JPS6239203B2 - - Google Patents

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JPS6239203B2
JPS6239203B2 JP59018131A JP1813184A JPS6239203B2 JP S6239203 B2 JPS6239203 B2 JP S6239203B2 JP 59018131 A JP59018131 A JP 59018131A JP 1813184 A JP1813184 A JP 1813184A JP S6239203 B2 JPS6239203 B2 JP S6239203B2
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JP
Japan
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acicular
particles
compound
feooh
added
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Application number
JP59018131A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS60162707A (en
Inventor
Hiroo Mishima
Yoshiro Okuda
Toshiharu Harada
Akira Mukozaka
Tomoyuki Imai
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Toda Kogyo Corp
Original Assignee
Toda Kogyo Corp
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Publication date
Application filed by Toda Kogyo Corp filed Critical Toda Kogyo Corp
Priority to JP59018131A priority Critical patent/JPS60162707A/en
Publication of JPS60162707A publication Critical patent/JPS60162707A/en
Publication of JPS6239203B2 publication Critical patent/JPS6239203B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、オーデイオ、ビデオ等の磁気記録用
磁性材料、特に、ビデオ用の磁性材料として最適
である針状晶を有し、粒度が均斉であり、樹枝状
粒子が混在しておらず、その結果、かさ密度が大
きく、且つ、微粒子で比表面積が大きく、しか
も、高い保磁力Hcと大きな飽和磁化σsとを有
するNi及び/又はAlで被覆された、又はP化合
物及びSi化合物とNi及び/又はAl化合物とで被覆
されたSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶鉄合
金磁性粒子粉末の製造法に関するものである。 磁気記録媒体の製造に際して、本発明により得
られるNi及び/又はAlで被覆された、又はP化
合物及びSi化合物とNi及び/又はAl化合物とで被
覆されたSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶鉄
合金磁性粒子粉末を用いた場合には、針状晶を有
し、粒度が均斉であり、樹枝状粒子が混在してお
らず、その結果、かさ密度が大きく、且つ、微粒
子で比表面積が大きく、しかも、高い保磁力Hc
と大きな飽和磁化σsとを有することに起因し
て、磁性粒子のビークル中での分散性、塗膜中で
の配向性及び充填性が極めて優れており、磁気テ
ープの記録再生時に生じるノイズレベルが低く、
且つ、高出力特性が得られる優れた磁気記録媒体
を得ることができる。 近年、ビデオ用、オーデイオ用磁気記録再生用
機器の長時間記録化、小型軽量化が激化してお
り、特に、昨今におけるVTR(ビデオ・テー
プ・レコーダー)の普及は目覚ましく、長時間記
録化並びに小型軽量化を目指したVTRの開発が
盛んに行われており、一方においては、磁気記録
媒体である磁気テープに対する高性能化、高密度
記録化の要求が益々高まつてきている。 即ち、磁気記録媒体の高画像画質、高出力特
性、殊に周波数特性の向上及びノイズレベルの低
下が要求され、その為には、残留磁束密度Brの
向上、高保磁力Hc化並びに、分散性、充填性、
テープ表面の平滑性の向上が必要であり、益々
S/N比の向上が要求されてきている。 磁気記録媒体のこれら諸特性は磁気記録媒体に
使用される磁性材料と密接な関係を持つており、
例えば、日経エレクトロニクス(1976年)5月3
日号第82頁〜105頁に掲載されている「ビデオ及
びオーデイオ用磁気テープの最近の進歩」という
文献中、第83〜84頁に記載の「ビデオ テープ
レコーダの画質の内テープによつて変化する特性
で主要なものは、S/N比、クロマ・ノイ
ズ、ビデオ周波数特性−である。 …これら画質を表す量は、テープ、ヘツド系の
電磁変換特性によつて決まり、電磁変換特性はテ
ープの物理特性と相関を持つている。更にテープ
の物理特性は磁性材料によつて決る要素が大き
い。」という記載等から明らかである。 上述した通り、磁気記録媒体の高画像画質等の
諸特性は、使用される磁性材料と密接な関係を有
するものであり、磁性材料の特性改善が強く望ま
れている。 今、磁気記録媒体の諸特性と使用される磁性材
料の特性との関係について詳述すれば次の通りで
ある。 ビデオ用磁気記録媒体として高画像画質を得る
為には、前出の目経エレクトロニクスの記載から
も明らかな通り、ビデオS/N比、クロマ・
ノイズ、ビデオ周波数特性の向上が要求され
る。ビデオS/N比の向上をはかる為には、磁性
粒子粉末の微粒子化及びそのピークル中での分散
性、塗膜中での配向性及び充填性を向上させるこ
と、並びに、磁気記録媒体の表面の平滑性を改良
することが重要である。 この事実は、前出日経エレクトロニクス第85頁
の「輝度信号のSN比(CN比)に関係しているテ
ープの物理量としては、単位体積当りの平均粒子
数とその分散状態(分散性)及び表面の平滑性が
ある。表面性、分散性が一定なら平均粒子数の平
方根に比例してSN比は良くなるので、粒子体積
が小さく、かつ充てん度の高くできる磁性粉ほど
有利である。」等の記載からも明らかである。 即ち、ビデオS/Nの向上をはかる一つの方法
としては磁気記録媒体に起因するノイズレベルを
低下させることが重要であり、そのためには、上
記記載から明らかなように使用される磁性材料で
ある針状晶磁性粒子粉末の粒子サイズを微細化す
る方法が有効であることが知られている。 磁性粒子粉末の粒子サイズを表す一般的な方法
として粒子粉末の比表面積の値がしばしば用いら
れるが磁気記録媒体に起因するノイズレベルが磁
性粒子粉末の比表面積が大きくなる程、低くなる
傾向にあることも一般的に知られているところで
ある。 この現象は、例えば電子通信学会技術研究報告
MR81−11第27頁23−9の「Fig3」等に示されて
いる。「Fig3」はCo被着針状晶マグヘマイト粒子
粉末における粒子の比表面積とノイズレベルとの
関係を示す図であり、粒子の比表面積が大きくな
る程ノイズレベルは直線的に低下している。 この関係は、針状晶鉄磁性粒子粉末及び針状晶
鉄合金磁性粒子粉末についても同様に言えること
である。 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を向上させる為には、ビー
クル中に分散させる磁性粒子粉末が針状晶を有
し、粒度が均斉であり、樹枝状粒子が混在してお
らず、その結果、かさ密度が大きいことが要求さ
れる。 次にクロマ・ノイズの向上をはかる為には、磁
気記録媒体の表面性の改良が重要であり、そのた
めには分散性、配向性のよい磁性粒子粉末がよ
く、そのような磁性粒子粉末としては針状晶を有
し、粒度が均斉であり、樹枝状粒子が混在してお
らず、その結果、かさ密度が大きいことが要求さ
れる。 この事実は、前出日経エレクトロニクス第85頁
の「クロマ・ノイズはテープ表面の比較的長周期
の粗さに起因しており、塗布技術との関係が深
い。分散性、配向性の良い粉の方が表面性を良く
しやすい。」等の記載からも明らかである。 更に、ビデオ周波数特性の向上をはかる為に
は、磁気記録媒体の保磁力Hcが高く、且つ、飽
和残留磁束密度Brが大きいことが必要である。 磁気記録媒体の保磁力Hcを高める為には、磁
性粒子粉末の保磁力Hcができるだけ高いことが
要求される。 飽和残留磁束密度Brは、磁性粒子粉末の飽和
磁化σsができるだけ大きく、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
性に依存している。 この事実は、前出日経エレクトロニクス第84〜
85頁の「最大出力は、テープの飽和残留磁束密度
BrとHc、及び実効間隔によつて決る。Brが大き
ければ再生ヘツドに入る磁束が多くなり出力は増
加する。…。Hcを増加させると自己減磁は少な
くなり、出力は増加する。……。テープのBrを
大きくするには、磁性体が完全な状態(例えば単
結晶の状態)で持つている飽和磁化量Is(σs)
が大きいことがまず基本となる。……。同じ材質
でも、……磁性粉の割合を示す充填度などによつ
てもBrは変わる。また、角形比(残留磁化量/
飽和磁化量)に比例するので、これが大きいこと
が要求される。……。角形比を高くするには、粒
子の大きさが揃つており、針状比が大きく、磁場
配向性に優れている磁性粉が有利である。……」
等の記載からも明らかである。 上記に詳述した通り、磁気記録媒体の高画像画
質、高出力特性、殊に周波数特性の向上、及び、
ノイズレベルの低下等の高性能化の要求を満たす
為には、使用される磁性粒子粉末の特性として
は、針状晶を有し、粒度が均斉であり樹枝状粒子
が混在しておらず、且つ、比表面積が大きく、し
かも、高い保磁力Hcと大きな飽和磁化σsを有
することが必要である。 ところで、従来から磁気記録媒体に用いられて
いる磁性材料は、マグネタイト、マグヘマイト、
二酸化クロム等の磁性粉末であり、これらの磁性
粉末は飽和磁化σs70〜85emu/g、保磁力
Hc250〜500Oeを有するものである。 殊に、上記酸化物磁性粒子粉末のσsは最大
85emu/g程度であり、一般にはσs70〜
80emu/gであることが再生出力並びに記録密度
に限度を与えている主因となつている。 更にCoを含有しているCo−マグネタイトやCo
−マグヘマイト磁性粉末も使用されているが、こ
れらの磁性粒子粉末は保磁力Hcが400〜800Oeと
高いという特徴を有するが、これに反して飽和磁
化σsが60〜80emu/gと低いものである。 最近、高出力並びに高密度記録に適する特性を
備えた磁性粒子粉末すなわち、飽和磁化σsが大
きく、且つ、高い保磁力を有する磁性粒子粉末の
開発が盛んであり、そのような特性を有する磁性
粒子粉末は、一般に、針状晶含水酸化鉄粒子、針
状晶酸化鉄粒子若しくは、これらに鉄以外の異種
金属を含むものを還元性ガス中350℃程度で加熱
還元することにより得られる針状晶鉄磁性粒子粉
末若しくは針状晶鉄合金磁性粒子粉末である。 これら針状晶鉄磁性粒子粉末若しくは針状晶鉄
合金磁性粒子粉末は、従来用いられている磁性酸
化鉄粒子粉末並びにCo含有磁性酸化鉄粒子粉末
に比較して飽和磁化σsが著しく大きく、保磁力
Hcが高いという特徴を有しており、磁気記録媒
体として塗布した場合、大きい残留磁束密度Br
と高い保磁力Hcを有する為に高密度記録、高出
力特性が得られるので注目をあびており近年実用
化がなされている。 前記針状晶鉄磁性粒子粉末若しくは針状晶鉄合
金磁性粒子粉末の製造法において、還元性ガス中
で加熱還元する温度が高ければ高い程、大きな飽
和磁化を有する針状晶鉄磁性粒子粉末若しくは針
状晶鉄合金磁性粒子粉末が得られることが知られ
ている。 一方、還元性ガス中で加熱還元する温度が高け
れば高い程大きな飽和磁化を有する針状晶鉄磁性
粒子粉末若しくは針状晶鉄合金磁性粒子粉末を得
ることができるが、加熱還元温度が高くなると、
この針状晶鉄磁性粒子粉末若しくは針状晶鉄合金
磁性粒子粉末の針状晶粒子の変形と粒子及び粒子
相互間の焼結が著しくなり、得られた針状晶鉄磁
性粒子粉末若しくは針状晶鉄合金磁性粒子粉末の
保磁力は極度に低下することになる。即ち、針状
晶鉄磁性粒子粉末若しくは針状晶鉄合金磁性粒子
粉末の保磁力は形状異方性に大きく依存するもの
であり、針状晶鉄磁性粒子粉末若しくは針状晶鉄
合金磁性粒子粉末の針状性は重要な特性の一つで
ある。 高い保磁力Hcと大きな飽和磁化σsを有する
針状晶鉄磁性粒子粉末若しくは針状晶鉄合金磁性
粒子粉末は、前述した通り、針状晶を有し、粒度
が均斉であり、樹枝状粒子が混在していないこと
が必要であり、このような特性を備えた磁性粒子
粉末を得る為には、出発原料である針状晶α−
FeOOH粒子が粒度が均斉であり、樹枝状粒子が
混在していないことが必要であり、次に、いかに
してこの粒子形態、殊に針状晶を保持継承させな
がら加熱還元して針状晶鉄磁性粒子粉末若しくは
針状晶鉄合金磁性粒子粉末とするかが大きな課題
となる。 先ず、出発原料である針状晶α−FeOOH粒子
粉末の製造について述べる。 従来、PH11以上のアルカリ領域で針状晶α−
FeOOH粒子を製造する方法として最も代表的な
公知方法は、第一鉄塩水溶液に当量以上のアルカ
リ溶液を加えて得られるFe(OH)2を含む水溶液
をPH11以上にて80℃以下の温度で酸化反応を行う
ことにより、針状晶α−FeOOH粒子を得るもの
である。この方法により得られた針状晶α−
FeOOH粒子粉末は長さ0.5〜1.5μ程度の針状形
態を呈した粒子であるが、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
粒子であるとは言い難い。このように粒度が不均
斉であり、また樹枝状粒子が混在している針状晶
α−FeOOH粒子が生成する原因について以下に
考察する。 一般に、針状晶α−FeOOH粒子の生成は、針
状晶α−FeOOH核の発生と該針状晶α−
FeOOH核の成長の二段階からなる。そして、針
状晶α−FeOOH核は、第一鉄塩水溶液とアルカ
リとを反応して得られるFe(OH)2と溶存酸素と
の反応により生成するが、溶存酸素との接触反応
が部分的、且つ、不均一である為、針状晶α−
FeOOH核の発生と該針状晶α−FeOOH核の成
長が同時に生起し、しかも、α−FeOOH生成反
応が終了するまで幾重にも新しい核が発生するの
で、得られた針状晶α−FeOOH粒子は粒度が不
均斉であり、また樹枝状粒子が混在したものにな
る。 また、前記方法における反応水溶液中の反応鉄
(Fe2+)濃度は、通常、0.2mol/程度であり、
かつ、針状晶α−FeOOH粒子の生成に、長時間
を必要とする。 即ち、前記方法によれば、0.2mol/程度の薄
い反応鉄濃度においてさえも、粒度が不均斉であ
り、樹枝状粒子が混在している針状晶α−
FeOOH粒子粉末が生成しやすかつたのである。 次に、いかにして、針状晶α−FeOOH粒子の
粒子形態、殊に、針状晶を保持継承させながら加
熱還元して針状晶鉄磁性粒子粉末若しくは針状晶
鉄合金磁性粒子粉末とするかが問題となる。 加熱還元過程において針状晶粒子の変形と粒子
及び粒子相互間の焼結が生起する原因について以
下に説明する。 一般に、針状晶α−FeOOH粒子を300℃付近
の温度で加熱脱水して得られる針状晶α−Fe2O3
粒子は、針状晶を保持継承したものであるが、一
方、その粒子表面並びに粒子内部には脱水により
発生する多数の空孔が存在し、単一粒子の粒子成
長が十分ではなく、従つて、結晶性の度合が非常
に小さいものである。 このような針状晶α−Fe2O3粒子を用いて加熱
還元した場合、単一粒子の粒子成長、即ち、物理
的変化が急激であるため単一粒子の均一な粒子成
長が生起し難く、従つて、単一粒子の粒子成長が
急激に生起した部分では粒子及び粒子相互間の焼
結が生起し、粒子形状がくずれやすくなると考え
られる。 また、加熱還元過程においては、酸化物から金
属への急激な体積収縮が生起することにより粒子
形状は一層くずれやすいものとなる。 従つて、加熱還元過程において粒子形状の変形
と粒子及び粒子相互間の焼結を防止するために
は、単一粒子の急激な粒子成長が生起しないよう
な比較的穏やかな還元条件、例えば300〜500℃の
温度範囲で還元を行えばよい。 また、効率的に還元を行う場合には、加熱還元
過程に先立つて、予め針状晶α−Fe2O3粒子の単
一粒子を充分、且つ、均一な粒子成長を図ること
により結晶性の度合が高められた実質的に高密度
であり、且つ、針状晶α−FeOOH粒子の針状晶
を保持継承している針状晶α−Fe2O3粒子として
おいてもよい。 このような結晶性の度合が高められた実質的に
高密度な針状晶α−Fe2O3粒子を得る方法として
針状晶α−FeOOH粒子を非還元性雰囲気中で加
熱処理する方法が知られている。 一般に、針状晶α−FeOOH粒子を加熱脱水し
て得られる針状晶α−Fe2O3粒子は、非還元性雰
囲気中で加熱処理する温度が高ければ高い程、効
果的に単一粒子の粒子成長をはかることができ、
従つて、結晶性の度合も高めることができるが、
一方、加熱処理温度が650℃を超えて高くなると
焼結が進んで針状晶粒子がくずれることが知られ
ている。 従つて、結晶性の度合が高められた実質的に高
密度であり、且つ、針状晶α−FeOOH粒子の針
状晶を保持継承している針状晶α−Fe2O3粒子を
得る為には、非還元性雰囲気中で加熱処理するに
先立つて、あらかじめ、焼結防止効果を有する有
機化合物、無機化合物で針状晶α−FeOOH粒子
の粒子表面を被覆する方法が知られている。 本発明者は、長年に亘り、針状晶磁性粒子粉末
の製造及び開発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、焼結防止効果を有す
るSi化合物で被覆された針状晶α−FeOOH粒子
を製造する方法を既に開発している。 例えば、次に述べるようである。 即ち、P化合物及びSi化合物で被覆された針状
晶α−FeOOH粒子粉末は、第一鉄塩水溶液とア
ルカリ水溶液との湿式反応により生成した針状晶
α−FeOOH粒子を母液から分離した後、水中に
懸濁させ、該懸濁液のPH値8以上の状態で針状晶
α−FeOOH粒子に対し0.1〜2wt%(PO3に換
算)のリン酸塩を添加し、次いで0.1〜7.0wt%
(SiO2に換算)の水可溶性ケイ酸塩を添加した
後、PH値を3〜7に調整することにより、得るこ
とができる。 上記の方法について説明すれば次のようであ
る。 一般に、針状晶α−FeOOH粒子は、湿式反応
時における反応母液中の結晶成長の過程でかなり
強固にからみ合い、結合し合つた粒子群を形成し
ており、該からみ合い、結合し合つている針状晶
α−FeOOH粒子の粒子群をそのまま焼結防止剤
で被覆した場合には、それ以上の焼結を防止する
だけで、反応母液中の結晶成長の過程で発生した
からみ合い、結合はそのままの状態である為、上
記からみ合い、結合し合つている針状晶α−
FeOOH粒子を非還元性雰囲気中で加熱処理した
後、加熱還元して得られた針状晶鉄合金磁性粒子
粉末も粒子がからみ合い、結合し合つたものとな
る。このような粒子は、ビークル中での分散性、
塗膜中での配向性及び充填性が十分であるとは言
い難い。 従つて、針状晶α−FeOOH粒子をSi化合物で
被覆するに先立つて、あらかじめ、反応母液中の
結晶成長の過程で発生したからみ合い、結合を解
きほぐしておく必要がある。 針状晶α−FeOOH粒子を母液から分離した
後、水中に懸濁させ、該懸濁液のPH値8以上の状
態で針状晶α−FeOOH粒子に対し0.1〜2wt%
(PO3に換算)のリン酸塩を添加することによ
り、針状晶α−FeOOH粒子のからみ合い、結合
を解きほぐすことが可能である。 針状晶α−FeOOH粒子は、針状晶α−
FeOOH粒子の生成後、常法により反応母液より
濾別、水洗したものを用いれば良い。 懸濁液の濃度は、水に対して20wt%以下であ
るのが望ましい。20wt%以上の場合には懸濁液
の粘度が高すぎて、リン酸塩の添加によるからみ
合い等を解きほぐす効果が不十分となる。 リン酸塩の添加量は、懸濁液中の針状晶α−
FeOOH粒子に対しPO3に換算して0.1〜2wt%で
あれば、該粒子のからみ合い等を解きほぐし、粒
子を均一に分散させることができる。 添加したリン酸塩は、針状晶α−FeOOH粒子
表面に吸着され、ほぼ全量が生成針状晶α−
FeOOH粒子中に含有される。 添加量が0.1wt%以下の場合には添加効果が十
分でない。 一方、添加量が2wt%以上の場合には粒子を分
散させることはできるが、粒子が液中に均一に強
分散している為、液中からの濾別分離が困難とな
り適当ではない。 添加するリン酸塩としては、例えば、メタリン
酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム等が挙げら
れる。 リン酸塩を添加する懸濁液のPH値は8以上でな
ければならない。 PH値が8以下であるばあいには、粒子を分散さ
せようとするリン酸塩を2wt%以上添加しなけれ
ばならず、リン酸塩を2wt%以上添加すると前述
した通り、濾別分離において弊害が生ずる為、好
ましくない。 次に、針状晶α−FeOOH粒子の粒子表面に形
成させるSi化合物被膜について述べると、該Si化
合物被膜の形成は、必ず、リン酸塩により針状晶
α−FeOOH粒子のからみ合い等を解きほぐした
後でなければならない。 水可溶性ケイ酸塩を添加する際の懸濁液のPH値
は8以上の状態であることが望ましい。 水可溶性ケイ酸塩を添加する際の懸濁液のPH値
は8以下の状態で水可溶性ケイ酸塩を添加する
と、添加と同時に固体であるSiO2として単独に
析出してしまい、粒子表面に効率良く薄膜として
形成させることができない。 従つて、懸濁液のPH値が8以上の状態で水可溶
性ケイ酸塩を添加し、該懸濁液中に均一に混合し
た後にPH値をSiO2の析出する範囲、即ち、PH値
を3〜7に調整すれば、SiO2は粒子の表面上に
析出して被膜を形成する。 添加する水可溶性ケイ酸塩の量は、SiO2に換
算して針状晶α−FeOOH粒子に対し0.1〜7.0wt
%である。 添加した水可溶性ケイ酸塩は、針状晶α−
FeOOH粒子表面に析出吸着され、ほぼ全量が生
成針状晶α−FeOOH粒子中に含有される。 0.1wt%以下の場合には、添加の効果が顕著に
現れず、7.0wt%以上である場合には、優れた針
状晶を有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末を得るこ
とができるが純度の低下により、飽和磁束密度が
減少し好ましくない。 尚、添加する水可溶性ケイ酸塩としては、ケイ
酸ナトリウム、ケイ酸カリウム等が挙げられる。 次に、Si、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α
−FeOOH粒子にP化合物及びSi化合物で被膜を
形成させた後、懸濁液中から該粒子を濾別分離す
る条件について述べる。 通常の濾別手段を用いる場合には、粒子が均一
に液中に強分散していると、例えば濾布漏れ、あ
るいは濾布の目づまり、その他種々の濾過効率も
悪化させる要因となる。 濾過効率を高める為には、前記したリン酸塩の
添加により分散させた粒子が適度に凝集している
必要がある。 リン酸塩の添加量を0.1〜2wt%の範囲内とした
場合、懸濁液のPHを3〜7に調整すると懸濁液の
粘度は上昇し、粒子の凝集が起き、濾別を容易に
行うことができる。 また、懸濁液のPH値を3以下とした場合にも針
状晶α−FeOOH粒子の凝集及びリン酸塩の吸
着、さらには前述したSiO2被膜の形成は可能と
なるが、設備上の問題及び品質上の問題(溶解
等)が発生する為、好ましくない。 尚、PH3〜7に調整する為には、酢酸、硫酸、
リン酸等を使用することができる。 以上、説明したところによつて得られるP化合
物及びSi化合物で被覆された針状晶α−FeOOH
粒子を非還元性雰囲気中で加熱処理して得られた
針状晶α−Fe2O3粒子は、結晶性の度合が高めら
れた実質的に高密度なものであり、且つ、粒子の
からみ合いや結合のない優れた針状晶を保持継承
したものである。 非還元性雰囲気中における加熱処理の温度範囲
は500〜900℃であることが好ましい。 非還元性雰囲気中の加熱処理温度が500℃以下
である場合は、P化合物及びSi化合物で被覆され
た針状晶α−Fe2O3粒子の結晶性の度合が高めら
れた実質的に高密度な粒子とは言い難く、900℃
以上である場合は、針状晶粒子の変形と粒子及び
粒子相互間の焼結をひき起こしてしまう。また、
精度の高い設備、高度な技術を必要とし工業的、
経済的ではない。 本発明者は、上述したところに鑑み、針状晶を
有し、粒度が均斉であり、樹枝状粒子が混在して
おらず、且つ、比表面積が大きく、しかも、高い
保磁力Hcと大きな飽和磁化σsを有する針状晶
鉄合金磁性粒子を得るべく、種々検討を重ねてき
た。そして、本発明者は、第一鉄塩水溶液とアル
カリ水溶液とを反応させて得られたFe(OH)2
含むPH11以上の懸濁液に酸素含有ガスを通気して
酸化することにより針状晶α−FeOOH粒子を生
成させるにあたり、前記アルカリ水溶液酸素及び
含有ガスを通気して酸化反応を行わせる前の前記
懸濁液のいずれかの液中に、水可溶性ケイ酸塩を
Feに対しSi換算で0.1〜1.7原子%添加しておき、
且つ、前記第一鉄塩水溶液、前記アルカリ水溶
液、酸素含有ガスを通気して酸化反応を行わせる
前の前記懸濁液及び酸素含有ガスを通気して酸化
反応を行わせている前記反応溶液のいずれかの液
中に水可溶性クロム塩をFeに対しCr換算で0.1〜
5.0原子%、水可溶性ニツケル塩をFeに対しNi換
算で0.1〜7.0原子%、及び水可溶性マグネシウム
塩をFeに対しMg換算で0.1〜15.0原子%添加して
おくことにより、Si、Cr、Ni及びMgを含有する
針状晶α−FeOOH粒子を生成させ、該Si、Cr、
Ni及びMgを含有する針状晶α−FeOOH粒子若し
くはこれを加熱脱水して得られたSi、Cr、Ni及
びMgを含有する針状晶α−Fe2O3粒子、又は、
前記Si、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−
FeOOH粒子を非還元性雰囲気中で加熱処理する
ことにより高密度化されたSi、Cr、Ni及びMgを
含有する針状晶α−Fe2O3粒子の表面をNi及び/
又はAl化合物で被覆した後、針状晶を保持継承
させながら還元性ガス中で加熱還元した場合に
は、針状晶を有し、粒度が均斉であり、樹枝状粒
子が混在しておらず、粒子のからみ合い等がな
く、且つ、比表面積が大きく粒子表面並びに粒子
内部の結晶性の度合が高められた実質的に高密度
なものであり、しかも、高い保磁力Hcと大きな
飽和磁化σsとを有する磁気記録用針状晶鉄合金
磁性粒子粉末が得られることを見出し本発明を完
成したものである。 即ち、本発明は、第一鉄塩水溶液とアルカリ水
溶液とを反応させて得られたFe(OH)2を含むPH
11以上の懸濁液に酸素含有ガスを通気して酸化す
ることにより針状晶α−FeOOH粒子を生成させ
るにあたり、前記アルカリ水溶液及び酸素含有ガ
スを通気して酸化反応を行わせる前の前記懸濁液
のいずれかの液中に、水可溶性ケイ酸塩をFeに
対しSi換算で0.1〜1.7原子%添加しておき、且
つ、前記第一鉄塩水溶液、前記アルカリ水溶液、
酸素含有ガスを通気して酸化反応を行わせる前の
前記懸濁液及び酸素含有ガスを通気して酸化反応
を行わせている前記反応溶液のいずれかの液中に
水可溶性クロム塩をFeに対しCr換算で0.1〜5.0
原子%、水可溶性ニツケル塩をFeに対しNi換算
で0.1〜7.0原子%、及び水可溶性マグネシウム塩
をFeに対しMg換算で0.1〜15.0原子%添加してお
くことにより、Si、Cr、Ni及びMgを含有する針
状晶α−FeOOH粒子を生成させ、該Si、Cr、Ni
及びMgを含有する針状晶α−FeOOH粒子若しく
はこれを加熱脱水して得られたSi、Cr、Ni及び
Mgを含有する針状晶α−Fe2O3粒子を含む懸濁
液を調整し、該懸濁液中にFeに対しNi及び/又
はAl換算で0.5〜10.0原子%のNi及び/又はAl化
合物を添加、混合することにより、Ni及び/又
はAl化合物で被覆されたSi、Cr、Ni及びMgを含
有する針状晶α−FeOOH粒子又はSi、Cr、Ni及
びMgを含有する針状晶α−Fe2O3粒子とした
後、還元性ガス中で加熱還元してNi及び/又は
Al化合物で被覆されたSi、Cr、Ni及びMgを含有
する針状晶鉄合金磁性粒子を得るか、又は、必要
により、上記Si、Cr、Ni及びMgを含有する針状
晶α−FeOOH粒子若しくはこれを加熱脱水して
得られたSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α
−Fe2O3粒子を水中に懸濁させ、該懸濁液のPH値
8以上の状態でSi、Cr、Ni及びMgを含有する針
状晶α−FeOOH粒子に対し0.1〜2wt%(PO3
換算)のリン酸塩を添加して分散液とし、次い
で、該分散液にSi、Cr、Ni及びMgを含有する針
状晶α−FeOOH粒子に対し0.1〜7.0wt%(SiO2
に換算)の水可溶性ケイ酸塩及びFeに対しNi及
び/又はAl換算で0.5〜10.0原子%のNi及び/又
はAl化合物を添加、混合することにより、P化
合物及びSi化合物とNi及び/又はAl化合物とで被
覆されたSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α
−FeOOH粒子又はSi、Cr、Ni及びMgを含有す
る針状晶α−Fe2O3粒子とした後、還元性ガス中
で加熱還元してP化合物及びSi化合物とNi及び/
又はAl化合物とで被覆されたSi、Cr、Ni及びMg
を含有する針状晶鉄合金磁性粒子を得るか、又
は、必要により、上記分散液にSi、Cr、Ni及び
Mgを含有する針状晶α−FeOOH粒子に対し0.1
〜7.0wt%(SiO2に換算)の水可溶性ケイ酸塩を
添加することにより、P化合物及びSi化合物で被
覆されたSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α
−FeOOH粒子を得、該粒子を非還元性雰囲気中
500〜900℃の温度範囲で加熱処理することにより
高密度化されたP化合物及びSi化合物で被覆され
たSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−
Fe2O3粒子とした後、還元性ガス中で加熱還元し
てP化合物及びSi化合物とNi及び/又はAl化合物
とで被覆されたSi、Cr、Ni及びMgを含有する針
状晶鉄合金磁性粒子とするにあたり、前記分散液
にFeに対しNi及び/又はAl換算で0.5〜10.0原子
%のNi及び/又はAl化合物を添加するか、又
は、上記加熱処理後の高密度化されたP化合物及
びSi化合物で被覆されたSi、Cr、Ni及びMgを含
有する針状晶α−Fe2O3粒子を水中に懸濁させ、
該懸濁液中にFeに対しNi及び/又はAl換算で0.5
〜10.0原子%のNi及び/又はAl化合物を添加、混
合して、Ni及び/又はAl化合物で被覆しておく
ことにより、P化合物及びSi化合物とNi及び/又
はAl化合物とで被覆されたSi、Cr、Ni及びMgを
含有する針状晶鉄合金磁性粒子を得ることよりな
る磁気記録用針状晶鉄合金磁性粒子粉末の製造法
である。 次に、本発明を完成するに至つた技術的背景及
び本発明の構成について述べる。 PH11以上のアルカリ領域で、従来法により生成
した針状晶α−FeOOH粒子は前述した通り、粒
度が不均斉であり、また樹枝状粒子が混在したも
のである。 本発明者は、長年にわたり針状晶α−FeOOH
粒子粉末の製造及び開発にたずさわつているもの
であるが、その過程において、粒度が均斉であ
り、樹枝状粒子が混在していない針状晶α−
FeOOH粒子を得ることができるという技術を既
に確立している。 即ち、粒度が均斉であり、樹枝状粒子が混在し
ていない針状晶α−FeOOH粒子は、第一鉄塩水
溶液とアルカリ水溶液とを反応させて得られた
Fe(OH)2を含む懸濁液に酸素含有ガスを通気し
て酸化することにより針状晶α−FeOOH粒子を
生成させる方法において、前記アルカリ水溶液及
び酸素含有ガスを通気して酸化反応を行わせる前
の前記懸濁液のいずれかの液中に、水可溶性ケイ
酸塩をFeに対しSi換算で0.1〜1.7原子%添加して
おくことにより得ることができる(特公昭55−
8461号公報、特公昭55−32652号公報)。 従来、PH11以上のアルカリ領域で得られた針状
晶α−FeOOH粒子は、一般に粒度が不均斉で樹
枝状粒子が混在しているが、これは、針状晶α−
FeOOH粒子の前駆体であるFe(OH)2のフロツ
クが不均斉であると同時に、Fe(OH)2のフロツ
クを構成しているFe(OH)2の粒子そのものが不
均斉であること、更にFe(OH)2を含む水溶液か
ら針状晶α−FeOOH核粒子の発生と該針状晶α
−FeOOH核粒子の成長が同時に生起し、しかも
α−FeOOH生成反応が終了するまで幾重にも新
しい核が発生することに起因する。 前述した様に、第一鉄塩水溶液とアルカリ水溶
液とを反応させて得られたFe(OH)2を含む懸濁
液に酸素含有ガスを通気して酸化することにより
針状晶α−FeOOH粒子を生成するにあたり、前
記アルカリ水溶液及び酸素含有ガスを通気して酸
化反応を行わせる前の前記懸濁液のいずれかの液
中に水可溶性ケイ酸塩をFeに対しSi換算で0.1〜
1.7原子%となるように添加した場合には、Fe
(OH)2のフロツクを十分微細で均斉なフロツクに
し、また、Fe(OH)2のフロツクを構成している
Fe(OH)2の粒子そのものを十分微細で均斉な粒
子とすることができ、更に、水可溶性ケイ酸塩が
Fe(OH)2を含む水溶液から針状晶α−FeOOH
粒子を生成する際の酸化反応を抑制する効果を有
することに起因して、針状晶α−FeOOH核粒子
の発生と該針状晶α−FeOOH核粒子の成長を段
階的に行うことができるため、粒度が均斉であ
り、また、樹枝状粒子が混在しない針状晶α−
FeOOH粒子を得ることができるのである。 上記の方法において使用される水可溶性ケイ酸
塩としてはナトリウム、カリウムのケイ酸塩があ
る。 アルカリ水溶液への水可溶性ケイ酸塩の添加量
は、Feに対しSi換算で0.1〜1.7原子%である。添
加した水可溶性ケイ酸塩はほぼ全量が生成針状晶
α−FeOOH粒子中に含有される。水可溶性ケイ
酸塩の添加量がFeに対しSi換算で0.1原子%以下
である場合には、粒度が均斉で樹枝状粒子が混在
していない針状晶粒子を得る効果が十分ではな
く、1.7原子%以上である場合は粒状のマグネタ
イト粒子が混入してくる。 上述した粒度が均斉であり、樹枝状粒子が混在
していない針状晶α−FeOOH粒子若しくは該針
状晶α−FeOOH粒子を加熱脱水して得られた針
状晶α−Fe2O3粒子又は上記針状晶α−FeOOH
粒子を非還元性雰囲気中で加熱処理することによ
り得られた高密度化された針状晶α−Fe2O3粒子
を出発原料とし、該出発原料を加熱還元すること
により得られた針状晶鉄合金磁性粒子粉末もまた
粒度が均斉であり、樹枝状粒子が混在していない
ものであるが、その結果、かさ密度が大きく、塗
料化の際の分散性がよく、且つ、塗膜中での充填
性が高く、残留磁束密度Brが大きくなるという
特徴を有するものであるが、比表面積について言
えば高々20m2/g程度である。 そこで、本発明者は、粒度が均斉であり、樹枝
状粒子が混在していないSiを含有する針状晶鉄合
金磁性粒子粉末の比表面積を向上させる方法につ
いて種々検討を重ねた結果、粒度が均斉であり、
樹枝状粒子が混在していないSiを含有する針状晶
α−FeOOH粒子の生成にあたり、第一鉄塩水溶
液、アルカリ水溶液、酸素含有ガスを通気して酸
化反応を行わせる前のFe(OH)2懸濁液及び酸素
含有ガスを通気して酸化反応を行わせている反応
溶液のいずれかの液中に水可溶性クロム塩を添加
し、得られたSi及びCrを含有する針状晶α−
FeOOH粒子を加熱還元した場合には、Siを含有
する針状晶鉄合金磁性粒子粉末の比表面積を向上
させることができるという知見を得た。 この現象について、本発明者が行つた数多くの
実施例から、その一部を抽出して説明すれば、次
の通りである。 図1は、水可溶性クロム塩の添加量とSi及び
Crを含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末及びCr
を含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末の比表面積
の関係図である。 即ち、Fe2+1.2mol/を含む硫酸第一鉄水溶
液300を、あらかじめ、反応器中に準備された
ケイ酸ソーダをFeに対しSi換算で0〜1.0原子
%、硫酸クロムをFeに対しCr換算で0〜5.0原子
%を添加して得られたNaOH水溶液400に加
え、PH13.8においてFe(OH)2を含む懸濁液を
得、該懸濁液に温度45℃において毎分1000の空
気を通気して酸化反応を行わせることによりSi及
びCrを含有する針状晶α−FeOOH粒子を生成
し、次いで、該粒子を430℃で4.0時間加熱還元す
ることにより得られたSi及びCrを含有する針状
晶鉄合金磁性粒子粉末及びCrを含有する針状晶
鉄合金磁性粒子粉末の比表面積と硫酸クロムの添
加量の関係を示したものである。 図中、曲線aはSi無添加の場合、曲線b,c
は、それぞれSi添加量が0.35原子%、1.0原子%
の場合である。 曲線b,cに示されるようにSi及びCrを併用
して添加した場合には得られるSi及びCrを含有
する針状晶鉄合金磁性粒子粉末の比表面積を著し
く向上させることができ、この場合、硫酸クロム
の添加量の増加に伴つて比表面積が大きくなる傾
向を示す。 この現象は、図1の曲線aに示されるCrを単
独で添加した場合よりも一層顕著に現れることか
ら本発明者はSiとCrとの相乗効果によるものと
考えている。 上述したようにSiおよびCrを含有する針状晶
鉄合金磁性粒子粉末は粒度が均斉であり、樹枝状
粒子が混在しておらず、且つ、比表面積が大きい
ものであるが、一方、Crの添加量の増加に伴つ
て保磁力が低下するという傾向があつた。 そこで、本発明者は、Si及びCoを含有する針
状晶鉄合金磁性粒子粉末の保磁力を向上させる方
法について、種々検討を重ねた結果、Si及びCr
を含有する針状晶α−FeOOH粒子の生成にあた
り、第一鉄塩水溶液、アルカリ水溶液、酸素含有
ガスを通気して酸化反応を行わせる前のFe
(OH)2懸濁液及び酸素含有ガスを通気して酸化反
応を行わせている反応溶液のいずれかの液中に水
可溶性ニツケル塩を添加し、得られたSi、Cr及
びNiを含有する針状晶α−FeOOH粒子を加熱還
元した場合には、大きな比表面積を維持したまま
でSi及びCrを含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉
末の保磁力を向上させることができるという知見
を得た。 この現象について、本発明者が行つた数多くの
実験例から、その一部を抽出して説明すれば、次
の通りである。 図2は、水可溶性ニツケル塩の添加量とSi、
Cr及びNiを含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末
の保磁力の関係図である。 即ち、Fe2+1.2mol/を含む硫酸第一鉄水溶
液300を、あらかじめ、反応器中に準備された
ケイ酸ソーダをFeに対しSi換算で0.35原子%、硫
酸クロムをFeに対しCr換算で0.5原子%、硫酸ニ
ツケルをFeに対しNi換算で0〜7.0原子%を含む
ように添加して得られたNaOH水溶液400に加
え、PH14.0においてFe(OH)2を含む懸濁液を
得、該懸濁液に温度45℃において毎分1000の空
気を通気して酸化反応を行わせることによりSi、
Cr及びNiを含有する針状晶α−FeOOH粒子を生
成し、次いで、該粒子を420℃で4.0時間加熱還元
することにより得られたSi、Cr及びNiを含有す
る針状晶鉄合金磁性粒子粉末の保磁力と硫酸ニツ
ケルの添加量の関係を示したものである。 図2に示されるように硫酸ニツケルの添加量の
増加に伴つてSi、Cr及びNiを含有する針状晶鉄
合金磁性粒子粉末の保磁力が高くなる傾向を示
す。 このように大きな比表面積を維持したままで保
磁力を向上させるという現象は、Si、Cr、Niの
いずれを除去した場合にも得られないことから、
本発明者はSi及びCrとNiとの相乗効果によるも
のと考えている。 更に、本発明者は、Si、Cr及びNiを含有する
針状晶鉄合金磁性粒子粉末の比表面積及び保磁力
を向上させる方法について検討を重ねた結果、
Si、Cr及びNiを含有する針状晶α−FeOOH粒子
の生成にあたり、第一鉄塩水溶液、アルカリ水溶
液、酸素含有ガスを通気して酸化反応を行わせる
前のFe(OH)2懸濁液及び酸素含有ガスを通気し
て酸化反応を行わせている反応溶液のいずれかの
液中に水可溶性マグネシウム塩を添加し、得られ
たSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−
FeOOH粒子を加熱還元した場合には、Si、Cr及
びNiを含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末の比
表面積及び保磁力を一層向上させることができる
という知見を得た。 この現象について、本発明者が行つた数多くの
実験例から、その一部を抽出して説明すれば、次
の通りである。 図3及び図4は、それぞれ水可溶性マグネシウ
ム塩の添加量とSi、Cr、Ni及びMgを含有する針
状晶鉄合金磁性粒子粉末の保磁力及び比表面積の
関係図である。 即ち、Fe2+1.2mol/を含む硫酸第一鉄水溶
液300を、あらかじめ、反応器中に準備された
ケイ酸ソーダをFeに対しSi換算で0.35原子%、硫
酸クロムをFeに対しCr換算で0.50原子%、硫酸
ニツケルをFeに対しNi換算で3.0原子%、硫酸マ
グネシウムをFeに対しMg換算で0〜15.0原子%
を含むように添加して得られたNaOH水溶液400
に加え、PH14.0においてFe(OH)2を含む懸濁
液を得、該懸濁液に温度50℃において毎分1000
の空気を通気して酸化反応を行わせることにより
Si、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−
FeOOH粒子を生成し、次いで、該粒子を420℃
で4.5時間加熱還元することにより得られたSi、
Cr、Ni及びMgを含有する針状晶鉄合金磁性粒子
粉末の保磁力及び比表面積と硫酸マグネシウムの
添加量の関係を示したものである。 図3及び図4に示されるように、硫酸マグネシ
ウムの添加量の増加に伴つてSi、Cr及びNiを含
有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末の保磁力及び比
表面積のいずれをも一層向上させることができ
る。 このように保磁力及び比表面積を一層向上させ
るという現象は、Si、Cr、Ni、Mgのいずれを除
去した場合にも得られないことから、本発明者は
Si、Cr及びNiとMgとの相乗効果によるものと考
えている。 更に、本発明者は、Si、Cr、Ni及びMgを含有
する針状晶鉄合金磁性粒子粉末の比表面積を一層
向上させる方法について検討を重ねた結果、Si、
Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−FeOOH粒
子若しくはこれを加熱脱水して得られた針状晶α
−Fe2O3粒子、又は上記針状晶α−FeOOH粒子
を非還元性雰囲気中で加熱処理することにより得
られた高密度化された針状晶α−Fe2O3粒子を含
む懸濁液を調整し、該懸濁液中にFeに対しNi及
び/又はAl換算で0.5〜10.0原子%のNi及び/又
はAl化合物を添加、混合することにより、Ni及
び/又はAl化合物で被覆されたSi、Cr、Ni及び
Mgを含有する針状晶α−FeOOH粒子若しくは
Si、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−Fe2O3
粒子、又は高密度化されたSi、Cr、Ni及びMgを
含有する針状晶α−Fe2O3粒子とした後、還元性
ガス中で加熱還元した場合には、Si、Cr、Ni及
びMgを含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末の比
表面積を更に一層向上させることができるという
知見を得た。 この現象について、本発明者が行つた数多くの
実験例から、その一部を抽出して説明すれば、次
の通りである。 図5は、Ni及び/又はAl化合物で被覆された
Si、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶鉄合金磁性
粒子粉末のMg含有量と比表面積との関係図であ
る。 即ち、図3及び図4で得られたSi、Cr、Ni及
びMgを含有する針状晶α−FeOOH粒子2000gを
60の水に懸濁し、次いで、該懸濁液に硫酸ニツ
ケル及び/又は硫酸アルミニウムを添加、混合し
た後、濾別、乾燥して得られたAl及び/又はNi
化合物で被覆されたSi、Cr、Ni及びMgを含有す
る針状晶α−FeOOH粒子を図3及び図4と同一
の条件で還元して得られたNi及び/又はAl化合
物で被覆されたSi、Cr、Ni及びMgを含有する針
状晶鉄合金磁性粒子粉末のMg含有量と比表面積
との関係を示したものである。 図中、曲線aはFeに対しNi換算で2.0原子%の
Ni化合物で被覆されたSi、Cr、Ni及びMgを含有
する針状晶鉄合金磁性粒子粉末の場合、曲線bは
Feに対しAl換算で4.0原子%のAl化合物で被覆さ
れたSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶鉄合金
磁性粒子粉末の場合、曲線cはFeに対しNi換算
で2.0原子%及びFeに対しAl換算で2.0原子%のAl
化合物及びNi化合物で被覆されたSi、Cr、Ni及
びMgを含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末の場
合及び曲線dはNi及び/又はAl化合物未処理の
Si、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶鉄合金磁性
粒子粉末の場合である。 図5に示されるように、Ni及び/又はAl化合
物で被覆処理した場合には、Si、Cr、Ni及びMg
を含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末の比表面積
を更に一層向上させることができる。 この現象は、Mgを含有しない針状晶α−
FeOOH粒子の生成反応中にNi及び/又はAl化合
物を添加したり、又はMgを含有していない針状
晶α−FeOOH粒子をNi及び/又はAl化合物で被
覆した場合には、針状晶鉄合金磁性粒子粉末の比
表面積を増加させる効果は余りないことから、本
発明者はMgとNi及び/又はAl化合物との相乗効
果によるものと考えている。 次に、本発明実施にあたつての諸条件について
述べる。 本発明において使用される水可溶性クロム塩と
しては、硫酸クロム、塩化クロムを使用すること
ができる。 水可溶性クロム塩の添加時期については、本発
明では針状晶α−FeOOH粒子の生成反応時にク
ロムを存在させておくことが必要であり、このた
めには第一鉄塩水溶液中、アルカリ水溶液中、
Fe(OH)2を含む懸濁液中、又は、酸素含有ガス
の通気開始後針状晶α−FeOOH粒子が生成中の
反応溶液中のいずれかに添加しておけばよい。 尚、針状晶α−FeOOH粒子の生成が完全に完
了してしまつている段階で水可溶性クロム塩を添
加してもクロムが粒子中に入らないから本発明に
おけるクロム添加の効果は得られない。 本発明における水可溶性クロム塩の添加量は
Feに対しCr換算で0.1〜5.0原子%である。添加
した水可溶性クロム塩はほぼ全量が生成針状晶α
−FeOOH粒子中に含有される。 水可溶性クロム塩の添加量がFeに対しCr換算
で0.1原子%以下である場合には、得られる針状
晶鉄合金磁性粒子粉末の比表面積を大きくする効
果が得られない。 5.0原子%以上である場合にも、得られる針状
晶鉄合金磁性粒子粉末の比表面積を大きくすると
いう効果は得られるが保磁力及び飽和磁化が低下
し好ましくない。 本発明において使用される水可溶性ニツケル塩
としては、硫酸ニツケル、塩化ニツケル、硫酸ニ
ツケル等を使用することができる。 水可溶性ニツケル塩の添加時期については、本
発明では針状晶α−FeOOH粒子の生成反応時に
ニツケルを存在させておくことが必要であり、こ
のためには第一鉄塩水溶液中、アルカリ水溶液
中、Fe(OH)2を含む懸濁液中、又は、酸素含有
ガスの通気開始後針状晶α−FeOOH粒子が生成
中の反応溶液中のいずれかに添加しておけばよ
い。 尚、針状晶α−FeOOH粒子の生成が完全に完
了してしまつている段階で水可溶性ニツケル塩を
添加してもニツケルが粒子中に入らないから本発
明におけるニツケル添加の効果は得られない。 本発明における水可溶性ニツケル塩の添加量は
Feに対しNi換算で0.1〜7.0原子%である。添加し
た水可溶性ニツケル塩はほぼ全量が生成針状晶α
−FeOOH粒子中に含有される。 水可溶性ニツケル塩の添加量がFeに対しNi換
算で0.1原子%以下である場合には、得られる針
状晶鉄合金磁性粒子粉末の保磁力を大きくする効
果が得られない。 7.0原子%以上である場合にも、本発明の目的
を達成することができるが、α−FeOOH粒子生
成の際に針状晶以外の異物が混在するので好まし
くない。 本発明において使用される水可溶性マグネシウ
ム塩としては、硫酸マグネシウム、塩化マグネシ
ウムを使用することができる。 水可溶性マグネシウム塩の添加時期について
は、本発明では針状晶α−FeOOH粒子の生成反
応時にマグネシウムを存在させておくことが必要
であり、このためには第一鉄塩水溶液中、アルカ
リ水溶液中、Fe(OH)2を含む懸濁液中、又は、
酸素含有ガスの通気開始後針状晶α−FeOOH粒
子が生成中の反応溶液中のいずれかに添加してお
けばよい。 尚、針状晶α−FeOOH粒子の生成が完全に完
了してしまつている段階で水可溶性マグネシウム
塩を添加してもマグネシウムが粒子中に入らない
から本発明におけるマグネシウム添加の効果は得
られない。 本発明における水可溶性マグネシウム塩の添加
量はFeに対しNi換算で0.1〜15.0原子%である。
添加した水可溶性マグネシウム塩はほぼ全量が生
成針状晶α−FeOOH粒子中に含有される。 水可溶性マグネシウム塩の添加量がFeに対し
Mg換算で0.1原子%以下である場合には、得られ
る針状晶鉄合金磁性粒子粉末の比表面積及び保磁
力を更に大きくする効果が得られない。 15.0原子%以上である場合にも本発明の目的を
達成することができるが飽和磁化が低下する為好
ましくない。 本発明において使用されるニツケル化合物とし
ては硫酸ニツケル、塩化ニツケル、硝酸ニツケル
等を、アルミニウム化合物としては硫酸アルミニ
ウム、塩化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム
等を使用することができる。 Ni及び/又はAl化合物による被覆処理に際し
て用いられる被覆処理粒子としては、反応母液中
に生成しているSi、Cr、Ni及びMg含有針状晶α
−FeOOH粒子、反応母液から濾別、水洗、乾燥
した後のSi、Cr、Ni及びMg含有針状晶α−
FeOOH粒子、Si、Cr、Ni及びMg含有針状晶α
−Fe2O3粒子及びSi、Cr、Ni及びMg含有針状晶
α−FeOOH粒子を高温加熱処理することにより
得られた高密度化された針状晶α−Fe2O3粒子の
いずれをも使用することができ、いずれの場合も
同様の効果を得ることができる。 Ni及び/又はAl化合物は、粒子表面に均一に
被覆されることが必要であり、Ni及び/又はAl
化合物をアルカリを用いてNi及び/又はAlの水
酸化物として沈着させることが好ましい。 Ni及び/又はAl化合物の添加量は、Feに対し
Ni及び/又はAl換算で0.5〜10.0原子%である。 0.5原子%以下であるばあいには、本発明の目
的を十分達成することができない。 10.0原子%以上である場合には、得られたNi及
び/又はAl化合物で被覆されたSi、Cr、Ni及び
Mgを含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末は純度
の低下により、飽和磁化が大幅に減少し好ましく
ない。 Ni及び/又はAl化合物による被覆処理に際し
て使用するアルカリとしては、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム等がある。 Ni及び/又はAl化合物とアルカリの添加順序
は、いずれが先でもよく、また、同時に添加して
もよい。 以上の通りの構成の本発明は、次の通りの効果
を奏するものである。 即ち、本発明によれば、針状晶を有し、粒度が
均斉であり、樹枝状粒子を含まず、かさ密度が大
きく、且つ、比表面積が大きく、しかも、高い保
磁力Hcと大きな飽和磁化σsとを有するNi及
び/又はAl化合物で被覆された、又は、P化合
物及びSi化合物とNi及び/又はAl化合物とで被覆
されたSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶鉄合
金磁性粒子粉末を得ることができるので、現在最
も要求されている高画像画質、高出力、高感度、
高記録密度用磁性粒子粉末として使用することが
できる。 更に、磁性塗料の製造に際して、上記のNi及
び/又はAl化合物で被覆された、又は、P化合
物及びSi化合物とNi及び/又はAl化合物とで被覆
されたSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶鉄合
金磁性粒子粉末を用いた場合には、ノイズレベル
が低く、且つ、ビークル中での分散性、塗膜中で
の配向性及び充填性が極めて優れ、好ましい磁気
記録媒体を得ることができる。 次に、実施例並びに比較例により本発明を説明
する。 尚、前出の実験例及び以下の実施例並びに比較
例における粒子の比表面積はBET法により測定
したものであり、粒子の軸比(長軸:短軸)、長
軸は、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。 また、かさ密度はJIS K 5101−1978「顔料試
験方法」に従つて測定した。 粒子中のP量Si量、Cr量、Ni量、Mg量及びAl
量は、「螢光X線分析装置3063M型」(理学電機工
業製)を使用し、JIS K 0119−1979の「けい光
X線分析通則」に従つて、けい光X線分析を行う
ことにより測定した。 磁気特性の値は試料振動型磁力計を用いて外部
磁場10KOeの下で測定した結果である。 <(針状晶α−FeOOH粒子粉末の製造> 実施例1〜4、比較例1 実施例 1 Fe2+1.2mol/を含む硫酸第一鉄水溶液300
を、あらかじめ、反応器中に準備されたFeに対
しSi換算で0.50原子%を含むようにケイ酸ソーダ
(3号)(SiO2 28.55wt%)379g、Feに対しCr換
算で0.50原子%を含むように硫酸クロム644g、
Feに対しNi換算で3.0原子%を含むように硫酸ニ
ツケル2884g、Feに対しMg換算で5.0原子%を含
むように硫酸マグネシウム4473gを添加して得ら
れた5.46−NのNaOH水溶液400に加え、PH
13.8、温度45℃においてSi、Cr、Ni及びMgを含
むFe(OH)2懸濁液の生成反応を行つた。 上記Si、Cr、Ni及びMgを含むFe(OH)2懸濁
液に、温度50℃において毎分1000の空気を5.1
時間通気してSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状
晶α−FeOOH粒子を生成した。 酸化反応終点は、反応液の一部を抜き取り塩酸
酸性に調節した後、赤血塩溶液を用いてFe2+
青色呈色反応の有無で判定した。 生成粒子は、常法により、濾別、水洗、乾燥、
粉砕した。 得られたSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶
α−FeOOH粒子は、X線回折の結果、α−
FeOOH粒子の結晶構造と同じ回折図形が得られ
た。 また、螢光X線分析の結果、SiをFeに対し
0.504原子%、CrをFeに対し0.498原子%、Niを
Feに対し3.03原子%、MgをFeに対し4.98原子%
含有するものであつた。 従つて、Si、Cr、Ni及びMgが針状晶α−
FeOOH粒子中に固溶していると考えられる。 このSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−
FeOOH粒子は、電子顕微鏡観察の結果、平均値
で長軸0.55μm、軸比(長軸:短軸)33:1であ
つた。 実施例 2〜4 第一鉄塩水溶液の種類、濃度、NaOH水溶液の
濃度、及び水可溶性ケイ酸塩、水可溶性クロム
塩、水可溶性ニツケル塩、水可溶性マグネシウム
塩の種類、添加量、添加時期を種々変化させた以
外は実施例1と同様にしてSi、Cr、Ni及びMgを
含有する針状晶α−FeOOH粒子を生成した。 この時の主要製造条件を表1に、特性を表2に
示す。 比較例 1 ケイ酸ソーダ、硫酸クロム、硫酸ニツケル及び
硫酸マグネシウムを添加しないで、NaOH水溶液
の濃度を変化させた以外は実施例1と同様にして
針状晶α−FeOOH粒子粉末を生成した。 この時の主要製造条件を表1に、特性を表2に
示す。 得られた針状晶α−FeOOH粒子粉末は、電子
顕微鏡観察の結果、平均値で長軸0.45μm、軸比
(長軸:短軸)9:1であり、粒度が不均斉で、
樹枝状粒子が混在しているものであつた。 <Si、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−
Fe2O3粒子粉末の製造> 実施例 5 実施例3で得られたSi、Cr、Ni及びMgを含む
針状晶α−FeOOH粒子粉末2000gを空気中300
℃で加熱脱水してSi、Cr、Ni及びMgを含有する
針状晶α−Fe2O3粒子粉末を得た。この粒子は、
電子顕微鏡観察の結果、平均値で長軸0.44μm、
軸比(長軸:短軸)30:1であり、粒度が均斉で
樹枝状粒子が混在しないものであつた。 <Ni及び/又はAl化合物による被覆処理又はP
化合物及びSi化合物とNi及び/又はAl化合物とに
よる被覆処理> 実施例6〜16、比較例2、3 実施例 6 実施例1で得られた濾別、水洗後のSi、Cr、
Ni及びMgを含有する針状晶α−FeOOH粒子粉末
2000gを60の水に懸濁させた。この時の懸濁液
のPH値は10.0であつた。次いで、上記懸濁液に硫
酸ニツケル(NiSO4・6H2O)296g(Feに対しNi
換算で5.0原子%に該当する。)を添加し、撹拌し
ながら、2−NのNaOH水溶液1.13を添加し
た。この懸濁液を20分間撹拌し、懸濁液のPHが
8.0となるように10%の酢酸を添加した後、プレ
スフイルターによりSi、Cr、Ni及びMgを含有す
る針状晶α−FeOOH粒子粉末を濾別、乾燥して
Ni化合物で被覆されたSi、Cr、Ni及びMgを含有
する針状晶α−FeOOH粒子粉末を得た。 この時の主要製造条件を表3に示す。 実施例 7〜9 被処理粒子の種類、懸濁液のPH及びNi及び/
又はAl化合物の種類及び添加量、PHの調整を
種々変化させた以外は実施例6と同様にしてNi
及び/又はAlで被覆されたSi、Cr、Ni及びMgを
含有する針状晶α−FeOOH粒子粉末を得た。こ
の時の主要製造条件を表3に示す。 実施例 10 実施例4で得られたSi、Cr、Ni及びMgを含有
する針状晶α−FeOOH粒子のペースト9500g
(Si、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−
FeOOH粒子約3000gに相当する。)を100の水
中に懸濁させた。この時の懸濁液のPH値は9.8で
あつた。 次いで、上記懸濁液にヘキサメタリン酸ナトリ
ウム18gを含む水溶液500ml(Si、Cr、Ni及び
Mgを含有する針状晶α−FeOOH粒子に対しPO3
として0.42wt%に相当する。)を添加して30分撹
拌し、次いで上記懸濁液に硫酸ニツケル
(NiSO4・6H2O)133g(Feに対しNi換算で1.5原
子%に該当する。)及びアルミン酸ソーダ
(NaAlO2)55.4g(Feに対しAl換算で2.0原子%
に該当する。)を添加し、撹拌しながら2−Nの
NaOH水溶液0.5を添加した。 引き続き、上記懸濁液にケイ酸ナトリウム(3
号水ガラス)240g(Si、Cr、Ni及びMgを含有
する針状晶α−FeOOH粒子に対しSiO2として
2.3wt%に相当する。)を添加し30分間撹拌した
後、懸濁液のPH値が6.0となるように10%の酢酸
を添加した後、プレスフイルターによりSi、
Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−FeOOH粒
子を濾別、乾燥してP化合物及びSi化合物とNi化
合物及びAl化合物とで被覆されたSi、Cr、Ni及
びMgを含有する針状晶α−FeOOH粒子粉末を得
た。 実施例 11〜13 被処理粒子の種類、懸濁液のPH、P化合物の添
加量、Ni及び/又はAl化合物の種類及び添加
量、Si化合物の添加量及びPHの調整を種々変化さ
せた以外は実施例10と同様にしてP化合物及びSi
化合物とNi及び/又はAl化合物とで被覆された
Si、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−
FeOOH粒子粉末を得た。 上記P化合物及びSi化合物とNi及び/又はAl化
合物とで被覆されたSi、Cr、Ni及びMgを含有す
る針状晶α−FeOOH粒子粉末を表3に示す加熱
処理温度及び雰囲気下で加熱処理することにより
高密度化されたP化合物及びSi化合物とNi及び/
又はAl化合物とで被覆されたSi、Cr、Ni及びMg
を含有する針状晶α−Fe2O3粒子粉末を得た。こ
の時の主要製造条件及び特性を表3に示す。 実施例 14 実施例2で得られたSi、Cr、Ni及びMgを含有
する針状晶α−FeOOH粒子のペースト6.3Kg
(Si、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−
FeOOH粒子約2000gに相当する。)を60の水
中に懸濁させた。この時の懸濁液のPH値は9.6で
あつた。 次いで、上記懸濁液にヘキサメタリン酸ナトリ
ウム16gを含む水溶液500ml(Si、Cr、Ni及び
Mgを含有する針状晶α−FeOOH粒子に対しPO3
として0.56wt%に相当する。)を添加して30分間
撹拌し、次いで上記懸濁液にケイ酸ナトリウム
(3号水ガラス)200g(Si、Cr、Ni及びMgを含
有する針状晶α−FeOOH粒子に対しSiO2として
2.9wt%に相当する。)を添加し30分間撹拌した
後、懸濁液のPH値が7.0となるように10%の酢酸
を添加した後、プレスフイルターによりSi、
Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−FeOOH粒
子を濾別、乾燥してP化合物及びSi化合物で被覆
されたSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−
FeOOH粒子粉末を得た。 上記P化合物及びSi化合物で被覆されたSi、
Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−FeOOH粒
子粉末1500gを空気中600℃で加熱処理して高密
度化されたP化合物及びSi化合物で被覆された
Si、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−Fe2O3
粒子粉末を得た。 上記高密度化されたP化合物及びSi化合物とで
被覆されたSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶
α−Fe2O3粒子粉末1000gを30の水中に懸濁さ
せた。 次いで、上記懸濁液に硫酸ニツケル(NiSO4
6H2O)65.8g(Feに対しNi換算で4.0原子%に該
当する。)を添加し、引き続き、2−NのNaOH
水溶液0.25を添加し、30分間撹拌した後、懸濁
液のPH値が8.0となるように10%の酢酸を添加し
た後、プレスフイルターによりSi、Cr、Ni及び
Mgを含有する針状晶α−Fe2O3粒子を濾別、乾
燥してP化合物及びSi化合物とNi化合物とで被覆
されたSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−
Fe2O3粒子粉末を得た。この時の主要製造条件及
び特性を表3に示す。 実施例 15、16 被処理粒子の種類、懸濁液のPH,P化合物の添
加量、Ni及び/又はAl化合物の種類及び添加
量、Si化合物の添加量、PHの調整、加熱処理温度
及び雰囲気を種々変化させた以外は実施例14と同
様にして高密度化されたP化合物及びSi化合物と
Ni化合物及び/又はAl化合物とで被覆されたSi、
Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−Fe2O3粒子
粉末を得た。この時の主要製造条件及び特性を表
3に示す。 比較例 2 Ni及びAl化合物による被覆処理をしないで、
被処理粒子の種類、懸濁液のPH,Si化合物の添加
量及びPHの調整を種々変化させて実施例10と同様
にしてP化合物及びSi化合物で被覆された針状晶
α−FeOOH粒子粉末を得た。この時の主要製造
条件及び特性を表3に示す。 比較例 3 Ni化合物による被覆処理をしないで、被処理
粒子の種類、懸濁液のPH、Si化合物の添加量及び
PHの調整、加熱処理温度を種々変化させて実施例
11と同様にして高密度化されたP化合物及びSi化
合物で被覆された針状晶α−Fe2O3粒子粉末を得
た。この時の主要製造条件及び特性を表3に示
す。 <針状晶鉄又は鉄合金磁性粒子粉末の製造> 実施例17〜27、比較例4〜6 実施例 17 実施例6で得られたNi化合物で被覆されたSi、
Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−FeOOH粒
子粉末120gを3の回転型レトルト容器中に投
入し、駆動回転させながらH2ガスを毎分50の
割合で通気し、還元温度380℃で還元した。 還元して得られたNi化合物で被覆されたSi、
Cr、Ni及びMgを含有する針状晶鉄合金磁性粒子
粉末は、空気中に取り出したとき急激な酸化を起
こさないように、一旦、トルエン液中に浸漬し
て、これを蒸発させることにより、粒子表面に安
定な酸化皮膜を施した。 このNi化合物で被覆されたSi、Cr、Ni及びMg
を含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末の諸特性を
表4に示す。尚、該針状晶鉄合金磁性粒子粉末の
かさ密度は0.44g/mlであつた。 実施例18〜27、比較例4〜6 出発原料の種類、還元温度を種々変化させた以
外は、実施例17と同様にして針状晶鉄合金磁性粒
子粉末を得た。この時の主要製造条件及び得られ
た粒子粉末の諸特性を表4に示す。
The present invention provides a magnetic material for magnetic recording such as audio and video, and in particular, has acicular crystals that are optimal as a magnetic material for video, has uniform particle size, does not contain dendritic particles, and has As a result, the particles coated with Ni and/or Al, or coated with P compound and Si compound and Ni and/or Al, have a large bulk density, are fine particles, have a large specific surface area, and have a high coercive force Hc and a large saturation magnetization σs. The present invention also relates to a method for producing acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, Ni, and Mg coated with an Al compound. When producing a magnetic recording medium, containing Si, Cr, Ni and Mg coated with Ni and/or Al obtained according to the present invention, or coated with a P compound and a Si compound and a Ni and/or Al compound. When acicular iron alloy magnetic particles are used, they have acicular crystals, uniform particle size, and no dendritic particles, resulting in a large bulk density and fine particles. Large specific surface area and high coercive force Hc
Due to the large saturation magnetization σs, the dispersibility of the magnetic particles in the vehicle, the orientation and filling properties in the coating film are extremely excellent, and the noise level generated during recording and reproduction of magnetic tape is extremely low. low,
Moreover, an excellent magnetic recording medium with high output characteristics can be obtained. In recent years, magnetic recording and reproducing devices for video and audio have become increasingly compact and lightweight. VTRs are being actively developed with the aim of reducing their weight, and on the other hand, demands for higher performance and higher density recording of magnetic tape, which is a magnetic recording medium, are increasing. In other words, magnetic recording media are required to have high image quality, high output characteristics, especially improved frequency characteristics, and lower noise levels. filling property,
It is necessary to improve the smoothness of the tape surface, and there is an increasing demand for an improvement in the S/N ratio. These characteristics of magnetic recording media are closely related to the magnetic materials used in magnetic recording media.
For example, Nikkei Electronics (1976) May 3
In the document "Recent Advances in Magnetic Tapes for Video and Audio" published on pages 82 to 105 of the Japanese issue, "Video Tape" described on pages 83 to 84.
The main characteristics of recorder image quality that change depending on the tape are the S/N ratio, chroma noise, and video frequency characteristics. ...These quantities representing image quality are determined by the electromagnetic conversion characteristics of the tape and head system, and the electromagnetic conversion characteristics have a correlation with the physical characteristics of the tape. Furthermore, the physical properties of the tape are largely determined by the magnetic material. It is clear from the statement, etc. As described above, the various characteristics of magnetic recording media, such as high image quality, are closely related to the magnetic materials used, and there is a strong desire to improve the characteristics of magnetic materials. The relationship between the various characteristics of the magnetic recording medium and the characteristics of the magnetic material used will now be detailed as follows. In order to obtain high image quality as a magnetic recording medium for video, it is clear from the above description of Mekyo Electronics that the video S/N ratio, chroma,
Improvements in noise and video frequency characteristics are required. In order to improve the video S/N ratio, it is necessary to make the magnetic particles finer, improve their dispersibility in peaks, improve orientation and filling properties in the coating film, and improve the surface of the magnetic recording medium. It is important to improve the smoothness of the surface. This fact is based on the aforementioned Nikkei Electronics, p. 85, ``The physical quantities of the tape that are related to the SN ratio (CN ratio) of the luminance signal are the average number of particles per unit volume, their dispersion state (dispersibility), and the surface If the surface properties and dispersibility are constant, the SN ratio will improve in proportion to the square root of the average number of particles, so the smaller the particle volume and the higher the degree of filling, the more advantageous is the magnetic powder. It is clear from the description. That is, as one method for improving the video S/N, it is important to reduce the noise level caused by the magnetic recording medium, and for this purpose, as is clear from the above description, it is necessary to reduce the noise level caused by the magnetic recording medium. It is known that a method of reducing the particle size of acicular magnetic particles is effective. The value of the specific surface area of the magnetic particles is often used as a general method of expressing the particle size of the magnetic particles, but the noise level caused by the magnetic recording medium tends to decrease as the specific surface area of the magnetic particles increases. This is also generally known. This phenomenon can be seen, for example, in the Technical Research Report of the Institute of Electronics and Communication Engineers.
This is shown in "Fig 3" on page 27, 23-9 of MR81-11. "Fig. 3" is a diagram showing the relationship between the specific surface area of particles and the noise level in Co-coated acicular maghemite particle powder, and the noise level decreases linearly as the specific surface area of the particles increases. This relationship also applies to the acicular iron magnetic particles and the acicular iron alloy magnetic particles. In order to improve the dispersibility of the magnetic particles in the vehicle, the orientation and filling properties in the coating film, it is necessary that the magnetic particles dispersed in the vehicle have acicular crystals and have a uniform particle size. It is required that dendritic particles are not mixed therein, and as a result, the bulk density is high. Next, in order to improve chroma noise, it is important to improve the surface properties of magnetic recording media, and for this purpose, magnetic particle powder with good dispersibility and orientation is recommended. It is required to have acicular crystals, uniform particle size, no dendritic particles, and, as a result, a high bulk density. This fact is based on the above-mentioned Nikkei Electronics, page 85, which states, ``Chroma noise is caused by relatively long-period roughness on the tape surface and is closely related to coating technology. It is clear from the statement, "It is easier to improve the surface properties." Furthermore, in order to improve the video frequency characteristics, it is necessary that the magnetic recording medium has a high coercive force Hc and a high saturation residual magnetic flux density Br. In order to increase the coercive force Hc of the magnetic recording medium, it is required that the coercive force Hc of the magnetic particles be as high as possible. The saturated residual magnetic flux density Br is determined by the saturation magnetization σs of the magnetic particles as large as possible, and depends on the dispersibility of the magnetic particles in the vehicle, the orientation and filling properties in the coating film. This fact is based on Nikkei Electronics No. 84~
On page 85, "The maximum output is the saturation residual magnetic flux density of the tape.
Determined by Br and Hc and effective spacing. If Br is large, more magnetic flux will enter the reproducing head and the output will increase. …. Increasing Hc reduces self-demagnetization and increases output. ……. To increase the Br of the tape, the saturation magnetization Is (σs) that the magnetic material has in a perfect state (for example, in a single crystal state)
First of all, it is basic that it is large. ……. Even if the material is the same, Br changes depending on the degree of filling, which indicates the proportion of magnetic powder. In addition, the squareness ratio (residual magnetization amount/
Since it is proportional to the saturation magnetization (amount of saturation magnetization), it is required that this is large. ……. In order to increase the squareness ratio, it is advantageous to use magnetic powder that has uniform particle sizes, a large acicular ratio, and excellent magnetic field orientation. ...”
It is clear from the descriptions such as. As detailed above, improvements in high image quality and high output characteristics, especially frequency characteristics, of magnetic recording media, and
In order to meet the demands for higher performance such as lower noise levels, the magnetic particles used must have acicular crystals, uniform particle size, and no dendritic particles. In addition, it is necessary to have a large specific surface area, a high coercive force Hc, and a large saturation magnetization σs. By the way, magnetic materials conventionally used in magnetic recording media include magnetite, maghemite,
Magnetic powder such as chromium dioxide, these magnetic powders have saturation magnetization σs70~85emu/g and coercive force.
It has an Hc of 250 to 500 Oe. In particular, the σs of the above oxide magnetic particles is the maximum
It is about 85emu/g, and generally σs70~
80 emu/g is the main reason for limiting the reproduction output and recording density. Furthermore, Co-magnetite and Co containing Co
-Maghemite magnetic powder is also used, but these magnetic particles have a high coercive force Hc of 400 to 800 Oe, but on the other hand, the saturation magnetization σs is low at 60 to 80 emu/g. . Recently, there has been active development of magnetic particles with characteristics suitable for high output and high density recording, that is, magnetic particles with large saturation magnetization σs and high coercive force. The powder is generally acicular crystals obtained by heating and reducing acicular crystal hydrated iron oxide particles, acicular iron oxide particles, or particles containing a different metal other than iron in a reducing gas at about 350°C. It is iron magnetic particle powder or acicular iron alloy magnetic particle powder. These acicular iron magnetic particles or acicular iron alloy magnetic particles have significantly larger saturation magnetization σs than conventionally used magnetic iron oxide particles and Co-containing magnetic iron oxide particles, and have a coercive force.
It is characterized by high Hc, and when coated as a magnetic recording medium, it has a large residual magnetic flux density Br.
Because it has a high coercive force Hc, it can achieve high density recording and high output characteristics, so it has attracted attention and has been put into practical use in recent years. In the method for producing the acicular ferromagnetic particles or acicular ferroalloy magnetic particles, the higher the temperature of heating and reduction in the reducing gas, the higher the saturation magnetization of the acicular ferromagnetic particles or the acicular ferromagnetic particles. It is known that acicular iron alloy magnetic particle powders can be obtained. On the other hand, the higher the heating reduction temperature in a reducing gas, the higher the saturation magnetization of acicular iron magnetic particles or acicular iron alloy magnetic particles can be obtained. ,
The deformation of the acicular crystal grains of the acicular ferromagnetic particles or the acicular ferromagnetic particles and the sintering between the particles and the particles become significant, and the resulting acicular ferromagnetic particles or acicular ferromagnetic particles become The coercive force of the crystalline iron alloy magnetic particles will be extremely reduced. That is, the coercive force of the acicular iron magnetic particles or the acicular iron alloy magnetic particles largely depends on the shape anisotropy. Acicularity is one of the important properties. As mentioned above, acicular iron magnetic particles or acicular iron alloy magnetic particles having high coercive force Hc and large saturation magnetization σs have acicular crystals, uniform particle size, and dendritic particles. In order to obtain magnetic particle powder with such characteristics, it is necessary that the starting material acicular crystal α-
It is necessary that the FeOOH particles have a uniform particle size and do not contain dendritic particles.Next, how can we maintain and inherit this particle morphology, especially needle-like crystals, by heating and reducing them to produce needle-like crystals? The major issue is whether to use iron magnetic particles or acicular iron alloy magnetic particles. First, the production of acicular α-FeOOH particle powder, which is a starting material, will be described. Conventionally, acicular crystals α-
The most typical known method for producing FeOOH particles is to add an equivalent or more alkaline solution to an aqueous ferrous salt solution to obtain an aqueous solution containing Fe(OH) 2 at a pH of 11 or higher and a temperature of 80°C or lower. Acicular α-FeOOH particles are obtained by performing an oxidation reaction. Acicular crystals α- obtained by this method
FeOOH particles have a needle-like shape with a length of about 0.5 to 1.5μ, but they also contain dendritic particles, and in terms of particle size, they cannot be said to have a uniform particle size. hard. The reason why acicular α-FeOOH particles having asymmetric particle sizes and dendritic particles are generated will be discussed below. Generally, the generation of acicular α-FeOOH particles involves the generation of acicular α-FeOOH nuclei and the acicular α-FeOOH particles.
It consists of two stages of FeOOH nucleus growth. Acicular α-FeOOH nuclei are generated by the reaction between dissolved oxygen and Fe(OH) 2 obtained by reacting a ferrous salt aqueous solution with an alkali, but the contact reaction with dissolved oxygen is partially induced. , and because it is non-uniform, the needle-like crystal α-
The generation of FeOOH nuclei and the growth of the acicular α-FeOOH nuclei occur simultaneously, and many new nuclei are generated until the α-FeOOH production reaction is completed, so that the resulting acicular α-FeOOH The particles are asymmetric in particle size and contain a mixture of dendritic particles. Further, the reaction iron (Fe 2+ ) concentration in the reaction aqueous solution in the above method is usually about 0.2 mol/,
Moreover, it takes a long time to generate acicular α-FeOOH particles. That is, according to the above method, even at a low reaction iron concentration of about 0.2 mol/min, the particle size is asymmetric and needle-shaped α-
FeOOH particles were easily generated. Next, how to reduce the particle shape of the acicular α-FeOOH particles by heating and reducing them while retaining and inheriting the acicular crystals to form acicular ferromagnetic particles or acicular iron alloy magnetic particles. The question is whether to do so. The causes of deformation of the acicular grains and sintering of the grains and of each other during the thermal reduction process will be explained below. Generally, acicular α-Fe 2 O 3 is obtained by heating and dehydrating acicular α-FeOOH particles at a temperature around 300°C.
The particles retain and inherit needle-like crystals, but on the other hand, there are many pores generated on the particle surface and inside the particles due to dehydration, and the growth of single particles is not sufficient. , the degree of crystallinity is very small. When thermal reduction is performed using such acicular α-Fe 2 O 3 particles, uniform particle growth of a single particle is difficult to occur because the physical change is rapid. Therefore, it is considered that sintering of the particles and the particles among themselves occurs in the portion where the particle growth of a single particle occurs rapidly, and the particle shape becomes easily distorted. Furthermore, during the thermal reduction process, rapid volumetric contraction from the oxide to the metal occurs, making the particle shape more likely to collapse. Therefore, in order to prevent particle shape deformation and sintering between particles and particles during the thermal reduction process, relatively mild reduction conditions that do not cause rapid particle growth of single particles, such as 300~ Reduction may be carried out within a temperature range of 500°C. In addition, in order to carry out the reduction efficiently, prior to the thermal reduction process, the crystallinity can be improved by growing a single particle of acicular α-Fe 2 O 3 particles sufficiently and uniformly. The acicular α-Fe 2 O 3 particles may have an increased degree of substantially high density and retain and inherit the acicular structure of the acicular α-FeOOH particles. A method for obtaining substantially high-density acicular α-Fe 2 O 3 particles with an increased degree of crystallinity is to heat-treat acicular α-FeOOH particles in a non-reducing atmosphere. Are known. Generally, the higher the heat treatment temperature in a non-reducing atmosphere, the more effectively the acicular α-Fe 2 O 3 particles obtained by heating and dehydrating acicular α-FeOOH particles become single particles. It is possible to measure the particle growth of
Therefore, the degree of crystallinity can also be increased, but
On the other hand, it is known that when the heat treatment temperature exceeds 650°C, sintering progresses and the acicular crystal grains break down. Therefore, acicular α-Fe 2 O 3 particles are obtained which have a substantially high density with an increased degree of crystallinity and retain and inherit the acicular structure of the acicular α-FeOOH particles. A known method for this purpose is to coat the surface of acicular α-FeOOH particles with an organic or inorganic compound that has an anti-sintering effect prior to heat treatment in a non-reducing atmosphere. . The present inventor has been involved in the production and development of acicular crystal magnetic particles for many years, and in the course of his research, he discovered acicular crystals coated with a Si compound that has a sintering prevention effect. We have already developed a method to produce α-FeOOH particles. For example, as described below. That is, the acicular α-FeOOH particles coated with the P compound and the Si compound are obtained by separating the acicular α-FeOOH particles produced by a wet reaction between a ferrous salt aqueous solution and an alkaline aqueous solution from the mother liquor. Suspend in water, add 0.1 to 2 wt% (in terms of PO 3 ) of phosphate to the acicular α-FeOOH particles while the pH value of the suspension is 8 or higher, and then add 0.1 to 7.0 wt % of phosphate to the acicular α-FeOOH particles. %
It can be obtained by adding a water-soluble silicate (in terms of SiO 2 ) and then adjusting the PH value to 3-7. The above method will be explained as follows. In general, acicular α-FeOOH particles form a group of highly entangled and bonded particles during the crystal growth process in the reaction mother liquor during a wet reaction. If a group of acicular α-FeOOH particles is coated with an anti-sintering agent, it will only prevent further sintering and eliminate the entanglement and bonds that occur during the crystal growth process in the reaction mother liquor. is in the same state, so the intertwined and bonded needle crystals α−
The acicular iron alloy magnetic particles obtained by heat-treating FeOOH particles in a non-reducing atmosphere and then thermally reducing the particles also become entangled and bonded together. Such particles are characterized by their dispersibility in the vehicle,
It cannot be said that the orientation and filling properties in the coating film are sufficient. Therefore, before coating the acicular α-FeOOH particles with a Si compound, it is necessary to disentangle the entanglements and bonds generated during the crystal growth process in the reaction mother liquor. After separating the acicular α-FeOOH particles from the mother liquor, suspend them in water, and add 0.1 to 2 wt% to the acicular α-FeOOH particles when the pH value of the suspension is 8 or higher.
By adding phosphate (in terms of PO 3 ), it is possible to loosen the entanglements and bonds of the acicular α-FeOOH particles. Acicular α-FeOOH particles are acicular α-
After FeOOH particles are produced, they may be filtered from the reaction mother liquor and washed with water using a conventional method. The concentration of the suspension is preferably 20 wt% or less based on water. If it is 20 wt% or more, the viscosity of the suspension will be too high, and the effect of disentangling entanglements caused by the addition of phosphate will be insufficient. The amount of phosphate added is determined by adjusting the amount of acicular crystals α-
If it is 0.1 to 2 wt% in terms of PO 3 based on the FeOOH particles, it is possible to disentangle the particles and uniformly disperse the particles. The added phosphate is adsorbed on the surface of the needle-like α-FeOOH particles, and almost all of it is absorbed into the formed needle-like α-FeOOH particles.
Contained in FeOOH particles. If the amount added is less than 0.1wt%, the effect of addition is not sufficient. On the other hand, when the amount added is 2 wt% or more, the particles can be dispersed, but since the particles are uniformly and strongly dispersed in the liquid, it is difficult to separate them by filtration from the liquid, which is not appropriate. Examples of the phosphate to be added include sodium metaphosphate and sodium pyrophosphate. The pH value of the suspension to which phosphate is added must be 8 or higher. If the PH value is 8 or less, 2wt% or more of phosphate must be added to disperse the particles, and as mentioned above, adding 2wt% or more of phosphate will cause problems in filtration separation. This is not desirable because it causes harmful effects. Next, regarding the Si compound film formed on the particle surface of the acicular α-FeOOH particles, the formation of the Si compound film must be done by disentangling the acicular α-FeOOH particles using a phosphate. must be done after When adding the water-soluble silicate, the pH value of the suspension is preferably 8 or higher. If water-soluble silicate is added when the pH value of the suspension is below 8, it will precipitate as solid SiO 2 at the same time it is added, and it will form on the particle surface. It cannot be efficiently formed as a thin film. Therefore, water-soluble silicate is added when the pH value of the suspension is 8 or more, and after being mixed uniformly into the suspension, the pH value is adjusted to the range where SiO 2 precipitates, that is, the pH value is If adjusted to 3 to 7, SiO 2 will precipitate on the surface of the particles to form a film. The amount of water-soluble silicate to be added is 0.1 to 7.0wt in terms of SiO 2 to the acicular α-FeOOH particles.
%. The added water-soluble silicate is acicular crystal α-
It is precipitated and adsorbed on the FeOOH particle surface, and almost the entire amount is contained in the produced acicular α-FeOOH particles. If the amount is less than 0.1wt%, the effect of addition will not be noticeable, and if it is more than 7.0wt%, it is possible to obtain acicular iron alloy magnetic particles with excellent acicular crystals, but the purity is low. As a result, the saturation magnetic flux density decreases, which is undesirable. Note that examples of the water-soluble silicate to be added include sodium silicate and potassium silicate. Next, acicular crystal α containing Si, Cr, Ni and Mg
- Conditions for forming a film on FeOOH particles with a P compound and a Si compound and then separating the particles by filtration from a suspension will be described. When using ordinary filtration means, if the particles are uniformly and strongly dispersed in the liquid, this may cause leakage of the filter cloth, clogging of the filter cloth, and other factors that may deteriorate the filtration efficiency. In order to increase the filtration efficiency, it is necessary that the particles dispersed by the addition of the phosphate described above are appropriately aggregated. When the amount of phosphate added is within the range of 0.1 to 2 wt%, adjusting the pH of the suspension to 3 to 7 will increase the viscosity of the suspension, causing particle aggregation and making it easier to filter. It can be carried out. Furthermore, even if the pH value of the suspension is set to 3 or less, it is possible to aggregate the acicular α-FeOOH particles, adsorb phosphate, and form the SiO 2 film described above, but this This is not desirable as it may cause problems and quality problems (dissolution, etc.). In addition, in order to adjust the pH to 3-7, use acetic acid, sulfuric acid,
Phosphoric acid etc. can be used. Acicular α-FeOOH coated with P compound and Si compound obtained as explained above
The acicular α-Fe 2 O 3 particles obtained by heat-treating the particles in a non-reducing atmosphere have a substantially high density with an increased degree of crystallinity, and are free from particle entanglement. It retains and inherited excellent needle-like crystals with no interlocking or bonding. The temperature range of the heat treatment in a non-reducing atmosphere is preferably 500 to 900°C. When the heat treatment temperature in a non-reducing atmosphere is 500℃ or less, the degree of crystallinity of the acicular α- Fe2O3 particles coated with P and Si compounds is increased. It is hard to say that it is a dense particle, and the temperature is 900℃.
If this is the case, deformation of the acicular crystal grains and sintering of the grains and the grains may occur. Also,
Industrial, requiring highly accurate equipment and advanced technology,
It's not economical. In view of the above, the present inventor has developed a material that has acicular crystals, uniform particle size, no dendritic particles, large specific surface area, high coercive force Hc, and large saturation. Various studies have been conducted to obtain acicular iron alloy magnetic particles having magnetization σs. The present inventor then oxidized the suspension containing Fe(OH) 2 with a pH of 11 or higher, which was obtained by reacting a ferrous salt aqueous solution with an alkaline aqueous solution, by passing an oxygen-containing gas through the suspension to form a acicular shape. In producing crystalline α-FeOOH particles, a water-soluble silicate is added to any of the suspensions before the alkali aqueous solution oxygen and gas contained therein are passed through to perform the oxidation reaction.
Add 0.1 to 1.7 atomic% in terms of Si to Fe,
and the ferrous salt aqueous solution, the alkaline aqueous solution, the suspension before an oxidation reaction is carried out by passing an oxygen-containing gas through the solution, and the reaction solution in which an oxidation reaction is carried out by passing an oxygen-containing gas through the suspension. Water-soluble chromium salt in either solution is 0.1 to Cr equivalent to Fe.
Si, Cr, Ni and Mg-containing acicular α-FeOOH particles, and the Si, Cr,
Acicular α-FeOOH particles containing Ni and Mg, or acicular α-Fe 2 O 3 particles containing Si, Cr, Ni and Mg obtained by heating and dehydrating the same, or
Acicular crystal α- containing Si, Cr, Ni and Mg
Ni and/or Ni and / or
Or, if it is coated with an Al compound and then heated and reduced in a reducing gas while retaining and inheriting needle-like crystals, it has needle-like crystals, uniform particle size, and no dendritic particles. , there is no particle entanglement, etc., and the specific surface area is large, and the degree of crystallinity on the particle surface and inside the particle is increased, and the density is substantially high.Moreover, it has a high coercive force Hc and a large saturation magnetization σs. The present invention was completed by discovering that an acicular iron alloy magnetic particle powder for magnetic recording having the following properties can be obtained. That is, the present invention provides a PH containing Fe(OH) 2 obtained by reacting a ferrous salt aqueous solution with an alkaline aqueous solution.
In producing acicular α-FeOOH particles by passing an oxygen-containing gas through the suspension of 11 or more to oxidize, A water-soluble silicate is added in an amount of 0.1 to 1.7 atomic % based on Fe in terms of Si, and the ferrous salt aqueous solution, the alkaline aqueous solution,
Adding a water-soluble chromium salt to Fe in either the suspension before an oxidation reaction is carried out by passing an oxygen-containing gas through it, or the reaction solution before an oxidation reaction is carried out by passing an oxygen-containing gas through the solution. 0.1 to 5.0 in Cr conversion
Si, Cr, Ni and Acicular α-FeOOH particles containing Mg are generated, and the Si, Cr, Ni
and Mg-containing acicular α-FeOOH particles or Si, Cr, Ni and
A suspension containing Mg-containing acicular α-Fe 2 O 3 particles is prepared, and 0.5 to 10.0 atomic % of Ni and/or Al is added to Fe in the suspension. By adding and mixing compounds, acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, Ni and Mg coated with Ni and/or Al compounds or acicular crystals containing Si, Cr, Ni and Mg can be produced. After forming α-Fe 2 O 3 particles, heat reduction is performed in a reducing gas to produce Ni and/or
Obtain acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, Ni and Mg coated with an Al compound, or if necessary, acicular α-FeOOH particles containing the above Si, Cr, Ni and Mg. Or acicular crystals α containing Si, Cr, Ni and Mg obtained by heating and dehydrating this
- Fe 2 O 3 particles are suspended in water, and when the pH value of the suspension is 8 or higher, 0.1 to 2 wt% (PO 3 ) of phosphate is added to form a dispersion, and then 0.1 to 7.0 wt% (SiO 2
By adding and mixing 0.5 to 10.0 at. Acicular crystal α containing Si, Cr, Ni and Mg coated with Al compound
- FeOOH particles or acicular α-Fe 2 O 3 particles containing Si, Cr, Ni and Mg are formed, and then heated and reduced in a reducing gas to form P and Si compounds and Ni and/or
or Si, Cr, Ni and Mg coated with Al compounds
or, if necessary, add Si, Cr, Ni and
0.1 for acicular α-FeOOH particles containing Mg
Acicular crystals α containing Si, Cr, Ni and Mg coated with P and Si compounds by adding ~7.0 wt% (calculated as SiO2 ) of water-soluble silicate
- Obtain FeOOH particles and place the particles in a non-reducing atmosphere.
Acicular α- crystals containing Si, Cr, Ni and Mg coated with P and Si compounds densified by heat treatment in the temperature range of 500-900℃
Acicular iron alloy containing Si, Cr, Ni, and Mg, which is formed into Fe 2 O 3 particles and then heated and reduced in a reducing gas and coated with a P compound, a Si compound, and a Ni and/or Al compound. To form magnetic particles, either 0.5 to 10.0 atomic % of Ni and/or Al compounds are added to the dispersion liquid in terms of Ni and/or Al based on Fe, or densified P after the above heat treatment is added. Acicular α-Fe 2 O 3 particles containing Si, Cr, Ni and Mg coated with compounds and Si compounds are suspended in water,
0.5 in terms of Ni and/or Al relative to Fe in the suspension
By adding and mixing ~10.0 at% Ni and/or Al compound and coating with Ni and/or Al compound, Si coated with P compound and Si compound and Ni and/or Al compound This is a method for producing acicular iron alloy magnetic particles for magnetic recording, which comprises obtaining acicular iron alloy magnetic particles containing Cr, Ni, and Mg. Next, the technical background that led to the completion of the present invention and the structure of the present invention will be described. As described above, the acicular α-FeOOH particles produced by the conventional method in the alkaline region of pH 11 or higher have asymmetric particle sizes and contain dendritic particles. For many years, the inventor has developed needle-shaped α-FeOOH.
We are involved in the production and development of particle powders, and in the process, we are developing acicular α- crystals with uniform particle size and no dendritic particles.
We have already established a technology that allows us to obtain FeOOH particles. That is, acicular α-FeOOH particles with uniform particle size and no dendritic particles were obtained by reacting a ferrous salt aqueous solution with an alkaline aqueous solution.
In a method of generating acicular α-FeOOH particles by passing an oxygen-containing gas through a suspension containing Fe(OH) 2 for oxidation, the oxidation reaction is carried out by passing the alkaline aqueous solution and the oxygen-containing gas through the suspension. It can be obtained by adding water-soluble silicate in an amount of 0.1 to 1.7 at.
8461, Special Publication No. 55-32652). Acicular α-FeOOH particles conventionally obtained in an alkaline region with a pH of 11 or higher generally have asymmetric particle sizes and contain dendritic particles;
The Fe(OH) 2 floc, which is the precursor of FeOOH particles, is asymmetric, and at the same time, the Fe(OH) 2 particles themselves that make up the Fe(OH) 2 floc are asymmetric. Generation of acicular α-FeOOH core particles from an aqueous solution containing Fe(OH) 2 and the acicular α
This is due to the fact that -FeOOH core particles grow simultaneously, and new nuclei are generated many times until the α-FeOOH production reaction is completed. As mentioned above, acicular α-FeOOH particles are produced by passing an oxygen-containing gas through a suspension containing Fe(OH) 2 obtained by reacting a ferrous salt aqueous solution with an alkaline aqueous solution to oxidize it. In producing the aqueous alkaline solution and oxygen-containing gas, water-soluble silicate is added to any of the suspensions before the oxidation reaction is carried out by passing the aqueous alkali solution and oxygen-containing gas through the aqueous alkali solution and the oxygen-containing gas.
When added to 1.7 at%, Fe
The (OH) 2 flocs are made into sufficiently fine and uniform flocs, and the Fe(OH) 2 flocs are also formed.
The Fe(OH) 2 particles themselves can be made into sufficiently fine and uniform particles, and furthermore, water-soluble silicate
Acicular crystals α−FeOOH from an aqueous solution containing Fe(OH) 2
Due to the effect of suppressing the oxidation reaction during particle generation, generation of acicular α-FeOOH core particles and growth of the acicular α-FeOOH core particles can be performed in stages. Therefore, the particle size is uniform, and the acicular crystal α-
FeOOH particles can be obtained. The water-soluble silicates used in the above method include sodium and potassium silicates. The amount of water-soluble silicate added to the alkaline aqueous solution is 0.1 to 1.7 atomic % based on Fe in terms of Si. Almost all of the added water-soluble silicate is contained in the produced acicular α-FeOOH particles. If the amount of water-soluble silicate added is less than 0.1 atomic % based on Fe in terms of Si, the effect of obtaining acicular grains with uniform grain size and no dendritic grains will not be sufficient; If it is more than atomic %, granular magnetite particles will be mixed in. The above-mentioned acicular α-FeOOH particles having a uniform particle size and no dendritic particles, or acicular α-Fe 2 O 3 particles obtained by heating and dehydrating the acicular α-FeOOH particles. or the above needle-like α-FeOOH
Highly densified acicular α-Fe 2 O 3 particles obtained by heat-treating particles in a non-reducing atmosphere are used as a starting material, and acicular particles obtained by heating and reducing the starting material are used as starting materials. The crystalline iron alloy magnetic particles also have a uniform particle size and do not contain dendritic particles, but as a result, they have a large bulk density, have good dispersibility when made into paints, and are easily dispersed in paint films. Although it has the characteristics of high filling properties and a large residual magnetic flux density Br, its specific surface area is at most about 20 m 2 /g. Therefore, as a result of various studies on methods for improving the specific surface area of Si-containing acicular iron alloy magnetic particles with uniform particle size and no dendritic particles, the inventors have found that the particle size is uniform. It is symmetrical,
In the production of acicular α-FeOOH particles containing Si without dendritic particles, Fe(OH) is prepared before the oxidation reaction by passing through a ferrous salt aqueous solution, an alkaline aqueous solution, and an oxygen-containing gas. 2 A water-soluble chromium salt is added to either the suspension or the reaction solution in which an oxidation reaction is carried out by passing oxygen-containing gas through the suspension, and the resulting acicular crystals containing Si and Cr α-
We have found that when FeOOH particles are thermally reduced, the specific surface area of Si-containing acicular iron alloy magnetic particles can be improved. This phenomenon will be explained as follows by extracting some of the many examples carried out by the present inventor. Figure 1 shows the amount of water-soluble chromium salt added and Si and
Acicular iron alloy magnetic particles containing Cr and Cr
FIG. 2 is a relationship diagram of the specific surface area of acicular iron alloy magnetic particles containing . That is, 300% of an aqueous ferrous sulfate solution containing 1.2 mol of Fe 2+ was added, sodium silicate prepared in advance in a reactor was mixed with 0 to 1.0 atomic % of Si in terms of Fe, and chromium sulfate was mixed with Cr in terms of Fe. In addition to the NaOH aqueous solution 400 obtained by adding 0 to 5.0 atom% in terms of Fe(OH)2, a suspension containing Fe(OH) 2 at pH 13.8 was obtained, and the suspension was heated at a rate of 1000 NaOH per minute at a temperature of 45°C. Acicular α-FeOOH particles containing Si and Cr are generated by aeration of air to perform an oxidation reaction, and then the particles are heated and reduced at 430°C for 4.0 hours to obtain Si and Cr. This figure shows the relationship between the specific surface area and the amount of chromium sulfate added for acicular iron alloy magnetic particles containing Cr and Cr-containing acicular iron alloy magnetic particles. In the figure, curve a is for the case without Si addition, curves b and c
The Si addition amount is 0.35 at% and 1.0 at%, respectively.
This is the case. As shown in curves b and c, when Si and Cr are added together, the specific surface area of the resulting acicular iron alloy magnetic particles containing Si and Cr can be significantly improved; , the specific surface area tends to increase as the amount of chromium sulfate added increases. Since this phenomenon appears more markedly than when Cr is added alone, as shown by curve a in FIG. 1, the present inventor believes that it is due to the synergistic effect of Si and Cr. As mentioned above, the acicular iron alloy magnetic particles containing Si and Cr have uniform particle size, do not contain dendritic particles, and have a large specific surface area. There was a tendency for the coercive force to decrease as the amount added increased. Therefore, as a result of various studies on methods for improving the coercive force of acicular iron alloy magnetic particles containing Si and Co, the inventors found that Si and Cr
In the production of needle-shaped α-FeOOH particles containing Fe
A water-soluble nickel salt is added to either the (OH) 2 suspension or the reaction solution in which an oxidation reaction is carried out by passing an oxygen-containing gas through the solution, and the resulting mixture contains Si, Cr, and Ni. We obtained the knowledge that when acicular α-FeOOH particles are thermally reduced, the coercive force of acicular iron alloy magnetic particles containing Si and Cr can be improved while maintaining a large specific surface area. Ta. This phenomenon will be explained as follows by extracting some of the many experimental examples conducted by the present inventor. Figure 2 shows the amount of water-soluble nickel salt added and Si,
FIG. 2 is a relationship diagram of coercive force of acicular iron alloy magnetic particles containing Cr and Ni. That is, 300% of an aqueous ferrous sulfate solution containing 1.2 mol of Fe 2+ was mixed with sodium silicate, prepared in advance, in a reactor at 0.35 atomic % relative to Fe in terms of Si, and chromium sulfate in an amount equivalent to Cr relative to Fe. A suspension containing Fe(OH) 2 was obtained at pH 14.0 by adding 0.5 at% nickel sulfate to an aqueous NaOH solution 400 obtained by adding 0 to 7.0 at% nickel based on Fe. , Si,
Acicular crystal iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, and Ni obtained by generating acicular crystal α-FeOOH particles containing Cr and Ni, and then heating and reducing the particles at 420°C for 4.0 hours. This figure shows the relationship between the coercive force of the powder and the amount of nickel sulfate added. As shown in FIG. 2, as the amount of nickel sulfate added increases, the coercive force of the acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, and Ni tends to increase. This phenomenon of increasing coercive force while maintaining a large specific surface area cannot be achieved by removing Si, Cr, or Ni;
The present inventor believes that this is due to the synergistic effect of Si, Cr, and Ni. Furthermore, as a result of repeated studies on methods for improving the specific surface area and coercive force of acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, and Ni, the present inventors found that
In the production of acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, and Ni, Fe(OH) 2 suspension is mixed with a ferrous salt aqueous solution, an alkaline aqueous solution, and an oxygen-containing gas before being subjected to an oxidation reaction. A water-soluble magnesium salt is added to either of the reaction solutions in which an oxidation reaction is carried out by passing oxygen-containing gas through the resulting acicular crystal α- containing Si, Cr, Ni, and Mg.
It has been found that when FeOOH particles are thermally reduced, the specific surface area and coercive force of acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, and Ni can be further improved. This phenomenon will be explained as follows by extracting some of the many experimental examples conducted by the present inventor. FIGS. 3 and 4 are graphs showing the relationship between the amount of water-soluble magnesium salt added and the coercive force and specific surface area of acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, Ni, and Mg, respectively. That is, 300% of an aqueous ferrous sulfate solution containing 1.2 mol of Fe 2+ was mixed with sodium silicate, prepared in advance, in a reactor at 0.35 atomic % relative to Fe in terms of Si, and chromium sulfate in an amount equivalent to Cr relative to Fe. 0.50 atomic%, nickel sulfate 3.0 atomic% based on Ni in terms of Ni, magnesium sulfate 0 to 15.0 atomic% based on Fe in terms of Mg.
NaOH aqueous solution obtained by adding 400
In addition, a suspension containing Fe(OH) 2 at pH 14.0 was obtained, and the suspension was heated at a rate of 1000 min/min at a temperature of 50°C.
By ventilating the air and causing an oxidation reaction
Acicular crystal α- containing Si, Cr, Ni and Mg
Generate FeOOH particles and then store the particles at 420°C.
Si obtained by heating reduction for 4.5 hours at
This figure shows the relationship between the coercive force and specific surface area of acicular iron alloy magnetic particles containing Cr, Ni, and Mg and the amount of magnesium sulfate added. As shown in Figures 3 and 4, as the amount of magnesium sulfate added increases, both the coercive force and specific surface area of the acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, and Ni further improve. be able to. Since the phenomenon of further improving the coercive force and specific surface area cannot be obtained by removing any of Si, Cr, Ni, and Mg, the present inventors
We believe that this is due to the synergistic effect of Si, Cr, Ni, and Mg. Furthermore, as a result of repeated studies on a method for further improving the specific surface area of acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, Ni, and Mg, the inventors found that Si,
Acicular α-FeOOH particles containing Cr, Ni and Mg, or acicular α obtained by heating and dehydrating them
- Fe 2 O 3 particles or a suspension containing densified acicular α-Fe 2 O 3 particles obtained by heat-treating the above acicular α-FeOOH particles in a non-reducing atmosphere; By preparing a liquid and adding and mixing 0.5 to 10.0 atomic % of Ni and/or Al compounds in terms of Ni and Al to Fe into the suspension, it is possible to coat with Ni and/or Al compounds. Si, Cr, Ni and
Acicular α-FeOOH particles containing Mg or
Acicular α-Fe 2 O 3 containing Si, Cr, Ni and Mg
When particles or acicular α-Fe 2 O 3 particles containing densified Si, Cr, Ni and Mg are heated and reduced in a reducing gas, Si, Cr, Ni and We have found that the specific surface area of acicular iron alloy magnetic particles containing Mg can be further improved. This phenomenon will be explained as follows by extracting some of the many experimental examples conducted by the present inventor. Figure 5: Coated with Ni and/or Al compounds
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between Mg content and specific surface area of acicular iron alloy magnetic particle powder containing Si, Cr, Ni, and Mg. That is, 2000 g of acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, Ni, and Mg obtained in FIGS. 3 and 4 were
60 in water, then added nickel sulfate and/or aluminum sulfate to the suspension, mixed, filtered, and dried to obtain Al and/or Ni.
Si coated with Ni and/or Al compounds obtained by reducing acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, Ni, and Mg coated with compounds under the same conditions as in FIGS. 3 and 4. , which shows the relationship between Mg content and specific surface area of acicular iron alloy magnetic particles containing Cr, Ni, and Mg. In the figure, curve a shows 2.0 atomic% of Ni equivalent to Fe.
For acicular iron alloy magnetic particle powder containing Si, Cr, Ni and Mg coated with Ni compound, curve b is
In the case of acicular iron alloy magnetic particle powder containing Si, Cr, Ni, and Mg coated with an Al compound of 4.0 atomic % in terms of Al relative to Fe, curve c is 2.0 atomic % in terms of Ni and 2.0 atomic% Al in terms of Al compared to Fe
In the case of acicular iron alloy magnetic particle powder containing Si, Cr, Ni and Mg coated with compounds and Ni compounds, curve d is
This is the case of acicular iron alloy magnetic particle powder containing Si, Cr, Ni and Mg. As shown in Figure 5, when coated with Ni and/or Al compounds, Si, Cr, Ni and Mg
It is possible to further improve the specific surface area of the acicular iron alloy magnetic particles containing the following. This phenomenon is caused by acicular crystals α-
When Ni and/or Al compounds are added during the FeOOH particle production reaction, or when Mg-free acicular α-FeOOH particles are coated with Ni and/or Al compounds, acicular iron Since the effect of increasing the specific surface area of the alloy magnetic particles is not so great, the present inventor believes that this is due to the synergistic effect of Mg and the Ni and/or Al compounds. Next, various conditions for implementing the present invention will be described. As the water-soluble chromium salt used in the present invention, chromium sulfate and chromium chloride can be used. Regarding the timing of addition of the water-soluble chromium salt, in the present invention, it is necessary to make chromium present during the formation reaction of acicular α-FeOOH particles, and for this purpose, it is necessary to add chromium in the ferrous salt aqueous solution or in the alkaline aqueous solution. ,
It may be added either to a suspension containing Fe(OH) 2 or to a reaction solution in which acicular α-FeOOH particles are being formed after the start of aeration of oxygen-containing gas. Furthermore, even if water-soluble chromium salt is added at a stage when the formation of acicular α-FeOOH particles has been completely completed, chromium will not enter the particles, so the effect of chromium addition in the present invention cannot be obtained. . The amount of water-soluble chromium salt added in the present invention is
It is 0.1 to 5.0 atomic % in terms of Cr relative to Fe. Almost all of the added water-soluble chromium salt is formed into needle-shaped α crystals.
-Contained in FeOOH particles. If the amount of the water-soluble chromium salt added is 0.1 atomic % or less in terms of Cr based on Fe, the effect of increasing the specific surface area of the obtained acicular iron alloy magnetic particles cannot be obtained. If the content is 5.0 atomic % or more, the effect of increasing the specific surface area of the obtained acicular iron alloy magnetic particles can be obtained, but the coercive force and saturation magnetization decrease, which is not preferable. As the water-soluble nickel salt used in the present invention, nickel sulfate, nickel chloride, nickel sulfate, etc. can be used. Regarding the timing of adding the water-soluble nickel salt, in the present invention, it is necessary to have nickel present during the formation reaction of acicular α-FeOOH particles, and for this purpose, it is necessary to add the water-soluble nickel salt to the ferrous salt aqueous solution or the alkaline aqueous solution. , into a suspension containing Fe(OH) 2 , or into a reaction solution in which acicular α-FeOOH particles are being formed after the start of aeration of oxygen-containing gas. Furthermore, even if water-soluble nickel salt is added at a stage when the formation of acicular α-FeOOH particles has been completely completed, the effect of nickel addition in the present invention cannot be obtained because nickel does not enter the particles. . The amount of water-soluble nickel salt added in the present invention is
It is 0.1 to 7.0 atomic % based on Ni in terms of Ni. Almost all of the added water-soluble nickel salt is formed into needle-shaped crystals α.
-Contained in FeOOH particles. If the amount of water-soluble nickel salt added is less than 0.1 atomic % based on Fe in terms of Ni, the effect of increasing the coercive force of the obtained acicular iron alloy magnetic particles cannot be obtained. Although it is possible to achieve the object of the present invention when the content is 7.0 atomic % or more, it is not preferable because foreign substances other than needle crystals are mixed during the production of α-FeOOH particles. As the water-soluble magnesium salt used in the present invention, magnesium sulfate and magnesium chloride can be used. Regarding the timing of addition of the water-soluble magnesium salt, in the present invention, it is necessary to make magnesium present during the formation reaction of acicular α-FeOOH particles, and for this purpose, it is necessary to add the water-soluble magnesium salt to the ferrous salt aqueous solution or the alkaline aqueous solution. , in a suspension containing Fe(OH) 2 , or
After the start of aeration of the oxygen-containing gas, acicular α-FeOOH particles may be added to any part of the reaction solution that is being produced. Furthermore, even if water-soluble magnesium salt is added at a stage when the formation of acicular α-FeOOH particles has been completely completed, magnesium will not enter the particles, so the effect of magnesium addition in the present invention cannot be obtained. . The amount of water-soluble magnesium salt added in the present invention is 0.1 to 15.0 atomic % based on Fe in terms of Ni.
Almost all of the added water-soluble magnesium salt is contained in the produced acicular α-FeOOH particles. Addition amount of water-soluble magnesium salt relative to Fe
If it is 0.1 atomic % or less in terms of Mg, the effect of further increasing the specific surface area and coercive force of the obtained acicular iron alloy magnetic particles cannot be obtained. Although the object of the present invention can be achieved when the content is 15.0 at % or more, it is not preferable because the saturation magnetization decreases. As the nickel compound used in the present invention, nickel sulfate, nickel chloride, nickel nitrate, etc. can be used, and as the aluminum compound, aluminum sulfate, aluminum chloride, sodium aluminate, etc. can be used. The coating particles used in the coating treatment with Ni and/or Al compounds include Si, Cr, Ni and Mg-containing acicular crystals α generated in the reaction mother liquor.
- FeOOH particles, Si, Cr, Ni and Mg-containing acicular crystals α after being filtered from the reaction mother liquor, washed with water and dried -
FeOOH particles, Si, Cr, Ni and Mg containing acicular α
- Fe 2 O 3 particles and acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, Ni, and Mg that are densified by heat-treating acicular α- FeOOH particles at high temperatures. can also be used, and the same effect can be obtained in either case. It is necessary that the Ni and/or Al compound be uniformly coated on the particle surface.
Preferably, the compound is deposited as a hydroxide of Ni and/or Al using an alkali. The amount of Ni and/or Al compound added is
It is 0.5 to 10.0 atomic % in terms of Ni and/or Al. If it is less than 0.5 atomic %, the object of the present invention cannot be fully achieved. If the content is 10.0 atomic % or more, Si, Cr, Ni and
Acicular iron alloy magnetic particles containing Mg are undesirable because their saturation magnetization is significantly reduced due to a decrease in purity. Examples of alkalis used in coating with Ni and/or Al compounds include sodium hydroxide and potassium hydroxide. The Ni and/or Al compound and the alkali may be added in any order, or may be added at the same time. The present invention configured as described above has the following effects. That is, according to the present invention, it has acicular crystals, uniform particle size, no dendritic particles, large bulk density, large specific surface area, high coercive force Hc, and large saturation magnetization. Magnetic acicular iron alloy containing Si, Cr, Ni and Mg coated with Ni and/or Al compound having σs or coated with P compound and Si compound and Ni and/or Al compound Since it is possible to obtain particle powder, it is possible to obtain high image quality, high output, high sensitivity, which are currently most required.
It can be used as magnetic particle powder for high recording density. Furthermore, in the production of magnetic paint, it contains Si, Cr, Ni, and Mg coated with the above-mentioned Ni and/or Al compounds, or coated with P compounds and Si compounds and Ni and/or Al compounds. When acicular iron alloy magnetic particles are used, the noise level is low, and the dispersibility in the vehicle, the orientation and filling properties in the coating film are excellent, and a desirable magnetic recording medium can be obtained. I can do it. Next, the present invention will be explained with reference to Examples and Comparative Examples. In addition, the specific surface area of the particles in the previous experimental examples, the following examples, and comparative examples was measured by the BET method, and the particle axis ratio (long axis: short axis) and long axis were measured using an electron microscope. It is shown as the average value of the numerical values measured from the photographs. Moreover, the bulk density was measured according to JIS K 5101-1978 "Pigment test method". P content in particles Si content, Cr content, Ni content, Mg content and Al
The amount was determined by performing fluorescence X-ray analysis using a "fluorescence X-ray analyzer model 3063M" (manufactured by Rigaku Denki Kogyo) in accordance with the "General Rules for Fluorescence X-ray Analysis" of JIS K 0119-1979. It was measured. The magnetic property values are the results measured under an external magnetic field of 10 KOe using a sample vibrating magnetometer. <(Manufacture of needle-shaped α-FeOOH particles) Examples 1 to 4, Comparative Example 1 Example 1 Ferrous sulfate aqueous solution containing 1.2 mol/Fe 2+ 300
Sodium silicate (No. 3) (SiO 2 28.55wt%) 379g was prepared in advance in a reactor to contain 0.50 at% in terms of Si, and 0.50 at% in terms of Cr was added to Fe. Contains 644g of chromium sulfate,
In addition to 400 g of a 5.46-N NaOH aqueous solution obtained by adding 2,884 g of nickel sulfate to contain 3.0 atomic % of Fe in terms of Ni, and 4473 g of magnesium sulfate to contain 5.0 atomic % of Fe in terms of Mg, PH
13.8, a reaction was carried out to produce a Fe(OH) 2 suspension containing Si, Cr, Ni and Mg at a temperature of 45°C. The above Fe(OH) 2 suspension containing Si, Cr, Ni and Mg was fed with 1000 air per minute at a temperature of 50°C at 5.1
After aeration for a period of time, acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, Ni, and Mg were produced. The end point of the oxidation reaction was determined by extracting a portion of the reaction solution and acidifying it with hydrochloric acid, and then using a red blood salt solution to determine the presence or absence of a blue coloring reaction of Fe 2+ . The generated particles are separated by filtration, washed with water, dried, and
Shattered. The obtained acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, Ni and Mg were found to be α-FeOOH particles as a result of X-ray diffraction.
A diffraction pattern similar to the crystal structure of FeOOH particles was obtained. In addition, as a result of fluorescent X-ray analysis, Si was compared to Fe.
0.504 atomic%, Cr to Fe 0.498 atomic%, Ni
3.03 at% to Fe, 4.98 at% Mg to Fe
It contained. Therefore, Si, Cr, Ni and Mg have acicular crystals α-
It is thought that it is dissolved in FeOOH particles. This acicular crystal α- containing Si, Cr, Ni and Mg
As a result of electron microscopic observation, the FeOOH particles had an average long axis of 0.55 μm and an axial ratio (long axis: short axis) of 33:1. Examples 2 to 4 The type and concentration of ferrous salt aqueous solution, the concentration of NaOH aqueous solution, and the type, amount, and timing of addition of water-soluble silicate, water-soluble chromium salt, water-soluble nickel salt, and water-soluble magnesium salt. Acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, Ni, and Mg were produced in the same manner as in Example 1, except for making various changes. The main manufacturing conditions at this time are shown in Table 1, and the characteristics are shown in Table 2. Comparative Example 1 Acicular α-FeOOH particle powder was produced in the same manner as in Example 1, except that sodium silicate, chromium sulfate, nickel sulfate, and magnesium sulfate were not added and the concentration of the NaOH aqueous solution was varied. The main manufacturing conditions at this time are shown in Table 1, and the characteristics are shown in Table 2. As a result of electron microscopic observation, the obtained acicular α-FeOOH particles had an average long axis of 0.45 μm and an axial ratio (long axis: short axis) of 9:1, and the particle size was asymmetric.
It contained a mixture of dendritic particles. <Acicular crystal α- containing Si, Cr, Ni and Mg
Production of Fe 2 O 3 particle powder> Example 5 2000 g of the acicular α-FeOOH particle powder containing Si, Cr, Ni and Mg obtained in Example 3 was dissolved in air at 300 g.
The mixture was heated and dehydrated at ℃ to obtain acicular α-Fe 2 O 3 particle powder containing Si, Cr, Ni, and Mg. This particle is
As a result of electron microscopy observation, the average value of the long axis is 0.44μm,
The axial ratio (long axis: short axis) was 30:1, the particle size was uniform, and dendritic particles were not mixed. <Coating treatment with Ni and/or Al compound or P
Compound and coating treatment with Si compound and Ni and/or Al compound> Examples 6 to 16, Comparative Examples 2 and 3 Example 6 Si, Cr, after filtration and water washing obtained in Example 1,
Acicular α-FeOOH particle powder containing Ni and Mg
2000g was suspended in 60ml of water. The pH value of the suspension at this time was 10.0. Next, 296 g of nickel sulfate (NiSO 4 6H 2 O) (Ni for Fe) was added to the above suspension.
This corresponds to 5.0 atomic% in terms of conversion. ) was added and, with stirring, 1.13 of a 2-N aqueous NaOH solution was added. This suspension was stirred for 20 minutes, and the pH of the suspension was
After adding 10% acetic acid to give a concentration of 8.0, the acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, Ni and Mg were filtered out using a press filter and dried.
Acicular α-FeOOH particle powder containing Si, Cr, Ni and Mg coated with a Ni compound was obtained. Table 3 shows the main manufacturing conditions at this time. Examples 7 to 9 Type of particles to be treated, pH of suspension, Ni and/or
Alternatively, Ni
Acicular α-FeOOH particle powder containing Si, Cr, Ni and Mg coated with and/or Al was obtained. Table 3 shows the main manufacturing conditions at this time. Example 10 9500 g of paste of acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, Ni and Mg obtained in Example 4
(Acicular crystal α- containing Si, Cr, Ni and Mg
This corresponds to approximately 3000g of FeOOH particles. ) was suspended in 100% water. The pH value of the suspension at this time was 9.8. Next, 500 ml of an aqueous solution containing 18 g of sodium hexametaphosphate (Si, Cr, Ni and
PO 3 for Mg-containing acicular α-FeOOH particles
This corresponds to 0.42wt%. ) was added and stirred for 30 minutes, and then 133 g of nickel sulfate (NiSO 4 6H 2 O) (corresponding to 1.5 atomic % of Ni in terms of Fe) and sodium aluminate (NaAlO 2 ) were added to the suspension. 55.4g (2.0 atomic% in terms of Al compared to Fe)
Applies to. ) and add 2-N while stirring.
0.5 of NaOH aqueous solution was added. Subsequently, sodium silicate (3
240g (as SiO 2 for acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, Ni and Mg)
This corresponds to 2.3wt%. ) and stirred for 30 minutes, 10% acetic acid was added so that the pH value of the suspension was 6.0, and then Si,
Acicular α-FeOOH particles containing Cr, Ni and Mg are separated by filtration and dried to produce acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, Ni and Mg coated with a P compound, a Si compound, a Ni compound and an Al compound. Crystalline α-FeOOH particle powder was obtained. Examples 11 to 13 Except for various changes in the type of particles to be treated, the pH of the suspension, the amount of P compound added, the type and amount of Ni and/or Al compound added, the amount of Si compound added, and the adjustment of PH. is the P compound and Si in the same manner as in Example 10.
coated with compound and Ni and/or Al compound
Acicular crystal α- containing Si, Cr, Ni and Mg
FeOOH particle powder was obtained. The acicular α-FeOOH particle powder containing Si, Cr, Ni, and Mg coated with the above P compound and Si compound and Ni and/or Al compound was heat-treated at the heat treatment temperature and atmosphere shown in Table 3. P compound and Si compound densified by
or Si, Cr, Ni and Mg coated with Al compounds
Acicular α-Fe 2 O 3 particle powder containing acicular crystals was obtained. Table 3 shows the main manufacturing conditions and characteristics at this time. Example 14 6.3 kg of paste of acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, Ni and Mg obtained in Example 2
(Acicular crystal α- containing Si, Cr, Ni and Mg
This corresponds to approximately 2000g of FeOOH particles. ) was suspended in 60% water. The pH value of the suspension at this time was 9.6. Next, 500 ml of an aqueous solution containing 16 g of sodium hexametaphosphate (Si, Cr, Ni and
PO 3 for Mg-containing acicular α-FeOOH particles
This corresponds to 0.56wt%. ) was added and stirred for 30 minutes, and then 200 g of sodium silicate (No. 3 water glass) (as SiO 2 for acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, Ni, and Mg) was added to the suspension.
This corresponds to 2.9wt%. ) and stirred for 30 minutes, 10% acetic acid was added so that the pH value of the suspension was 7.0, and then Si,
Acicular α-FeOOH particles containing Cr, Ni and Mg are filtered and dried to produce acicular α- FeOOH particles containing Si, Cr, Ni and Mg coated with P and Si compounds.
FeOOH particle powder was obtained. Si coated with the above P compound and Si compound,
1500g of acicular α-FeOOH particles containing Cr, Ni and Mg were coated with densified P and Si compounds by heat treatment at 600℃ in air.
Acicular α-Fe 2 O 3 containing Si, Cr, Ni and Mg
A particulate powder was obtained. 1000 g of acicular α-Fe 2 O 3 particle powder containing Si, Cr, Ni and Mg coated with the densified P and Si compounds was suspended in 30 g of water. Next, nickel sulfate ( NiSO4 .
65.8 g of 6H 2 O) (corresponding to 4.0 atom% of Ni in terms of Fe) was added, and then 2-N NaOH was added.
After adding 0.25% aqueous solution and stirring for 30 minutes, 10% acetic acid was added so that the pH value of the suspension was 8.0, and Si, Cr, Ni and
Acicular α- Fe 2 O 3 particles containing Mg are filtered and dried to produce acicular α- Fe 2 O 3 particles containing Si, Cr, Ni and Mg coated with P compound, Si compound and Ni compound.
Fe 2 O 3 particle powder was obtained. Table 3 shows the main manufacturing conditions and characteristics at this time. Examples 15, 16 Type of particles to be treated, PH of suspension, amount of P compound added, type and amount of Ni and/or Al compound added, amount of Si compound added, PH adjustment, heat treatment temperature and atmosphere The densified P compound and Si compound were prepared in the same manner as in Example 14 except that various changes were made.
Si coated with Ni compound and/or Al compound,
Acicular α-Fe 2 O 3 particle powder containing Cr, Ni and Mg was obtained. Table 3 shows the main manufacturing conditions and characteristics at this time. Comparative Example 2 Without coating with Ni and Al compounds,
Acicular α-FeOOH particle powder coated with a P compound and a Si compound was prepared in the same manner as in Example 10 by varying the type of particles to be treated, the pH of the suspension, the amount of Si compound added, and the adjustment of the pH. I got it. Table 3 shows the main manufacturing conditions and characteristics at this time. Comparative Example 3 Without coating with Ni compound, the type of particles to be treated, the pH of suspension, the amount of Si compound added, and
Examples by varying pH adjustment and heat treatment temperature
Acicular α-Fe 2 O 3 particle powder coated with a highly densified P compound and a Si compound was obtained in the same manner as in Example 11. Table 3 shows the main manufacturing conditions and characteristics at this time. <Production of acicular iron or iron alloy magnetic particles> Examples 17 to 27, Comparative Examples 4 to 6 Example 17 Si coated with the Ni compound obtained in Example 6,
120 g of acicular α-FeOOH particle powder containing Cr, Ni, and Mg was put into the rotary retort container in step 3, and H 2 gas was passed through at a rate of 50 per minute while driving the retort container, and the reduction temperature was 380°C. I returned it with Si coated with Ni compound obtained by reduction,
The acicular iron alloy magnetic particles containing Cr, Ni and Mg are first immersed in toluene solution and evaporated to prevent rapid oxidation when taken out into the air. A stable oxide film is applied to the particle surface. Si, Cr, Ni and Mg coated with this Ni compound
Table 4 shows the properties of the acicular iron alloy magnetic particles containing . The bulk density of the acicular iron alloy magnetic particles was 0.44 g/ml. Examples 18 to 27, Comparative Examples 4 to 6 Acicular iron alloy magnetic particles were obtained in the same manner as in Example 17, except that the types of starting materials and the reduction temperature were varied. Table 4 shows the main manufacturing conditions at this time and 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]

図1は、水可溶性クロム塩の添加量とSi及び
Crを含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末及びCr
を含有する針状晶鉄合金磁性粒子粉末の比表面積
の関係図である。図2は、水可溶性ニツケル塩の
添加量と、Si、Cr,及びNiを含有する針状晶鉄
合金磁性粒子粉末の保磁力の関係図である。図3
及び図4は、それぞれ水可溶性マグネシウム塩の
添加量とSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶鉄
合金磁性粒子粉末の保磁力及び比表面積の関係図
である。図5は、Al及び/又はNi化合物で被覆
されたSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶鉄合
金磁性粒子粉末のMg含有量と比表面積との関係
図である。
Figure 1 shows the amount of water-soluble chromium salt added and Si and
Acicular iron alloy magnetic particles containing Cr and Cr
FIG. 2 is a relationship diagram of the specific surface area of acicular iron alloy magnetic particles containing . FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the amount of water-soluble nickel salt added and the coercive force of acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, and Ni. Figure 3
and FIG. 4 are graphs showing the relationship between the amount of water-soluble magnesium salt added and the coercive force and specific surface area of acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, Ni, and Mg. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between Mg content and specific surface area of acicular iron alloy magnetic particles containing Si, Cr, Ni, and Mg coated with Al and/or Ni compounds.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 第一鉄塩水溶液とアルカリ水溶液とを反応さ
せて得られたFe(OH)2を含むPH11以上の懸濁液
に酸素含有ガスを通気して酸化することにより針
状晶α−FeOOH粒子を生成させるにあたり、前
記アルカリ水溶液及び酸素含有ガスを通気して酸
化反応を行わせる前の前記懸濁液のいずれかの液
中に、水可溶性ケイ酸塩をFeに対しSi換算で0.1
〜1.7原子%添加しておき、且つ、前記第一鉄塩
水溶液、前記アルカリ水溶液、酸素含有ガスを通
気して酸化反応を行わせる前の前記懸濁液及び酸
素含有ガスを通気して酸化反応を行わせている前
記反応液のいずれかの液中に水可溶性クロム塩を
Feに対しCr換算で0.1〜5.0原子%、水可溶性ニ
ツケル塩をFeに対しNi換算で0.1〜7.0原子%、及
び水可溶性マグネシウム塩をFeに対しMg換算で
0.1〜15.0原子%添加しておくことにより、Si、
Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−FeOOH粒
子を生成させ、該Si、Cr、Ni及びMgを含有する
針状晶α−FeOOH粒子若しくはこれを加熱脱水
して得られたSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状
晶α−Fe2O3粒子を含む懸濁液を調整し、該懸濁
液中にFeに対しNi及び/又はAl換算で0.5〜10.0
原子%のNi及び/又はAl化合物を添加、混合す
ることにより、Ni及び/又はAl化合物で被覆さ
れたSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−
FeOOH粒子又はSi、Cr、Ni及びMgを含有する
針状晶α−Fe2O3粒子とした後、還元性ガス中で
加熱還元してNi及び/又はAl化合物で被覆され
たSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶鉄合金磁
性粒子を得ることを特徴とする磁気記録用針状晶
鉄合金磁性粒子粉末の製造法。 2 第一鉄塩水溶液とアルカリ水溶液とを反応さ
せて得られたFe(OH)2を含むPH11以上の懸濁液
に酸素含有ガスを通気して酸化することにより針
状晶α−FeOOH粒子を生成させるにあたり、前
記アルカリ水溶液及び酸素含有ガスを通気して酸
化反応を行わせる前の前記懸濁液のいずれかの液
中に、水可溶性ケイ酸塩をFeに対しSi換算で0.1
〜1.7原子%添加しておき、且つ、前記第一鉄塩
水溶液、前記アルカリ水溶液、酸素含有ガスを通
気して酸化反応を行わせる前の前記懸濁液及び酸
素含有ガスを通気して酸化反応を行わせている前
記反応溶液のいずれかの液中に水可溶性クロム塩
をFeに対しCr換算で0.1〜5.0原子%、水可溶性
ニツケル塩をFeに対しNi換算で0.1〜7.0原子%、
及び水可溶性マグネシウム塩をFeに対しMg換算
で0.1〜15.0原子%添加しておくことにより、
Si、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−
FeOOH粒子を生成させ、該Si、Cr、Ni及びMg
を含有する針状晶α−FeOOH粒子若しくはこれ
を加熱脱水して得られたSi、Cr、Ni及びMgを含
有する針状晶α−Fe2O3粒子を水中に懸濁させ、
該懸濁液のPH値8以上の状態でSi、Cr、Ni及び
Mgを含有する針状晶α−FeOOH粒子に対し0.1
〜2wt%(PO3に換算)のリン酸塩を添加して分
散液とし、次いで該分散液にSi、Cr、Ni及びMg
を含有する針状晶α−FeOOH粒子に対し0.1〜
7.0wt%(SiO2に換算)の水可溶性ケイ酸塩及び
Feに対しNi及び/又はAl換算で0.5〜10.0原子%
のNi及び又はAl化合物を添加、混合することに
より、P化合物及びSi化合物とNi及び/又はAl化
合物とで被覆されたSi、Cr、Ni及びMgを含有す
る針状晶α−FeOOH粒子又はSi、Cr、Ni及び
Mgを含有する針状晶α−Fe2O3粒子とした後、
還元性ガス中で加熱還元してP化合物及びSi化合
物とNi及び/又はAl化合物とで被覆されたSi、
Cr、Ni及びMgを含有する針状晶鉄合金磁性粒子
を得ることを特徴とする磁気記録用針状晶鉄合金
磁性粒子粉末の製造法。 3 第一鉄塩水溶液とアルカリ水溶液とを反応さ
せて得られたFe(OH)2を含むPH11以上の懸濁液
に酸素含有ガスを通気して酸化することにより針
状晶α−FeOOH粒子を生成させるにあたり、前
記アルカリ水溶液及び酸素含有ガスを通気して酸
化反応を行わせる前の前記懸濁液のいずれかの液
中に、水可溶性ケイ酸塩をFeに対しSi換算で0.1
〜1.7原子%添加しておき、且つ、前記第一鉄塩
水溶液、前記アルカリ水溶液、酸素含有ガスを通
気して酸化反応を行わせる前の前記懸濁液及び酸
素含有ガスを通気して酸化反応を行わせている前
記反応溶液のいずれかの液中に水可溶性クロム塩
をFeに対しCr換算で0.1〜5.0原子%、水可溶性
ニツケル塩をFeに対しNi換算で0.1〜7.0原子%、
及び水可溶性マグネシウム塩をFeに対しMg換算
で0.1〜15.0原子%添加しておくことにより、
Si、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−
FeOOH粒子を生成させ、該Si、Cr、Ni及びMg
を含有する針状晶α−FeOOH粒子を水中に懸濁
させ、該懸濁液のPH値8以上の状態でSi、Cr、
Ni及びMgを含有する針状晶α−FeOOH粒子に対
し0.1〜2wt%(PO3に換算)のリン酸塩を添加し
て分散液とし、次いで該分散液にSi、Cr、Ni及
びMgを含有する針状晶α−FeOOH粒子に対し
0.1〜7.0wt%(SiO2に換算)の水可溶性ケイ酸塩
を添加することにより、P化合物及びSi化合物で
被覆されたSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶
α−FeOOH粒子を得、該粒子を非還元性雰囲気
中500〜900℃の温度範囲で加熱処理することによ
り高密度化されたP化合物とSi化合物で被覆され
たSi、Cr、Ni及びMgを含有する針状晶α−
Fe2O3粒子とした後、還元性ガス中で加熱還元し
てP化合物及びSi化合物とNi及び/又はAl化合物
とで被覆されたSi、Cr、Ni及びMgを含有する針
状晶鉄合金磁性粒子とするにあたり、前記分散液
中にFeに対しNi及び/又はAl換算で0.5〜10.0原
子%のNi及び/又はAl化合物を添加するか、又
は、上記加熱処理後の高密度化されたP化合物及
びSi化合物で被覆されたSi、Cr、Ni及びMgを含
有する針状晶α−Fe2O3粒子を水中に懸濁させ、
該懸濁液中にFeに対しNi及び/又はAl換算で0.5
〜10.0原子%のNi及び/又はAl化合物を添加、混
合して、Ni及び/又はAl化合物で被覆しておく
ことにより、P化合物及びSi化合物とNi及び/又
はAl化合物で被覆されたSi、Cr、Ni及びMgを含
有する針状晶鉄合金磁性粒子を得ることを特徴と
する磁気記録用針状晶鉄合金磁性粒子粉末の製造
法。
[Scope of Claims] 1. A suspension containing Fe(OH) 2 obtained by reacting a ferrous salt aqueous solution with an alkaline aqueous solution and having a pH of 11 or above is oxidized by passing an oxygen-containing gas through it to form a acicular shape. In producing crystalline α-FeOOH particles, water-soluble silicate is added to Fe in any of the suspensions before the alkali aqueous solution and oxygen-containing gas are passed through to perform the oxidation reaction. 0.1 in conversion
~1.7 atomic % is added, and the suspension and oxygen-containing gas before the ferrous salt aqueous solution, the alkaline aqueous solution, and the oxygen-containing gas are aerated to perform the oxidation reaction, and the oxidation reaction is carried out by aerating the suspension and the oxygen-containing gas. A water-soluble chromium salt is added to any of the above reaction solutions in which the reaction is carried out.
0.1 to 5.0 atomic% of Fe in terms of Cr, water-soluble nickel salts of 0.1 to 7.0 atomic% of Ni in terms of Fe, and water-soluble magnesium salts of Fe to 0.1 to 7.0 atomic% in terms of Ni.
By adding 0.1 to 15.0 atomic%, Si,
Si, Cr obtained by generating acicular α-FeOOH particles containing Cr, Ni and Mg, and heating and dehydrating the acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, Ni and Mg , prepare a suspension containing acicular α-Fe 2 O 3 particles containing Ni and Mg, and prepare a suspension containing acicular α-Fe 2 O 3 particles containing Ni and Mg.
Acicular crystal α- containing Si, Cr, Ni and Mg coated with Ni and/or Al compound by adding and mixing atomic % of Ni and/or Al compound.
After forming FeOOH particles or acicular α-Fe 2 O 3 particles containing Si, Cr, Ni and Mg, Si, Cr, Si, Cr, coated with Ni and/or Al compounds are heated and reduced in a reducing gas. A method for producing acicular iron alloy magnetic particles for magnetic recording, the method comprising obtaining acicular iron alloy magnetic particles containing Ni and Mg. 2 Acicular α-FeOOH particles are produced by passing an oxygen-containing gas through a suspension containing Fe(OH) 2 and having a pH of 11 or higher obtained by reacting a ferrous salt aqueous solution with an alkaline aqueous solution to oxidize it. To generate the water-soluble silicate, add 0.1 of the water-soluble silicate to Fe in terms of Si in any of the suspensions before the aqueous alkaline solution and oxygen-containing gas are passed through to perform the oxidation reaction.
~1.7 atomic % is added, and the suspension and oxygen-containing gas before the ferrous salt aqueous solution, the alkaline aqueous solution, and the oxygen-containing gas are aerated to perform the oxidation reaction, and the oxidation reaction is carried out by aerating the suspension and the oxygen-containing gas. In any of the reaction solutions in which the reaction is carried out, a water-soluble chromium salt is added to Fe in an amount of 0.1 to 5.0 atom% in terms of Cr, a water-soluble nickel salt is added as Fe to 0.1 to 7.0 atom% in terms of Ni,
By adding 0.1 to 15.0 atomic % of water-soluble magnesium salt to Fe in terms of Mg,
Acicular crystal α- containing Si, Cr, Ni and Mg
FeOOH particles are generated and the Si, Cr, Ni and Mg
Acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, Ni and Mg obtained by heating and dehydrating the acicular α- FeOOH particles containing Si, Cr, Ni and Mg are suspended in water,
Si, Cr, Ni and
0.1 for acicular α-FeOOH particles containing Mg
~2wt% (calculated as PO3 ) of phosphate is added to form a dispersion, and then Si, Cr, Ni and Mg are added to the dispersion.
0.1 to acicular α-FeOOH particles containing
7.0wt% (calculated as SiO2 ) of water-soluble silicates and
0.5 to 10.0 atomic% in terms of Ni and/or Al relative to Fe
Acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, Ni and Mg coated with P compound and Si compound and Ni and/or Al compound or Si , Cr, Ni and
After forming acicular α-Fe 2 O 3 particles containing Mg,
Si coated with a P compound, a Si compound, and a Ni and/or Al compound by heating reduction in a reducing gas;
A method for producing acicular iron alloy magnetic particles for magnetic recording, the method comprising obtaining acicular iron alloy magnetic particles containing Cr, Ni, and Mg. 3 Acicular α-FeOOH particles are produced by passing an oxygen-containing gas through a suspension containing Fe(OH) 2 and having a pH of 11 or higher obtained by reacting a ferrous salt aqueous solution with an alkaline aqueous solution to oxidize it. To generate the water-soluble silicate, add 0.1 of the water-soluble silicate to Fe in terms of Si in any of the suspensions before the aqueous alkaline solution and oxygen-containing gas are passed through to perform the oxidation reaction.
~1.7 atomic % is added, and the suspension and oxygen-containing gas before the ferrous salt aqueous solution, the alkaline aqueous solution, and the oxygen-containing gas are aerated to perform the oxidation reaction, and the oxidation reaction is carried out by aerating the suspension and the oxygen-containing gas. In any of the reaction solutions in which the reaction is carried out, a water-soluble chromium salt is added to Fe in an amount of 0.1 to 5.0 atom% in terms of Cr, a water-soluble nickel salt is added as Fe to 0.1 to 7.0 atom% in terms of Ni,
By adding 0.1 to 15.0 atomic % of water-soluble magnesium salt to Fe in terms of Mg,
Acicular crystal α- containing Si, Cr, Ni and Mg
FeOOH particles are generated and the Si, Cr, Ni and Mg
Acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr,
0.1 to 2 wt% (calculated as PO 3 ) of phosphate is added to the acicular α-FeOOH particles containing Ni and Mg to form a dispersion, and then Si, Cr, Ni, and Mg are added to the dispersion. Containing acicular α-FeOOH particles
Acicular α-FeOOH particles containing Si, Cr, Ni and Mg coated with P and Si compounds are produced by adding 0.1 to 7.0 wt% (calculated as SiO2 ) of water-soluble silicate. Acicular crystals containing Si, Cr, Ni, and Mg coated with a P compound and a Si compound are densified by heating the particles at a temperature range of 500 to 900°C in a non-reducing atmosphere. α−
Acicular iron alloy containing Si, Cr, Ni, and Mg, which is formed into Fe 2 O 3 particles and then heated and reduced in a reducing gas and coated with a P compound, a Si compound, and a Ni and/or Al compound. In preparing the magnetic particles, 0.5 to 10.0 atomic % of Ni and/or Al compounds are added to Fe in the dispersion liquid, or Ni and/or Al compounds are added to the dispersion liquid in an amount of 0.5 to 10.0 atomic % in terms of Ni and Al, or the particles are densified after the heat treatment. Acicular α-Fe 2 O 3 particles containing Si, Cr, Ni and Mg coated with a P compound and a Si compound are suspended in water,
0.5 in terms of Ni and/or Al relative to Fe in the suspension
By adding and mixing ~10.0 atom% of Ni and/or Al compound and coating with Ni and/or Al compound, Si coated with P compound and Si compound and Ni and/or Al compound, A method for producing acicular iron alloy magnetic particles for magnetic recording, the method comprising obtaining acicular iron alloy magnetic particles containing Cr, Ni, and Mg.
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