JPH0146445B2 - - Google Patents
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- JPH0146445B2 JPH0146445B2 JP55118540A JP11854080A JPH0146445B2 JP H0146445 B2 JPH0146445 B2 JP H0146445B2 JP 55118540 A JP55118540 A JP 55118540A JP 11854080 A JP11854080 A JP 11854080A JP H0146445 B2 JPH0146445 B2 JP H0146445B2
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B5/70684—Ferro-ferrioxydes
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は酸化鉄()或いはオキシ水酸化鉄
()をテンパリングし、得られた生成物を水素
及び/又はCOを用いて及び/又は酸化鉄の存在
下に分解性の有機化合物により還元してマグネタ
イトとなし、引続きこのマグネタイトを酸素含有
ガスで酸化して式FeOx(式中、Xは1.33乃至1.50
の値である)の針状強磁性酸化鉄とする、針状強
磁性酸化鉄の製法に関する。 針状強磁性酸化鉄、例えばマグネタイト及びガ
ンマー酸化鉄は、従来より磁性記録担体を製造す
る際の磁化可能な材料として広範囲に使用されて
いる。特に使用されるガンマー酸化鉄()を製
造するためには、既に多数の方法が公知となつて
いる。例えば英国特許第675260号明細書には、針
状α−オキシ水酸化鉄(ゲータイト)を脱水して
α−酸化鉄()にし、還元雰囲気中300℃以上
の温度でマグネタイトに変換しかつ空気中450℃
以下の温度で酸化し針状ガンマー酸化鉄()に
する、ガンマー酸化鉄()を得る方法が記載さ
れている。かかる材料の結晶性、機械的及び磁気
的特性をも改良しようとする過程において、前記
のプロセスはその個々の工程が多種多様に変更さ
れかつ同様に使用する物質を変えることによつて
も変更された。 英国特許明細書に記載の方法が見い出されるの
と殆ど同時に、ドイツ連邦共和国特許第801352号
明細書に非磁性酸化鉄を短鎖状のカルボン酸塩で
処理し、引続き加熱して適当な磁性酸化鉄を得る
方法が開示された。こうして得られたマグネタイ
トは、200〜400℃で酸化することにより同様にガ
ンマー酸化鉄()に変換される。次いで、米国
特許第2900236号明細書により、540℃以下の温度
で僅小量のタール及び灰分の形成下に分解する全
ての有機化合物が、マグネタイトを得るための非
磁性酸化鉄の還元に好適であることが公知となつ
た。このためには、酸化鉄はガス状、固状或いは
液状の有機物質と接触せしめられかつ540〜650℃
の温度に加熱される。上記の公知方法において、
一部分は空気遮断下に加熱されるが、この場合の
反応はマグネタイトの段階で放置されるか又は同
様に空気の存在でマグネタイトはただちにガンマ
ー酸化鉄()に酸化される。 強磁性酸化鉄を製造するための出発物質は一般
的にα−FeOOH又はα−Fe2O3であるが、δ−
FeOOH(ドイツ連邦共和国特許出願公告第
1203656号明細書)及びγ−FeOOH(ドイツ連邦
共和国特許公開公報第2212435号)又はその混合
物も使用される。これらの酸化鉄は、さらに処理
される前に最終生成物の保磁力を高めるためにテ
ンパリング処理されるべきであることも従来から
度々提案されている。それにもかかわらずこの効
果を生ぜしめるには、400℃以上700℃迄の温度が
必要であつた。しかし、これはこの温度範囲では
微粒子の焼結が起り、磁気記録担体で使用される
磁性材料の針状形を損傷するという欠点を生じ
た。 従つて、本発明の課題は高い保持力を有するが
同時に上述の欠点を有することのない生成物を生
ずる、強磁性酸化鉄の製法を提供することにあつ
た。 ところで、針状酸化鉄()或いはオキシ水酸
化鉄()をテンパリングし、得られた生成物を
水素及び/又はCOにより、及び/又は酸化鉄の
存在下に分解性の有機化合物により、300乃至650
℃の温度において還元してマグネタイトとなし、
このマグネタイトを酸素含有ガスにより150乃至
500℃の温度において酸化して式FeOx(式中、x
は1.33乃至1.50である)の針状強磁性酸化鉄とす
る、針状強磁性酸化鉄の製法において、α−酸化
鉄()、γ−酸化鉄()、ゲータイト(α−
FeOOH)、レピドクロサイト(γ−FeOOH)及
びこの混合物より成る群から選択された針状酸化
鉄()或いはオキシ水酸化鉄()のテンパリ
ング処理を水素及び/又は酸化鉄の存在下に分解
性の有機化合物の蒸気雰囲気中において、220℃
以上であるが針状酸化鉄()乃至オキシ水酸化
鉄()の還元温度以下の温度で、30乃至1013ミ
リバールの水蒸気分圧において0.05乃至8時間実
施すれば所望の性質を有する前記式の針状強磁性
酸化鉄が製造されることが判明した。テンパリン
グ時間は調節温度及び所望の測定値次第であるが
3分(0.05時間)及び8時間の間から選択される
ことができる。より長い時間も可能であるが経済
的ではない。 上記の物質のテンパリング処理はそれ自体公知
の方法で実施される。これに関し、本発明方法に
よれば温度は220〜460℃、α−FeOOHを使用す
る場合は270〜450℃が有利である。しかし、反応
室内における水蒸気分圧を少なくとも30ミリバー
ル好ましくは70乃至1013ミリバールの間に保持す
ることが肝要である。この水蒸気含有雰囲気は水
或いは水蒸気をテンパリング帯域へ直接に注加す
ることにより並びにテンパリング帯域を流通する
水蒸気含有の不活性搬送ガス例えば窒素によつて
も得られる。この方法においてオキシ水酸化鉄
()を使用した場合、必要な水蒸気分圧は220℃
以上の温度においてオキシ水酸化鉄の脱水によつ
て生ずる水分によつて得ることができる。 上述のテンパリング処理によつて得られた酸化
鉄は、それから公知の方法によりマグネタイトに
還元される。この目的のため、本発明の方法によ
つてテンパリングされた生成物は、固体或は流体
の還元剤と共に機械的に混合されるか若しくはこ
の物質の適当な溶液或いは懸濁液中においてこれ
により被覆されかつ引き続き300〜650℃の温度に
おいて不活性ガス下か、又は不活性ガスに配合さ
れるか、されていない前述の水素及び/又はガス
状有機化合物による方法によつて実施することが
できる。 従来技術により適当なものとして知られている
全ての有機化合物は、酸化鉄の存在において300
〜650℃の間の温度で分解する限りにおいて水素
と並んで使用される。これに加えて、高級脂肪
酸、その誘導体、グリセリン、不活性ガス/アル
コール蒸気混合物及びメタンも有利に使用され
る。 本発明方法においては、上述のテンパリング並
びにそれに引き続いての還元は共に一つの反応装
置内で実施することができる。これに関してテン
パリング処理を水素及び/又は酸化鉄還元性の蒸
気状有機化合物の存在下に実施し、続いて還元を
水素及び/又は蒸気状有機化合物を還元されるべ
き生成物上へ導入して実施することができる。こ
の場合、テンパリング処理は、本発明で規定した
範囲内の温度で行なうが、しかし、この温度が酸
化鉄の還元を開始せしめる温度以下であることが
条件である。それから引き続いて、温度を上昇せ
しめることによりマグネタイトへの還元が行なわ
れる。 上記の方法においては、テンパリングを還元ガ
ス雰囲気中で、かつ還元温度以下の温度で実施
し、引き続いて同雰囲気下で温度のみを上昇して
還元を実施することが可能で、工程を簡略するこ
とができるので有利である。 その後、かくして得られたマグネタイトを酸化
含有ガスにより150〜500℃の温度において酸化し
た式FeOx(式中、xは1.33乃至1.50の値である)
の針状強磁性酸化鉄とする。完全な酸化の場合に
は、即ちx=1.50においてガンマー酸化鉄()
が生ずる。x値が1.33以上は種々のベルトライド
化合物に関連する。 本発明により製造された針状強磁性酸化鉄、殊
にガンマー酸化鉄()は、磁性記録担体製造用
の磁性材料としての使用に関して意想外に有利な
性質を示す。磁気層の製造のために強磁性酸化鉄
は高分子結合剤中に分散せしめられる。この目的
のための結合剤としては従来公知の化合物、例え
ばポリビニル誘導体、ポリウレタン、ポリエステ
ル等のホモポリマー及びコポリマーを挙げること
ができる。結合剤は適当な有機溶媒中の溶液とし
て使用され、このものは場合によりさらに添加剤
を含有することができる。 本発明により製造された針状強磁性酸化鉄、殊
にかくして得られたガンマー酸化鉄()は、従
来公知のガンマー酸化鉄()に対しより高い保
磁力において、或いは慣用の高処理で得られた高
保磁力を有するガンマー酸化鉄()に対し、よ
り良好な針状形において驚く程明らかに相違す
る。磁性材料においてかかる改善は、これにより
製造された磁気記録担体に関して非常に明白に認
識される。 次に、実施例につき本発明を詳細に説明する。 酸化鉄の磁気的粉末値は、慣用の振動磁力計を
用いて測定場強度100kA/mにおいて測定した。
保磁力(Hc)は〔kA/m〕で、比残留磁気
(Mr/ρ)及び飽和磁化(Mn/ρ)は〔nTm3/
g〕で記載する。他に言及しない限り、測定した
サンプルの充填重量dは1.2g/cm3である。さら
に、種々の方法段階においてその都度の材料の表
面積値(SN2)はBET法により決定される。 実施例 γ−FeOOH(SN2=28.7m2/g)50部を220℃で
1時間回転石英フラスコ内で、90℃の温水を含有
するガス洗浄瓶に導通した水素流中において加熱
する(pH2O=699ミリバール)。還元のために、
その後温度を320℃上昇せしめかつ水を含有する
ガス洗浄瓶を50℃に保持する。1/2時間後、得ら
れた粉体を250℃で1時間空気流中で酸化する。
得られたガンマー酸化鉄()は次の表中に記載
の性質を示す。 比較実験 前記実施例で記載した方法の如くに行なうが、
テンパリングを220℃において乾燥水素流中で実
施しかつ温度を320℃に高めてから50℃の温水を
有するガス洗浄瓶をガス流に接続する。 【表】
()をテンパリングし、得られた生成物を水素
及び/又はCOを用いて及び/又は酸化鉄の存在
下に分解性の有機化合物により還元してマグネタ
イトとなし、引続きこのマグネタイトを酸素含有
ガスで酸化して式FeOx(式中、Xは1.33乃至1.50
の値である)の針状強磁性酸化鉄とする、針状強
磁性酸化鉄の製法に関する。 針状強磁性酸化鉄、例えばマグネタイト及びガ
ンマー酸化鉄は、従来より磁性記録担体を製造す
る際の磁化可能な材料として広範囲に使用されて
いる。特に使用されるガンマー酸化鉄()を製
造するためには、既に多数の方法が公知となつて
いる。例えば英国特許第675260号明細書には、針
状α−オキシ水酸化鉄(ゲータイト)を脱水して
α−酸化鉄()にし、還元雰囲気中300℃以上
の温度でマグネタイトに変換しかつ空気中450℃
以下の温度で酸化し針状ガンマー酸化鉄()に
する、ガンマー酸化鉄()を得る方法が記載さ
れている。かかる材料の結晶性、機械的及び磁気
的特性をも改良しようとする過程において、前記
のプロセスはその個々の工程が多種多様に変更さ
れかつ同様に使用する物質を変えることによつて
も変更された。 英国特許明細書に記載の方法が見い出されるの
と殆ど同時に、ドイツ連邦共和国特許第801352号
明細書に非磁性酸化鉄を短鎖状のカルボン酸塩で
処理し、引続き加熱して適当な磁性酸化鉄を得る
方法が開示された。こうして得られたマグネタイ
トは、200〜400℃で酸化することにより同様にガ
ンマー酸化鉄()に変換される。次いで、米国
特許第2900236号明細書により、540℃以下の温度
で僅小量のタール及び灰分の形成下に分解する全
ての有機化合物が、マグネタイトを得るための非
磁性酸化鉄の還元に好適であることが公知となつ
た。このためには、酸化鉄はガス状、固状或いは
液状の有機物質と接触せしめられかつ540〜650℃
の温度に加熱される。上記の公知方法において、
一部分は空気遮断下に加熱されるが、この場合の
反応はマグネタイトの段階で放置されるか又は同
様に空気の存在でマグネタイトはただちにガンマ
ー酸化鉄()に酸化される。 強磁性酸化鉄を製造するための出発物質は一般
的にα−FeOOH又はα−Fe2O3であるが、δ−
FeOOH(ドイツ連邦共和国特許出願公告第
1203656号明細書)及びγ−FeOOH(ドイツ連邦
共和国特許公開公報第2212435号)又はその混合
物も使用される。これらの酸化鉄は、さらに処理
される前に最終生成物の保磁力を高めるためにテ
ンパリング処理されるべきであることも従来から
度々提案されている。それにもかかわらずこの効
果を生ぜしめるには、400℃以上700℃迄の温度が
必要であつた。しかし、これはこの温度範囲では
微粒子の焼結が起り、磁気記録担体で使用される
磁性材料の針状形を損傷するという欠点を生じ
た。 従つて、本発明の課題は高い保持力を有するが
同時に上述の欠点を有することのない生成物を生
ずる、強磁性酸化鉄の製法を提供することにあつ
た。 ところで、針状酸化鉄()或いはオキシ水酸
化鉄()をテンパリングし、得られた生成物を
水素及び/又はCOにより、及び/又は酸化鉄の
存在下に分解性の有機化合物により、300乃至650
℃の温度において還元してマグネタイトとなし、
このマグネタイトを酸素含有ガスにより150乃至
500℃の温度において酸化して式FeOx(式中、x
は1.33乃至1.50である)の針状強磁性酸化鉄とす
る、針状強磁性酸化鉄の製法において、α−酸化
鉄()、γ−酸化鉄()、ゲータイト(α−
FeOOH)、レピドクロサイト(γ−FeOOH)及
びこの混合物より成る群から選択された針状酸化
鉄()或いはオキシ水酸化鉄()のテンパリ
ング処理を水素及び/又は酸化鉄の存在下に分解
性の有機化合物の蒸気雰囲気中において、220℃
以上であるが針状酸化鉄()乃至オキシ水酸化
鉄()の還元温度以下の温度で、30乃至1013ミ
リバールの水蒸気分圧において0.05乃至8時間実
施すれば所望の性質を有する前記式の針状強磁性
酸化鉄が製造されることが判明した。テンパリン
グ時間は調節温度及び所望の測定値次第であるが
3分(0.05時間)及び8時間の間から選択される
ことができる。より長い時間も可能であるが経済
的ではない。 上記の物質のテンパリング処理はそれ自体公知
の方法で実施される。これに関し、本発明方法に
よれば温度は220〜460℃、α−FeOOHを使用す
る場合は270〜450℃が有利である。しかし、反応
室内における水蒸気分圧を少なくとも30ミリバー
ル好ましくは70乃至1013ミリバールの間に保持す
ることが肝要である。この水蒸気含有雰囲気は水
或いは水蒸気をテンパリング帯域へ直接に注加す
ることにより並びにテンパリング帯域を流通する
水蒸気含有の不活性搬送ガス例えば窒素によつて
も得られる。この方法においてオキシ水酸化鉄
()を使用した場合、必要な水蒸気分圧は220℃
以上の温度においてオキシ水酸化鉄の脱水によつ
て生ずる水分によつて得ることができる。 上述のテンパリング処理によつて得られた酸化
鉄は、それから公知の方法によりマグネタイトに
還元される。この目的のため、本発明の方法によ
つてテンパリングされた生成物は、固体或は流体
の還元剤と共に機械的に混合されるか若しくはこ
の物質の適当な溶液或いは懸濁液中においてこれ
により被覆されかつ引き続き300〜650℃の温度に
おいて不活性ガス下か、又は不活性ガスに配合さ
れるか、されていない前述の水素及び/又はガス
状有機化合物による方法によつて実施することが
できる。 従来技術により適当なものとして知られている
全ての有機化合物は、酸化鉄の存在において300
〜650℃の間の温度で分解する限りにおいて水素
と並んで使用される。これに加えて、高級脂肪
酸、その誘導体、グリセリン、不活性ガス/アル
コール蒸気混合物及びメタンも有利に使用され
る。 本発明方法においては、上述のテンパリング並
びにそれに引き続いての還元は共に一つの反応装
置内で実施することができる。これに関してテン
パリング処理を水素及び/又は酸化鉄還元性の蒸
気状有機化合物の存在下に実施し、続いて還元を
水素及び/又は蒸気状有機化合物を還元されるべ
き生成物上へ導入して実施することができる。こ
の場合、テンパリング処理は、本発明で規定した
範囲内の温度で行なうが、しかし、この温度が酸
化鉄の還元を開始せしめる温度以下であることが
条件である。それから引き続いて、温度を上昇せ
しめることによりマグネタイトへの還元が行なわ
れる。 上記の方法においては、テンパリングを還元ガ
ス雰囲気中で、かつ還元温度以下の温度で実施
し、引き続いて同雰囲気下で温度のみを上昇して
還元を実施することが可能で、工程を簡略するこ
とができるので有利である。 その後、かくして得られたマグネタイトを酸化
含有ガスにより150〜500℃の温度において酸化し
た式FeOx(式中、xは1.33乃至1.50の値である)
の針状強磁性酸化鉄とする。完全な酸化の場合に
は、即ちx=1.50においてガンマー酸化鉄()
が生ずる。x値が1.33以上は種々のベルトライド
化合物に関連する。 本発明により製造された針状強磁性酸化鉄、殊
にガンマー酸化鉄()は、磁性記録担体製造用
の磁性材料としての使用に関して意想外に有利な
性質を示す。磁気層の製造のために強磁性酸化鉄
は高分子結合剤中に分散せしめられる。この目的
のための結合剤としては従来公知の化合物、例え
ばポリビニル誘導体、ポリウレタン、ポリエステ
ル等のホモポリマー及びコポリマーを挙げること
ができる。結合剤は適当な有機溶媒中の溶液とし
て使用され、このものは場合によりさらに添加剤
を含有することができる。 本発明により製造された針状強磁性酸化鉄、殊
にかくして得られたガンマー酸化鉄()は、従
来公知のガンマー酸化鉄()に対しより高い保
磁力において、或いは慣用の高処理で得られた高
保磁力を有するガンマー酸化鉄()に対し、よ
り良好な針状形において驚く程明らかに相違す
る。磁性材料においてかかる改善は、これにより
製造された磁気記録担体に関して非常に明白に認
識される。 次に、実施例につき本発明を詳細に説明する。 酸化鉄の磁気的粉末値は、慣用の振動磁力計を
用いて測定場強度100kA/mにおいて測定した。
保磁力(Hc)は〔kA/m〕で、比残留磁気
(Mr/ρ)及び飽和磁化(Mn/ρ)は〔nTm3/
g〕で記載する。他に言及しない限り、測定した
サンプルの充填重量dは1.2g/cm3である。さら
に、種々の方法段階においてその都度の材料の表
面積値(SN2)はBET法により決定される。 実施例 γ−FeOOH(SN2=28.7m2/g)50部を220℃で
1時間回転石英フラスコ内で、90℃の温水を含有
するガス洗浄瓶に導通した水素流中において加熱
する(pH2O=699ミリバール)。還元のために、
その後温度を320℃上昇せしめかつ水を含有する
ガス洗浄瓶を50℃に保持する。1/2時間後、得ら
れた粉体を250℃で1時間空気流中で酸化する。
得られたガンマー酸化鉄()は次の表中に記載
の性質を示す。 比較実験 前記実施例で記載した方法の如くに行なうが、
テンパリングを220℃において乾燥水素流中で実
施しかつ温度を320℃に高めてから50℃の温水を
有するガス洗浄瓶をガス流に接続する。 【表】
Claims (1)
- 1 針状酸化鉄()或はオキシ水酸化鉄()
をテンパリングし、得られた生成物を水素及び/
又はCOにより、及び/又は酸化鉄の存在下に分
解性の有機化合物により、300乃至600℃の温度に
おいて還元してマグネタイトとなし、このマグネ
タイトを酸素含有ガスにより150乃至500℃の温度
において酸化して式FeOx(式中、xは1.33乃至
1.50である)の針状強磁性酸化鉄とする、針状強
磁性酸化鉄の製法において、α−酸化鉄()、
γ−酸化鉄()、ゲータイト(α−FeOOH)、
レピドクロサイト(γ−FeOOH)及びこれらの
混合物より成る群から選択された針状酸化鉄
()乃至オキシ水酸化鉄()のテンパリング
処理を水素及び/又は酸化鉄の存在下に分解性の
有機化合物の蒸気雰囲気中において、220℃以上
であるが針状酸化鉄()乃至オキシ水酸化鉄
()の還元温度以下の温度で、30乃至1013ミリ
バールの間の水蒸気分圧において0.05乃至8時間
実施することを特徴とする針状強磁性酸化鉄の製
法。
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