JPS6149251B2 - - Google Patents

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JPS6149251B2
JPS6149251B2 JP51052985A JP5298576A JPS6149251B2 JP S6149251 B2 JPS6149251 B2 JP S6149251B2 JP 51052985 A JP51052985 A JP 51052985A JP 5298576 A JP5298576 A JP 5298576A JP S6149251 B2 JPS6149251 B2 JP S6149251B2
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JP
Japan
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cobalt
particles
acicular
ferric oxide
modified
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JP51052985A
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Japanese (ja)
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JPS52135895A (en
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Nanao Horiishi
Hisato Ihara
Hiroyuki Kondo
Hisahiko Kosaka
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Toda Kogyo Corp
Original Assignee
Toda Kogyo Corp
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Publication date
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Publication of JPS6149251B2 publication Critical patent/JPS6149251B2/ja
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【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、磁気記録用媒体材料として使用され
るコバルトが被着しているコバルト変成針状晶マ
グヘマイト粒子粉末の製造法に関するものであ
り、詳しくは、高保磁力で保磁力分布の広がりが
小さく、高残留磁束密度で、かつ、磁気特性の経
時変化、加圧および温度に対する安定性を有し、
更に、ビヒクル中での分散性、塗膜中での配向性
及び充填性がすぐれたコバルトが被着しているコ
バルト変成針状晶マグヘマイト粒子粉末を製造す
る方法を提供することを目的とする。 近年、各種の磁気記録用媒体は、益々高密度、
高忠実度のものが要求されており、この要求を満
たすためには、塗膜中に塗り込まれる磁気記録用
媒体材料としての磁性粒子粉末の磁気特性特に保
磁力及び残留磁束密度を高くすることが必要であ
る。 周知の如く、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
異方性等のいずれか若しくはそれ等の相互作用に
依存している。そして、磁性粒子粉末が微粒子で
あり、単一磁区粒子であるときには、回転磁化機
構により、保磁力は更に増大することが既に知ら
れている。また、磁性粒子粉末の残留磁束密度
は、磁場配向性に依存し、針状晶の軸比が大きけ
れば大きい程磁場配向性がすぐれ、磁場配向によ
つて角型比(Br/Bm)が大となり、残留磁束密
度も高くなることが知られている。 既知の針状晶マグヘマイト粒子は、その形状異
方性を利用して高い保磁力を得、その磁場配向性
のすぐれていることを利用して高い残留磁束密度
を得ているものである。そして、この針状晶マグ
ヘマイト粒子は、コバルトを添加することによ
り、更にその保磁力を向上させることができるこ
とが知られている。これを具体的に説明した文献
としては、例えば「高密度磁気テープとしてのコ
バルト置換γ−Fe2O3」IEEEトランスアクシヨ
ン オン エレクトロニツク コンピユーターズ
(IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRONIC
COMPUTERS)Vol EC−15、No.5(1966年10
月)等が存在する。 コバルトを添加してなる針状晶マグヘマイト粒
子を得るための方法は、コバルトの添加方法によ
り以下の2つに大別される。 (1) 針状晶含水酸化第二鉄粒子が生成する段階で
コバルトを添加することにより、コバルトを一
様な濃度で含む針状晶含水酸化第二鉄粒子を
得、該粒子を還元、酸化する方法、いわゆるコ
バルトをドープする方法。(例えば、特公昭37
−9457号公報、特公昭49−4264号公報) (2) 針状晶酸化第二鉄粒子にコバルトを、コバル
トイオンまたはコバルト化合物として添加した
後、該粒子を環元、酸化する方法、いわゆるコ
バルトを被着する方法。(例えば、特公昭41−
6538号公報、特公昭48−10994号公報、特開昭
48−20098号公報、特開昭47−22707号公報) (1)の方法により得られたコバルトがドープして
いるコバルト変成針状晶マグヘマイト粒子は、高
い保磁力を有するが、磁気特性の経時変化、加圧
および温度に対し、非常に不安定であることが従
来から指摘されていた。 一方、(2)の方法により得られたコバルトが被着
しているコバルト変成針状晶マグヘマイト粒子
は、コバルトがドープしているコバルト変成針状
晶マグヘマイト粒子の上記欠点を改良した諸特性
を有するものであることが最近明らかになり、当
業界において注目をあびている。 上述したことについては、第3回、記録用磁性
材料シンポジウム概要集16〜24ページに「記録用
磁性酸化鉄の後処理による磁気特性の向上」と題
して詳述してある。この要旨を述べると以下の様
である。 「高密度記録を達するためα−FeOOH中に一
様な濃度でCo2+をドープしたものから製した
Fe3O4やγ−Fe2O3には高いHcが見られるが、Hc
∝K/Is(Kは結晶磁気異方性定数)においてK
の温度依存性が大であり、良好な特性の磁気特性
が得られない。」「ところが、最近、一旦、製造さ
れたFe3O4やγ−Fe2O3(あるいはα−FeOOH)
などにCo2+化合物で後処理を加え、その表面状
態を変化させることで高いHcをもつ勝れた磁性
粉末が得られるようになつた。」「コバルト・ドー
プによるものをγ−Fe2O3(ドープ)、表面処理
によるものをγ−Fe2O3(被着)の如く記し、双
方を区別する。」 本発明は、上記方法のうち(2)に属するものであ
り、磁気特性の経時変化、加圧および温度に対し
て安定性を有するコバルトが被着しているコバル
ト変成針状晶マグヘマイト粒子を得るものであ
る。 本発明者は、長年に亘りコバルト変成針状晶マ
グヘマイト粒子の製造にたずさわつているもので
あるが、その研究過程において、コバルトを針状
晶マグヘマイト粒子に被着させる方法をすでに開
発している。例えば、次に述べるようである。す
なわち、針状晶マグヘマイト粒子を前駆体として
用い、該前駆体中の鉄に対し50原子%以下のコバ
ルトを被着するように、コバルト塩水溶液中又は
水酸化コバルトを含む水中に分散させ、該分散液
のOH基濃度が0.05〜3.0mol/となるように苛性
ソーダ等のアルカリを加え、温度を50〜100℃に
保持し、非酸化性雰囲気中で処理することにより
コバルトが被着しているコバルト変成針状晶マグ
ヘマイト粒子を得ることができる。 この場合、分散液のOH基濃度を0.05mol/以
下とした場合には、目的物であるコバルトが被着
しているコバルト変成針状晶マグヘマイト粒子の
磁気特性の面から判断して充分な結果を得ること
ができない。これは第1図の曲線Cから明らかで
ある。即ち第1図は、分散液のOH基濃度が生成
物の磁気特性(保磁力Hc)に大きく関与してい
ることを示すグラフであつて、被着させるコバル
ト量を2.5原子%、処理温度を95℃と一定にした
場合のOH基濃度の影響を示す一例である。尚、
曲線AのOH基濃度は2.5mol/、曲線Bは0.1mo
l/、曲線Cは0.01mol/とした時のものであ
る。 一方、分散液のOH基濃度を3.0mol/以上とし
た場合には、水酸化コバルトが溶解しはじめる。
従つて、OH基濃度は0.05mol/から3.0mol/の
範囲より選ぶべきである。 次に分散液の温度は、処理時間に関与するもの
であり、温度を50℃以下とすれば、本発明の目的
物であるコバルトが被着しているコバルト変成針
状晶マグヘマイト粒子が生成し難く、生成すると
しても極めて長時間の処理を必要とする。これ
は、第2図の曲線Cからも明らかである。即ち第
2図は、分散液の温度と処理時間及び生成物の磁
気特性(保磁力Hc)との関係を示すグラフであ
つて、被着させるコバルト量を2.5原子%、分散
液のOH基濃度を2.5mol/と一定にした場合の温
度影響を示す一例である。尚、曲線Aの温度は95
℃、曲線Bは50℃、曲線Cは20℃とした時のもの
である。 コバルトが被着しているコバルト変成針状晶マ
グヘマイト粒子を得る上記の方法において、前駆
体として使用する針状晶マグヘマイト粒子粉末
は、個々の粒子がバラバラに独立分散している状
態、即ち、粒子間にからみ合いがない状態である
ことが肝要である。何故ならば、かゝる状態にあ
る針状晶マグヘマイト粒子粉末を前駆体とした場
合には、コバルトを均一かつ有効に前駆体粒子に
被着させることができ、かつ得られたコバルトが
被着しているコバルト変成針状晶マグヘマイト粒
子を用いて磁気テープ等の磁気記録媒体を製造す
る工程において、ビヒクル中での分散性、塗膜中
での配向性及び充填性にすぐれ、従つて、高い保
磁力と高い残留磁束密度を有する磁気記録媒体を
得ることができるからである。 ところで、針状晶マグヘマイト粒子粉末は、通
常、第一鉄塩溶液とアルカリとの湿式反応により
得られる針状晶含水酸化第二鉄粒子を、水素等還
元性ガス中で還元して針状晶マグネタイト粒子と
し、次に空気中で酸化して針状晶マグヘマイト粒
子とすることにより得られている。しかし、上記
の方法により得られた針状晶マグヘマイト粒子
は、一般には粒子が互いに強固にからみ合つてお
り、また、還元、酸化等の熱処理過程を経ること
により、焼結して凝集した粒子となつている。 このような針状晶マグヘマイト粒子粉末を前駆
体として用い、コバルトを被着させることにより
得たコバルト変成針状晶マグヘマイト粒子は、粒
子が互いに強固にからみ合い、または、焼結等に
より凝集した粒子のまゝコバルトが被着されてい
るため、コバルトを均一かつ有効に被着させるこ
とができず、殊に、保磁力分布の広がりを大きく
する原因となつている。また、磁気記録媒体を製
造する工程においても、ビヒクル中での分散不良
や塗膜中での配向性や充填性を阻害する。従つ
て、高性能の磁気記録媒体、即ち、各種の磁気テ
ープ、磁気デイスク等を得るためには、原料磁性
粒子粉末を充分に配向させると同時に、充填率を
高くする必要があるが、前述した様に、原料磁性
粒子粉末として粒子が互いにからみ合い、又は、
焼結等により凝集したまゝ、コバルトが被着して
いるコバルト変成針状晶マグヘマイト粒子を用い
た場合、そのまゝでは満足できる配向度及び充填
率は得られない。仮に、上記コバルトが被着して
いるコバルト変成針状晶マグヘマイト粒子をビヒ
クル中に分散させるに際して各種の分散剤を使用
し、更には、強力な混合機を用いて強制的に分散
させた場合には、得られた磁気記録媒体は、保磁
力分布の広がりが大きくなり、充分な記録再生感
度が得られない原因となる。また、針状晶磁性粒
子の針状晶も劣化してしまい、好ましい配向度及
び充填率は得られない。 本発明者は、上記した従来法に鑑み、コバルト
が被着しているコバルト変成針状晶マグヘマイト
粒子の製造過程、あるいは粒子相互間にからみ合
い、凝集等が起る時期及びその原因等について鋭
意研究を重ねた結果、本発明に到達したのであ
る。 即ち、本発明は、第一鉄塩とアルカリとの湿式
反応により針状晶含水酸化第二鉄粒子を生成させ
る工程において、針状晶含水酸化第二鉄粒子の生
成反応が完了している反応母液中に、該反応母液
中の針状晶含水酸化第二鉄粒子に対し(PO36
換算して0.1〜15wt%のリン酸塩を添加混合し、
次いで、水洗、過、乾燥して得られる針状晶含
水酸化第二鉄粒子を350℃以上600℃以下の温度で
還元し、更に酸化して針状晶マグヘマイト粒子と
した後、この針状晶マグヘマイト粒子を前駆体と
して用い、この前駆体をコバルト塩水溶液中又は
水酸化コバルトを含む水中に分散させ、該分散液
のOH基濃度が0.05〜3.0mol/となるように苛性
ソーダ等のアルカリを加え、温度を50〜100℃に
保持し、非酸化性雰囲気中で処理することによつ
て、前駆体中の鉄に対し0.1〜50原子%のコバル
トが被着しているコバルト変成針状晶マグヘマイ
ト粒子を生成させ、該生成物を常法により、水
洗、過、乾燥してコバルトが被着しているコバ
ルト変成針状晶マグヘマイト粒子を得ることから
なるコバルト変成針状晶磁性酸化鉄粒子粉末の製
造法である。 次に、本発明を完成するに至つた背景および本
発明の構成について述べる。 本発明者は、最終目的物であるコバルトが被着
しているコバルト変成針状晶マグヘマイト粒子粉
末を得るには、前駆体である針状晶マグヘマイト
粒子が1個1個バラバラの状態、即ちからみ合い
のない針状晶粒子粉末であることが必要であるこ
とを知つた。 更に、本発明者は、出発原料としての針状晶含
水酸化第二鉄粒子を湿式法により生成し、反応母
液から分離して得るに際して、針状晶含水酸化第
二鉄粒子は、反応母液中においてすでに粒子相互
が相当の力をもつてからみ合つており、このもの
は常法による各種の分散処理を施しても粒子を1
個1個バラバラの状態、即ちからみ合いがない粒
子とするのは困難であることを知つたのである。
即ち、針状晶含水酸化第二鉄粒子は、反応母液中
においてその結晶成長の過程で、すでに、部分的
には可成り強固にからみ合い、結合し合つた粒子
群となつているのである。 以上説明した事実に基づいて、本発明者は、湿
式反応における結晶成長過程で発生する針状晶含
水酸化第二鉄粒子のからみ合いや結合をほぐすこ
とについて研究を重ね、針状晶含水酸化第二鉄粒
子の生成反応が完了している反応母液にリン酸塩
を添加して撹拌混合することにより、該針状晶含
水酸化第二鉄粒子を1個1個バラバラの状態にほ
ぐすことが可能になるという知見を得、この針状
晶含水酸化第二鉄粒子を還元、酸化して得られた
針状晶マグヘマイト粒子もまた1個1個バラバラ
の状態にあるという知見を得た。 上記の現象を考察すると、針状晶含水酸化第二
鉄粒子が生成している反応母液に添加したリン酸
塩は、第一に液中で凝集粒子を解きほぐすという
効力を有すると共に、第二に上記処理粒子を水
洗、過、乾燥して得た粒子は、添加したリン酸
塩がリン化合物として残存して含有されている粒
子であり、これを出発原料として還元性ガス中
350℃以上600℃以下で加熱還元した後、酸化性ガ
ス中で加熱酸化して針状晶マグヘマイト粒子とし
た時、含有されているリン化合物は、酸化鉄粒子
の還元反応の抑制と粒子成長速度を抑制する効果
を有するものと思われる。一般に、針状晶粒子の
形状は加熱温度の影響を受けやすく、高温である
程、特に雰囲気が還元性である場合には、一層粒
子成長が著しく、単一粒子が形骸粒子の大きさを
越えて成長し、形骸粒子の外形は漸次消え、粒子
形状の変形と粒子および粒子相互間の焼結を引き
起すものであるが、リン化合物を含有している場
合には還元性ガス中350℃〜600℃殊に400℃〜600
℃の高温において加熱処理された場合でも粒子は
尚出発原料針状晶含水酸化第二鉄粒子の針状晶を
継承したものとなる。 第3図は、針状晶含水酸化第二鉄粒子の還元温
度と後にこれを300℃で酸化して得た針状晶マグ
ヘマイト粒子の保持力の関係を示したものであ
る。図中A、Bは、ヘキサメタリン酸ソーダで処
理を施したもの(Aは、(PO36換算で14.57wt
%、Bは、6.47wt%ヘキサメタリン酸ソーダ処理
物)を出発物として用いた場合、Cは末処理物を
出発物として用いた場合を示している。曲線A、
Bは、それぞれ還元温度550℃、450℃に至るまで
保磁力が増大し、この温度を越えると徐々に低下
している。 上記の事実は、針状晶含水酸化第二鉄粒子中に
含有されているリン化合物が、含有量に関係しな
がら酸化鉄粒子の還元反応と粒子成長速度を抑制
した結果、高温においても針状晶を十分保持して
いる粒子が得られることを示している。 曲線Cは、330℃を越えて還元温度を高めると
急激に保磁力が低下している。これは、還元反応
の促進並びに粒子成長により針状晶がくずれた粒
子が得られることを示している。 次に、本発明方法実施にあたつての諸条件につ
いて述べる。 先ず、本発明におけるリン酸塩に関して説明す
る。 本発明におけるリン酸塩の添加効果は、全工程
を通じて二段階において発揮するものであり、そ
の第一は、反応母液中に生成沈澱している針状晶
含水酸化第二鉄粒子のからみ合いや結合をほぐ
し、1個1個バラバラの状態にすることである。 このために、添加されるリン酸塩の量は、反応
母材の性質、特にPH値により異るが、反応母液中
の針状晶含水酸化第二鉄粒子に対して(PO36
換算して0.1〜15wt%である。リン酸塩の添加量
が0.1wt%以下である場合は、本発明の目的を十
分達成することができず、15wt%以上である場
合は、酸化鉄粒子の純度の低下をきたし好ましい
磁気特性を得ることができない。0.1〜15wt%範
囲においては、添加量が多くなる程、針状晶含水
酸化第二鉄粒子のからみ合いや結合をほぐす効果
は大となるが、後にリン化合物を含有する針状晶
含水酸化第二鉄粒子を還元して針状晶マグネタイ
ト粒子とし、更に酸化して針状晶マグヘマイト粒
子を得るに際して、還元温度を考慮すれば、リン
化合物の含有量と還元温度の関係は比例的関係に
あるので、リン化合物の含有量が多くなると還元
温度を高くしなければならない。還元温度を過度
に高くすることは工業的ではない。従つて、リン
酸塩の的加量は、針状晶含水酸化第二鉄粒子に対
して(PO36換算で0.1〜5wt%が好ましい。 反応母液のPH値が3〜4程度の場合には、リン
酸塩の添加効果が特に顕著である。反応母液がア
ルカリ性の場合には、該アルカリ性反応母液に直
接リン酸塩を添加することもできるが、該アルカ
リ性反応母液に適当な酸、例えば硫酸等を添加し
てPH値を3〜4とした後リン酸塩を添加すること
もできる。また、リン酸塩の添加方法としては、
粉末等をそのまゝ反応母液中に投入しても良い
し、あるいは水に溶解した後添加するという手段
を採つても良い。尚、添加するリン酸塩として
は、例えばヘキサメタリン酸ナトリウム、ピロリ
ン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム等が挙げ
られる。 第二は、リン酸塩で処理して得られたリン化合
物を含有している針状晶含水酸化第二鉄粒子粉末
の還元ガス中での還元は350℃〜600℃で行うこと
ができる。針状晶含水酸化第二鉄粒子中にリン化
合物を含有している場合には、リン化合物の含有
量に関係しながら還元を高温度、殊に400℃〜600
℃で行うことができ、しかも粒子は針状晶を保持
しているので高い保磁力を得ることができる。還
元温度が350℃以下の場合には還元反応が十分進
行せず、600℃以上の場合には還元反応の促進並
びに粒子成長により針状晶がくずれた粒子とな
り、従つて、高い保磁力を得ることができない。
このことは、第3図に示した通りである。しか
も、還元ガス中600℃以上という高温で還元する
ということは、精度の高い設備、高度は技術を必
要とし、工業的、経済的とはいえない。工業性、
経済性を考慮した場合、550℃以下が好ましい。 次に、コバルトが被着しているコバルト変成針
状晶マグヘマイト粒子を製造する場合のコバルト
の被着量に関して説明する。 コバルトの被着量は、前駆体である針状晶マグ
ヘマイト粒子中の鉄に対して50原子%に相当する
量以下であればいかなる量であつてもコバルト被
着は生起する。しかしながら、磁気記録媒体とし
ての磁気安定性(保磁力の温度依存性、加圧減磁
等の諸特性)を考慮すると、コバルト被着量は
0.1〜10原子%が好ましい。 以上述べた通りの本発明によれば、出発原料で
ある針状晶含水酸化第二鉄粒子の粒子形状を保持
継承し、粒子および粒子相互間では、例えば架橋
状態がなく、実質的に粒子が独立しているコバル
トが被着しているコバルト変成針状晶マグヘマイ
ト粒子を得ることができる。尚、得られた上記粒
子末は、表5に示してある粉体での保磁力とこれ
を用いて得られた塗膜での保持力の差を見ると、
比較例における場合はこの保磁力の差が90Oe以
上もあるのに対して実施例における場合は35Oe
以下である。このように上記保磁力の差が小さい
ことは本質的に保磁力分布の広がりが小さい粒子
粉末であることを示していると考えられる。 このようにして得られたコバルトが被着してい
るコバルト変成針状晶マグヘマイト粒子粉末は、
高保磁力で、保磁力分布の広がりが小さく、高残
留磁束密度で、かつ磁気特性の経時変化、加圧お
よび温度に対する安定性を有し、ビヒクル中での
分散性、塗膜中での配向性及び充填性もすぐれて
いるので、現在最も要求されている高密度、高忠
実度記録用磁性材料として使用することができ
る。 次に、実施例並びに比較例により本発明を説明
する。 <出発原料粒子の生成>実施例1〜5、比較例
1; 実施例 1 FeSO422.3molを含む250の水溶液を、あらか
じめ反応器中に準備された2.63−NのNaOH水溶
液196に加え、毎分1000の量でN2ガスを通気
しながら、PH12.8、温度45℃において45分間水酸
化第一鉄コロイドの生成を行つた。その後、上記
コロイド溶液を温度50℃において毎分1800の空
気を通気する事によつて酸化反応を14時間行い、
針状晶α−FeOOH粒子を生成した。この針状晶
α−FeOOH粒子を含む液を反応母液1とする。
上記反応母液を混合撹拌して針状晶α−FeOOH
粒子を十分、均一に分散させながら反応母液1を
20採取した。採取した反応母液に49%の硫酸
2.16を徐々に加えてPHを3.4とした後、ヘキサ
メタリン酸ソーダ6.55gを含む水溶液800ml(針
状晶含水酸化第二鉄粒子に対して(PO36換算で
0.73wt%)を添加し、60分間撹拌した。その後、
常法により、水洗、過、乾燥して針状晶α−
FeOOH粒子状粉末855gを得た。得られた針状
晶α−FeOOH粒子は、化学分析の結果、(PO36
に換算して0.51wt%のリン化合物を含んでおり、
電子顕微鏡観察によれば、平均値で長軸0.65μ、
長軸/短軸10:1の針状晶粒子であつた。 実施例 2、3 硫酸の添加量、ヘキサメタリン酸ソーダの添加
量を種々変化させた以外は、実施例1とまつたく
同様にして針状晶α−FeOOH粒子粉末を得た。
この針状晶α−FeOOH粒子粉末の主要生成条件
及び粉体特性を表1に示す。 実施例 4 実施例1で得られた反応母液1を混合撹拌して
針状晶α−FeOOH粒子を十分、均一に分散させ
ながら反応母液20を採取した。採取した反応母
液に、ヘキサメタリン酸ソーダ57.9gを含む水溶
液2500ml(針状晶含水酸化第二鉄粒子に対して
(PO36換算で6.43wt%)を添加し、60分間撹拌
した。その後、常法により水洗、過、乾燥して
針状晶α−FeOOH粒子粉末900gを得た。得ら
れた針状晶α−FeOOH粒子の粉体特性を表1に
示す。 実施例 5 微細な核晶として2molのα−FeOOH粒子を含
み、Fe2+8molを含む硫酸第一鉄溶液12.5と2.14
−NのNaOH溶液7.5を用いて、全容20の反
応母液を温度60℃、PH4.2において毎分50の空
気を吹込み針状晶α−FeOOH粒子の生成を行つ
た。12時間後の反応母液は0.5mol/の針状晶α
−FeOOH粒子を含んでいた。この針状晶α−
FeOOH粒子を含む液を反応母液2とする。上記
反応母液2に、ヘキサメタリン酸ソーダ58.5gを
含む水溶液2500ml(針状晶含水酸化第二鉄粒子に
対して(PO36換算で6.50wt%)を添加し、60分
間撹拌した。その後、常法により水洗、過、乾
燥して針状晶α−FeOOH粒子粉末900gを得
た。得られた針状晶α−FeOOH粒子の粉体特性
を表1に示す。 比較例 1 実施例1で得られた反応母液1を混合撹拌して
針状晶α−FeOOH粒子を十分、均一に分散させ
ながら、反応母液140を採取した。採取した反
応母液を常法により水洗、過、乾燥して針状晶
α−FeOOH粒子を得た。得られた針状晶α−
FeOOH粒子の粉体特性を表1に示す。 <前駆体粒子粉末の製造>実施例6〜16、比較例
2〜7; 実施例 6 実施例2で得られた針状晶α−FeOOH粒子
1000gを還元炉中でH2ガスを毎分3の割合で
通気し、還元温度350℃で120分間還元した後、更
に空気中300℃で90分間酸化して針状晶マグヘマ
イト粒子860gを得た。得られた針状晶マグヘマ
イト粒子は、電子顕微鏡観察の結果、出発原料粒
子である針状晶α−FeOOHの形状を継承してお
り、長軸0.60μ、軸比10:1の粒子であつた。ま
た、磁気測定の結果、保磁力Hc343Oe、飽和磁
化(σs)は72emu/gであつた。 実施例7〜16、比較例2〜7 出発原料粒子の種類、還元温度を種々変化させ
た以外は、実施例6とまつたく同様にして針状晶
マグヘマイト粒子を得た。この針状晶マグヘマイ
ト粒子の主要製造条件及び諸特性を表2、3に示
す。 <コバルト変成針状晶マグヘマイト粒子粉末の製
造>実施例17〜23、比較例8〜9; 実施例 17 実施例7で得られた針状晶マグヘマイト粒子粉
末260gを、硫酸コバルトを用いたコバルト
0.051molが溶存している2400mlの水中に投入し、
微細なスラリーになるまで分散させた。得られた
分散液を95℃に昇温保持し、可及的に空気の混入
を防止して良く撹拌しながら、7.61−NのNaOH
溶液1065mlを注加し、OH基濃度2.3mol/の分散
液とした。該分散液の温度を95℃に保持し、撹拌
をつづけて200分後にスラリーを取り出し、水
洗、別し、100℃で乾燥してコバルト変成針状
晶マグヘマイト粒子を得た。得られた粒子は、電
子顕微鏡観察の結果、前駆体である針状晶マグヘ
マイト粒子の形状、粒度を継承しており、長軸
0.50μ、軸比10:1の針状晶粒子であつた。ま
た、磁気測定の結果、保磁力Hcは486Oe、飽和
磁化σsは78emu/gであつた。該粒子は、原子
吸光分析の結果コバルト1.65原子%含有してい
た。 上記コバルト変成針状晶マグヘマイト粒子を用
いて下記に示す通りのバインダー組成で配合した
後、ボールミルで10時間混合分散して磁気塗料と
した。 コバルト変成針状晶マグヘマイト粒子粉末
100 g ビニール樹脂(酢酸ビニール:塩化ビニール=
3:91共重合体 20 g ニトリルゴム(アクリロニトリル共重合体)
50 g トルエン 100 g メチル エチル ケトン 75 g メチル イソブチル ケトン 75 g 分散剤(レシチン) 0.2g 得られた磁気塗料に溶剤(トルエン:メチルエ
チルケトン:メチルイソブチルケトン=1:1:
1)を加えて適正な塗料粘度になるように調整
し、ポリエステル樹脂フイルム上に通常の方法で
塗布、乾燥させて磁気塗膜を製造した。この磁気
塗膜の保磁力Hcは468Oe、残留磁化Brは
1430Gauss、角型Br/Bmは0.90であつた。 実施例18〜23、比較例8〜9 前駆体である針状晶マグヘマイト粒子の量を
260g、処理液全容量を3500mlとして、前駆体の
種類、コバルト添加量、NaOHの添加量、温度及
び時間を種々変化させた以外は、実施例17とまつ
たく同様にしてコバルト変成針状晶マグヘマイト
粒子を得た。この主要製造条件を表4に、また、
得られた粒子の諸特性を表5に示す。
The present invention relates to a method for producing cobalt-modified acicular maghemite particles coated with cobalt, which is used as a magnetic recording medium material. Specifically, the present invention has high coercive force and a small spread of coercive force distribution. It has high residual magnetic flux density and stability against changes in magnetic properties over time, pressure, and temperature.
A further object of the present invention is to provide a method for producing cobalt-modified acicular maghemite particles coated with cobalt that have excellent dispersibility in a vehicle, excellent orientation and filling properties in a coating film. In recent years, various magnetic recording media have become increasingly dense and
High fidelity is required, and in order to meet this requirement, it is necessary to increase the magnetic properties, particularly the coercive force and residual magnetic flux density, of the magnetic particles used as the magnetic recording medium material coated into the coating film. is necessary. As is well known, the magnitude of the coercive force of magnetic particles depends on shape anisotropy, crystal anisotropy, strain anisotropy, exchange anisotropy, etc., or the interaction thereof. It is already known that when the magnetic particles are fine particles and are single-domain particles, the coercive force is further increased due to the rotating magnetization mechanism. In addition, the residual magnetic flux density of magnetic particles depends on the magnetic field orientation, and the larger the axial ratio of the acicular crystals, the better the magnetic field orientation. It is known that the residual magnetic flux density also increases. Known acicular maghemite particles utilize their shape anisotropy to obtain a high coercive force, and utilize their excellent magnetic field orientation to obtain a high residual magnetic flux density. It is known that the coercive force of these acicular maghemite particles can be further improved by adding cobalt. Examples of literature that specifically explain this include ``Cobalt Substitution γ-Fe 2 O 3 as High-Density Magnetic Tape,'' IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRONIC COMPUTERS.
COMPUTERS) Vol EC−15, No.5 (October 1966
month) etc. Methods for obtaining acicular maghemite particles by adding cobalt are roughly divided into the following two methods depending on the method of adding cobalt. (1) By adding cobalt at the stage when acicular crystal hydrated ferric oxide particles are produced, acicular crystal hydrated ferric oxide particles containing cobalt at a uniform concentration are obtained, and the particles are reduced and oxidized. method, the so-called cobalt doping method. (For example, Tokuko Sho 37
(2) A method in which cobalt is added to acicular ferric oxide particles as a cobalt ion or a cobalt compound, and then the particles are oxidized as a ring element, so-called cobalt How to coat. (For example, Tokuko Sho 41-
Publication No. 6538, Publication No. 48-10994, Japanese Patent Publication No. Sho
48-20098, Japanese Patent Application Laid-open No. 47-22707) Cobalt-modified acicular maghemite particles doped with cobalt obtained by the method (1) have a high coercive force, but the magnetic properties change over time. It has been pointed out that it is extremely unstable with respect to change, pressure, and temperature. On the other hand, the cobalt-modified acicular maghemite particles coated with cobalt obtained by the method (2) have various properties that improve the above-mentioned drawbacks of the cobalt-doped cobalt-modified acicular maghemite particles. It has recently been revealed that this is the case, and it is attracting attention in the industry. The above-mentioned matters are described in detail on pages 16 to 24 of the summary collection of the 3rd Symposium on Magnetic Materials for Recording under the title "Improvement of magnetic properties by post-treatment of magnetic iron oxide for recording." The gist of this is as follows. ``In order to achieve a record high density, we made it from α-FeOOH doped with Co 2+ at a uniform concentration.
High Hc is seen in Fe 3 O 4 and γ-Fe 2 O 3 , but Hc
K in ∝K/Is (K is the magnetocrystalline anisotropy constant)
has a large temperature dependence, and good magnetic properties cannot be obtained. "However, recently, once produced Fe 3 O 4 and γ-Fe 2 O 3 (or α-FeOOH)
By post-treating with a Co 2+ compound to change the surface condition, it has become possible to obtain excellent magnetic powder with a high Hc. "Those using cobalt doping are referred to as γ-Fe 2 O 3 (doped), and those resulting from surface treatment are referred to as γ-Fe 2 O 3 (adhered), to distinguish between the two." Among these, it belongs to (2), and obtains cobalt-modified acicular maghemite particles coated with cobalt that have stability against changes in magnetic properties over time, pressure, and temperature. The present inventor has been involved in the production of cobalt-modified acicular maghemite particles for many years, and in the course of his research, he has already developed a method for depositing cobalt on acicular maghemite particles. There is. For example, as described below. That is, acicular maghemite particles are used as a precursor, and dispersed in an aqueous cobalt salt solution or water containing cobalt hydroxide so that 50 atomic % or less of cobalt is deposited on the iron in the precursor. Cobalt is deposited by adding an alkali such as caustic soda so that the OH group concentration of the dispersion is 0.05 to 3.0 mol/, maintaining the temperature at 50 to 100°C, and processing in a non-oxidizing atmosphere. Cobalt modified acicular maghemite particles can be obtained. In this case, when the OH group concentration of the dispersion is 0.05 mol/or less, sufficient results are obtained judging from the magnetic properties of the cobalt-modified acicular maghemite particles to which the target cobalt is deposited. can't get it. This is clear from curve C in FIG. In other words, Figure 1 is a graph showing that the OH group concentration of the dispersion has a large effect on the magnetic properties (coercive force Hc) of the product. This is an example showing the influence of the OH group concentration when the temperature is kept constant at 95°C. still,
The OH group concentration for curve A is 2.5 mol/, and for curve B is 0.1 mo.
l/, curve C is when it is 0.01 mol/. On the other hand, when the OH group concentration of the dispersion is 3.0 mol/or more, cobalt hydroxide begins to dissolve.
Therefore, the OH group concentration should be selected from the range of 0.05 mol/ to 3.0 mol/. Next, the temperature of the dispersion liquid is related to the processing time, and if the temperature is set to 50°C or less, cobalt-modified acicular maghemite particles coated with cobalt, which is the object of the present invention, will be produced. This is difficult, and even if it were to be generated, it would require extremely long processing time. This is also clear from curve C in FIG. That is, Fig. 2 is a graph showing the relationship between the temperature of the dispersion, the treatment time, and the magnetic properties (coercive force Hc) of the product. This is an example showing the effect of temperature when is kept constant at 2.5 mol/. Furthermore, the temperature of curve A is 95
℃, Curve B is at 50℃, Curve C is at 20℃. In the above method for obtaining cobalt-modified acicular maghemite particles coated with cobalt, the acicular maghemite particles used as the precursor are in a state in which individual particles are independently dispersed, that is, particles It is important that there is no entanglement between them. This is because when acicular maghemite particles in such a state are used as a precursor, cobalt can be uniformly and effectively deposited on the precursor particles, and the resulting cobalt is In the process of manufacturing magnetic recording media such as magnetic tapes using cobalt modified acicular maghemite particles, it has excellent dispersibility in vehicles, orientation and filling properties in coating films, and therefore has high This is because a magnetic recording medium having coercive force and high residual magnetic flux density can be obtained. By the way, acicular maghemite particles are usually produced by reducing acicular crystal hydrated ferric oxide particles obtained by a wet reaction between a ferrous salt solution and an alkali in a reducing gas such as hydrogen. It is obtained by forming magnetite particles and then oxidizing them in air to form acicular maghemite particles. However, in the acicular maghemite particles obtained by the above method, the particles are generally tightly entangled with each other, and through heat treatment processes such as reduction and oxidation, the particles are sintered and aggregated. It's summery. Cobalt-modified acicular maghemite particles obtained by using such acicular maghemite particles as a precursor and depositing cobalt are particles that are tightly intertwined with each other or aggregated by sintering etc. Since the cobalt is deposited as is, it is not possible to deposit the cobalt uniformly and effectively, which in particular causes the coercive force distribution to widen. Furthermore, in the process of manufacturing magnetic recording media, it causes poor dispersion in the vehicle and inhibits orientation and filling properties in the coating film. Therefore, in order to obtain high-performance magnetic recording media, that is, various magnetic tapes, magnetic disks, etc., it is necessary to sufficiently orient the raw material magnetic particles and at the same time increase the filling rate. Similarly, the particles are entangled with each other as raw magnetic particle powder, or
When using cobalt-modified acicular maghemite particles to which cobalt is adhered while remaining agglomerated by sintering or the like, a satisfactory degree of orientation and filling rate cannot be obtained as is. Suppose that various dispersants are used to disperse the cobalt-modified acicular maghemite particles coated with cobalt in a vehicle, and furthermore, if the particles are forcibly dispersed using a powerful mixer, In the obtained magnetic recording medium, the distribution of coercive force becomes wider, which causes insufficient recording and reproducing sensitivity to be obtained. Furthermore, the needle crystals of the needle crystal magnetic particles also deteriorate, making it impossible to obtain a preferable degree of orientation and filling rate. In view of the above-mentioned conventional methods, the present inventors have diligently investigated the manufacturing process of cobalt-modified acicular maghemite particles to which cobalt is adhered, the timing and causes of entanglement between particles, aggregation, etc. As a result of repeated research, the present invention was arrived at. That is, in the process of producing acicular crystal hydrated ferric oxide particles by a wet reaction between a ferrous salt and an alkali, the present invention is directed to a reaction in which the production reaction of acicular crystal hydrated ferric oxide particles has been completed. Adding and mixing 0.1 to 15 wt% of phosphate in terms of (PO 3 ) 6 to the acicular crystalline hydrated ferric oxide particles in the reaction mother liquor,
Next, the acicular crystal hydrous ferric oxide particles obtained by washing with water, filtering, and drying are reduced at a temperature of 350°C to 600°C, and further oxidized to form acicular maghemite particles. Using maghemite particles as a precursor, this precursor is dispersed in an aqueous cobalt salt solution or water containing cobalt hydroxide, and an alkali such as caustic soda is added so that the OH group concentration of the dispersion is 0.05 to 3.0 mol/. Cobalt-modified acicular maghemite in which 0.1 to 50 atomic % of cobalt is deposited on the iron in the precursor by maintaining the temperature at 50 to 100 °C and processing in a non-oxidizing atmosphere. A method of producing cobalt-modified acicular magnetic iron oxide particle powder, which consists of producing particles, and washing the product with water, filtering, and drying by a conventional method to obtain cobalt-modified acicular maghemite particles coated with cobalt. It is a manufacturing method. Next, the background that led to the completion of the present invention and the structure of the present invention will be described. In order to obtain the final target product, cobalt-modified acicular maghemite particles coated with cobalt, the acicular maghemite particles, which are the precursor, must be separated one by one, that is, tangled. I learned that it is necessary to use a powder of acicular crystal particles that do not match. Furthermore, the present inventor has discovered that when producing acicular hydrated ferric oxide particles as a starting material by a wet method and separating them from the reaction mother liquor, the acicular hydrated ferric oxide particles are separated from the reaction mother liquor. In this case, the particles are already entangled with each other with considerable force, and even if various dispersion treatments using conventional methods are applied, the particles cannot be separated into one unit.
They learned that it is difficult to create individual particles, that is, particles without entanglement.
In other words, the acicular crystalline hydrated ferric oxide particles have already become partially entangled and bonded particles in the process of crystal growth in the reaction mother liquor. Based on the facts explained above, the present inventor has conducted repeated research on loosening the entanglements and bonds of acicular crystal hydrated ferric oxide particles generated during the crystal growth process in a wet reaction, and By adding phosphate to the reaction mother liquor in which the production reaction of diiron particles has been completed and stirring and mixing, it is possible to loosen the needle-shaped hydrous ferric oxide particles one by one into pieces. We also obtained the knowledge that the acicular maghemite particles obtained by reducing and oxidizing these acicular crystalline hydrous ferric oxide particles are also in a state of being separated one by one. Considering the above phenomenon, the phosphate added to the reaction mother liquor in which needle-shaped hydrated ferric oxide particles are produced first has the effect of loosening the aggregated particles in the liquid, and secondly has the effect of loosening the aggregated particles in the liquid. The particles obtained by washing, filtering, and drying the above-mentioned treated particles are particles containing the added phosphate remaining as a phosphorus compound, and these are used as a starting material in a reducing gas.
After thermal reduction at 350°C or higher and 600°C or lower, the acicular maghemite particles are heated and oxidized in an oxidizing gas, and the contained phosphorus compound suppresses the reduction reaction of iron oxide particles and suppresses the particle growth rate. It is thought that it has the effect of suppressing the In general, the shape of acicular crystal particles is easily affected by the heating temperature, and the higher the temperature, especially when the atmosphere is reducing, the more remarkable the particle growth becomes, and the size of a single particle exceeds that of a skeleton particle. The outer shape of the skeleton particles gradually disappears, causing deformation of the particle shape and sintering of the particles and each other. However, if it contains a phosphorus compound, the outer shape of the skeleton particle gradually disappears, but if it contains a phosphorus compound, 600℃ especially 400℃~600
Even when heat-treated at a high temperature of .degree. C., the particles still inherit the acicular crystal structure of the starting material acicular crystal hydrous ferric oxide particles. FIG. 3 shows the relationship between the reduction temperature of acicular crystal hydrous ferric oxide particles and the retention force of acicular maghemite particles obtained by later oxidizing them at 300°C. In the figure, A and B are treated with sodium hexametaphosphate (A is 14.57wt in terms of (PO 3 ) 6)
%, B indicates the case where 6.47wt% sodium hexametaphosphate treated product) was used as the starting material, and C indicates the case where the final treated product was used as the starting material. curve A,
For B, the coercive force increases until the reduction temperature reaches 550°C and 450°C, respectively, and gradually decreases after this temperature is exceeded. The above fact is that the phosphorus compound contained in the acicular hydrated ferric oxide particles suppresses the reduction reaction and particle growth rate of the iron oxide particles, depending on the content. This shows that particles with sufficient crystal structure can be obtained. In curve C, the coercive force decreases rapidly when the reduction temperature is increased above 330°C. This indicates that particles with broken needle crystals are obtained due to promotion of the reduction reaction and particle growth. Next, various conditions for carrying out the method of the present invention will be described. First, the phosphate in the present invention will be explained. The effect of adding phosphate in the present invention is exerted in two stages throughout the entire process. It is to loosen the bonds and break them apart one by one. For this purpose, the amount of phosphate added varies depending on the properties of the reaction matrix, especially the pH value, but the amount of (PO 3 ) 6 to acicular hydrated ferric oxide particles in the reaction mother liquor is This is converted to 0.1 to 15 wt%. If the amount of phosphate added is less than 0.1wt%, the purpose of the present invention cannot be fully achieved, and if it is more than 15wt%, the purity of the iron oxide particles will decrease and the desired magnetic properties will not be achieved. can't get it. In the range of 0.1 to 15 wt%, the greater the amount added, the greater the effect of loosening the entanglements and bonds of the acicular crystal hydrated ferric oxide particles, but later the acicular crystal hydrated ferric oxide particles containing the phosphorus compound When diiron particles are reduced to acicular magnetite particles and further oxidized to obtain acicular maghemite particles, if the reduction temperature is considered, the relationship between the content of phosphorus compounds and the reduction temperature is proportional. Therefore, as the content of phosphorus compounds increases, the reduction temperature must be increased. It is not industrially possible to raise the reduction temperature excessively. Therefore, the target amount of phosphate is preferably 0.1 to 5 wt% in terms of (PO 3 ) 6 based on the acicular hydrated ferric oxide particles. When the pH value of the reaction mother liquor is about 3 to 4, the effect of adding phosphate is particularly significant. When the reaction mother liquor is alkaline, phosphate can be added directly to the alkaline reaction mother liquor, but a suitable acid such as sulfuric acid is added to the alkaline reaction mother liquor to adjust the pH value to 3 to 4. It is also possible to add post-phosphate. In addition, the method of adding phosphate is as follows:
The powder or the like may be directly added to the reaction mother liquor, or it may be added after being dissolved in water. Note that examples of the phosphate to be added include sodium hexametaphosphate, sodium pyrophosphate, and sodium metaphosphate. Second, the reduction of the acicular crystal hydrous ferric oxide particles containing the phosphorus compound obtained by treatment with a phosphate in a reducing gas can be carried out at 350°C to 600°C. When the acicular hydrated ferric oxide particles contain a phosphorus compound, the reduction is carried out at a high temperature, especially between 400°C and 600°C, depending on the content of the phosphorus compound.
It can be carried out at ℃, and since the particles retain acicular crystals, a high coercive force can be obtained. If the reduction temperature is below 350°C, the reduction reaction will not proceed sufficiently, and if it is above 600°C, the reduction reaction will be promoted and the particles will grow, resulting in broken acicular crystals, which will result in a high coercive force. I can't.
This is as shown in FIG. Moreover, reducing at high temperatures of 600°C or higher in a reducing gas requires highly precise equipment and advanced technology, which is not industrially or economically viable. industrial,
Considering economic efficiency, the temperature is preferably 550°C or lower. Next, the amount of cobalt deposited when producing cobalt modified acicular maghemite particles to which cobalt is deposited will be explained. Cobalt deposition occurs no matter how much cobalt is deposited, as long as it is less than 50 atomic % of iron in the precursor acicular maghemite particles. However, when considering the magnetic stability (temperature dependence of coercive force, pressure demagnetization, etc.) as a magnetic recording medium, the amount of cobalt deposited is
0.1 to 10 atom% is preferred. According to the present invention as described above, the particle shape of the acicular crystalline hydrated ferric oxide particles, which is the starting material, is maintained and inherited, and there is no crosslinking state between the particles and between the particles, and the particles are substantially Cobalt-modified acicular maghemite particles having independent cobalt deposits can be obtained. In addition, looking at the difference between the coercive force of the obtained powder and the coercive force of the coating film obtained using the same as shown in Table 5,
In the case of the comparative example, the difference in coercive force is more than 90 Oe, while in the case of the example it is 35 Oe.
It is as follows. This small difference in coercive force is considered to indicate that the particle powder essentially has a narrow coercive force distribution. The cobalt-modified acicular maghemite particles coated with cobalt thus obtained are:
High coercive force, small spread of coercive force distribution, high residual magnetic flux density, and stability against changes in magnetic properties over time, pressure and temperature, good dispersibility in vehicles, and good orientation in coatings. Since it also has excellent filling properties, it can be used as a magnetic material for high-density, high-fidelity recording, which is currently most required. Next, the present invention will be explained with reference to Examples and Comparative Examples. <Production of starting material particles> Examples 1 to 5, Comparative Example 1; Example 1 250 aqueous solution containing 22.3 mol of FeSO 4 was added to 196 2.63-N NaOH aqueous solution prepared in advance in the reactor, and each time Ferrous hydroxide colloid was produced at pH 12.8 and temperature 45° C. for 45 minutes while bubbling N 2 gas at a rate of 1000 min. Thereafter, the above colloidal solution was subjected to an oxidation reaction for 14 hours by passing 1800 air per minute at a temperature of 50°C.
Acicular α-FeOOH particles were produced. The liquid containing the acicular α-FeOOH particles is referred to as reaction mother liquid 1.
The above reaction mother liquor was mixed and stirred to form needle-shaped α-FeOOH crystals.
Add reaction mother liquor 1 while dispersing the particles sufficiently and uniformly.
20 samples were taken. 49% sulfuric acid in the collected reaction mother liquor
2.16 was gradually added to adjust the pH to 3.4, and then 800 ml of an aqueous solution containing 6.55 g of sodium hexametaphosphate (converted to (PO 3 ) 6 based on acicular hydrated ferric oxide particles) was added.
0.73wt%) and stirred for 60 minutes. after that,
Wash with water, filter, and dry to obtain needle-shaped α-
855 g of FeOOH granular powder was obtained. As a result of chemical analysis, the obtained acicular α-FeOOH particles were found to be (PO 3 ) 6
Contains 0.51wt% of phosphorus compounds in terms of
According to electron microscopy, the average value of the long axis is 0.65μ,
They were acicular crystal particles with a long axis/short axis ratio of 10:1. Examples 2 and 3 Acicular α-FeOOH particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of sulfuric acid and the amount of sodium hexametaphosphate added were varied.
Table 1 shows the main production conditions and powder properties of this acicular α-FeOOH particle powder. Example 4 Reaction mother liquor 1 obtained in Example 1 was mixed and stirred to sufficiently and uniformly disperse the needle-shaped α-FeOOH particles, while reaction mother liquor 20 was collected. To the collected reaction mother liquor, 2500 ml of an aqueous solution containing 57.9 g of sodium hexametaphosphate (6.43 wt% in terms of (PO 3 ) 6 based on the acicular hydrated ferric oxide particles) was added and stirred for 60 minutes. Thereafter, the mixture was washed with water, filtered, and dried in a conventional manner to obtain 900 g of acicular α-FeOOH particles. Table 1 shows the powder characteristics of the obtained acicular α-FeOOH particles. Example 5 Ferrous sulfate solutions 12.5 and 2.14 containing 2 mol of α-FeOOH particles as fine nuclei and 8 mol of Fe 2+
Using a 7.5 volume of -N NaOH solution, a total volume of 20 of the reaction mother liquor was heated at 60° C. and PH of 4.2, and air was blown at a rate of 50 per minute to generate needle-shaped α-FeOOH particles. After 12 hours, the reaction mother liquor contains 0.5 mol/acicular crystals α
-Contained FeOOH particles. This needle crystal α-
The liquid containing FeOOH particles is referred to as reaction mother liquid 2. To the above reaction mother liquor 2, 2500 ml of an aqueous solution containing 58.5 g of sodium hexametaphosphate (6.50 wt% in terms of (PO 3 ) 6 based on the acicular hydrated ferric oxide particles) was added and stirred for 60 minutes. Thereafter, the mixture was washed with water, filtered, and dried in a conventional manner to obtain 900 g of acicular α-FeOOH particles. Table 1 shows the powder characteristics of the obtained acicular α-FeOOH particles. Comparative Example 1 Reaction mother liquor 140 was collected while mixing and stirring the reaction mother liquor 1 obtained in Example 1 to sufficiently and uniformly disperse the needle-shaped α-FeOOH particles. The collected reaction mother liquor was washed with water, filtered, and dried in a conventional manner to obtain acicular α-FeOOH particles. The obtained needle crystal α-
Table 1 shows the powder properties of FeOOH particles. <Manufacture of precursor particles> Examples 6 to 16, Comparative Examples 2 to 7; Example 6 Acicular α-FeOOH particles obtained in Example 2
1000g was reduced in a reduction furnace by passing H2 gas at a rate of 3 per minute at a reduction temperature of 350℃ for 120 minutes, and then further oxidized in air at 300℃ for 90 minutes to obtain 860g of acicular maghemite particles. . As a result of electron microscopic observation, the obtained acicular maghemite particles inherited the shape of the acicular α-FeOOH particles, which were the starting material particles, and had a long axis of 0.60μ and an axial ratio of 10:1. . Further, as a result of magnetic measurement, the coercive force Hc343Oe and the saturation magnetization (σs) were 72emu/g. Examples 7 to 16, Comparative Examples 2 to 7 Acicular maghemite particles were obtained in the same manner as in Example 6, except that the type of starting material particles and the reduction temperature were varied. The main manufacturing conditions and various properties of the acicular maghemite particles are shown in Tables 2 and 3. <Production of cobalt-modified acicular maghemite particles> Examples 17 to 23, Comparative Examples 8 to 9; Example 17 260 g of the acicular maghemite particles obtained in Example 7 was mixed with cobalt using cobalt sulfate.
Pour into 2400ml of water in which 0.051mol is dissolved,
It was dispersed until it became a fine slurry. The temperature of the resulting dispersion was raised to 95°C, and 7.61-N NaOH was added to the dispersion while stirring well while preventing air from entering as much as possible.
1065 ml of the solution was added to form a dispersion with an OH group concentration of 2.3 mol/. The temperature of the dispersion was maintained at 95°C, stirring was continued, and the slurry was taken out after 200 minutes, washed with water, separated, and dried at 100°C to obtain cobalt-modified acicular maghemite particles. As a result of electron microscopic observation, the obtained particles inherited the shape and particle size of the precursor acicular maghemite particles, and the long axis
They were acicular crystal particles of 0.50μ and an axial ratio of 10:1. Further, as a result of magnetic measurement, the coercive force Hc was 486 Oe, and the saturation magnetization σs was 78 emu/g. As a result of atomic absorption analysis, the particles contained 1.65 at.% of cobalt. The above cobalt-modified acicular maghemite particles were blended with a binder composition as shown below, and then mixed and dispersed in a ball mill for 10 hours to obtain a magnetic paint. Cobalt modified acicular maghemite particles powder
100 g Vinyl resin (vinyl acetate: vinyl chloride =
3:91 copolymer 20 g Nitrile rubber (acrylonitrile copolymer)
50 g Toluene 100 g Methyl ethyl ketone 75 g Methyl isobutyl ketone 75 g Dispersant (lecithin) 0.2 g Add a solvent (toluene: methyl ethyl ketone: methyl isobutyl ketone = 1:1:
1) was added to adjust the paint viscosity to an appropriate level, and the mixture was coated on a polyester resin film in a conventional manner and dried to produce a magnetic coating film. The coercive force Hc of this magnetic coating is 468 Oe, and the residual magnetization Br is
1430 Gauss, square type Br/Bm was 0.90. Examples 18-23, Comparative Examples 8-9 The amount of acicular maghemite particles as a precursor was
Cobalt-modified acicular maghemite was prepared in the same manner as in Example 17, except that the total volume of the treatment solution was 3500 ml, and the type of precursor, amount of cobalt added, amount of NaOH added, temperature, and time were varied. Particles were obtained. The main manufacturing conditions are shown in Table 4, and
Table 5 shows various properties of the obtained particles.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、分散液のOH基濃度が生成物の特性
に及ぼす影響を示す関係図であり、縦軸に生成物
の保磁力Hcを、横軸に処理時間をとつたもので
ある。尚、図中Aは分散液のOH基濃度を2.5mol/
、Bは0.1mol/、Cは0.01mol/としたもの
である。第2図は、分散液の温度が処理時間及び
生成物の特性に及ぼす影響を示す関係図であり、
縦軸に生成物の保磁力Hcを、横軸に処理時間を
とつたものである。尚、図中Aは分散液の温度を
95℃、Bは50℃、Cは20℃としたものである。第
3図は、針状晶含水酸化第二鉄粒子の還元温度と
後に、これを300℃で酸化して得た針状晶マグヘ
マイト粒子の保磁力Hcの関係を示したものであ
る。尚、図中A,Bは、それぞれ(PO36に換算
して14.57wt%、6.47wt%のヘキサメタリン酸ソ
ーダで処理を施したものを出発物とした場合、C
は未処理物を出発物として用いた場合を示したも
のである。
FIG. 1 is a relationship diagram showing the influence of the OH group concentration of the dispersion on the properties of the product, with the vertical axis representing the coercive force Hc of the product and the horizontal axis representing the treatment time. In addition, A in the figure indicates the OH group concentration of the dispersion liquid of 2.5 mol/
, B is 0.1 mol/, and C is 0.01 mol/. FIG. 2 is a relationship diagram showing the influence of dispersion temperature on processing time and product properties;
The vertical axis shows the coercive force Hc of the product, and the horizontal axis shows the processing time. In addition, A in the figure indicates the temperature of the dispersion liquid.
The temperature was 95°C, B was 50°C, and C was 20°C. FIG. 3 shows the relationship between the reduction temperature of acicular crystal hydrous ferric oxide particles and the coercive force Hc of acicular maghemite particles obtained by subsequently oxidizing them at 300°C. In addition, A and B in the figure are C when the starting materials were treated with sodium hexametaphosphate of 14.57 wt% and 6.47 wt% in terms of (PO 3 ) 6 , respectively.
shows the case where untreated material was used as a starting material.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 第一鉄塩とアルカリとの湿式反応により針状
晶含水酸化第二鉄粒子を生成させる工程におい
て、針状晶含水酸化第二鉄粒子の生成反応が完了
している反応母液中に、該反応母液中の針状晶含
水酸化第二鉄粒子に対し(PO36に換算して0.1〜
15wt%のリン酸塩を添加混合し、次いで、水
洗、過、乾燥して得られる針状晶含水酸化第二
鉄粒子を350℃以上600℃以下の温度で還元し、更
に酸化して針状晶マグヘマイト粒子とした後、こ
の針状晶マグヘマイト粒子を前駆体として用い、
この前駆体をコバルト塩水溶液中又は水酸化コバ
ルトを含む水中に分散させ、該分散液のOH基濃
度が0.05〜3.0mol/となるように苛性ソーダ等
のアルカリを加え、温度を50〜100℃に保持し、
非酸化性雰囲気中で処理することによつて、前駆
体中の鉄に対し0.1〜50原子%のコバルトが被着
しているコバルト変成針状晶マグヘマイト粒子を
生成させ、該生成物を常法により、水洗、過、
乾燥してコバルトが被着しているコバルト変成針
状晶マグヘマイト粒子を得ることを特徴とするコ
バルト変成針状晶磁性酸化鉄粒子粉末の製造法。 2 コバルトの被着量が前駆体中の鉄に対して
0.1〜10原子%である特許請求の範囲第1項記載
のコバルト変成針状晶磁性酸化鉄粒子粉末の製造
法。 3 リン酸塩の添加量が反応母液中の針状晶含水
酸化第二鉄粒子に対して(PO36に換算して0.1〜
5wt%である特許請求の範囲第1項または第2項
記載のコバルト変成針状晶磁性酸化鉄粒子粉末の
製造法。 4 還元温度が、400℃以上550℃以下である特許
請求の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記載の
コバルト変成針状晶磁性酸化鉄粒子粉末の製造
法。
[Scope of Claims] 1. In the step of producing acicular hydrated ferric oxide particles through a wet reaction between a ferrous salt and an alkali, the reaction for producing acicular hydrated ferric oxide particles is completed. 0.1 to 0.1 to (PO 3 ) 6 based on the acicular hydrated ferric oxide particles in the reaction mother liquor.
15 wt% of phosphate is added and mixed, then washed with water, filtered, and dried to obtain acicular crystal hydrated ferric oxide particles, which are reduced at a temperature of 350°C to 600°C, and further oxidized to form acicular crystals. After forming crystalline maghemite particles, using these acicular crystalline maghemite particles as a precursor,
This precursor is dispersed in a cobalt salt aqueous solution or water containing cobalt hydroxide, and an alkali such as caustic soda is added so that the OH group concentration of the dispersion is 0.05 to 3.0 mol/, and the temperature is raised to 50 to 100°C. hold,
By processing in a non-oxidizing atmosphere, cobalt-modified acicular maghemite particles are produced, in which 0.1 to 50 at. Wash with water, filter,
A method for producing cobalt-modified acicular magnetic iron oxide particle powder, which comprises drying to obtain cobalt-modified acicular maghemite particles to which cobalt is adhered. 2 The amount of cobalt deposited relative to the iron in the precursor
A method for producing a cobalt-modified acicular magnetic iron oxide particle powder according to claim 1, wherein the cobalt content is 0.1 to 10 atomic %. 3 The amount of phosphate added is 0.1 to (PO 3 ) 6 based on the acicular crystal hydrated ferric oxide particles in the reaction mother liquor.
A method for producing cobalt-modified acicular magnetic iron oxide particles according to claim 1 or 2, wherein the cobalt content is 5 wt%. 4. The method for producing cobalt modified acicular magnetic iron oxide particle powder according to any one of claims 1 to 3, wherein the reduction temperature is 400°C or higher and 550°C or lower.
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