KR0136167B1 - 입자특성이 우수한 침상형 알파 산화철의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 출발원료로 제이철염을 사용하고 이로부터 제조된 수산화제이철 수용액에 적정량의 타타르산을 첨가하여 수열반응시키므로서 고밀도 기록재료에 적합한 입자특성, 특히 입자크기가 미세하고 침상비가 큰 침상형 α 산화철의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

본 발명은 침상형 α 산화철의 제조방법에 있어서, 출발원료인 제이철염 수용액에 알카리 중화반응에 의해 수산화제이철 수용액을 제조하는 단계; 상기 수산화제이철 수용액에 타타르산을 상기 수산화제이철의 철원자에 대한 몰양환산 값으로 1×10^-5-1×10^-4몰양의 범위로 첨가하여 슬러리를 제조하는 단계; 상기 슬러리용액의 염기도를 9.0-12.0의 범위로 조절하는 단계; 및 상기 슬러리용액을 100-160℃의 온도범위에서 수열반응시키는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 입자특성이 우수한 침상형 α 산화철의 제조방법에 관한 것을 그 요지로 한다.

Description

입자특성이 우수한 침상형 알파 산화철의 제조방법

본 발명은 기록재료등에 사용되는 침상형 α 산화철의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고밀도 기록재료에 사용되는 입자특성이 우수한 침상형 α 산화철의 제조방법에 관한 것이다.

통상, α산화철(α-Fe₂O₃)즉, 산화제이철 입자의 제조방법에는 최종생성물의 용도에 따라 크게 두가지 방법으로 대별되고 있다.

하나는 제철소 산회수공정에서 활용되고 있는 분무열분해법(spray roasting) 또는 유동배소로법(fludized bed)으로서, 열연강판 표면의 산화스케일(scale)을 산으로 세척하는 공정에서 배출되는 폐산으로 부터 염산을 회수하기 위해 분무열분해 또는 유동배소로의 반응과정 중에서 산화제이철을 부생시켜 제조하는 방법이 있다.

상기 제조방법에 의해 부산물로 생성되는 산화제이철은 적색을 띄고 입자형태가 구상과 유사하다는 물리적 특성과 자성을 띄지않는 반강제성체라는 특성을 가지고 있어 주로 안료용이나 소프트페라이트(soft ferrite), 하드페라이트(hard ferrite)등의 기초원료로 사용되고 있다.

또 하나의 방법은 습식법(wet method), 즉 침전-산화법(precipitation-oxidation method)으로서 제일철염 수용액에 알카리 수용액을 첨가하여 수산화제일철형태(Fe(OH)₂)로 침전시킨 후 산화반응시켜 수산화제이철(α-FeOOH, β-FeOOH, γ-FeOOH, δ-FeOOH) 또는 이삼산화철(FeO.Fe₂O₃)을 제조하고 이를 후속 열처리하여 산화제이철을 제조하는 방법이다. 이 방법에 의해 제조되는 산화제이철은 반응조건에 따라 침상형태(α-FeOOH, β-FeOOH, γ-FeOOH), 입방정형태(δ-FeOOH, Fe₃O₄)등으로 제조할 수 있어 주로 각종 기록용 자성산화철(오디오, 비디오 테이프용, 플로피디스크용)의 전구체(precursor:α,β,γ-FeOOH), 복사기용 토너로 사용되며 생성물의 색상이 노란색(α,β,γ-FeOOH)또는 흑색( Fe₃O₄)으로 각종 안료용으로 사용되고 있다.

현재 가장 광범위하게 사용되고 있는 자성산화철 입자는 주로 상기에서 언급한 침전-산화법에 의해 제조되는데, 이를 상세히 설명하면, 수산화제이철(oxyhydroxide:α-FeOOH, γ-FeOOH)을 출발물질로 하여 이것을 약 500℃ 부근에서 탈수시켜 산화제이철(α-Fe₂O₃)로 변환시킨 후 수소분위기중에서 약 300-500℃로 환원하여 이삼산화철(Fe₃O₄) 또는 금속철(Fe)로 환원하거나 또는 이삼산화철을 다시 200-300℃로 산화시켜 γ산화제이철(γ-Fe₂O₃)을 제조하는 것이다. 또한 상기 γ 산화제이철에 코발트를 첨가시켜 Co-γ 산화제이철등으로 제조할 수도 있다. 이러한 일연의 반응공정을 거쳐 제조되는 자성산화철, 즉 이삼산화철(Fe₃O₄), 금속철(Fe), γ산화제이철(γ-Fe₂O₃), Co-γ 산화제이철(Co-γ-Fe₂O₃)등의 자기적 특성은 주로 입자크기, 침상비, 입자간 소결, 입자내 기공유무등의 입자 특성에 크게 좌우된다. 즉, 입자크기, 침상비, 입자간 소결에 의한 침상성 저하, 입자내의 기공유무등에 의해 기록밀도와 직접적인 관계를 갖는 보자력 특성이 결정되기 때문이다.

특히, 입자의 침상비는 형성자기이방성에 기여하며, 입자내의 기공존재는 반자장(demagnetizing field)의 원인으로 작용하므로 가능한 한 침상비를 크게, 입자내의 기공생성을 억제시키는 것이 자기적 특성을 향상시킬 수 있는 중요한 제어인자가 된다.

그런데, 상기 침전-산화법에 의해 제조되는 α 산화철의 경우 수산화제이철(oxyhydroxide)의 가열, 탈수에 의한 산화제이철의 제조단계에서 결정구조내의 물분자 이탈(2 FeOOH-Fe₂O₃+ H₂O)에 의해 입자내부에 기공이 생성되어 최종자성분말(γ산화제이철,금속철) 입자내부에 그대로 잔존하여 자기적 특성을 열화시키는 하나의 원인으로 작용하게 된다. 즉, 기공 주변에 자극의 발생을 초래하여 반자장의 원인으로 작용할 뿐 아니라 자성도료화시 기공주변에 표면자극이 생성된 부분에 흡인력이 작용하여 다수의 입자가 집합되어 응집체를 형성함으로써 입자의 분산특성이 감소하는 등의 여려가지 문제점을 유발시키게 된다.

이와같이 입자내부의 기공 존재로 야기되는 문제점을 해결하기 위하여 종래부터 입자내부에 기공이 발생하지 않는 균일한 크기의 입자로 α 산화철을 생성시키는 방법들이 개발되어 왔는데, 그 대표적인 방법들로는 다음과 같은 방법들이 있다.

즉, 하나의 예로서, 오자끼(Ozaki)등에 의해 제시된 바에 의하면 염화제이철 수용액을 강제가수분해에 의해 스핀들형태(spindle-type)의 산화제이철(α-Fe₂O₃) 입자의 제조공정을 검토한 결과, 염화제이철 수용액에 소량의 차아인산염(NaH₂PO₄또는 NaH₂PO₂) 이온을 공존시켜 100℃정도의 온도로 2-7일간 숙성, 유지시켜 제조하는 방법이 제안되어 왔는데, 이 방법에 의해 생성된 생성물은 반응조건에 따라 입자길이 0.12-0.55㎛, 침상비 1-5.5정도의 입자특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. (J. Colloid and Interface Science, 102(1), 146-151(1984), J. Colloid and Interface Science, 107(1), 199-203(1985)).

또다른 예로서, 마쯔모토(Matsumoto)등이 제안한 일본특개소 56-17290호 (미국특허 제 4,202,871호)에 제시된 바에 의하면, 수산화제이철 침전물(Fe(OH)₃)에 결정성장 조절제와 알카리를 첨가하여 제조한 3성분 공존 슬러리를 수열반응시켜 수용액내에서 직접 입자내부에 기공이 존재하지 않는 산화제이철의 제조방법이 제안되어 있는데, 이 제조공정을 보다 상세히 설명하면, 제이철염 수용액에 알카리 수용액을 첨가하여 생성시킨 수산화제이철 침전물에 첨가제로 구연산(citric acid) 또는 구연산염(구연산 나트륨, 구연산칼륨, 구연산 스트론튬, 구연산 제이철 암모늄)을 첨가한 후 적정염기도로 조절하여 수열반응시키는 제조방법이다. 이때, 상기 방법에 있어서는 수열반응온도, 구연산첨가량, 반응물의 염기도가 침상형 α 산화철의 생성에 중요한 영향을 미치는 것으로 보고되어 있는데, 상기 수열반응온도는 결정화 및 침상형 입자의 특성에, 구연산 첨가량은 생성물의 입자크기에, 그리고 반응물의 pH 는 생성물의 입자형태를 결정하는 중요한 반응변수로 확인되었으며, 이들의 제조방법에 따른 생성물은 입자길이 평균 0.4-0.6㎛, 침상비 3-5의 입자특성을 나타내는 것으로 알려져 있다.

상기 종래의 방법들에 의해 수용액 내에서 직접 제조되는 산화제이철은 입자내부에 기공이 발생하지 않을 뿐 아니라 가지상(dendrite)이 없는 균일한 크기의 입자로 생성되기 때문에 자성산화철로 이용할시 기록밀도와 밀접한 관계가 있는 보자력 특성이 향상되고, 자성도료화시 첨가제로 사용되는 결합제나, 분산제의 양을 저감시킬 수 있다는 경제적인 잇점도 가지고 있다.

그러나, 상기 방법들에 의해 제조되는 산화철은 기록 재료로서의 응용에 상당한 잇점을 가지고 있으나, 최근 정보산업화의 발달에 따라 보다 좁은 면적에 보다 많은 정보량을 기록시킬 수 있는 고밀도 기록재료에 부합하기 위해서는 보다 균일하면서도 미세한 동시에 침상비가 큰 침상형입자 형태를 갖는 산화제이철의 제조가 요구되고 있다.

이에, 본 발명자들은 수년간에 걸쳐 연구와 실험을 거듭한 결과를 통하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 상기 종래의 방법들과는 달리, 출발원료로 제이철염을 사용하고, 이로부터 제조된 수산화제이철 수용액에 적정량의 타타르산을 첨가하여 수열반응시키므로서, 고밀도 기록재료에 적합한 입자특성, 특히 입자크기가 미세하고, 침상비가 큰 침상형 α 산화철의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

본발명은 침상형 α 산화철의 제조방법에 있어서, 출발원료로 제이철염을 사용하여 이로부터 수산화제이철을 제조하는 단계; 상기 수산화제이철의 수용액에 타타르산을 상기 수산화제이철의 철원자에 대한 몰양 환산값으로 1×10^-5-1×10^-4몰양의 범위로 첨가하여 슬러리를 제조하는 단계; 상기 슬러리의 pH를 9.0-12.0의 범위로 조절하는 단계; 및 상기 슬러리 용액을 100-160℃의 온도범위에서 수열반응시키는 단계를 포함하여 구성되는 입자특성이 우수한 침상형 α 산화철의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

통상 출발원료로서, 제일철염, 또는 제일철염과 제이철염의 혼합용액을 사용하므로서 수득되는 산화철의 제한된 입자특성을 갖게되는 종래 방법과는 달리, 본 발명에서는 제이철염을 사용하는데, 이때 본 발명에서는 유산철, 염산철, 질산철등의 제이철염이 사용될 수 있다.

상기 제이철염을 알카리 중화에 의해 생성시키는 수산화제이철의 제조는 제이철염중 철원자를 완전히 중화하는데 필요한 양, 즉 제이철염과 알카리와의 혼합비를 달양(3NaOH/FeC1₃)이상으로 조절하면 쉽게 제조할 수 있는데, 이때 제조된 수산화제이철은 수세에 의해 전해질염을 충분히 제거하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에서 수산화제이철에 첨가해주는 타타르산의 첨가량은 반드시 수산화제이철의 철원자 1g에 대한 타타르산 몰양 환산값(타타르산 몰양/Fe(g))으로 1×10^-5-1×10^-4몰양 범위내로 조절, 첨가되어져야 하는데, 만일 상기 타타르산의 첨가량이 상기 범위보다 적으면 침상형태가 아닌 구상 또는 입방정 형태의 α 산화철로 생성되어지며, 상기 범위보다 많으면 침상형태가 아닌 스피넬 결정구조의 생성물이 혼입되게 되어 바람직하지 못하다.

이때, 본 발명에서 첨가제로 사용한 타타르산의 해리는 2단계로 일어나는데, 첫단계는 pH 3.22부근(Pk1=3.22), 두번째 해리는 pH 4.81(Pk2=4.81)에서 일어나게 되어 양이온과 음이온으로 완전하게 해리하게 된다. 그러나, 종래에는 구연산을 사용하는 경우 구연산은 해리단계가 3단계로 진행되어 1단계는 pH 3.13(Pk1=3.13), 2단계는 pH 4.76(Pk2=4.76), 3단계는 pH6.40(Pk3=6.40)에서 일어나 완전한 해리가 진행되어 진다. 이러한 해리반응으로 생성된 카르복실기 음이온(R-COO^-)이 철원자와 착화합물을 형성하여 생성물의 입자형상을 침상형태로 유도하게 된다는 반응기구를 고려해보면, 보다 낮은 pH 영역에서 해리되는 타타르산의 경우가 낮은 pH 영역에서 부터 철이온과 착화합물을 형성할 수 있게 되어 구연산을 이용한 종래 방법의 경우보다 넓은 pH영역에서 침상형 입자의 생성을 기대할 수 있는 잇점이 있다.

본 발명자들의 실험에 의하면, 침상형 입자의 생성을 기대할 수 있는 수산화제이철과 타타르산이 공존된 반응물의 pH 는 9.0-12.0의 범위로서 종래의 경우보다 넓은 pH 영역을 갖게 된다. 그러나, 상기 반응물의 pH 가 9.0이하로 되거나 12.0 이상이 되면 입방정 또는 육방정 형태의 산화철이 생성되어 침상형 입자의 생성을 기대할 수 없다.

한편, 상기 pH 가 조절된 반응물을 수열반응시킬때, 수열반응온도를 100-160℃의 온도범위내에서 실시하는 것이 매우 중요한데, 그 이유는 상기 수열반응온도가 100℃이하인 경우에는 반응온도가 낮은 관계로 α산화철로의 결정석출반응을 기대할 수 없으며, 160℃ 이상인 경우에는 침상형태가 아닌 입방정 또는 육각형태의 입자로 생성되어지기 때문이다.

다시말하면, 본 발명에서 첨가제로 사용한 타타르산의 분해반응은 대기분위기중에서는 약 180℃부근에서 일어나는 것으로 알려져 있으나, 본 반응계와 같은 압력을 동반하는 반응계에서는 이보다 낮은 온도에서 분해반응이 일어나게 되며, 따라서 철이온과 착화합물을 형성하여 생성물의 입자형태를 침상형으로 유도해주는 카르복실기가 반응온도 상승에 따라 점차적으로 분해되어 실제적으로 타타르산의 분해온도로 알려져 있는 180℃보다 낮은 온도인 수열반응온도 160℃이상에서는 침상형태의 입자가 기대되지 않는 것이다.

이와같은 본 발명에 따른 제조방법은 종래의 방법보다도 넓은 범위에서 첨가량 및 염기도 선택이 가능하고 낮은 온도에서 α 산화철의 제조가 가능할 뿐만 아니라, 제조된 α산화철이 미세 균일하고침상비가 큰 특징이 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

실시예 1

발명예 (1-5)

제2철염(FeC1₃6H₂O ) 32.4g을 물에 용해하여 용량 300㎖로 조제한 제2철염 수용액(0.4M)에 수산화나트륨 14.4g을 물에 용해하여 100㎖로 조제한 알카리 수용액(3.6M) 3NaOH/Fe⁺³(R)=3)을 첨가, 교반하여 수산화제이철 침전물을 생성시켰다. 생성된 수산화제이철 침전물에 혼입되어 있는 전해질염을 열수로 충분히 수세, 제거한 후 여과하여 수산화제이철 케익(cake)을 얻은 후 이를 340㎖의 물에 투입, 교반하여 재분산으로 슬러리화하였다. 수산화제이철 슬러리를 교반하면서 타타르산(tartaric acid) 0.034g(수산화제이철의 철원자 1g에 대해 타타르산 몰양환산 값:1×10^-5몰양), 0.101g(3×10^-5몰양), 0.168g(5×10^-5몰양), 0.235g(7×10^-5몰양), 0.335g(1×10^-4몰양)을 각각 물 50㎖에 용해한 타타르산 수용액을 첨가한 후 4M 농도의 수산화나트륨 용액을 적가하여 반응용액의 pH 를 11.0으로 각각 조절한 후 3성분 공존 슬러리의 전체량 약 400㎖ 반응물 용액을 용량 1L의 수열반응기에 투입, 승온속도 약 2℃/min로 승온시켜 140℃에서 1시간 유지하여 수열반응시켰다. 수열반응 후 생성물의 색상은 적색을 띄었으며, 생성물의 pH 가 중성이 되도록 충분히 수세하고 여과한 후 60℃로 건조하여 시료분말을 제조하였다. 제조된 생성물의 결정구조는 X-ray 분석하여 조사하였으며, 입자형상은 전자현미경으로 관찰하였으며, 입자길이 및 침상비를 측정하고, 하기표 1에 그 결과를 나타내었다.

비교예 (1-2)

수산화제이철에 타타르산을 0.017g(수산화제이철의 철원자 1g에 대해 타타르산 몰양 환산값:5×10^-6몰양), 0.402g(1.2×10^-4몰양)을 각각 첨가한 것을 제외하고는 상기 발명예와 동일한 방법으로 실시하고, 그 결과를 하기표 1에 나타내었다.

[표 1]

상기 표1에 나타난 바와같이 타타르산 첨가량이 1 × 10^-5-1 × 10^-4몰양 범위내로 첨가된 발명예(1-5)의 경우에는 침상형태의 α 산화철로 제조되고 있을 뿐만 아니라 장축의 입자길이가 0.2-0.3㎛ 이며 침상비도 6-7 정도임을 알 수 있었다. 또한, 첨가량이 상기 첨가량보다 적은 비교예(1) 및 많은 비교예(2) 경우에는 구형 또는 침상형 입자에 구형이 혼재되어 있는 α 산화철이 생성되고 있음을 알 수 있었다.

실시예 2

발명예 (6-8)

제2철염(FeC1₃6H₂O ) 32.4g을 물에 용해하여 용량 300㎖로 조제한 제2 철염 수용액(0.4)에 수산화나트륨 14.4g을 물에 용해하여 100㎖로 조제한 알카리 수용액(3.6M, 3NaOH/Fe+3(R)=3)을 첨가, 교반하여 수산화제이철 침전물을 생성시켰다. 생성된 수산화제이철 침전물에 혼입되어 있는 전해질염을 열수로 충분히 수세, 제거한 후 여과하여 수산화제이철 케익(cake)을 얻은 후 이를 340㎖의 물에 투입, 교반하여 재분산 슬러리화하였다. 수산화제이철 슬러리를 교반하면서 타타르산(tartaric acid) 0.168g(5 × 10^-5몰양)을 물 50㎖에 용해한 타타르산 수용액을 첨가한 후 4M농도의 수산화나트륨 용액을 적가하여 반응용액의 pH 를 9.0, 10.0, 12.0으로 각각 조절한 후 3성분 공존 슬러리의 전체량 약 400㎖ 반응물 용액을 용량 1L의 수열반응기에 투입, 승온속도 약 2℃/min로 승온시켜 140℃에서 1시간 유지하여 수열반응시켰다. 수열반응 후 생성물의 색상은 적색을 띄었으며, 생성물의 pH 가 중성이 되도록 충분히 수세하고 여과한 후 60℃로 건조하여 시료분말을 제조하였다. 제조된 생성물의 결정구조는 X-ray 분석으로 조사하였으며, 입자형상은 전자 현미경으로 관찰하고 입자길이 및 침상비를 측정하고 하기표 2에 그 결과를 나타내었다.

비교예 (3-8)

수산화제이철과 타타르산이 공존된 반응물 용액의 pH를 3.0, 5.0, 7.0, 8.0, 12.25, 13.0으로 각각 조절한 것을 제외하고는 상기 발명예와 동일한 방법으로 실시하고 그 결과를 하기표 2에 나타내었다.

[표 2]

상기 표2에 나타낸 바와같이, 타타르산이 첨가된 반응물의 pH 가 9.0-12.0 범위인 발명예(6-8)의 경우에서는 침상형태의 α산화철로 장축의 입자길이도 0.2-0.4㎛, 침상비도 5-7의 범위로 생성되고 있으나, 상기 pH 범위보다 낮은 비교예(3-6)의 경우 및 높은 비교예(7-8)의 경우에는 구상 또는 육각형태를 띄는 입자들로 생성되고 있음을 확인할 수 있었다.

실시예 3

발명예 (9-11)

제2철염(FeC1₃6H₂O) 32.4g을 물에 용해하여 용량 300㎖로 조제한 제2 철염 수용액(0.4M)에 수산화나트륨 14.4g을 물에 용해하여 100㎖로 조제한 알카리 수용액(3.6M, 3NaOH/Fe⁺³(R)=3)을 첨가, 교반하여 수산화제이철 침전물을 제조하고 수산화제이철에 혼입되어 있는 전해질염을 열수로 충분히 수세, 제거한 후 여과하여 수산화제이철 케익(cake)을 얻은 후 이를 340㎖의 물에 투입, 교반하여 재분산 슬러리화하였다. 수산화제이철 슬러리를 교반하면서 타타르산(tartaric acid)0.168g(5 × 10^-5몰양)을 물 50㎖에 용해한 타타르산 수용액을 첨가한 후 4M 농도의 수산화나트륨 용액을 적가하여 반응용액의 pH를 11.0으로 각각 조절한 후 3성분 공존 슬러리의 전체량 약 400㎖ 반응물 용액을 용량 1L의 수열반응기에 투입, 승온속도 약 2℃/min로 승온시켜 반응온도 100, 120, 150℃에서 각각 1시간 유지하여 수열반응시켰다. 수열반응 후 생성물의 색상은 적색을 띄었으며, 생성물의 pH가 중성이 되도록 충분히 수세하고 여과한 후 60℃로 건조하여 시료분말을 제조하였다. 제조된 생성물의 결정구조는 X-ray 분석으로 조사하였으며, 입자형상은 전자현미경으로 관찰하고 입자길이 및 침상비를 측정하고 하기표 3에 그 결과를 나타내었다.

비교예 (3-8)

수산화제이철과 타타르산이 공존된 반응물 용액을 80, 160, 180℃으로 각각 1시간 유지하여 반응시키는 것을 제외하고는 상기 발명예와 동일한 방법으로 실시하고, 그 결과를 하기표 3에 나타내었다.

종래예

제2철염(FeC1₃6H₂O) 32.4g을 물에 용해하여 용량 300㎖로 조제한 제2 철염 수용액(0.4M)에 수산화나트륨 14.4g을 물에 용해하여 100㎖로 조제한 알카리 수용액(3.6M, 3NaOH/Fe⁺³(R)=3)을 첨가, 교반하여 수산화제이철 침전물에 혼입되어 있는 전해질염을 열수로 충분히 수세, 제거한 후 여과하여 수산화제이철 케익(cake)을 얻은 후 이를 340㎖의 물에 투입, 교반하면서 적정농도의 구연산수용액을 첨가한 후 알카리 수용액을 적가하여 반응용액의 pH 를 적정범위로 조절하고 이를 수열 반응기에 투입, 적정반응온도를 수열반응시켰다. 수산화제이철에 첨가하는 첨가제로서 구연산 또는 구연산염을 사용한 경우 최종생성물이 침상형태의 α산화철로 생성되는 범위를 조사하고 그 결과를 하기표 3에 정리, 요약하며 나타내었다.

[표 3]

상기 표3에 나타낸 바와같이, 수열반응온도를 100-160℃의 온도범위에서 반응시킨 발명예(9-11)의 경우에는 침상형태의 α산화철로 생성되었고, 입자길이 0.2-0.3㎛, 침상비가 6-7이었으나, 상기 수열반응온도보다 낮은 비교예(9) 및 높은 비교예(10-11)의 경우에는 비결정질의 Fe(OH)₃와 육각형태의 α산화철로 생성되 한편, 구연산 또는 구연산염을 첨가제로 사용한 종래예의 침상형 α산화철 생성조건과 본 발명에서 첨가제로 타타르산을 사용한 경우의 침상형 α산화철 생성조건을 서로 비교해보면 첨가제의 첨가량 범위는 본 발명의 경우가 보다 넓은 선택범위를 나타내고 있음을 알 수 있었다.

또한, 반응물의 pH범위에 있어서는 종래예의 경우에는 10.75-11.75 범위인데 반해 본 발명의 경우에는 pH 9.0-12.0의 넓은 염기도 범위에서 침상형 α산화철을 제조할 수 있다는 잇점을 가지고 있음을 알 수 있다.

그러나 수열반응온도 범위의 경우에는 종래예에서는 100-200℃ 이하인 반면에 본 발명에서는 100-160℃ 이하라는 보다 좁은 반응온도 범위에서 침상형 α산화철의 생성을 기대할 수 있었다.

상기에서 나타난 결과들을 종합해보면, 본 발명은 종래방법에 비해 첨가제의 첨가량, pH면에서 보다 넓은 영역의 범위에서 침상형태의 α산화철을 제조할 수 있다는 잇점을 가지고 있음이 확인되었다.

상술한 바와같이, 본 발명에 의하면, 출발원료로 제이철염을 사용하고, 이로부터 제조된 수산화제이철 수용액에 적정량의 타타르산을 첨가하여 수열반응시키므로서, 종래의 방법보다도 첨가량 및 pH의 선택범위가 넓을 뿐만 아니라 이와같이 제조된 α산화철의 입자길이가 0.2-0.4㎛ 정도로 균일하고 침상비가 5-8 정도의 미세한 형태를 갖는 잇점이 있기 때문에 오디오 테이프에 이용할 시 우수한 출력, 높은 신호/잡음비(high S/N ratio), 넓은 주파수대에서의 응답성(wide frequency response), 양호한 전사특성(better print-through)이 기대되며, 비디오 테이프에 이용할시 우수한 영상(excellent picture quality), 컴퓨터, 디스크에 이용할시 고밀도 기록등이 가능하다는 잇점을 가지고 있어 여러분야의 응용에 적용할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 침상형 α산화철의 제조방법에 있어서, 출발원료인 제이철염 수용액에 알카리 중화반응에 의해 수산화제이철 수용액을 제조하는 단계; 상기 수산화제이철 수용액에 타타르산을 상기 수산화제이철의 철원자에 대한 몰양 환산값으로 1 × 10^-5-1 × 10^-4몰양의 범위로 첨가하여 슬러리를 제조하는 단계; 상기 슬러리 용액의 pH를 9.0-12.0의 범위로 조절하는 단계; 및 상기 슬러리용액을 100-160℃의 온도범위에서 수열반응시키는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 입자특성이 우수한 침상형 α산화철의 제조방법