JPH03223120A - Production of needlelike crystal goethite particle powder - Google Patents

Production of needlelike crystal goethite particle powder

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JPH03223120A
JPH03223120A JP2020266A JP2026690A JPH03223120A JP H03223120 A JPH03223120 A JP H03223120A JP 2020266 A JP2020266 A JP 2020266A JP 2026690 A JP2026690 A JP 2026690A JP H03223120 A JPH03223120 A JP H03223120A
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ferrous
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俊治 原田
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Abstract

PURPOSE:To obtain particle powder having a uniform particle size and relatively high axial ratio without any dendritic particles mixed therein by aerating a reaction solution of a ferrous salt containing a specific colloid with an oxygen-containing gas, then adding an aqueous solution of an alkali carbonate thereto and further aerating the resultant solution with the oxygen-containing gas. CONSTITUTION:An aqueous solution of a ferrous salt and an aqueous solution of an alkali hydroxide or alkali carbonate in a smaller amount than equivalent to Fe<2+> in the aqueous solution of the ferrous salt are reacted to provide a reaction solution of a ferrous hydroxide colloid or ferrous salt containing iron-containing precipitate colloid. The resultant solution is then aerated with an oxygen-containing gas to oxidize the aforementioned ferrous hydroxide colloid or iron-containing precipitate colloid and form needlelike crystal goethite nuclear particles. An aqueous solution in a larger amount than equivalent to the Fe<2+> in the above-mentioned solution is added to the reaction solution of the ferrous salt containing the aforementioned needlelike crystal goethite nuclear particles and the obtained solution is then aerated with the oxygen- containing gas to carry out growth reaction of the above-mentioned needlelike crystal goethite nuclear particles and afford the objective particle powder.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は磁気記録用磁性材料粒子粉末を製造する原の出
発原料として好適である粒度が均斉であって樹枝状粒子
が混在しておらず、しかも軸比(長軸径/短軸径)が大
きい、殊に、20以上を有する針状晶ゲータイト粒子粉
末の製造法に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention is suitable as a starting material for producing magnetic material particle powder for magnetic recording.The particle size is uniform and dendritic particles are not mixed. Moreover, the present invention relates to a method for producing acicular goethite particles having a large axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter), particularly 20 or more.

[従来の技術] 近年、磁気記録再生用機器の小型軽量化が進むにつれて
、磁気テープ、磁気ディスク等の記録媒体に対する高性
能化の必要性が益々生じてきている。
[Prior Art] In recent years, as magnetic recording and reproducing equipment has become smaller and lighter, there has been an increasing need for recording media such as magnetic tapes and magnetic disks to have higher performance.

即ち、高記録密度、高感度特性及び高出力特性等が要求
される。
That is, high recording density, high sensitivity characteristics, high output characteristics, etc. are required.

磁気記録媒体に対する上記のような要求を満足させる為
に要求される磁性材料粒子粉末の特性は、高い保磁力と
優れた分散性を有することである。
In order to satisfy the above-mentioned requirements for magnetic recording media, the characteristics required for magnetic material particles are high coercive force and excellent dispersibility.

即ち、磁気記録媒体の高感度化及び高出力化の為には磁
性粒子粉末が出来るだけ高い保磁力を有することが必要
であり、この事実は、例えば、株式会社総合技術センタ
ー発行「磁性材料の開発と磁粉の高分散化技術J  (
1982年)の第310真の「磁気テープ性能の向上指
向は、高感度化と高出力化・・・・にあったから、針状
γ−Fe、O,粒子粉末の高保磁力化・・・・を重点と
するものであった。」なる記載から明らかである。
In other words, in order to increase the sensitivity and output of magnetic recording media, it is necessary for magnetic particles to have as high a coercive force as possible. Development and high dispersion technology of magnetic powder J (
1982) No. 310, ``The aim of improving magnetic tape performance was to increase sensitivity and output, so we decided to increase the coercive force of acicular γ-Fe, O, particles...'' This is clear from the statement "The emphasis was on

また、磁気記録媒体の高記録密度の為には、前出「磁性
材料の開発と磁粉の高分散化技術」第312頁の「塗布
型テープにおける高密度記録のための条件は、短波長信
号に対して、低ノイズで高出力特性を保持できることで
あるが、その為には保磁力Heと残留磁化Brが共に大
きいことと塗布膜の厚みがより薄いことが必要である。
In addition, in order to achieve high recording density in magnetic recording media, the conditions for high-density recording in coated tapes, as described in the aforementioned "Development of Magnetic Materials and Highly Dispersed Magnetic Powder Technology" on page 312, are as follows: On the other hand, it is possible to maintain high output characteristics with low noise, but for this purpose, it is necessary that both the coercive force He and the residual magnetization Br be large, and that the thickness of the coating film be thinner.

」なる記載の通り、磁気記録媒体が高い保磁力と大きな
残留磁化Brを有することが必要であり、その為には磁
性粒子粉末が高い保磁力を有し、ビークル中での分散性
、塗膜中での配向性及び充填性が優れていることが要求
される。
'', it is necessary for the magnetic recording medium to have a high coercive force and a large residual magnetization Br, and for this purpose, the magnetic particles must have a high coercive force, have good dispersibility in the vehicle, and have a good coating film. Excellent orientation and filling properties are required.

周知のごとく、磁性粒子粉末の保磁力の大きさは、形状
異方性、結晶異方性、歪異方性及び交換異方性のいずれ
か、若しくはそれらの相互作用に依存している。
As is well known, the magnitude of the coercive force of magnetic particles depends on shape anisotropy, crystal anisotropy, strain anisotropy, exchange anisotropy, or their interaction.

現在、磁気記録用磁性粒子粉末として使用されている針
状晶マグネタイト粒子粉末、針状晶マグヘマイト粒子粉
末等の磁性酸化鉄粒子粉末又は鉄を主成分とする金属磁
性粒子粉末は、その形状に由来する異方性を利用するこ
と、即ち、軸比(長軸径/短軸径)を大きくすることに
よって比較的高い保磁力を得ている。
The magnetic iron oxide particles or metal magnetic particles whose main component is iron, such as acicular magnetite particles and acicular maghemite particles, which are currently used as magnetic particles for magnetic recording, originate from their shape. A relatively high coercive force is obtained by making use of the anisotropy, that is, by increasing the axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter).

これら既知め磁性粒子粉末は、出発原料であるゲータイ
ト粒子を、水素等還元性ガス中300〜400°Cで還
元してマグネタイト粒子又は鉄を主成分とする金属粒子
とし、または次いで、該マグネタイト粒子を、空気中2
00〜300℃で酸化してマグヘマイト粒子とすること
により得られている。
These known magnetic particles are produced by reducing goethite particles as a starting material at 300 to 400°C in a reducing gas such as hydrogen to produce magnetite particles or iron-based metal particles, or , in the air 2
It is obtained by oxidizing it at 00 to 300°C to form maghemite particles.

磁気記録媒体の残留磁化Brは、磁性粒子粉末のビーク
ル中での分散性、塗膜中での配向性及び充填性に依存し
ており、これら特性の向上の為には、ビークル中に分散
させる磁性粒子粉末が粒度が均斉であって樹枝状粒子が
混在しておらず、しかも、出来るだけ大きな軸比(長軸
径/短軸径)を有することが要求される。
The residual magnetization Br of a magnetic recording medium depends on the dispersibility of the magnetic particles in the vehicle, the orientation and filling properties in the coating film, and in order to improve these properties, it is necessary to disperse them in the vehicle. It is required that the magnetic particles have uniform particle size, do not contain dendritic particles, and have as large an axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter) as possible.

上述した通り、粒度が均斉であって、樹枝状粒子が混在
しておらず、しかも軸比(長軸径/短軸径)が大きい磁
性粒子粉末は、現在、最も要求されているところであり
、このような特性を備えた磁性粒子粉末を得るためには
、出発原料であるゲータイト粒子粉末の粒度が均斉であ
って、樹枝状粒子が混在しておらず、しかも、軸比(長
軸径/短軸径)が大きいことが必要である。
As mentioned above, magnetic particle powders with uniform particle size, no dendritic particles mixed in, and a large axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter) are currently in greatest demand. In order to obtain magnetic particles with such characteristics, the particle size of the starting material, goethite particles, must be uniform, dendritic particles are not mixed, and the axial ratio (major axis diameter / It is necessary that the short axis diameter) be large.

従来、出発原料であるゲータイト粒子粉末を製造する方
法としては、■第一鉄塩水溶液に当量以上の水酸化アル
カリ水溶液を加えて得られる水酸化第一鉄コロイドを含
む懸濁液を9811以上にて80℃以下の温度で酸素含
有ガスを通気して酸化反応を行うことにより針状ゲータ
イト粒子を生成させる方法(特公昭39−5610号公
報)、■第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリ水溶液とを反応
させて得られたFeCO5を含む懸濁液に酸素含有ガス
を通気して酸化反応を行うことにより紡錘状を呈したゲ
ータイト粒子を生成させる方法(特開昭50−8099
9号公報)及び■第一鉄塩水溶液に当量以下の水酸化ア
ルカリ水溶液又は炭酸アルカリ水溶液を添加して得られ
る水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩水溶液に酸素含
有ガスを通気して酸化反応を行うことにより針状ゲータ
イト核粒子を生成させ、次いで、該針状晶ゲータイト核
粒子を含む第一鉄水溶液に、該第一鉄塩水溶液中のFe
”量に対し当量以上の水酸化アルカリ水溶液を添加した
後酸素含有ガスを通気して前記針状晶ゲータイト核粒子
を成長させる方法(特公昭59−48766号公報、特
開昭5912893号公報、°特開昭59−12894
号公報、特開昭59−128295号公報、特開昭60
−21818号公報)等が知られている。
Conventionally, the method for producing goethite particles, which is a starting material, is as follows: (1) Adding an equivalent or more aqueous alkali hydroxide solution to an aqueous ferrous salt solution to obtain a suspension containing a ferrous hydroxide colloid of 9811 or more. A method of producing acicular goethite particles by conducting an oxidation reaction by passing an oxygen-containing gas through the air at a temperature of 80°C or lower (Japanese Patent Publication No. 39-5610), A method of producing spindle-shaped goethite particles by performing an oxidation reaction by passing an oxygen-containing gas through a suspension containing FeCO5 obtained by the reaction (Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-8099
No. 9) and ■ A ferrous salt aqueous solution containing a ferrous hydroxide colloid obtained by adding an equivalent amount or less of an alkali hydroxide aqueous solution or an alkali carbonate aqueous solution to a ferrous salt aqueous solution is aerated with an oxygen-containing gas. Acicular goethite core particles are generated by performing an oxidation reaction, and then Fe in the ferrous salt aqueous solution is added to the ferrous aqueous solution containing the acicular goethite core particles.
``A method of growing the acicular goethite core particles by adding an aqueous alkali hydroxide solution in an amount equivalent to or more than the amount and then aerating an oxygen-containing gas (Japanese Patent Publication No. 59-48766, Japanese Patent Application Laid-open No. 5912893, ° Japanese Patent Publication No. 59-12894
No. 1, JP-A-59-128295, JP-A-Sho 60
-21818) etc. are known.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

粒度が均斉であって、樹枝状粒子が混在しておらず、し
かも軸比(長軸径/短軸径)の大きい磁性粒子粉末は、
現在、最も要求されているところであるが、出発原料で
あるゲータイト粒子粉末を製造する前出■の方法による
場合には、軸比(長軸径/短軸径)の大きな殊に、】0
以上の針状晶ゲータイト粒子が生成するが、樹枝状粒子
が混在しており、また、粒度から言えば、均斉な粒度を
有した粒子とは言い難い。尚、「針状」とは長軸方向の
稜線がほぼ平行である形状を言う。
Magnetic particle powder with uniform particle size, no dendritic particles mixed in, and a large axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter) is
Currently, the most demanded method is to produce goethite particles as a starting material using the method (2) above, especially when the axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter) is large.
Although the above-mentioned acicular goethite particles are produced, dendritic particles are mixed therein, and in terms of particle size, it is difficult to say that the particles have a uniform particle size. Note that "acicular" refers to a shape in which the ridge lines in the long axis direction are substantially parallel.

前出■の方法による場合には、粒度が均斉であり、また
、樹枝状粒子が混在していない紡錘状を呈した粒子が生
成するが、一方、軸比(長軸径/短軸径)は高々7程度
であり、軸比(長軸径/短軸径)の大きな粒子が生成し
難いという欠点があり、殊に、この現象は生成粒子の長
軸径が小さくなる程顕著になるという傾向にある。紡錘
状を呈したゲータイト粒子の軸比(長軸径/短軸径)を
大きくする方法は種々試みられてはいるが高々17〜1
8程度であり未だ十分とは言えない。また、粒子形状が
、長軸方向の画先端が先細りになった紡錘状である為、
加熱還元時に焼結が生起して粒子形状が崩れやすく、軸
比(長軸径/短軸径)の大きな磁性粒子粉末を得ること
が困難である。
In the case of method (2) above, spindle-shaped particles with uniform particle size and no dendritic particles are produced, but on the other hand, the axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter) is about 7 at most, and it has the disadvantage that it is difficult to produce particles with a large axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter), and this phenomenon is said to become especially pronounced as the major axis diameter of the produced particles becomes smaller. There is a tendency. Various methods have been attempted to increase the axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter) of spindle-shaped goethite particles, but the ratio is only 17 to 1 at most.
It is about 8, which is still not enough. In addition, since the particle shape is spindle-shaped with the tip of the image tapered in the long axis direction,
Sintering occurs during thermal reduction, and the particle shape tends to collapse, making it difficult to obtain magnetic particle powder with a large axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter).

前出■の方法は、前出■及び■のそれぞれの方法によっ
て得られる針状晶ゲータイト粒子の緒特性、即ち、粒度
、軸比(長軸径/短軸径)及び樹枝状粒子の有無等の改
良を目的とするものではあるが、未だ十分満足出来る緒
特性を有するゲータイト粒子粉末は得られていない。
The above-mentioned method (■) is based on the characteristics of the acicular goethite particles obtained by the above-mentioned methods (2) and (2), such as particle size, axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter), presence or absence of dendritic particles, etc. However, goethite particles with sufficiently satisfactory properties have not yet been obtained.

そこで、本発明は、粒度が均斉であって樹枝状粒子が混
在しておらず、しかも、軸比(長軸径/短軸径)が大き
い針状晶ゲータイト粒子粉末を得ることを技術的課題と
するものである。
Therefore, the technical problem of the present invention is to obtain acicular goethite particles having a uniform particle size, no dendritic particles mixed therein, and a large axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter). That is.

[課題を解決する為の手段] 前記技術的課題は、次の通りの本発明によって達成でき
る。
[Means for Solving the Problems] The above technical problems can be achieved by the present invention as follows.

即ち、本発明は、第一鉄塩水溶液と該第一鉄塩水溶液中
のFe”に対し当量未満の水酸化アルカリ水溶液又は炭
酸アルカリ水溶液とを反応して得られた水酸化第一鉄コ
ロイド又は鉄含有沈澱物コロイドを含む第一鉄塩反応溶
液に、酸素含有ガスを通気することにより上記水酸化第
一鉄コロイド又は鉄含有沈澱物コロイドを酸化して針状
晶ゲータイト核粒子を生成させ、次いで、咳針状晶ゲー
タイト核粒子を含む第一鉄塩反応溶液に、該第一鉄塩反
応溶液中のFe”に対し当量以上の炭酸アルカリ水溶液
を添加した後酸素含有ガスを通気することにより、前記
針状晶ゲータイト核粒子の成長反応を行うことよりなる
針状晶ゲータイト粒子粉末の製造法である。
That is, the present invention provides a ferrous hydroxide colloid or oxidizing the ferrous hydroxide colloid or the iron-containing precipitate colloid to produce acicular goethite core particles by passing an oxygen-containing gas through the ferrous salt reaction solution containing the iron-containing precipitate colloid; Next, an aqueous alkali carbonate solution in an amount equal to or more than Fe'' in the ferrous salt reaction solution is added to the ferrous salt reaction solution containing the cough needle-like goethite core particles, and then an oxygen-containing gas is aerated. , a method for producing acicular goethite particle powder, which comprises performing a growth reaction of the acicular goethite core particles.

(作  用) 先ず本発明において最も重要な点は、第一鉄塩水溶液と
該第一鉄塩水溶液中のFe”に対し当量未満の水酸化ア
ルカリ水溶液又は炭酸アルカリ水溶液とを反応して得ら
れた水酸化第一鉄コロイド又は鉄含有沈澱物コロイドを
含む第一鉄塩反応溶液に、酸素含有ガスを通気すること
により上記水酸化第一鉄コロイド又は鉄含有沈澱物コロ
イドを酸化して針状晶ゲータイト核粒子を生成させ、次
いで、該針状晶ゲータイト核粒子を含む第一鉄塩反応溶
液に、該第一鉄塩反応溶液中のFe”に対し当量以上の
炭酸アルカリ水溶液を添加した後酸素含有ガスを通気す
ることにより、前記針状晶ゲータイト核粒子の成長反応
を行った場合には、粒度が均斉であって樹枝状粒子が混
在しておらず、しかも、軸比(長軸径/短軸径)が大き
い、殊に、20以上の針状晶ゲータイト粒子粉末が得ら
れるという事実である。
(Function) First, the most important point in the present invention is that the ferrous salt aqueous solution is obtained by reacting an aqueous alkali hydroxide solution or an aqueous alkali carbonate solution in an amount less than the equivalent amount of Fe in the aqueous ferrous salt solution. The ferrous hydroxide colloid or iron-containing precipitate colloid is oxidized to form needles by passing an oxygen-containing gas through the ferrous salt reaction solution containing the ferrous hydroxide colloid or iron-containing precipitate colloid. After producing crystalline goethite core particles, and then adding to the ferrous salt reaction solution containing the acicular crystalline goethite core particles an aqueous alkali carbonate solution in an amount equal to or more than the amount of Fe in the ferrous salt reaction solution. When the growth reaction of the acicular goethite core particles is carried out by aeration of oxygen-containing gas, the particle size is uniform and dendritic particles are not mixed, and the axial ratio (major axis diameter) is uniform. This is the fact that goethite particles having a large acicular crystal structure (/minor axis diameter) of 20 or more can be obtained.

ゲータイト核粒子の成長反応にあたり炭酸アルカリ水溶
液に代えて水酸化アルカリ水溶液を使用した場合、ゲー
タイト核粒子の生成反応にあたり当量以上の水酸化アル
カリ水溶液又は炭酸アルカリ水溶液を使用した場合のい
ずれの場合も後出比較例に示す通り、本発明の目的とす
る粒度が均斉であって樹枝状粒子が混在しておらず、し
かも、軸比(長軸径/短軸径)の大きい針状晶ゲータイ
ト粒子粉末は得られない。
In either case, if an alkali hydroxide aqueous solution is used instead of an alkali carbonate aqueous solution in the growth reaction of goethite core particles, or if an equivalent or more amount of alkali hydroxide aqueous solution or alkali carbonate aqueous solution is used in the goethite core particle production reaction, As shown in the comparative example, the objective of the present invention is to obtain acicular goethite particles having uniform particle size, no dendritic particles mixed therein, and a large axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter). cannot be obtained.

次に、本発明方法実施にあたっての諸条件について述べ
る。
Next, various conditions for implementing the method of the present invention will be described.

本発明において使用される第一鉄塩水溶液としては、硫
酸第一鉄水溶液、塩化第−鉄水溶液等がある。
Examples of the ferrous salt aqueous solution used in the present invention include a ferrous sulfate aqueous solution and a ferrous chloride aqueous solution.

本発明の針状晶ゲータイト核粒子の生成反応において使
用される水酸化アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリ
ウム水溶液、水酸化カリウム水溶液等を、炭酸アルカリ
水溶液としては、炭酸ナトリラム水溶液、炭酸カリウム
水溶液、炭酸アンモニウム等を使用することができる。
Examples of the alkali hydroxide aqueous solution used in the reaction for producing acicular goethite core particles of the present invention include sodium hydroxide aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution, etc.; Ammonium etc. can be used.

水酸化アルカリ水溶液又は炭酸アルカリ水溶液の使用量
は、第一鉄塩水溶液中のFe”°に対し当量未満である
。当量以上の場合には、粒度が不均斉であって樹枝状粒
子が混在しているゲータイト粒子が得られる。また、粒
状のマグネタイト粒子が混在してくる。
The amount of alkali hydroxide aqueous solution or alkali carbonate aqueous solution used is less than the equivalent amount to Fe''° in the ferrous salt aqueous solution. If the amount is more than the equivalent amount, the particle size will be asymmetric and dendritic particles will be mixed. In addition, granular magnetite particles are obtained.

本発明における針状晶ゲータイト核粒子の存在量は、生
成ゲータイト粒子に対し25〜90+++o lχの範
囲が好ましい。25so 11未満の場合には、針状晶
ゲータイト粒子中に紡錘状のゲータイト粒子が混在して
くる。90so Iχを越える場合には、針状晶ゲータ
イト核粒子に対する炭酸鉄の割合が少なくなる為、反応
が不均一になり、得られるゲータイト粒子の粒度が不均
斉となる。
In the present invention, the amount of the acicular goethite core particles present is preferably in the range of 25 to 90+++olχ based on the generated goethite particles. If it is less than 25 so 11, spindle-shaped goethite particles will be mixed in the acicular goethite particles. If it exceeds 90 so Iχ, the ratio of iron carbonate to the acicular goethite core particles decreases, so the reaction becomes non-uniform and the particle size of the resulting goethite particles becomes asymmetric.

本発明の針状晶ゲータイト核粒子の成長反応において使
用される炭酸アルカリ水溶液としては、針状晶ゲータイ
ト核粒子の生成反応において使用した同一の炭酸アルカ
リ水溶液が使用できる。
As the aqueous alkali carbonate solution used in the growth reaction of the acicular goethite core particles of the present invention, the same aqueous alkali carbonate solution used in the reaction for producing the acicular goethite core particles can be used.

炭酸アルカリ水溶液の使用量は、残存第一鉄塩水溶液中
のFe”°に対し当量以上である。当量未満の場合には
、得られるゲータイト粒子の粒度が不均斉となり、また
、球状マグネタイト粒子が混在してくる。
The amount of the alkaline carbonate aqueous solution used is at least equivalent to the amount of Fe'' in the remaining ferrous salt aqueous solution. If the amount is less than the equivalent, the particle size of the resulting goethite particles will be asymmetric, and the spherical magnetite particles will be It's going to be mixed.

本発明における酸化手段は、酸素含有ガス(例えば空気
)を液中に通気することにより行い、必要により機械的
操作等による攪拌を伴ってもよい。
The oxidation means in the present invention is carried out by passing an oxygen-containing gas (for example, air) into the liquid, and may be accompanied by stirring by mechanical operation or the like if necessary.

本発明における反応温度は、通常、ゲータイト粒子が生
成する80℃以下の温度で行えばよい。80°Cを越え
る場合には、針状晶ゲータイト粒子中に粒状マグネタイ
ト粒子粉末が混在してくる。
The reaction temperature in the present invention may be generally 80° C. or lower at which goethite particles are generated. If the temperature exceeds 80°C, granular magnetite particles will be mixed in the acicular goethite particles.

尚、本発明において、ゲータイト核粒子の生成反応と該
ゲータイト核粒子の成長反応とを同一の反応塔を用いて
行うことができることはもちろん、別々の反応塔を用い
る場合でも本発明の目的とするゲータイト粒子が得られ
る。
In addition, in the present invention, it is possible to carry out the production reaction of goethite core particles and the growth reaction of the goethite core particles using the same reaction tower, and even when separate reaction towers are used, it is an object of the present invention. Goethite particles are obtained.

また、本発明においては、従来から磁性粒子粉末の各種
特性の向上の為に、ゲータイト粒子の生成に際して通常
添加されるC01Ni、、Zn、 AI、P等のFe以
外の異種元素を添加することができ、この場合にも本発
明と同様の効果が得られる。
Furthermore, in the present invention, in order to improve various properties of magnetic particles, it is possible to add different elements other than Fe, such as CO1Ni, Zn, AI, and P, which are usually added during the production of goethite particles. In this case, the same effects as those of the present invention can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

次に、実施例並びに比較例により、本発明を説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to Examples and Comparative Examples.

尚、以下の実施例並びに比較例における粒子の長軸径、
軸比(長軸径/短軸径)は、いずれも電子顕微鏡写真か
ら測定した数値の平均値で示した。
In addition, the major axis diameter of the particles in the following examples and comparative examples,
The axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter) was expressed as an average value of values measured from electron micrographs.

実施例I Fe”°1.5mol/lを含む硫酸第一鉄水溶液12
.81と0.44−NのNa0)l水溶液30.1! 
 (硫酸第一鉄水溶液中のFe”°に対し0.35当量
に該当する。)とを混合し、pH6,7、温度38°C
においてFe (O)l) zを含む硫酸第一鉄水溶液
の生成を行った。
Example I Ferrous sulfate aqueous solution containing 1.5 mol/l of Fe"° 12
.. 81 and 0.44-N Na0)l aqueous solution 30.1!
(corresponds to 0.35 equivalent to Fe"° in the ferrous sulfate aqueous solution), pH 6.7, temperature 38 °C
An aqueous ferrous sulfate solution containing Fe(O)l)z was produced.

上記Fe (OH) zを含む硫酸第一鉄水溶液に温度
40°Cにおいて毎分1301の空気を3.0時間通気
してゲータイト核粒子を生成させた。反応溶液の一部を
抜き取り、常法により、−過、水洗、乾燥して得られた
粒子粉末の電子顕微鏡写真(X30000)9図1に示
す。
Goethite core particles were generated by passing air through the ferrous sulfate aqueous solution containing Fe (OH) z at a temperature of 40°C for 3.0 hours at a rate of 1301/min. A part of the reaction solution was taken out, filtered, washed with water, and dried according to a conventional method, and an electron micrograph (X30000) of the obtained particles is shown in FIG. 1.

上記ゲータイト核粒子を含む硫酸第一鉄水溶液(ゲータ
イト核粒子の存在量は生成ゲータイト粒子に対し35s
+olχに該当する。)に、5.4−NのNazCO4
水溶液?、Of  (残存硫酸第一鉄水溶液中のFe”
に対し1.5当量に該当する。)を加え、pH9,4、
温度42°Cにおいて毎分130!の空気を4時間通気
してゲータイト粒子粉末を生成した。
Ferrous sulfate aqueous solution containing the above goethite core particles (the amount of goethite core particles is 35s
This corresponds to +olχ. ), 5.4-N NazCO4
Aqueous solution? , Of (Fe in the residual ferrous sulfate aqueous solution)
This corresponds to 1.5 equivalents. ), pH 9.4,
130 per minute at a temperature of 42°C! Goethite particle powder was produced by passing air through the solution for 4 hours.

生成ゲータイト粒子は、常法により、濾過、水洗、乾燥
した。
The produced goethite particles were filtered, washed with water, and dried by a conventional method.

得られたゲータイト粒子粉末は、図2の電子顕微鏡写真
(x 30000)に示す通り、粒度が均斉であって樹
枝状粒子が混在しておらず、しかも、長軸0.33 #
1m 、軸比(長軸径/短軸径)25の針状晶粒子であ
った。
As shown in the electron micrograph (x 30,000) in Fig. 2, the obtained goethite particles have a uniform particle size, do not contain dendritic particles, and have a long axis of 0.33 #.
They were acicular crystal particles with a diameter of 1 m and an axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter) of 25.

実施例2〜8 ゲータイト核粒子の生成における第一鉄塩水溶液の種類
、Fe”濃度及び使用量、アルカリ性水溶液の種類、濃
度及び使用量、異種元素の種類及び量、反応温度並びに
、ゲータイト核粒子の成長におけるアルカリ性水溶液の
種類、濃度及び使用量、異種元素の種類及び量、反応温
度を種々変化させた以外は実施例1と同様にしてゲータ
イト粒子粉末を得た。
Examples 2 to 8 Type, Fe concentration and usage amount of ferrous salt aqueous solution, type, concentration and usage amount of alkaline aqueous solution, type and amount of different elements, reaction temperature, and goethite core particles in the production of goethite core particles Goethite particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that the type, concentration, and amount of the alkaline aqueous solution used, the type and amount of the different element, and the reaction temperature during the growth were varied.

この時の主要製造条件及びゲータイト粒子粉末の緒特性
を表1及び表2に示す。
The main manufacturing conditions and characteristics of the goethite particles are shown in Tables 1 and 2.

実施例2〜8で得られた針状晶ゲータイト粒子粉末は、
電子顕微鏡観察の結果、いずれも粒度が均斉であって樹
枝状粒子が混在しないものであった。
The acicular goethite particles obtained in Examples 2 to 8 were
As a result of electron microscopic observation, the particle size was uniform in all cases, and dendritic particles were not mixed.

比較例1 5.4−NのNa2CO3水溶液7.ORに代えて5.
4−NのNaOH水溶液7! (残存硫酸第一鉄水溶液
中のFe”に対し1.5当量に該当する。)を使用した
以外は、実施例1と同様にしてゲータイト粒子粉末を得
た。
Comparative Example 1 5.4-N Na2CO3 aqueous solution7. 5 instead of OR.
4-N NaOH aqueous solution 7! Goethite particles were obtained in the same manner as in Example 1, except for using 1.5 equivalents of Fe'' in the residual ferrous sulfate aqueous solution.

得られたゲータイト粒子粉末は、図3の電子顕微鏡写真
(x 30000)に示す通り、粒度が不均斉であって
樹枝状粒子が混在したものであった。
As shown in the electron micrograph (x 30,000) of FIG. 3, the obtained goethite particles had asymmetric particle sizes and contained dendritic particles.

比較例2 0.44−NのNaOH水溶液3021に代えて0.4
4−NのNa2CO3水溶液30.2f  (硫酸第一
鉄水溶液中のPe”°に対し0.35当量に該当する。
Comparative Example 2 0.4-N NaOH aqueous solution 3021 was replaced with 0.4-N NaOH aqueous solution 3021.
4-N Na2CO3 aqueous solution 30.2f (corresponds to 0.35 equivalent to Pe"° in the ferrous sulfate aqueous solution.

)を使用するとともに、5.4−NのNazCO3水溶
液7.01に代えて5.4−NのNaOH水溶液7.0
 f (残存硫酸第一鉄水溶液中のFe”に対し1.5
当量に該当する。)を使用した以外は、実施例1と同様
にしてゲータイト粒子粉末を得た。
) and a 5.4-N NaOH aqueous solution 7.0 in place of the 5.4-N NaZCO3 aqueous solution 7.01.
f (1.5 for Fe in the residual ferrous sulfate aqueous solution)
corresponds to equivalent amount. ) Goethite particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that Goethite particles were used.

得られたゲータイト粒子粉末は、図4の電子顕微鏡写真
(X 30000)に示す通り、粒度が不均斉であって
樹枝状粒子が混在したものであった。
As shown in the electron micrograph (X 30000) of FIG. 4, the obtained goethite particles had asymmetric particle sizes and contained dendritic particles.

比較例3 Fe” 1.Omol/ Itを含む硫酸第一鉄水溶液
7.52と1.3−NのNa2CO3水溶液24.21
(硫酸第一鉄水溶液中のFe”°に対し2.1 当量に
該当する。)とを混合し、PH9,9、温度42°Cに
おいてFeC0,の生成を行った。上記FeCO3を含
む水溶液に温度45°C番こおいて毎分1001の空気
を5時間通気して紡錘状を呈したゲータイト粒子を生成
させた。
Comparative Example 3 Ferrous sulfate aqueous solution containing 1.0mol/It of Fe” 7.52 and 1.3-N Na2CO3 aqueous solution 24.21
(corresponding to 2.1 equivalents to Fe"° in the ferrous sulfate aqueous solution) to generate FeCO at a pH of 9.9 and a temperature of 42°C. Goethite particles having a spindle shape were produced by blowing air at 100 l/min for 5 hours at a temperature of 45°C.

上記紡錘状を呈したゲータイト粒子を含む水溶液に、F
e” 1.8mol/ 12を含む硫酸第一鉄水溶液8
3p、と13−NのNaOH水溶液10!(添加した硫
酸第一鉄水溶液中のFe”に対し4.4 当量に該当す
る。)とを添加して攪拌混合(紡錘状を呈したゲータイ
ト粒子は生成ゲータイト粒子に対し33molχに該当
する。)した後、温度50°Cにおいて毎分150!の
空気を3時間通気してゲータイトの成長反応を行った。
F is added to the aqueous solution containing the spindle-shaped goethite particles.
Ferrous sulfate aqueous solution containing 1.8 mol/12
3p, and 13-N NaOH aqueous solution 10! (This corresponds to 4.4 equivalents of Fe in the added ferrous sulfate aqueous solution.) and stirred and mixed (the spindle-shaped goethite particles correspond to 33 molχ based on the generated goethite particles). After that, a goethite growth reaction was carried out by aerating air at a rate of 150!/min for 3 hours at a temperature of 50°C.

生成ゲータイト粒子粉末は、常法により、濾過、水洗、
乾燥した。
The generated goethite particles are filtered, washed with water, and
Dry.

得られたゲータイト粒子粉末は、図5の電子顕微鏡写真
(x 30000)に示す通り、粒度が均斉であって樹
枝状粒子が混在しないものであるが、軸比(長軸径/短
軸径)が小さく短冊状を呈した粒子であった。
As shown in the electron micrograph (x 30,000) in Figure 5, the obtained goethite particles have a uniform particle size and no dendritic particles, but the axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter) The particles were small and had a rectangular shape.

比較例4 Fe” 1.3mol/ffiを含む硫酸第一鉄水溶液
12.iと2.4−NのNaOH水溶液30.21(硫
酸第一鉄水溶液中のFe”に対し2.2当量に該当する
。)とを混合し、p旧3.2、温度40°CにおいてF
e (01() tの生成を行った。上記Fe(OH)
iを含む水溶液を温+145°Cにおいて毎分130!
の空気を15時間通気して針状を呈したゲータイト粒子
を生成させた。生成ゲータイト粒子粉末は、常法により
、濾過、水洗した。
Comparative Example 4 Ferrous sulfate aqueous solution 12.i containing 1.3 mol/ffi of Fe" and 2.4-N NaOH aqueous solution 30.21 (corresponding to 2.2 equivalents to Fe" in the ferrous sulfate aqueous solution) ) at p old 3.2 and temperature 40°C.
e (01() t was generated.The above Fe(OH)
130 per minute when an aqueous solution containing i is heated to +145°C!
of air was aerated for 15 hours to produce needle-shaped goethite particles. The produced goethite particles were filtered and washed with water by a conventional method.

上記針状ゲータイト粒子586gを含む水溶液27.5
2に、Fe” 1.0sol/j!を含む硫酸第一鉄水
溶液12゜51と3.8−NのNazCO3水溶液10
2 (添加した硫酸第一鉄水溶液中のFe”″に対し1
.5当量に該当する。
27.5 aqueous solution containing 586 g of the above acicular goethite particles
2, ferrous sulfate aqueous solution 12°51 containing Fe" 1.0 sol/j! and 3.8-N NazCO3 aqueous solution 10
2 (1 for Fe"" in the added ferrous sulfate aqueous solution
.. This corresponds to 5 equivalents.

とを添加して撹拌混合(針状ゲータイト粒子は生成ゲー
タイト粒子に対し35mo lχに該当する。)した後
、温度42°Cにおいて毎分+30!!の空気を4時間
通気してゲータイトの成長反応を行った。
After stirring and mixing (the acicular goethite particles correspond to 35 molχ with respect to the generated goethite particles), at a temperature of 42°C, +30% per minute! ! The goethite growth reaction was performed by aerating air for 4 hours.

生成ゲータイト粒子粉末は、常法により、濾過、水洗、
乾燥した。
The generated goethite particles are filtered, washed with water, and
Dry.

得られたゲータイト粒子粉末は、粒度が不均斉であって
樹枝状粒子が混在したものであり、軸比(長軸径/短軸
径)は10と小さいものであった。
The obtained goethite particles had asymmetric particle sizes, contained dendritic particles, and had a small axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter) of 10.

比較例5 Fe” 1.5mol/ lを含む硫酸第一鉄水溶液1
ONと2、]−NのNaOH水溶液33!(硫酸第一鉄
水溶液中のFe”に対し2.3当量に該当する。)とを
混合し、pH]3、温度38°CにおいてFe(OH)
 2コロイドの生成) を行った。上記Fe (OB) zコロイドを含む懸濁
液に温度42℃において毎分13Ilの空気を15時間
通気して針状晶ゲータイト粒子を生成させた。生成ゲー
タイト粒子粉末は、常法により、p通、水洗、乾燥した
Comparative Example 5 Ferrous sulfate aqueous solution 1 containing 1.5 mol/l of Fe”
ON and 2,]-N NaOH aqueous solution 33! (corresponding to 2.3 equivalents of Fe in the ferrous sulfate aqueous solution), and at a pH of 3 and a temperature of 38°C, Fe(OH) was mixed.
2 colloid generation). 13 Il/min of air was passed through the suspension containing the Fe (OB) z colloid at a temperature of 42° C. for 15 hours to generate acicular goethite particles. The resulting goethite particles were washed, washed with water, and dried in a conventional manner.

得られたゲータイト粒子粉末は、図6の電子顕微鏡写真
(x 30000)に示す通り、粒度が不均斉であって
樹枝状粒子が混在したものであった。
As shown in the electron micrograph (x 30,000) of FIG. 6, the obtained goethite particles had asymmetric particle sizes and contained dendritic particles.

比較例6 Fe”°1.5mol/j!を含む硫酸第一鉄水溶液1
0Ilと1.8−Nの@BzCOs水溶液331 (硫
酸第一鉄水溶液中のFe”に対し2.0 当量に該当す
る。)とを混合し、pH9,8、温度45°Cにおいて
pecOsの生成を行った。
Comparative Example 6 Ferrous sulfate aqueous solution 1 containing Fe”°1.5 mol/j!
0Il and a 1.8-N @BzCOs aqueous solution 331 (corresponding to 2.0 equivalents to "Fe" in the ferrous sulfate aqueous solution) were mixed to form pecOs at pH 9.8 and temperature 45 °C. I did it.

上記FeC0zを含む水溶液に温度50°Cにおいて毎
分+00 ffiの空気を5時間通気してゲータイト粒
子を生成させた。生成ゲータイト粒子粉末は常法により
、枦遇、水洗、乾燥した。
Goethite particles were generated by passing air through the aqueous solution containing FeC0z at a rate of +00 ffi per minute for 5 hours at a temperature of 50°C. The resulting goethite particles were washed, washed with water, and dried in a conventional manner.

得られたゲータイト粒子粉末は、図7の電子顕微鏡写真
(x 30000)に示す通り、紡錘状を呈しており、
軸比(長軸径/短軸径)7と軸比が小さいものであった
The obtained goethite particles have a spindle shape, as shown in the electron micrograph (x 30000) of FIG.
The axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter) was 7, which was a small axial ratio.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明に係る針状晶ゲータイト粒子粉末の製造法によれ
ば、前出実施例に示した通り、粒度が均斉であって樹枝
状粒子が混在しておらず、しかも、軸比(長軸径/短軸
径)が大きい針状晶ゲータイト粒子粉末を得ることがで
きる。
According to the method for producing acicular goethite particles according to the present invention, as shown in the previous example, the particle size is uniform and dendritic particles are not mixed, and the axial ratio (major axis diameter /minor axis diameter) can be obtained.

本発明に係る針状晶ゲータイト粒子粉末を出発原料とし
、加熱還元、または、更に酸化して得られた磁性粒子粉
末もまた粒度が均斉であって樹枝状粒子が混在しておら
ず、しかも、軸比(長軸径/短軸径)が大きい針状晶粒
子であるので、高記録密度、高感度、高出力用磁性粒子
粉末として好適である。
The magnetic particles obtained by thermal reduction or further oxidation using the acicular goethite particles according to the present invention as a starting material also have uniform particle size and do not contain dendritic particles, and Since they are acicular crystal particles with a large axial ratio (major axis diameter/minor axis diameter), they are suitable as magnetic particles for high recording density, high sensitivity, and high output.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図1乃至図7はいずれもゲータイト粒子粉末の粒子構造
を示す電子顕微鏡写真(x 30000)である。 図1は実施例1で得られた針状晶ゲータイト核粒子粉末
であり、図2乃至図7は、それぞれ実施例1、比較例1
乃至3、比較例5及び比較例6で得られたゲータイ ト粒子粉末である。
1 to 7 are electron micrographs (x 30,000) showing the particle structure of goethite particles. FIG. 1 shows the acicular goethite core particle powder obtained in Example 1, and FIGS. 2 to 7 show Example 1 and Comparative Example 1, respectively.
3 to 3, goethite particles obtained in Comparative Example 5 and Comparative Example 6.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第一鉄塩水溶液と該第一鉄塩水溶液中のFe^2
^+に対し当量未満の水酸化アルカリ水溶液又は炭酸ア
ルカリ水溶液とを反応して得られた水酸化第一鉄コロイ
ド又は鉄含有沈澱物コロイドを含む第一鉄塩反応溶液に
、酸素含有ガスを通気することにより上記水酸化第一鉄
コロイド又は鉄含有沈澱物コロイドを酸化して針状晶ゲ
ータイト核粒子を生成させ、次いで、該針状晶ゲータイ
ト核粒子を含む第一鉄塩反応溶液に、該第一鉄塩反応溶
液中のFe^2^+に対し当量以上の炭酸アルカリ水溶
液を添加した後酸素含有ガスを通気することにより、前
記針状晶ゲータイト核粒子の成長反応を行うことを特徴
とする針状晶ゲータイト粒子粉末の製造法。
(1) Ferrous salt aqueous solution and Fe^2 in the ferrous salt aqueous solution
Oxygen-containing gas is passed through a ferrous salt reaction solution containing a ferrous hydroxide colloid or an iron-containing precipitate colloid obtained by reacting an aqueous alkali hydroxide solution or an aqueous alkali carbonate solution in an amount less than the equivalent amount to ^+. The ferrous hydroxide colloid or the iron-containing precipitate colloid is oxidized to produce acicular goethite core particles, and then the ferrous salt reaction solution containing the acicular goethite core particles is added to the ferrous salt reaction solution containing the acicular goethite core particles. The growth reaction of the acicular goethite core particles is carried out by adding an aqueous alkali carbonate solution in an amount equal to or more than an equivalent amount to Fe^2^+ in the ferrous salt reaction solution and then aerating oxygen-containing gas. A method for producing acicular goethite particles.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5650131A (en) * 1993-11-01 1997-07-22 Minnesota Mining And Manufacturing Company Process for making goethite

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