JPH02267123A - レピッドクロサイトの製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野１ 本発明はレピッドクロサイトの製造に係り、より詳細に
はオーディオテープ、ビデオテープ、磁気カード等の磁
気記録媒体用磁性酸化鉄粉末を製造する際に、出発物質
として好適なレピッドクロサイトの製造方法に関するも
のである。

［従来の技術１ 般にオーディオテープ、ビデオテープ、磁気カード等の
磁気記録媒体用磁性酸化鉄粉末はレピッドクロサイトを
出発原料とする場合、これに焼成（脱水、焼きしめ）、
還元および酸化などの処理を順次族して針状γ−Ｆｅ２
ｅｓ　　（マグヘマイト）を得、或いはその粒子表面に
コバルト変成処理によってコバルト被着したＧｏ−γ−
Ｆｅ２Ｏ３を得ることにより製造されている。これらの
場合、得られた磁性粉の磁気特性は上記出発物質の性状
に依存するため、磁気記録媒体に適した磁性粉末を得る
には優れた性状の出発物質を使用する必要がある。

従来技術として特開昭６２−６５９３４に見られるよう
に、Ｆｅ２＋の存在下でレピッドクロサイト懸濁液を熟
成することにより粒度分布を良くし、さらにアルカリを
加えながら残Ｆｅ２”を酸素含有ガスを吹き込んで酸化
し、レピッドクロサイト粒子を成長させる方法がある。

［発明が解決しようとする課題］ 出発物質であるレピッドクロサイトの特性の中でも粒度
及び粒度分布は最終製品である磁性酸化鉄粉末の粒度、
粒度分布、磁気特性に密接に関係し、レピッドクロサイ
トの粒度１．粒度分布の向上は磁性酸化鉄粉末の磁気特
性向上のために非常に重要である。

ところで、上記出発物質であるレピッドクロサイトは、
通常以下のような合成方法で製造されている。

まず、塩化第一鉄水溶液に苛性アルカリ又はアンモニア
等のアルカリ水溶液を塩化第一鉄を水酸化第一鉄にする
のに要する理論量より少なく加えて中和する。次いでこ
れを酸素含有ガスで酸化してシード反応により種結晶を
つくる。このときの反応温度は１０〜２５℃とする。シ
ード反応が終了に近づくと、反応懸濁液のｐＨ値が低下
し、反応が終るとｐＨ値は３．２〜３．８となる。

その後３０〜５０℃に昇温し、酸素含有ガスを吹き込む
と共に、ｐＨ値が３．０〜４．０となるようにアルカリ
水溶液を添加して成長反応を行なう。この成長反応が終
了に近づくと、ｐＨ値が上昇する。ｐＨ値が５．５とな
った時点で成長反応の終了とし、針状のレピッドクロサ
イトを得る。

しかし、このような成長反応では得られたレピッドクロ
サイトの粒度分布が悪く、最終製品の磁気特性に悪影響
を与えるという欠点があった。

さらにこの方法では粒子が筏状に凝集したものとなり、
この粒子を脱水、焼成、還元、酸化する熱処理工程で粒
子間焼結が起り易い欠点があった。

また、特開昭６２−６５９３４はアルカリ量を初めに理
論量の０．４〜０．７倍としてシード反応を行ない、次
いで特定の条件で熟成し、その後アルカリ添加しながら
酸素含有ガスを吹き込んでγ−Ｆ　ｅ　ＯＯＨ生成反応
を完結して粒度分布の良いγ−ＦｅＯＯＨを得る方法で
ある。この方法によると、熟成後の成長反応時に粒子が
凝集しやすくなり、熱処理における前記同様の欠点があ
った。

本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、粒度分布よく
レピッドクロサイト粒子を製造する方法を提供すること
を目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 特開昭６２−６５９３４の熟成方法は粒度分布を良くす
る（シャープな分布）点で効果があるが、この場合該公
報にみられるように通常はγＦ　ｅ　００　Ｈの収量を
上げるため熟成後残存するＦｅ２＋に対し、アルカリを
添加しながら酸素含有ガスを吹き込んでγ−ＦｅＯＯＨ
の成長を行なうのが普通である。

ところが、その後の研究により、熟成後さらに成長反応
を行なうと粒子が凝集することがわかった。本発明はこ
の知見に基づくもので、所定量のＦｅ２４の存在下で熟
成を行なった後そのまま液とγ−ＦｅＯＯＨを分離して
しまう方法である。

即ち、本発明は塩化第一鉄水溶液に苛性アルカリ、アン
モニア等のアルカリを該塩化第一鉄を水酸化第一鉄にす
るのに要する理論量の０．２０〜０．９５倍加えた後、
酸素含有ガスを吹き込んでγ−ＦｅＯＯＨの種結晶を生
成させ、非酸化性雰囲気下でｐＨを２．０−８．０に保
持しながらγＦｅ００Ｉ（を熟成、成長させ、Ｆｅ２＋
を含む溶液から該成長粒子を分離、洗浄することを特徴
とするレピッドクロサイトの製造方法である。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明は先ず塩化第一鉄水溶液に苛性アルカリ、アンモ
ニア等のアルカリを加え、酸素含有ガスを吹き込んでγ
−ＦｅＯＯＨの種結晶を生成させる。このアルカリの量
は、塩化第一鉄を水酸化第一鉄にするのに要する理論量
の０．２０−０．９５倍である。アルカリが少な過ぎる
と種結晶は比表面積が２００ｒｎ”／ｇ以上の非常に微
細な粒子となってしまう。また、本発明では未反応の塩
化第鉄に対してアルカリを加えず、そのままγ−ＦｅＯ
ＯＨは分離されるので、アルカリの量が少ないと残存す
るＦｅ２＋が多くなり繰り返し使用するとしても工程上
不利である。これらの点よりアルカリの量は０．２０倍
以上が必要である。また本発明ではＦｅ２＋が所定量以
上存在することが必要であり、そのためにアルカリの量
は０．９５倍以下とする。

塩化第一鉄の濃度は０．３〜０．４　ｍｏｌ、７ｋｇが
適当である。酸素含有ガスとしては空気が一般的である
。これらの処理によってγ−ＦｅＯＯＨの種結晶が生成
する。

次にこの種結晶を含んだ懸濁液をＮ２等の非酸化性雰囲
気下で熟成する。その際のｐＨ２，０〜８．０とする。

熟成処理における水溶液のｐＨ値により、粒子の成長ス
ピードは異なり、ｐｉ値が高いほど成長スピードは速（
、又低いほど遅くなり、ｐＨ２，０未満では成長は極端
に遅くなる。またＦｅ”の濃度にもよるがｐＨ８，０を
越えるとマグネタイトの混入が顕著となり、針状磁性酸
化鉄を製造するには不適当である。不純物なく、かつ短
時間（２時間位）のうちにすみやかに粒子成長させるに
はｐＨ４，０〜５．５が好ましい。

熟成温度が高いほど粒子成長スピードは速（なるが、短
時間で粒子成長させ、かつその粒子成長をコントロール
するにはｐ）ｌ値とも関係するが２０〜７０℃が好まし
い。この温度及びｐＨ２，０〜８．０の範囲で熟成時間
は１〜３時間である。

熟成の温度が２０℃未満では粒子成長速度が遅（，４〜
５時間以上を要し、７０℃を越えると１時間位で肥大粒
子となってしまう。

熟成処理を行なうことにより筏状に凝集しているレピッ
ドクロサイトの粒子が粒成長し、１本の太い柱状粒子と
なる。また同時に微粒子が溶解、消滅し、その結果粒度
分布のよいものとなる。

熟成後はＦｅ２＋を含む液にアルカリを加えた成長反応
を行なわずそのまま液とγ−ＦｅＯＯＨを濾過等により
分離することが本発明の特徴である。分離されたγ−Ｆ
ｅＯＯｔ（は洗浄、乾燥して次の焼成工程に供される。

Ｆｅ２”を含有した溶液は再使用の原料に供される。

熟成後の懸濁液にアルカリを加えながら酸素含有ガスを
吹き込み、第一鉄を酸化して粒子の成長を行うと粒子が
非常に凝集しやすくなり、各々の粒子形状を保持したま
ま熱処理を行なうのが困難となる。

［実施例１ 濃度０．９３　ｍｏｌ／ｋｇの塩化第一鉄水溶液１０２
ｋｇを窒素ガス雰囲気に保った反応器内で撹拌しながら
、濃度０　、８６６　ｍｏｌ／ｋｇの水酸化ナトリウム
水溶液１３１　ｋｇ　（理論量の０．５倍）を添加し、
液温を１７℃にコントロールして７８ａ／ｍｉｎの流速
で空気を吹き込んで酸化させシード反応を開始した。ｐ
Ｈ値は低下し、ｐＨ６付近の極小値となったところで空
気の流量を３０Ｉ２／ｍｉｎに変えた。ｐＨ値はやがて
極大値を示しその後低下し始める。シード反応終了前ｐ
ｌ（値が５．５まで下がったところで空気の吹き込みを
やめ、４２℃／ｍｉｎの流速で窒素ガスを吹き込み、反
応器内を前古性雰囲気とし撹拌しながら４０℃に昇温し
た。

その後ｐＨ値を５．５に、温度を４０℃に保ち、窒素ガ
スを７．６Ｉ２／ｍｉｎの流速として、第１表に示す時
間熟成を行なった。熟成後粒子を炉別、洗浄乾燥してレ
ピッドクロサイトの比表面積（ゴ／ｇ）を測定した。そ
の結果を第１表に示す。

（以下余白） 第１表 同表よりわかるように、粒子成長は速やかに起こり、熟
成時間を選定することによって、目的とする比表面積を
もつ粒子を短時間で得られることがわかる。

また、粒子成長前の種結晶のＴＥＭ写真と熟成後のＴＥ
Ｍ写真を各々第１図、第２図に示す。これらの写真から
れかるように、筏状に凝集している種結晶は１本の太い
粒子に成長し、より分散した粒度分布のよい粒子となっ
ている。

［比較例］ 実施例１で熟成後に得られた懸濁液にアルカリを添加し
ながら１３℃／ｍｉｎの流速で空気を吹き込み、成長反
応を行なった。

この成長反応後に得られた粒子のＴＥＭ写真を第３図に
示す。このγ−ＦｅＯＯＨ粒子の比表面積は３１ｒｎ”
／ｇであった。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によればＦｅ２”の存在下
で熟成によってレピッドクロサイト粒子を成長させ、そ
の後Ｆｅ２４による成長を行なわずに粒子を分離するこ
とにより、目的とする比表面積の粒子を容易に得ること
ができ、しかも粒度分布を良くすることができる。した
がって優れた性状のレピッドクロサイトを磁性酸化鉄粉
末の製造に供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は粒子成長前の種結晶の粒子構造を示すＴＥＭ（
透過型電子顕微鏡）写真（３０，０００倍）である。 第２図は３時間の熟成により粒子成長を行なった粒子の
構造のＴＥＭ写真（３０，０００倍）である。 第３図は熟成後さらにアルカリを加えてＦｅ”＋による
成長反応を行った粒子の構造の゛ｒＥＭ写真（３０，０
００倍）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 塩化第一鉄水溶液に苛性アルカリ、アンモニア等のアル
   カリ水溶液を該塩化第一鉄を水酸化第一鉄にするのに要
   する理論量の０．２０〜０．９５倍加えた後、酸素含有
   ガスを吹き込んでγ−ＦｅＯＯＨの種結晶を生成させ、
   非酸化性雰囲気下でｐＨを２．０〜８．０に保持しなが
   らγ−ＦｅＯＯＨを熟成、成長させＦｅ＾２＾＋を含む
   溶液から該成長粒子を分離、洗浄することを特徴とする
   レピッドクロサイトの製造方法。