindungsgemäß beschriebenen cobalt- und siliciumoxidhaltigen nadeiförmigen ferromagnetisehen Eisenoxids besteht darin, daß es gelungen ist, in einfacher Weise ein Produkt mit gleichbleibender Zusammensetzung herzustellen, das am Pulver einen Remanenzverlust von weniger als 20 % nach einem 30 Minuten langen Erwärmen auf 1500C aufweist und bei dem auch während der Lagerung und Verarbeitung keine Änderung der Remanenz infolge Veränderung der chemischen Zusammensetzung, z.B. durch Oxydation an der Luft erfolgt.The great advantage of the cobalt according to the invention described and siliceous acicular ferromagnetic iron oxide is that it has been possible to produce a product with a constant composition in a simple manner that a Remanenzverlust of less than 20% after a 30 minute heating at 150 0 on the powder C and in which there is no change in remanence due to changes in chemical composition, e.g. due to oxidation in air, even during storage and processing.
In Tabelle 1 wird für einige, nach den nachfolgenden Beispielen erhaltene, cobalthaltige nadeiförmige Eisenoxide der Remanenzverlust am Pulver und am Magnetband parallel und senkrecht zur Ausrichtung und der daraus berechnete Mittelwert angegeben. Die Magnetbänder wurden nach dem Verfahren der britischen Patentschrift (1 080 614) durch 3,5 stündige Mahlung in einer Perlmill und anschließendem Auftrag von 15 g/m des Lackes mit einer Schichtdicke von 12^u auf einer 23 ^i-Folie hergestellt. DerTable 1 shows the loss of remanence on the powder and on the magnetic tape parallel and perpendicular to the alignment and the mean value calculated therefrom for some cobalt-containing acicular iron oxides obtained according to the following examples. The magnetic tapes were produced according to the method of British patent specification (1 080 614) by grinding for 3.5 hours in a pearl mill and subsequent application of 15 g / m 2 of the lacquer with a layer thickness of 12 μ on a 23 μ film. Of the
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Remanenzverlust wurde jeweils nach 30 Minuten Erhitzen aufLoss of remanence was observed after each 30 minutes of heating
senkrecht zur Ausrichtung
BLoss of remanence (%)
perpendicular to the orientation
B.
wert
(A+B):2middle
value
(A + B): 2
Nr.sample
No.
Ausrichtung
Aparallel to
Alignment
A.
Man ersieht aus Tabelle 1, daß der Mittelwert des Remanenzverlustes aus Spalte A und B und der Remanenzverlust des Pulvers einen parallelen Verlauf aufweisen. So zeigen beispielsweise Produkte mit einem hohen Remanenzverlust am Pulver auch ungünstige Werte am Magnetband, während niedrige Werte am Pulver auf einen geringeren Remanenzabfall von derselben Größe am Band schließen lassen.It can be seen from Table 1 that the mean value of the loss of remanence from column A and B and the loss of remanence of the powder have a parallel course. For example, products with a high loss of remanence on the powder also show unfavorable results Values on the magnetic tape, while low values on the powder indicate a lower remanence drop of the same size on the tape let it close.
Man kann somit durch eine relativ einfache Messung des Remanenzabfalls cobalthaltiger Eisenoxide am Pulver eine Aussage über den Remanenzabfall am Magnetband erhalten. Diese Methode wird deshalb in den nachfolgenden Beispielen, die zur weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienen- sollen, zur Beurteilung der Eigenschaften der cobalthaltigen Eisenoxide verwendet .It is thus possible to measure the decrease in remanence by means of a relatively simple measurement cobalt-containing iron oxides on the powder receive a statement about the decrease in remanence on the magnetic tape. This method is therefore used for assessment in the following examples, which are intended to serve to further explain the present invention of the properties of cobalt-containing iron oxides.
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9046/10089046/1008
a) Herstellung des cobalthaltigen °£-FeOOHa) Production of the cobalt-containing ° £ -FeOOH
Nach DAS 1 204 644 werden in einem 25 1 Glasgefäß zu einer Vorlage von 2,8 1 Natronlauge mit 1218 g NaOH, unter kräftigem Rühren und gleichzeitigem Einleiten von 250 1 Luft/Stunde bei 500C 9,4 1 einer Lösung gegeben, die 1910 g FeSO^.7 H2O und 50,4 g CoCl2.6 H2O enthält. So wird das cobalthaltige Eisen (II)-hydroxid ausgefällt. Es wird 30 Minuten lang unter Beibehaltung von Lufteinleitung und Rühren bei 50°C oxydiert, danach wird auf 70°C erhitzt und mit 500 1 Luft/Stunde die d-(Fe,Co)OOH-Bildung beendet. Wenn 75 % 0C-(Fe,Co)OOH in der Suspension vorliegt, werden in 5 Minuten 200 ml einer verdünnten Wasserglaslösung, die 2,22 g SiO2 enthält, eingetropft und die Suspension nach vollständiger Oxydation noch 2,5 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Die SiO2~Abscheidung erfolgt während und nach der vollständigen Oxydation des ^-FeOOH im stark alkalischen Medium bei pH>13. Insgesamt 6 Stunden nach der Fällung wird abfiltriert, alkalifrei gewaschen und bei 130°C getrocknet.According to DAS 1 204 644, in a 25 1 glass vessel to a receiver of 2.8 1 sodium hydroxide solution with 1218 g NaOH, with vigorous stirring and simultaneous introduction of 250 1 air / hour at 50 0 C 9.4 1 of a solution are added 1910 g FeSO ^ .7 H 2 O and 50.4 g CoCl 2 .6 H 2 O contains. This is how the iron (II) hydroxide containing cobalt is precipitated. It is oxidized for 30 minutes while maintaining the introduction of air and stirring at 50 ° C., then the mixture is heated to 70 ° C. and the formation of d- (Fe, Co) OOH is terminated with 500 liters of air / hour. If 75% 0 C- (Fe, Co) OOH is present in the suspension in 5 minutes, 200 ml of a dilute water glass solution containing 2.22 g of SiO 2 are added dropwise and the suspension after complete oxidation for a further 2.5 hours at this Temperature stirred. The SiO 2 deposition takes place during and after the complete oxidation of the ^ -FeOOH in a strongly alkaline medium at pH> 13. A total of 6 hours after the precipitation is filtered off, washed alkali-free and dried at 130.degree.
Das °t-(Fe,Co)OOH hat eine am (OII)-Reflex röntgenografisch bestimmte Nadelbreite von 115 Ä.The ° t- (Fe, Co) OOH has an X-ray determined at the (OII) -reflex Needle width of 115 Å.
b) Umwandlung in cobalt- und siliciumoxidhaltiges b) Conversion to cobalt and silicon oxide T-Fe^O^T-Fe ^ O ^
Die Umwandlung des nadeiförmigen Eisenoxidhydroxids in magnetisches cobalthaltiges nadeiförmiges ^Fe2O, geschieht folgendermaßen: Entwässern des «i— (Fe,Co)OOH, gegebenenfalls Temperung bei 68O0C bis 7500C, Reduktion bei 4000C zum cobalthaltigem Fe-,0^. Anschließend läßt man im Stickstoff strom erkalten und oxydiert bei 2600C mit Luft zum cobalthaltigemThe conversion of the acicular iron oxide hydroxide into magnetic cobalt-containing acicular Fe 2 O takes place as follows: dewatering of the "i- (Fe, Co) OOH, if necessary tempering at 68O 0 C to 750 0 C, reduction at 400 0 C to cobalt-containing Fe, 0 ^. Then allowed to cool in a stream of nitrogen and oxidized at 260 0 C with air to the cobalt-containing
Le A 14 282 - 10 -Le A 14 282 - 10 -
309848/1008309848/1008
^ · 222Ί264^ · 222Ί264
Der Remanenzverlust der cobalthaltigen P^Fe^^-Proben wird jeweils nach 30 Minuten langem Erhitzen des Pulvers auf 150 C bestimmteThe loss of remanence of the cobalt-containing P ^ Fe ^^ samples is determined after heating the powder at 150 ° C. for 30 minutes
Die OC-(Fe,Co)OOH Vergleichsproben werden wie im Beispiel 1 a beschrieben, aber ohne SiO2-Zugabe hergestellt und nach üblichem Verfahren in cobalthaltiges ^-FeP0, umgewandelt.The OC- (Fe, Co) OOH comparison samples are prepared as described in Example 1a, but without addition of SiO 2 , and converted into cobalt-containing ^ -Fe P 0 by the usual method.
(Gem g ) nach Erhitzen
bei 1500C(Gem g) after heating
at 150 ° C
Le A 14 282Le A 14 282
- 11 -- 11 -
3098 46/10083098 46/1008
Man sieht aus Tabelle 2, daß bei der Cobalt- und siliciumhaltigen Proben der prozentuale Remanenzverlust nach 30 Minuten Erhitzen auf 1500C stets geringer ist als der Remanenzabfall der entsprechenden reinen cobalthaltigen Vergleichsproben. Der Endwert der Remanenz Br/j> , der für die magnetische Aufzeichnung wesentlich ist, liegt nach der thermischen Behandlung bei den SiOp haltigen Proben erheblich höher als bei den Produkten ohne abgeschiedenem SiOp·It can be seen from Table 2 that in the cobalt and silicon-containing samples the percentage loss of remanence after heating at 150 ° C. for 30 minutes is always less than the decrease in remanence of the corresponding pure cobalt-containing comparison samples. The final value of the remanence Br / j> , which is essential for magnetic recording, is considerably higher for the samples containing SiOp after the thermal treatment than for the products without deposited SiOp
Von dem in Beispiel 1 hergestellten nadeiförmigen cobalt- und silciumoxidhaltigen ^Fe2O* mit 2,6 Aton#> Co werden im Magnetfeld gerichtete Magnetbänder nach bekanntem Verfahren (GB 1 080 614) gegossen. Nach 3,5 Stunden Mahlung in einer Perl-MiIl wird auf eine 23 Xu-Folie eine 12;u dicke Schicht mit 15 g/m aufgetragen. Die Bänder werden 30 Minuten bei 15O0C erwärmt und anschließend wird der Remanenzverlust parallel und senkrecht zur Ausrichtung bestimmt.From the acicular cobalt and silicon oxide-containing ^ Fe 2 O * with 2.6 Aton #> Co produced in Example 1, magnetic tapes directed in a magnetic field are cast by a known method (GB 1 080 614). U thick layer having 15 g / m applied; After 3.5 hours, grinding in a Perl Miil u-foil 12 is a to a 23 X. The strips are heated for 30 minutes at 15O 0 C and then the Remanenzverlust is determined in parallel and perpendicular to the alignment.
wert
(A+B): 2middle
value
(A + B): 2
verPul
ver
Ausrichtungparallel to
Alignment
zur Aus
richtungperpendicular
to the off
direction
Man sieht, daß das SiO2-haltige Produkt in Bandrichtung (A) einen stark verringerten Remanenzverlust von nur 12,7 % gegenüber 19,7 beim Vergleichsprodukt hat.It can be seen that the SiO 2 -containing product in the strip direction (A) has a greatly reduced remanence loss of only 12.7% compared to 19.7 for the comparison product.
Le A 14 282 - 12 -Le A 14 282 - 12 -
30984 6/100830984 6/1008
a) In einem 30 1-Kessel werden zu 4,2 1 Natronlauge mit 1770 g NaOH unter gleichzeitigem Rühren und Einleiten von 100 1 Stickstoff/Stunde bei 500C in 3 Minuten 14,2 1 Lösung mit 2860 g FeSO^.7 H2O und 74,3 g CoCl2.6 H2O. gegeben. Nachdem die Fällung beendet ist, wird 30 Minuten lang unter Beibehaltung der Temperatur und fortgesetztem Rühren 100 1 Luft/ Stunde eingeleitet. Danach wird auf· 700C die Suspension erwärmt und 200 1 Luft bis zum Ende der Oxydation eingeleitet« Nachdem 80 % zum Ct-(Fe,Co)0OH oxydiert sind, werden während der Oxydation in 60 Minuten 200 ml einer verdünnten Wasserglaslösung mit 1,65 g SiOp in die alkalische Suspension (pH>13) getropft. 6 Stunden nach der Fällung ist die <=£-(Fe,Co)OOH-Bildung beendet. Es hat eine röntgenografisch bestimmte Nadelbreite von 155 Ä.a) In a 30 1 boilers are to 4.2 1 sodium hydroxide solution 1770 g NaOH while stirring and introducing nitrogen of 100 1 / hour at 50 0 C 3 minutes 14.2 1 Solution 2860 g FeSO ^ .7 H 2 O and 74.3 g of CoCl 2 .6 H 2 O. After the precipitation has ended, 100 1 air / hour is passed in for 30 minutes while maintaining the temperature and continuing stirring. The suspension is then heated to X 70 0 C and initiated 200 1 air until the end of the oxidation "After 80% are oxidized to the Ct (Fe, Co) 0OH, during the oxidation in 60 minutes, 200 ml of a dilute water glass solution with 1 , 65 g SiOp dripped into the alkaline suspension (pH> 13). 6 hours after the precipitation, the <= £ - (Fe, Co) OOH formation has ended. It has a radiographically determined needle width of 155 Å.
Die Umwandlung in cobalt- und siliciumoxidhaltiges 9"-Fe2O, ergibt am Pulver nach 30 Minuten Temperung des d,-(Fe,Co)2O, bei 75O0C und Reduktion bei 4000C.The conversion to cobalt and siliciumoxidhaltiges 9 "-Fe 2 O, results in the powder after 30 minutes of heat treatment of the d, - (Fe, Co) 2 O, at 75O 0 C and reducing at 400 0 C.
eine Koerzitivkraft, lHc = 540 Oea coercive force, l Hc = 540 Oe
eine Remanenz, Br// = 407a remanence, Br // = 407
einen Remanenzabfall von 9,1 % auf 370 Gcnrg nach 30a decrease in remanence of 9.1 % to 370 Gcnrg after 30
Minuten 1500C.Minutes 150 0 C.
Das cobalthaltige T-Pe3O3 enthält 0,10 90The cobalt-containing T-Pe 3 O 3 contains 0.10 90
b) Die Herstellung des ^-(Fe,Co)OOH erfolgt, wie in Beispiel 3 a beschrieben, Jedoch wird eine Wasserglaslösung mit 3,3 g SiO2 zugetropft.b) The production of the ^ - (Fe, Co) OOH takes place as described in Example 3a, but a water glass solution with 3.3 g of SiO 2 is added dropwise.
Die Umwandlung in cobalt- und siliciumoxidhaltiges 0^2 ergibt am Pulver nach 30 Minuten Temperung bei 7000C undThe conversion into cobalt and silicon oxide-containing 0 ^ 2 results in the powder after tempering at 700 ° C. for 30 minutes
Le A 14 282 - 13 1Le A 14 282 - 13 1
309846/1008309846/1008
Reduktion bei 400°CReduction at 400 ° C
eine Koerzitivkraft, I1- = 556 Oea coercive force, I 1 - = 556 Oe
3 —1 eine Remanenz, BrA =417 Gem g3-1 a remanence, BrA = 417 according to g
einen Remanenzverlust von 8,4 % auf 383 Gcnrg nach 30 Minuten 1500C.a Remanenzverlust from 8.4% to 383 Gcnrg after 30 minutes 150 0 C.
Das cobalthaltige T-Fe2O-, enthält 0,18 % SiO2 Beispiel 4 The cobalt-containing T-Fe 2 O- contains 0.18 % SiO 2 Example 4
Unter den in Beispiel 3 b beschriebenen Bedingungen wird unter Zugabe von 33 g CoCl2.6 H2O in 5 Stunden ein cobalthaltiges °f-FeOOH mit einer röntgenografisch bestimmten Nadelbreite von 250 Ä hergestellt. Die Wasserglaszugabe erfolgt wie oben beschrieben. Die Umwandlung in cobalt- und siliciumoxidhaltiges 2^-Fe2O-, nach 30 Minuten Temperung bei 7000C und Reduktion bei 4000C ergibtUnder the conditions described in Example 3b, with the addition of 33 g of CoCl 2 .6 H 2 O, a cobalt-containing ° f-FeOOH with a needle width of 250 Å determined by X-ray is produced in 5 hours. The water glass is added as described above. The conversion to cobalt and siliciumoxidhaltiges 2 ^ Fe 2 O-, yields after 30 minutes of tempering at 700 0 C and 400 0 C reduction in
eine Koerzitivkraft, Iu„ = 437 Oea coercive force, I u " = 437 Oe
3 —1 eine Remanenz, Br/p = 445 Gem g3-1 a remanence, Br / p = 445 according to g
3-13-1
einen Remanenzverlust von 3,1 % auf 431 Gem g nach 30 Minuten bei 1500Ca Remanenzverlust from 3.1% to 431 Gem g after 30 minutes at 150 0 C.
Das cobalthaltige ^-Fe2O" enthält nach der Analyse 0,22 % SiO2.The cobalt-containing ^ -Fe 2 O "contains 0.22 % SiO 2 according to the analysis.
Aus diesem Material wird nach den Angaben in Beispiel 2 ein Magnetband hergestellt und der Remanenzverlust nach 30 Minuten Erhitzen des Bandes auf 150°C gemessen.A magnetic tape is produced from this material according to the information in Example 2 and the loss of remanence after 30 minutes Heating of the tape to 150 ° C measured.
A B Mittelwert Pulver A B mean value powder
parallel zur Ausrich- senkrecht zur Aus- (A+B): 2parallel to alignment perpendicular to alignment (A + B): 2
tung richtungdirection
1,3 5,1 3,2 3,11.3 5.1 3.2 3.1
Le A 14 282 - 14 -Le A 14 282 - 14 -
3 0 9 8 4 8/10083 0 9 8 4 8/1008
Zu 8,2 1 NaOH mit 1770 g NaOH wurden unter den in Beispiel 3 beschriebenen Bedingungen 10 1 einer Lösung mit 1860 g FeSO^.7 H2O und 74,3 CoCl2.6 H2O hinzugegeben und die nachfolgende Oxydation, wie in Beispiel 3 beschrieben, durchgeführt. Nachdem 90 % der Suspension zum od-(Fe,Co)OOH oxydiert sind, wird in 60 Minuten eine Lösung mit 3,3 g SiO2 zugetropft. Nach insgesamt 6 Stunden ist die Oxydation beendet. Die Umwandlung in cobalt- und siliciumoxidhaltiges ^Fe2O, mit 3 Atom% Co nach 30 Minuten Temperung bei 7000C und Reduktion bei 4000C ergibtTo 8.2 1 of NaOH with 1770 g of NaOH, 10 1 of a solution with 1860 g of FeSO ^ .7 H 2 O and 74.3 CoCl 2 .6 H 2 O were added under the conditions described in Example 3 and the subsequent oxidation, as described in Example 3 carried out. After 90 % of the suspension has been oxidized to od- (Fe, Co) OOH, a solution containing 3.3 g of SiO 2 is added dropwise over the course of 60 minutes. The oxidation is complete after a total of 6 hours. The conversion into cobalt and silicon oxide containing ^ Fe 2 O with 3 atom% Co after 30 minutes of tempering at 700 ° C. and reduction at 400 ° C. results
eine Koerzitivkraft·, I— = 536 Oea coercive force ·, I- = 536 Oe
■tlC ' -ζ _ A ■ tlC '-ζ _ A
eine Remanenz, BrIy = 429 Gem g~a remanence, Br Iy = 429 Gem g ~
einen Remanenzverlust von 8,8 % auf 391 Gcnrg~ nach 30Minu-a loss of remanence of 8.8 % to 391 Gcnrg ~ after 30 minutes
o
ten 150 C.O
th 150 C.
Aus einer Yorlage von 14,1 1 Lösung, die 2860 g FeSO^.7 H2O und 74,3 g CoCl2.6 H2O enthält, mit 4,2 1 Natronlauge (1770 g NaOH) bei 500C unter Rühren und gleichzeitigem Einleiten von 100 1 Stickstoff/Stunde das cobalthaltige Eisen(II)-hydroxid ausgefällt. Dann werden 30 Minuten bei 500C 100 1 Luft/S+unde unter Rühren eingeleitet, danach bis zum Ende der Oxydation (7 Stunden) 200 1 Luft/Stunde. Nachdem 90 % Zum cobalthaltigenFrom a Yorlage of 14.1 1 solution 2860 g FeSO ^ .7 H 2 O and 74.3 g of CoCl 2 .6H 2 O, with 4.2 1 sodium hydroxide solution (1770 g of NaOH) at 50 0 C. Stirring and simultaneous introduction of 100 liters of nitrogen / hour, the cobalt-containing iron (II) hydroxide is precipitated. 100 1 of air / S + ande are then passed in at 50 ° C. for 30 minutes with stirring, then 200 1 of air / hour until the end of the oxidation (7 hours). After 90 % to the cobalt-containing
-FeOOHoxydiert sind, wird eine verdünnte Wasserglaslösung mit 0,8 g SiO2 in 3 Minuten zur Suspension gegeben, damit sich im stark alkalischem Medium SiO2 abscheidet.-FeOOH are oxidized, a dilute waterglass solution with 0.8 g SiO 2 is added to the suspension in 3 minutes so that SiO 2 is deposited in the strongly alkaline medium.
Das öt-(Fe,Co)OOH hat eine rontgenografisch bestimmte Nadelbreite von 150 Ä.The öt- (Fe, Co) OOH has a needle width determined radiographically from 150 Ä.
Le A 14 282 - 15 -Le A 14 282 - 15 -
303846/1008303846/1008
Die Umwandlung in cobalt- und siliciumoxidhaltiges W-Fe nach 30 Minuten Temperung bei 7000C und Reduktion bei 400 C liefertThe conversion into cobalt- and silicon oxide-containing W-Fe after 30 minutes of tempering at 700 ° C. and reduction at 400 ° C. yields
eine Koerzitivkraft, Iu„ = 524 Oea coercive force, I u "= 524 Oe
nc 3—1
eine Remanenz, Br/f = 446 Gem gnc 3-1
a remanence, Br / f = 446 according to g
3 —13 - 1
einen Remanenzverlust von 12,3 % auf 391 Gem g nach 30 Minuten 1500C.a loss of remanence of 12.3% to 391 gem g after 30 minutes 150 ° C.
Das entsprechende Vergleichsprodukt ohne Si0Q hat einen wesent-The corresponding comparison product without Si0 Q has a significant
3 —1 lieh höheren Remanenzverlust von 24 % von 479 auf 364 Gem g3-1 gave a higher loss of remanence of 24 % from 479 to 364 Gem g
a) Keimbildunga) nucleation
Nach DAS 1 226 997 werden 3040 g FeSO^ und 346 g CoSO^ in 20 1 Wasser gelöst und unter Rühren bei 20 - 25°C mit 915 g technischer NaOH in 2,5 1 Wasser versetzt. In die Hydroxidsuspension werden mit Hilfe eines Schlitzflügelrühres bei 1500 Upm 100 Liter Luft/Stunde eingetragen, wobei die Temperatur im Verlauf von 4 Stunden auf 550C ansteigt. In dieser Zeit sinkt der pH-Wert auf 5,0 ab und die Farbe der Suspension schlägt von dunkelgrün über dunkelblau und grün nach orangebraun um. Die entstandene Eisenoxidhydroxidsuspension (Keim) enthält jetzt 50,2 g/l FeSO. und 38,2 g/l FeOOH. Der Ausfällungsgrad betrug damit 56,6 %. According to DAS 1 226 997, 3040 g FeSO ^ and 346 g CoSO ^ are dissolved in 20 l of water and 915 g of technical NaOH in 2.5 l of water are added while stirring at 20-25 ° C. A Schlitzflügelrühres at 1500 rpm are introduced 100 liters of air / hour into the hydroxide suspension with the aid, wherein the temperature in the course of 4 hours at 55 0 C increases. During this time the pH drops to 5.0 and the color of the suspension changes from dark green to dark blue and green to orange-brown. The resulting iron oxide hydroxide suspension (germ) now contains 50.2 g / l FeSO. and 38.2 g / l FeOOH. The degree of precipitation was thus 56.6 %.
b) Pigmentbildungb) pigment formation
20 1 Keimsuspension werden auf 60 bis 700C erhitzt und unter Rühren im Verlauf von 8 Stunden mit 4,6 1 einer 12,65 %igen NaOH versetzt. Gleichzeitig mit der NaOH-Zugabe werden 20 1 Luft pro Stunde eingeleitet. Nach diesem Verfahren wachsen die Keime bei pH 4,5 bis 6,5 durch Oxydation der II-wertigen Me-20 1 Germ suspension are heated to 60 to 70 0 C, while stirring in the course of 8 hours with 4.6 1 of a 12.65% strength NaOH. Simultaneously with the addition of NaOH, 20 liters of air per hour are introduced. According to this process, the germs grow at pH 4.5 to 6.5 by oxidation of the II-valent me-
Le A 14 282 - 16 -Le A 14 282 - 16 -
303846/1008303846/1008
tallionen zur Ill-wertigen Stufe und werden durch anschließende Hydrolyse dann ausgefällt. Nach Abbau der (Fe,Co)SO^-Konzentration wird neben der Natronlauge gleichzeitig eine· Lösung aus Fe- und Cosulfat eingetragen. Nach Zugabe von 14,4 Mol FeSO^ und 1,6 Mol CoSO^ in 15,4 1 Wasser gelöst und 15,4 1 einer 8,3 %igen Natronlauge bei 30 l/Stunde Luftzufuhr ist die Pigmentbildung nach 25 Stunden abgeschlossen. Das Pigment wird abfiltriert, gewaschen und in 4 Portionen aufgeteilt.'Das cobalthaltige ei-FeOOH zeigt Nadelform mit einer Nadelbreite von etwa 200 S und ein Länge : Breiteverhältnis von 5 : 1 bis 40 : 1. 350 g von diesem Ot-(Fe,Co)OOH werden vor dem Trocknen erneut suspendiert und als 6 %ige Suspension auf 80°C unter Rühren erwärmt, der pH-Wert wird mit verdünnter Schwefelsäure auf 5,5 gestellt und im Verlauf von 80 Minuten mit 6,5 g Natriumwasserglas, entsprechend 1,75 g SiO2, versetzt. Der pH-Wert steigt dabei auf 5,8 an. Nach weiteren 10 Minuten Rühren wird das Pigment abgesaugt und bei 120 C getrocknet. Eine Temperung des <*.-(Fe,Co)2O^ bei 680°C während einer Stunde, Reduktion bei 400°C und ReOxydation bei 2600C ergibtmetal ions to the III-valent stage and are then precipitated by subsequent hydrolysis. After the (Fe, Co) SO ^ concentration has been reduced, a solution of Fe and cosulphate is introduced at the same time as the sodium hydroxide solution. After adding 14.4 mol of FeSO ^ and 1.6 mol of CoSO ^ dissolved in 15.4 l of water and 15.4 l of 8.3% sodium hydroxide solution with an air supply of 30 l / hour, pigment formation is complete after 25 hours. The pigment is filtered off, washed and divided into 4 portions. The cobalt-containing egg-FeOOH has a needle shape with a needle width of about 200 S and a length: width ratio of 5: 1 to 40: 1. 350 g of this Ot- (Fe, Co) OOH are resuspended before drying and heated as a 6% suspension to 80 ° C with stirring, the pH is adjusted to 5.5 with dilute sulfuric acid and over 80 minutes with 6.5 g of sodium water glass, accordingly 1.75 g SiO 2 , added. The pH rises to 5.8. After stirring for a further 10 minutes, the pigment is filtered off with suction and dried at 120.degree. A tempering of the <* .- (Fe, Co) 2 O ^ at 680 ° C for one hour reduction at 400 ° C and reoxidation at 260 0 C yields
eine Koerzitivkraft, Ix- = 570 Oe
eine Remanenz, Br/p = 465 Gcnrga coercive force, I x - = 570 Oe
a remanence, Br / p = 465 Gcnrg
einen Remanenzverlust von 10,5 % auf 417 Gem g nach 30 Minuten 150°C. a loss of remanence of 10.5 % to 417 gem g after 30 minutes at 150 ° C.
Das cobalthaltige nadeiförmige ferromagnetische Eisenoxid enthält 6,5 Atom% Co und 0,46 Gew.-Jfi SiO2.The acicular ferromagnetic iron oxide containing cobalt contains 6.5 atom% of Co and 0.46% by weight of SiO 2 .
175 g cobalthaltiges Eisenoxidhydroxid aus Beispiel 7 werden dispergiert, auf 800C erhitzt, der pH-Wert mit NaOH auf 12,2 gestellt, 3,5 g SiO2 als Wasserglas hinzugefügt und anschließend im Verlauf von 140 Minuten der pH-Wert mit H2SO. auf pH = 7 gesenkt, abfiltriert und getrocknet. Die SiO2-Abscheidung führt175 g of cobalt-containing iron oxide hydroxide from Example 7 are dispersed, heated to 80 ° C., the pH is adjusted to 12.2 with NaOH, 3.5 g of SiO 2 are added as water glass and then the pH is adjusted with H in the course of 140 minutes 2 SUN. lowered to pH = 7, filtered off and dried. The SiO 2 deposition leads
Le A 14 282 -17-Le A 14 282 -17-
309846/1008309846/1008
zu einem erschwerten Wachstum des Pigmentes bei der Umwandlung. 't-(Fe,Co)2O^5, das nach einstündiger Temperung bei 730 C vorto a more difficult growth of the pigment during the conversion. 't- (Fe, Co) 2 O ^ 5 , which after one hour of tempering at 730 C before
2525th
der Reduktion bei 46O0C und Reoxydation bei 290°C erhalten wird, zeigt einen Remanenzverlust von weniger als 10 %, the reduction at 46O 0 C and reoxidation at 290 ° C is obtained, shows a remanence loss of less than 10 %,
eine Koerzitivkraft, !„ = 433 Oea coercive force ,! "= 433 Oe
3 —1 eine Remanenz, Br/V = 332 Gem g3-1 a remanence, Br / V = 332 according to g
3 —1 einen Remanenzverlust von 8 % auf 306 Gern g nach 30 Minuten3–1 a loss of remanence of 8 % to 306 Gern g after 30 minutes
1500C.150 0 C.
Das cobalthaltige ^Fe2O5 enthält 2,1 Gew.-96 Si Beispiel 9 The cobalt-containing ^ Fe 2 O 5 contains 2.1% by weight of Si Example 9
Die Umhüllung des oC-dTe,Co)OOH erfolgt nach Beispiel 7, jedoch wird der pH-Wert während der ganzen Zeit bei pH = 12,2 gehalten. Das erhaltene öC-(Fe,Co)OOH enthält nach dem Trocknen 0,19 % SiO2. Die Umwandlung in cobalt- und siliciumoxidhaltiges /1Fe2O, ergab nach Temperung von einer Stunde bei 7300C, Reduktion bei 4300C, Reoxydation bei 26O0CThe encapsulation of the oC-dTe, Co) OOH is carried out according to Example 7, but the pH value is kept at pH = 12.2 throughout the entire time. The ÖC- (Fe, Co) OOH obtained contains 0.19 % SiO 2 after drying. The conversion to cobalt and siliciumoxidhaltiges / 1 Fe 2 O gave after annealing of one hour at 730 0 C, reduction at 430 0 C, reoxidation at 26O 0 C
eine Koerzitivkraft, Iu = 456 Oea coercive force, I u = 456 Oe
3 -1
eine Remanenz, Br/? = 396 Gem g3 -1
a remanence, Br /? = 396 according to g
einen Br^-Verlust von 10 % auf 356 Gern g~ von 30 Minutena Br ^ loss of 10% per 356 Gerng ~ of 30 minutes
150°C.150 ° C.
Beispiel 10
a) Keimbildung Example 10
a) nucleation
In einem 30 1 Reaktor mit Schlitzflügelrührer wird aus einer 14,7 %igen Lösung, die 21,375 Mol FeSO4 und 1,125 Mol CoSO^ enthält, mit 915 g technischer NaOH in 2,5 1 Wasser bei 35 C basisches (Fe,Co)II-SuIfat ausgefällt und mit 100 1 Luft/ Stunde unter Rühren mit 1500 Upm oxydiert. Dabei fällt der pH-In a 30 l reactor with a slotted vane stirrer, a 14.7% solution containing 21.375 mol FeSO 4 and 1.125 mol CoSO ^ is converted into basic (Fe, Co) II with 915 g technical NaOH in 2.5 l water at 35 C -Sulfate precipitated and oxidized with 100 l air / hour with stirring at 1500 rpm. The pH-
LeA14282 30 98 46 LeA14282 30 98 46
Wert im Verlauf von 4 Stunden auf 4,2, während die Temperatur
von 35 auf 66°C ansteigt. Die Keimbildung ist beendet, wenn
die anfangs blaugrüne Suspension braun-gelb geworden ist, sie
enthält dann 58 g/l FeSO^ und 38,3 g/l FeOOH entsprechend
einem anfänglichen Ausfällungsgrad von 53 %.Value over 4 hours to 4.2 while the temperature
increases from 35 to 66 ° C. The nucleation is finished when
the initially blue-green suspension has turned brown-yellow, they
then contains 58 g / l FeSO ^ and 38.3 g / l FeOOH accordingly
an initial degree of precipitation of 53%.
b) Pigmentbildung ohne SiO2 b) Pigment formation without SiO 2
22 1 der Keimsuspension nach Beispiel 10 a werden bei 60 C bis
700C unter Durchblasen von 20 I.Luft/Stunde und Rühren mit 1500
Upm oxydiert und die entstandenen dreiwertigen Ionen durch Zugabe von 126,5 g NaOH in einem Liter Wasser im Verlauf von 8
Stunden aushydrolysiert, wobei der pH-Wert zwischen 4,2 und 5,2 gehalten wird. Das entstandene cobalthaltige Eisenoxidhydroxid
besitzt eine Nadelbreite von etwa 0,023/um und ein Länge :
Breite-Verhältnis von 5 : 1 bis 40 : 1.22 1 of seed suspension from Example 10 a are oxidized at 60 C to 70 0 C by bubbling 20 I.Luft / hour and stirring at 1500 rpm, and the resulting trivalent ions by the addition of 126.5 g NaOH in one liter of water in the course from 8
Hydrolyzed for hours, the pH being kept between 4.2 and 5.2. The resulting cobalt-containing iron oxide has a needle width of approximately 0.023 / um and a length:
Width ratio from 5: 1 to 40: 1.
Das Pigment wird gewaschen und aufgeteilt. Ein Teil wird
direkt in ^(Fe,Co)2O, umgewandelt, ein weiterer Anteil erneut
dispergiert und mit 0,5 Gew.-% SiO2 entsprechend Beispiel 8
nachbehandelt.The pigment is washed and divided. Part will
converted directly into ^ (Fe, Co) 2 O, another portion redispersed and with 0.5 wt .-% SiO 2 according to Example 8
post-treated.
Die Umwandlung beider Proben in ^-(Fe,Co)0O, wird mit und ohneThe conversion of both samples into ^ - (Fe, Co) 0 O, is with and without
2-32-3
Temperung durchgeführt, Reduktionsbedingungen 400 C bis 460 C, Reoxydation bei 2900C.Annealing performed reduction conditions 400 C to 460 C, reoxidation at 290 0 C.
Das cobalthaltige P^Fe2O, enthielt 3,5 Atom% Co.
In Tabelle 4 sind die Magnetwerte zusammengefaßt.The cobalt-containing P ^ Fe 2 O, contained 3.5 atom% Co.
The magnetic values are summarized in Table 4.
Le A 14 282 - 19 -Le A 14 282 - 19 -
309846/1008309846/1008
ZOZO
Temperung 1 h (0C)Tempering 1 h ( 0 C)
Koerzitivkraft Coercive force
LHc L Hc
(Oe)(Oe)
/S3 1
(GcnTg ) / S 3 1
(GcnTg)
Br/jBr / j
Rema-Rema-
nach 30 lust min. bei 1500Closs after 30 min. at 150 0 C
ohne SiO,without SiO,
630630
495 513495 513
487
483487
483
397 416397 416
18,5 14,018.5 14.0
mit 0,55 %
SiO2 with 0.55 %
SiO 2
730730
477 415477 415
462
449462
449
402 422402 422
13,0 6,013.0 6.0
Man sieht, daß sowohl mit als auch ohne Temperung das erfindungsgemäß beschriebene cobalt- und siliciumoxidhaltige ^-FepO, einen geringeren Remanenzverlust aufweist.It can be seen that both with and without tempering according to the invention described cobalt and silicon oxide containing ^ -FepO, has a lower loss of remanence.
Zu 100 g cobalthaltigem, SiO2-"freiem, nadeiförmigem CU-Fe2O,, mit 2,2 Atom?6 Co wird soviel Wasser gegeben, daß eine 10 J&Lge Suspension entsteht, danach der pH-Wert auf 12,2 eingestellt. Zu dieser Suspension wird eine Wasserglaslösung mit 0,4 g SiO2 gegeben und wie in Beispiel 8 das SiO2 auf dem o6-(Fe,Co)2O, abgeschieden. Sufficient water is added to 100 g of cobalt-containing, SiO 2 - "free, needle-shaped CU-Fe 2 O, with 2.2 atoms of 6 Co, that a 10 J & Lge suspension is formed, then the pH is adjusted to 12.2. A water glass solution containing 0.4 g of SiO 2 is added to this suspension and, as in Example 8, the SiO 2 is deposited on the O6- (Fe, Co) 2 O.
Die. Umwandlung in cobalt-.und siliciumoxidhaltiges ^Fe2O, ergab nach 30 Minuten Temperung bei 7000C und Reduktion bei 4000CThe. Conversion into cobalt and silicon oxide containing ^ Fe 2 O, resulted after 30 minutes of tempering at 700 ° C. and reduction at 400 ° C.
eine Koerzitivkraft, Ix, =519 Oe eine Remanenz, Br/pa coercive force, I x , = 519 Oe a remanence, Br / p
= 446 Gem g~= 446 Gem g ~
Le A 14 282Le A 14 282
- 20 309846/1008- 20 309846/1008
■ζ _ί■ ζ _ί
einen Remanenzverlust von 12,1 % auf 392 Gcnrg nach 30 Minuten 1500C.a Remanenzverlust from 12.1% to 392 Gcnrg after 30 minutes 150 0 C.
Das entsprechende SiOp-freie Vergleichsprodukt hatte einen Remanenzverlust von 24 %. The corresponding SiOp-free comparison product had a remanence loss of 24 %.
309846/1008309846/1008
Le A 14 282 - 21 -Le A 14 282 - 21 -
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DE2221264C3 DE2221264C3 (en) | 1978-02-23 |
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CA1019562A (en) | 1977-10-25 |
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FR2183052A1 (en) | 1973-12-14 |
JPS4941299A (en) | 1974-04-18 |
PL85585B1 (en) | 1976-04-30 |
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GB1417505A (en) | 1975-12-10 |
NL7305964A (en) | 1973-10-31 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |