JPS6251898B2

JPS6251898B2 -

Info

Publication number: JPS6251898B2
Application number: JP55132796A
Authority: JP
Inventors: Osamu Fujii; Takahiko Inoe
Original assignee: Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1980-09-26
Filing date: 1980-09-26
Publication date: 1987-11-02
Also published as: JPS5761634A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、黄色酸化鉄の製造法に関するもので
ある。更に詳しくは、磁性酸化鉄粉末の製造原料
として好適な黄色酸化鉄の製造法に関するもので
ある。一般に黄色酸化鉄（α−FeOOH）を還元し、
又はこの還元後、酸化して製造される磁性酸化鉄
の粒子形状は、出発原料である黄色酸化鉄に依存
する。そのため、高品位の磁性酸化鉄を得るには、黄
色酸化鉄の性状が極めて重要である。近年、磁気記録機器類の発展、高性能化にとも
ない磁気酸化鉄もより高性能なものが求められて
いる。一般に磁性酸化鉄の磁気特性を向上するには、
粒度が均一で、かつ軸比（長径／幅）の大きな粒
子にしなければならない。また、粒子の大きさも
重要である。すなわち、より微細でかつ軸比が大きいほど、
磁性酸化鉄粉末の磁気特性は向上するが、一方、
その分散性が悪くなる傾向にあるため、磁気テー
プなどの記録材料に用いる際、本来の特性を生か
せないばかりでなく、分散コストの上昇をもたら
すことにもなる。前述の如く、磁性酸化鉄の粒子形状が黄色酸化
鉄に依存するため、粒度の均一な軸比の大きな黄
色酸化鉄が求められている。従来、黄色酸化鉄の製造法として、第一鉄塩溶
液にアルカリを添加して、水酸化第一鉄の沈殿物
とし、これを空気酸化する方法がある。この方法は少くとも、針状結晶の黄色酸化鉄は
得られるが、難溶性の水酸化第一鉄結晶（六角板
状）の囲りに、黄色酸化鉄の結晶が成長し、針状
粒子相互が枝分れ状に凝集した構造となりやすく
又この方法は、難溶性の中間体（水酸化第一鉄）
から不溶に近い難溶性の黄色酸化鉄を得る反応で
あり、製造条件の調整で、生成物の粒度を整え均
一なものとするのは、極めて困難である。近年、水酸化第二鉄を加熱熟成し、黄色酸化鉄
を得る方法が提案されているが、この方法におい
ては粒状のα−Fe₂O₃が副生する傾向があり、こ
のα−Fe₂O₃が黄色酸化鉄の結晶成長に悪影響を
及ぼし、粒度の均一なものは得られない。このように、いずれの方法においても粒度が均
一でかつ、軸比の大きな黄色酸化鉄が得られない
状況にある。黄色酸化鉄の粒度調整を行なう方法として、黄
色酸化鉄を水又は、10N以下のアルカリ中で加圧
水熱処理を行なう方法（特公昭53−28158、黄色
酸化鉄顔料の特性改善方法）がある。同方法は、黄色酸化鉄に含まれる微細な不完全
結晶を完全結晶とし、粒度を均一にし、さらに針
状結晶の寸法比を改良（軸比を小さくする）する
ものである。この方法を磁性材料用黄色酸化鉄に適用した場
合、粒子の長径が小さくなり、幅（短径）が大き
くなるため軸比は減少し、粒度が均一で、異方性
磁界分布の優れた、かつ分散性の良好な磁性材料
の原料となる黄色酸化鉄が得られるが、なおその
性能の改善が望まれる。本発明者らは、叙上の情況に鑑み、水熱処理の
優れた特性、すなわち結晶の完全化と粒度の均一
化を生かし、軸比を減少させない方法を求めて鋭
意研究をした結果、微細な針状の黄色酸化鉄を用
いて水熱処理を施すと、針状結晶の長径方向への
成長が著しく、軸比が大きく粒度の均一な黄色酸
化鉄になるという知見を得て、本発明を完成した
ものである。すなわち、本発明は長径が0.4μ以下でかつ幅
が0.04μ以下の微細な針状の黄色酸化鉄を水又は
10N以下のアルカリ水溶液に分散し、100〜250℃
で水熱処理を行ない、長径が0.3〜1.0μで幅が0.1
μ以下の単一粒子からなる粒度分布の整つた結晶
を得る事を特徴とする黄色酸化鉄の製造法を提供
するものである。本発明において、黄色酸化鉄はその製造法の如
何にかかわらず適用する事ができる。用いる黄色酸化鉄の形状・大きさは極めて重要
である。すなわち、微細かつ針状であればあるほど長径
方向への成長が著しく、軸比の大きな粒度の整つ
たものが得られる。また、極めて微細な不完全結晶を含むほどその
効果が大きい。この長径方向への成長は、本発明において初め
て見い出されたものである。したがつて、本発明は長径0.4μ以下でかつ幅
が0.04μ以下、好ましくは長径が0.3μ以下でか
つ幅が0.03μ以下の微細な黄色酸化鉄に適用され
る。上述の如く、黄色酸化鉄はその製造法の如何に
かかわらず適用できるが、特に水酸化第一鉄の酸
化で得られる枝分れの有る微細な黄色酸化鉄に好
都合に適用される。本発明により、枝分れのない
粒度の整つたものとなるからである。又、水酸化第一鉄をPH11以上のアルカリ性で空
気酸化して得られた黄色酸化鉄のアルカリ溶液を
そのまま水熱処理する事もできる。この場合、分
離操作等の必要がなく経済的である。水熱処理の媒体は水又は、10N以下のアルカリ
水溶液を用いる。アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化
カルシウム、炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、
アンモニア水などが用いられる。これらの濃度は、10N以下が好適である。これ以上の濃度では、α−Fe₂O₃アルカリフエ
ライトが生成する。又、アルカリ濃度が高いほど短径（幅）方向へ
の成長が大きくなる傾向があるので、2N以下の
アルカリ水溶液中で実施することが好ましい。水熱処理温度は、100℃〜250℃、好ましくは
150℃〜220℃である。 250℃以上においては、α−Fe₂O₃やアルカリ
フエライトが生成し、100℃以下では、結晶成長
が進行しないからである。水熱処理時間は、処理温度や用いる黄色酸化鉄
の粒子の大きさ等により、異なるが通常数分〜数
時間である。以上の条件で水熱処理を行なうと、長径0.4μ
以下で、幅0.04μ以下の微細でかつ不整いな原料
黄色酸化鉄は長径0.3〜1.0μで、幅が0.1μ以下の
粒度の整つた黄色酸化鉄となる。この方法で得られた黄色酸化鉄は、還元又は、
還元後酸化して磁性材料とした場合、粒子形状の
変化が非常に少なく粒度が均一で軸比の大きな磁
気特性の優れたものとなる。又、水熱処理の際、ケイ酸ソーダ等を添加する
と還元又は酸化処理において、粒子形状の変化が
より少ない黄色酸化鉄が得られる。このケイ酸ソーダの添加量は、黄色酸化鉄に対
して0.1〜5.0重量％が適当である。更に、本発明で得られた黄色酸化鉄より得られ
た黄色酸化鉄より得られる磁性材料は、長径が
0.3〜1.0μの単一粒子からなるもので微小粒子の
混在がないため、極めて分散性の良いものとな
る。以下本発明を実施例をもつて説明する。実施例、参考例において、部及び％は全て重
量、部及び重量％を示す。実施例１硫酸第一鉄水溶液にカ性ソーダを加え、生成し
た水酸化第一鉄を空気酸化する事により得られた
長径約0.1〜0.3μで幅が約0.01〜0.03μの黄色酸
化鉄（電子顕微鏡写真、倍率20000を図−１に示
す）40部と0.5N−水酸化ナトリウム水溶液400部
をテフロン・ライニング・オートクレーブに仕込
み、200℃に２時間加熱した。冷却後、過水洗して乾燥した。本実施例で得られた黄色酸化鉄の電子顕微鏡写
真、倍率20000を図−２に示す。図−２から明らかな如く、本実施例の黄色酸化
鉄は、長径約0.5〜0.7μ、幅が0.04〜0.06μの粒
子であり長径方向へ成長し、軸比も大きくなつて
いる。本実施例の黄色酸化鉄を水素ガス気流中330℃
１時間加熱し、ついで200℃30分間空気酸化を行
ない、γ−Fe₂O₃としたところ、本実施例の原料
黄色酸化鉄に比べて磁気特性が非常にすぐれてい
た。その結果を表−１に示す。

【表】また、この両者を磁気テープ用塗料にした場
合、本実施例品は塗料化時の分散性に優れてい
た。更に、磁気テープにした場合、本実施例品は磁
場配向性に優れ、充てん密度が高く、感度も良好
であつた。参考例１長径が0.5〜１μである市販黄色酸化鉄（電子
顕微鏡写真、倍率20000を図−３に示す）を用い
て、実施例１と同条件で水熱処理を行なつたとこ
ろ、微粒子が減少し、かつ針状形の幅が大きくな
つた黄色酸化鉄が得られた。この黄色酸化鉄の電子顕微鏡写真を図−４（倍
率20000）に示す。この写真から明らかな如く、長径方向への成長
はみられなかつた。実施例２硫酸第一鉄の水塩（FeSO₄−7H₂O）100部を水
1000部に溶解した溶液に、水酸化ナトリウム100
部を水500部に溶解した溶液を加えて、50℃で空
気酸化して、黄色酸化鉄のアルカリ水スラリーを
得た。（この反応液は、常にPH13以上であつた。）このスラリーをオートクレーブに仕込み、180
℃で１時間水熱処理したところ、長径0.3〜0.5μ
で幅が0.02〜0.04μの粒度の整つた黄色酸化鉄が
得られた。実施例３実施例１に用いた黄色酸化鉄40部と、1N−水
酸化ナトリウム水溶液400部とケイ酸ソーダ
Na₂SiO₃）４部をオートクレーブ中で、200℃１
時間加熱したところ、ケイ酸被服された長径0.3
〜0.5μ、幅0.02〜0.03μの黄色酸化鉄が得られ
た。このものを実施例１に記載の方法で、γFe₂O₃
にしたところ、粒子の形状、大きさがもとの黄色
酸化鉄とほとんど変化のないものであり、優れた
磁気特性と分散性を有していた。実施例４実施例１における水酸化ナトリウムの代りに水
酸化ナトリウムを用いても、実施例１と同様の優
れた黄色酸化鉄が得られた。

【図面の簡単な説明】

各図面は以下の内容の電子顕微鏡写真（倍率；
20000）を示す。図−１；実施例１に用いた原料
黄色酸化鉄、図−２；実施例１で得られた黄色酸
化鉄、図−３；参考例１に用いた市販黄色酸化
鉄、図−４；参考例１で得られた黄色酸化鉄。

Claims

【特許請求の範囲】１長径が0.4μ以下で、かつ幅（短径）が0.04
μ以下の微細な針状の黄色酸化鉄（α−
FeOOH）を水又は10N以下のアルカリ水溶液に
分散し100〜250℃で熱処理を行い、長径が0.3〜
1.0μ、幅が0.1μ以下の単一粒子形状を有する結
晶を得ることを特徴とする黄色酸化鉄の製造法。２微細な針状の黄色酸化鉄として水酸化第一鉄
を空気酸化して得たものを用いる特許請求の範囲
１項記載の黄色酸化鉄の製造法。３水酸化第一鉄を空気酸化して得られる枝分れ
状のある黄色酸化鉄を用いる特許請求の範囲第２
項記載の黄色酸化鉄の製造法。４長径が0.3μ以下で、かつ幅が0.03μ以下で
ある微細な針状の黄色酸化鉄を用いる特許請求の
範囲１〜３項のいずれかの項に記載の黄色酸化鉄
の製造法。５熱処理温度が150〜220℃である特許請求の範
囲１〜４項のいずれかの項に記載の黄色酸化鉄の
製造法。６ 2N以下のアルカリ水溶液を用いる特許請求
の範囲１〜５項のいずれかの項に記載の黄色酸化
鉄の製造法。７水酸化第一鉄の分散水溶液をPH11以上で空気
酸化して得られる長径が0.4μ以下で、かつ幅が
0.04μ以下の微細な針状の黄色酸化鉄のアルカリ
水溶液分散液を100〜250℃で熱処理を行い、長径
が0.3〜1.0μ、幅が0.1μ以下の単一粒子形状を有
する結晶を得ることを特徴とする黄色酸化鉄の製
造法。８長径が0.4μ以下で、かつ幅が0.04μ以下の
微細な針状の黄色酸化鉄をケイ酸ソーダの存在下
に水又は10N以下のアルカリ水溶液に分散し100
〜250℃で熱処理を行い、長径が0.3〜1.0μ、幅
が0.1μ以下の単一粒子形状を有する結晶を得る
ことを特徴とする黄色酸化鉄の製造法。