JPS6025883B2 - Needle-like α-iron particles and their production method - Google Patents

Needle-like α-iron particles and their production method

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JPS6025883B2
JPS6025883B2 JP53024378A JP2437878A JPS6025883B2 JP S6025883 B2 JPS6025883 B2 JP S6025883B2 JP 53024378 A JP53024378 A JP 53024378A JP 2437878 A JP2437878 A JP 2437878A JP S6025883 B2 JPS6025883 B2 JP S6025883B2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/20Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds
    • B22F9/22Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds using gaseous reductors

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はQ−鉄粒子およびその製造法に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to Q-iron particles and a method for producing the same.

ミクoン以下のサイズの針様Q−鉄粒子は、磁気テープ
の如き磁気記録媒体中での使用に潜在的に優れた磁気物
質であることが認められている。
It has been recognized that needle-like Q-iron particles of submicron size are potentially excellent magnetic materials for use in magnetic recording media such as magnetic tape.

これらの粒子の本釆的に高い磁化性の故に、これら粒子
を包含する磁気記録媒体は他の強磁性粒子を包含するそ
のような媒体よりも一層高い出力を有しうるはずである
。針様Q−鉄粒子の高い磁化を利用するためには、かか
る粒子はまた高い保磁力を有していなくてはならない。
しかしながら、Q−鉄粒子を針状形態にするのに普通に
用いられるほとんどの酸化鉄還元法においては、高い保
磁力および粒子針状形態を保持することは困難である。
従って、製品にすぐれた磁化特性を付与するのに要求さ
れる高い含量の針様Q−鉄粒子を有する製品を提供する
還元法が必要とされ、さらにまた粒子の針状形態に悪影
響を与えない方法も必要とされる。米国特許第2879
154号明細書は顕微鏡的針状単結晶鉄粒子を記載して
おり、このものは永久磁石の製造に特に適当であると述
べられている。
Because of the inherently high magnetization of these particles, magnetic recording media containing these particles should be able to have higher output power than such media containing other ferromagnetic particles. In order to take advantage of the high magnetization of needle-like Q-iron particles, such particles must also have high coercivity.
However, in most iron oxide reduction methods commonly used to make Q-iron particles into acicular morphology, it is difficult to maintain high coercivity and particle acicular morphology.
Therefore, there is a need for a reduction method that provides a product with the high content of needle-like Q-iron particles required to impart excellent magnetic properties to the product, and also does not adversely affect the acicular morphology of the particles. A method is also needed. US Patent No. 2879
No. 154 describes microscopic acicular single crystal iron particles, which are said to be particularly suitable for the production of permanent magnets.

これらの粒子は顕微鏡針様無水酸化鉄粒子を約3000
0以下の高温に還元性ガス例えば50肋Hg以下の水素
圧の水素雰囲気中で酸化鉄の少くとも約30%が鉄に還
元されるまで加熱するこによって製造されている。好ま
しい態様においては、水素の一部は還元の間に生成され
る水と反応した水素化カルシウムから導かれる。米国特
許第360721計号明細書は、磁気記録用の鉄粉末が
、少くとも1唯気圧の圧力および150〜300℃の温
度での水素によるQ−またはy一Fe203の還元によ
り製造されることを記載している。
These particles contain approximately 3000 microscopic needle-like anhydrous iron oxide particles.
It is produced by heating in a reducing gas atmosphere, such as hydrogen at a hydrogen pressure of less than 50 Hg, to a high temperature of less than 0.0 Hg, until at least about 30% of the iron oxide is reduced to iron. In a preferred embodiment, a portion of the hydrogen is derived from calcium hydride that has reacted with the water produced during reduction. U.S. Pat. No. 3,607,21 discloses that iron powder for magnetic recording is produced by reduction of Q- or Y-Fe203 with hydrogen at a pressure of at least one atmosphere and a temperature of 150-300°C. It is listed.

酸化鉄に対して1ぴ音量以上の水結合作用物質、例えば
酸化カルシウムが反応器中で用いられる。この場合酸化
鉄および酸化カルシウムは分散せしめられず、二物質を
含有する別々の反応物(cmcibles)が一方を他
方の上にしておかれる。
A water-binding agent, such as calcium oxide, is used in the reactor in an amount greater than one volume relative to iron oxide. In this case the iron oxide and calcium oxide are not dispersed, but separate reactants (cmcibles) containing the two substances are kept one on top of the other.

これらの二物質を分散させないことは低い縦横比、不充
分な残留磁気および約200〜40坊呆磁性を有する生
成物を与える結果となる。また米国特許第386562
7号明細書は、少くとも75%の金属(少くともその大
部分が鉄でありそして少くとも金属の血重量%を構成す
るすべての他の金属成分がコバルト、ニッケルおよびク
ロムより選ばれたものである)を包含する微細針様強磁
性粒子を含有し、そして少くとも75電磁単位/グラム
の飽和磁化(〇s)を示し、さらにグラフに描いた限界
以下の平均直径と磁化の飽和強さ(ls)とを有する磁
気記録媒体を記載している。
Not dispersing these two materials results in a product with a low aspect ratio, insufficient remanence, and a magnetic field of about 200-40. Also, U.S. Patent No. 386562
No. 7 specifies that at least 75% of the metal (at least the majority of which is iron and all other metal components constituting at least % by weight of the metal are selected from cobalt, nickel and chromium) ) containing fine needle-like ferromagnetic particles, and exhibiting a saturation magnetization (〇s) of at least 75 electromagnetic units/gram, and an average diameter and saturation strength of magnetization below the limits depicted in the graph. (ls).

さらに、米国特許第4017303号および同第405
0962言明細書は、鉄を含みかつ電界強度分布が小さ
く、残留磁化曲線の勾配が急であって、磁気記録媒体の
製造に有用な針様強磁性金属ピグメントの製法を記載し
ており、前記の製法はアルカリ士類金属カチオンおよび
キレートを形成し得る少くとも1個の基を有する有機化
合物または前記カチオンおよび1〜6個の炭素原子を有
する均等量の一塩基性、二塩基性または三塩基性カルボ
ン酸を、適当な針様鉄酸化物に適用し次いで被処理鉄酸
化物を還元することからなる方法である。さらに、フラ
ンス特許第1176173号明細書は、下記の反応によ
る発熱冶金学的方法によって鉄酸化物を還元することを
記載している。Fe304十岬2十4Ca0一如e+4
Ca(OH)2上記反応は自生条件下に400〜700
00および1〜4疎気圧で行なわれる。
Further, U.S. Pat. Nos. 4,017,303 and 405
The 0962 specification describes a method for producing a needle-like ferromagnetic metal pigment that contains iron, has a small electric field intensity distribution, has a steep remanent magnetization curve, and is useful for manufacturing magnetic recording media. The method for preparing an alkali metal cation and an organic compound having at least one group capable of forming a chelate, or said cation and an equivalent amount of a monobasic, dibasic or tribasic having from 1 to 6 carbon atoms. The process consists of applying a carboxylic acid to a suitable needle-like iron oxide and then reducing the iron oxide to be treated. Furthermore, French Patent No. 1 176 173 describes the reduction of iron oxides by an exothermic metallurgical method according to the following reaction. Fe304 Tomisaki 24Ca0 Ichinyo e+4
Ca(OH)2 The above reaction is 400-700 under autochthonous conditions.
00 and 1 to 4 hydrophobic pressures.

生成物は板状鉄ラミネートを圧延するのに有用である。
本発明によれば、{11約1.5〜5:1の範囲のCa
0/Q−Fe00日の重量比でo−Fe00日(ゲータ
ィト)の針様粒子をCa○と共に緊密に分散させ、‘2
にの分散物を約150o〜350oo範囲の温度および
約1〜100疎気圧の範囲の圧力で水素と接触させ、そ
して【3}前記■の段階の反応混合物から少くとも75
重量%(全鉄含量)の鉄および少くとも25重量%の針
様Q−鉄金属を含有し、そして1ミクロン(r)以下の
長さ、少くとも約10:1の長さ対直径の比、約800
ェルステッド以上の保磁性(i日)、少くとも110電
磁単位/グラム(emu/g)の飽和磁化(〇s)、少
くとも5企mu/gの残留磁化(〇r)および少くとも
約0.45の残留磁化(or)対飽和磁化の比(ひr/
The product is useful for rolling sheet iron laminates.
According to the present invention, {11 Ca in the range of about 1.5 to 5:1
Needle-like particles of o-Fe00 days (goetite) were tightly dispersed with Ca○ at a weight ratio of 0/Q-Fe00 days, and '2
[3] contacting the dispersion of at least 75% from the reaction mixture of step
% iron (total iron content) and at least 25% by weight needle-like Q-iron metal, and a length of 1 micron (r) or less, a length-to-diameter ratio of at least about 10:1. , about 800
Coercivity (i days) of at least 110 electromagnetic units/gram (emu/g), saturation magnetization (〇s) of at least 110 electromagnetic units/gram (emu/g), remanent magnetization (〇r) of at least 5 mu/g, and at least about 0. The ratio of residual magnetization (or) to saturation magnetization (hir/
.

s)を有する粒状生成物を回収することからなる針様Q
一鉄粒子の製造法が提供される。また、本発明によれば
、前記特性を有する針様Q−鉄粒子含有生成物および非
磁化性支持体上に担持された磁化可能な層中に前記針様
Q−鉄粒子含有生成物を包含させた磁気記録媒体もまた
提供される。
Needle-like Q consisting of collecting a particulate product having s)
A method of manufacturing iron particles is provided. The present invention also provides a needle-like Q-iron particle-containing product having the above-mentioned properties and including the needle-like Q-iron particle-containing product in a magnetizable layer supported on a non-magnetizable support. A magnetic recording medium is also provided.

本発明の要点は、酸化カルシウムと緊密に共分散させた
は−Fe00日の針様粒子を水素還元して約800ェル
ステッド以上好ましくは900ェルステツド以上の保磁
性を有する針様Q−鉄粒子を生成させることにある。
The gist of the present invention is to hydrogen reduce Q-Fe00 needle-like particles intimately codispersed with calcium oxide to produce needle-like Q-iron particles having a coercivity of about 800 Oe or more, preferably 900 Oe or more. It's about letting people know.

本発明の方法は、‘1ー好ましくはミクロン以下のサイ
ズでそして最大寸法が1〆以下のq−Fe00日の針様
粒子を酸化カルシウムと緊密に約1.5〜5:1好まし
くは約3〜4:1の範囲のCa○/Q−Fe00日重量
比で分散させ、【2にの分散物を約150〜350午○
好ましくは約150〜25ぴ○の範囲の温度そして約1
〜1000気圧好ましくは400気圧以上の範囲の圧力
そしてさらに好ましくは約450〜55疎気圧の範囲で
水素と接触反応させ、そして‘3}反応混合物から、少
くとも75重量%(全鉄含量)の鉄および少くとも25
重量%の針様Q−鉄金属を含有し、そして1ミクロン(
r)以下の長さ、少くとも約10:1の長さ対直径の比
、約800ェルステッド以上の係磁性(iHc)、少く
とも110電磁単位/グラム(emu/g)の飽和磁化
(os)、少くとも5企mu/gの残留磁化(〇r)お
よび少くとも約0.45の残留磁化(or)対飽和磁化
の比(〇r/。
The method of the present invention involves forming needle-like particles of q-Fe00 days, preferably submicron in size and having a maximum dimension of 1 or less, in intimate contact with calcium oxide from about 1.5 to 5:1, preferably about 3 The dispersion in [2] was dispersed at a Ca○/Q-Fe0 day weight ratio in the range of ~4:1.
Preferably a temperature in the range of about 150 to 25 pi and about 1
to 1000 atmospheres, preferably above 400 atmospheres, and more preferably in the range of about 450 to 55 atmospheres, and at least 75% by weight (total iron content) from the reaction mixture. iron and at least 25
% by weight of needle-like Q-iron metal and 1 micron (
r) a length of at least about 10:1, a length-to-diameter ratio of at least about 10:1, a magnetic coherence (iHc) of about 800 Oersted or greater, and a saturation magnetization (os) of at least 110 electromagnetic units per gram (emu/g); , a remanent magnetization (〇r) of at least 5 mu/g and a ratio of remanent magnetization (or) to saturation magnetization (〇r/) of at least about 0.45.

s)を有する粒状生成物を回収することからなる。この
方法は、それらを磁気記録テープのコープィングに使用
するに理想的なものとするような優れた磁気的性質特に
飽和および残留磁化ならびに〇r/os比および高い保
磁性(iHc)を有する顕微鏡的針様Q−鉄粒子を提供
する。
s). This method has excellent magnetic properties, especially saturation and remanent magnetization, as well as 〇r/os ratio and high coercivity (iHc), making them ideal for use in magnetic recording tape coping. Target needle-like Q-iron particles are provided.

これら粒子はその形が針様(acjc山ar)すなわち
針状なのであるから、それらは形状異万性として知られ
ている現象に由来する、増強された磁気的性質を有して
いる。所望の磁気的性質を有する本発明の顕微鏡的針様
Q−鉄粒子は、次式2Q−Feの日山a。
Because these particles are acicular or acicular in shape, they have enhanced magnetic properties resulting from a phenomenon known as shape anisotropy. Microscopic needle-like Q-iron particles of the present invention having desirable magnetic properties have the formula 2Q-Fe Hiyama a.

十舷1南濃擬碁がe+4Ca(OH)2 の反応によって、特別に合成された自然的に針様のQ−
Fe00日(ゲータィト)を固体状態で水素還元するこ
とによって製造される。
Jukan 1 Nanno Pseudo-Go is a specially synthesized naturally needle-like Q- by the reaction of e+4Ca(OH)2.
It is produced by reducing Fe00 day (goethite) with hydrogen in a solid state.

この反応は‘11水和酸化鉄の脱水、‘2}好ましくな
い平衡を有するq−Fe203およびFe304各中間
体の二段階吸熱還元、および‘3’多くの先行技術の方
法と異って、水素圧を増大させることによってさらに有
利となる高度に生産性の平衡を有する総合的発熱過程を
生成させるための酸化カルシウムにより副生水のゲタリ
ング(気体の除去)を包含する。本発明の主要な特徴は
、出発原料としてQ−Fe00日(ゲータィト)のミク
ロン以下の針様粒子を使用することである。
This reaction involves '11 dehydration of hydrated iron oxide, '2' two-step endothermic reduction of q-Fe203 and Fe304 intermediates with unfavorable equilibria, and '3' unlike many prior art methods, hydrogen Including the gettering (removal of gas) of the by-product water with calcium oxide to produce an overall exothermic process with a highly productive equilibrium that is further favored by increasing pressure. The main feature of the invention is the use of submicron needle-like particles of Q-Fe00 days (goethite) as the starting material.

次に記載されているように、適当な粒状Q一Fe00日
は、例えば、FeCそ3の加水分解またはFe(OH)
2の酸化によって製造することができる。後者の方法は
再現性にすぐれていることと、針様Q−Fe00日生成
物の特性がすぐれているために好ましい。本発明の方法
に用いるためにここで容易に製造されるゲータイトは0
.1〜1仏の長さ、0.005〜0.05ムの直径およ
び少くとも10:1の長さ対直径の比を有する。本発明
者は商業的に入手できるQ−またはy−Fe2Qまたは
Fe304(反応条件にかかわらず)を酸化カルシウム
の存在下水素で還元することを試みたが、本発明方法の
生成物によって発揮された特性を有する粒状針様Q−鉄
生成物は製造されなかつた。本方法のその他の重要な特
徴は、酸化カルシウムとQ−Fe00日とを直接相互混
合することである。
Suitable granular Q-Fe00 can be prepared by, for example, hydrolysis of FeC or Fe(OH), as described below.
It can be produced by oxidation of 2. The latter method is preferred due to its excellent reproducibility and the excellent properties of the needle-like Q-Fe00 day product. The goethite readily produced herein for use in the method of the invention is 0
.. It has a length of 1 to 1 Buddha, a diameter of 0.005 to 0.05 mm and a length to diameter ratio of at least 10:1. The inventors have attempted to reduce commercially available Q- or y-Fe2Q or Fe304 (regardless of reaction conditions) with hydrogen in the presence of calcium oxide, and the results demonstrated by the products of the process of the present invention. No granular needle-like Q-iron product with the properties was produced. Another important feature of the method is the direct intermixing of calcium oxide and Q-Fe00 day.

これは酸化カルシウムおよびQ−Fe00日を含有する
別々の反応物を相互に他方の上におく米国特許第360
7219号明細書に記載されているように酸化カルシウ
ム単独を水捕獲剤として使用することは対照的である。
還元中にQ−Fe00日粒子を効果的に分離するのに(
針状状態を維持しかつ粒子間隣結を防ぐために)十分な
酸化カルシウムが存在しなければならない。1.5:1
重量比の物質は存在すべき最低量の酸化カルシウムを表
わす。
No. 360, which places separate reactants containing calcium oxide and Q-Fe00 on top of each other.
This is in contrast to the use of calcium oxide alone as a water scavenger as described in US Pat. No. 7,219.
To effectively separate Q-Fe00 day particles during reduction (
Sufficient calcium oxide must be present (to maintain acicularity and prevent interparticle adjacency). 1.5:1
The weight ratio material represents the minimum amount of calcium oxide that should be present.

重量比が約5:1より大きくなるとさらに利点は得られ
ないばかりか、酸化カルシウムを浪費し、所望生成物か
ら過剰の酸化カルシウムを除去するのが複雑になる。こ
の方法の第一段階は困難であるがしかし重要である。
Weight ratios greater than about 5:1 not only provide no additional benefits, but also waste calcium oxide and complicate removal of excess calcium oxide from the desired product. The first step of this method is difficult but important.

Q−Fe00日をその製造過程から回収する方式は、微
細な酸化カルシウムと共にその分散を実施することの困
難さおよびそれに必要な時間の長さを決定する。Q一F
e00日を直接乾燥する場合には、樹脂様の集魂が得ら
れ、これは酸化カルシウムと共に分散させることが非常
に困難である。凍結乾燥または有機液体キャリア例えば
アセトン中にフラツシングミせそれからd−Fe00日
を炉過によって回収し次に乾燥することによって、Q一
Fe00日を微細形態で回収することが好ましい。その
ような微細形態のQ一Fe00日粒子は酸化カルシウム
と共に分散させることがより容易である。しかしながら
、緊密な混合物が得られることを確実ならしめるために
は数日間2つの物質をミル処理することが更に望ましい
。既に述べたように、酸化カルシウムもまた微細粒状形
態であることが好ましい。これは、酸化カルシウムを短
時間例えば1時間予備的にミル処理することによって容
易に達成される。Q−Fe00日の還元は、例えば気体
流量計によってまたは容器中の水素圧低下の停止によっ
て示されるように水素の吸収が停止するまで、上記の温
度および圧力で、水素雰囲気下の容器中で行うことがで
きる。
The manner in which Q-Fe00 is recovered from its manufacturing process determines the difficulty of carrying out its dispersion with finely divided calcium oxide and the length of time required. Q1F
When drying e00 days directly, a resin-like mass is obtained, which is very difficult to disperse with calcium oxide. It is preferred to recover the Q-Fe00 day in finely divided form by freeze drying or flashing in an organic liquid carrier such as acetone and then recovering the d-Fe00 day by filtration followed by drying. Q-Fe00 particles in such a fine form are easier to disperse with calcium oxide. However, it is more desirable to mill the two materials for several days to ensure that an intimate mixture is obtained. As already mentioned, the calcium oxide is also preferably in fine particulate form. This is easily accomplished by pre-milling the calcium oxide for a short period of time, for example one hour. The reduction of Q-Fe00 days is carried out in a vessel under a hydrogen atmosphere at the above temperature and pressure until absorption of hydrogen has ceased, as indicated, for example, by a gas flow meter or by the cessation of hydrogen pressure drop in the vessel. be able to.

この還元の粒状生成物は少くとも75重量%の鉄を含有
、すなわち酸化鉄、遊離の針様Q−鉄金属または他の鉄
化合物例えばフェライトまたはフヱレートとして生成物
の全鉄量が少くとも76重量%、好ましくは少くとも8
の重量%、さらに好ましくは少くとも85重量%である
。生成物中の所望の針様Q−鉄金属の量は、少くとも約
25重量%である。本発明の方法によって、少くとも5
0〜7の重量%の針様Q−鉄金属を含有する生成物を容
易に製造することができる。生成物回収中に酸素を除外
することにさらに注意すれば、さらに高い収量のQ−鉄
金属でも得ることができる。本発明の方法によって製造
された生成物は800ェルステッド以上好ましくは90
0エルステツド以上の保磁性を示す。しかしながら、1
000〜1200ェルステッドの保磁性を有する生成物
は、正確な条件を用いることによりかつゲータィト出発
原料の性質により、本発明方法によって得ることができ
る。保磁性は生成物中のQ−鉄粒子の針状形態の尺度(
低い保磁性を有する生成物を付与する針状形態を破壊す
る方法)となるが、磁化特性は生成物のQ一鉄含量の尺
度となる。従って一般には、還元処理を激しく行うと遊
離鉄含量がさらに高く、その結果磁化特性が高い生成物
が得られるが、多くの先行技術方法におけるように、針
状状態の損失を犠牲にすれば低い保磁性が得られる。そ
れに対応して、処理を激しく行なわなければ高い保磁性
を有する生成物を得ることができるが、磁化特性は劣っ
たものになる。本発明の方法によって製造された生成物
は、上記の高い保磁性ばかりでなく、飽和磁化(〇s)
、残留磁化(or)および高い。
The granular product of this reduction contains at least 75% iron by weight, i.e. as iron oxide, free needle-like Q-iron metal or other iron compounds such as ferrites or phelates, the total iron content of the product is at least 76% by weight. %, preferably at least 8
more preferably at least 85% by weight. The desired amount of needle-like Q-iron metal in the product is at least about 25% by weight. By the method of the invention, at least 5
Products containing 0-7% by weight of needle-like Q-iron metal can be readily produced. Even higher yields of Q-iron metal can be obtained if additional care is taken to exclude oxygen during product recovery. The product produced by the process of the invention has a
It exhibits coercivity of 0 oersted or more. However, 1
Products with coercivity between 000 and 1200 Oe can be obtained by the process of the invention by using the correct conditions and depending on the nature of the goethite starting material. Coercivity is a measure of the acicular morphology of Q-iron particles in the product (
The method of destroying the acicular morphology gives a product with low coercivity, but the magnetization properties are a measure of the Q-iron content of the product. Therefore, in general, a more aggressive reduction process will yield a product with higher free iron content and thus higher magnetic properties, but lower at the expense of loss of acicularity, as in many prior art processes. Coercivity is obtained. Correspondingly, products with high coercivity can be obtained without intensive processing, but with poor magnetization properties. The product produced by the method of the present invention not only has the above-mentioned high coercivity but also saturation magnetization (〇s)
, remanent magnetization (or) and high.

r/。s比の如き高い磁化特性を示す。本発明方法の生
成物は少くとも110電磁単位/グラム、好ましくは少
くとも12皮mu/g、さらに好ましくは少くとも13
比mu/gの。s値を示す。約17企mu/g程度の高
いひs値はここに記載した方法によって達成される。同
様に、本発明の方法によって製造された生成物はひrの
高い値、例えば少くとも5雌庁ましくは少くとも6拍電
磁単位/グラムを示す。約9氏mu/gまでの。r値を
有する生成物は本発明によって得られる。〇r/。s比
は針様Q−鉄がその磁化を保有する能力の尺度となる。
0.44〜0.65普通少くとも約0.45のor/。
r/. It exhibits high magnetization characteristics such as s ratio. The product of the process of the invention has at least 110 electromagnetic units/gram, preferably at least 12 mu/g, more preferably at least 13 mu/g.
ratio mu/g. Indicates the s value. His values as high as about 17 mu/g are achieved by the method described herein. Similarly, the products produced by the process of the invention exhibit high values of Hr, such as at least 5 or at least 6 electromagnetic units/gram. Up to about 9 Mr. mu/g. Products with r values are obtained according to the invention. 〇r/. The s ratio is a measure of the ability of needle-like Q-iron to retain its magnetization.
0.44-0.65 usually at least about 0.45 or/.

s比を有する生成物は本発明によって得ることができる
。本発明の方法による還元後反応混合物から、針様Q一
鉄金属粒子を含有する所望の生成物を回収する方法は粒
子の磁化性にとって重要である。
Products with a ratio of s can be obtained according to the invention. The manner in which the desired product containing needle-like Q ferrous metal particles is recovered from the reaction mixture after reduction by the method of the present invention is important to the magnetizability of the particles.

まず第一に、酸素は遊離鉄(自然発火性)を酸化物に変
換して磁化(〇sおよび。r)を減少させるので、Q‐
鉄粒子と酸素とが接触しないように注意しなければなら
ない。好適な回収法は反応混合物をほぼ周囲温度まで冷
却した後残りの水素を除去することである。次いで、実
質的に純粋な水例えば蒸留水または脱イオン水好ましく
は酸素を含まない水を反応容器中に入れ、その後生成物
をスラリ−として容器から取り出す。生成物は存在する
水によって空気から保護されるのでこれは必須でないが
(水中への酸素拡散量は調節因子である)、所望により
、操作を不活性雰囲気下で行うことができる。生成物の
表面の脱活性化(酸化)は当業界でよく知られておりで
不動態化J、そして既知の技術によって注意深く行なう
ならば生成物の望ましい性質の損失が最小限になる。上
記の容器から反応混合物を取り出した後、過剰の酸化カ
ルシウムおよび創生水酸化カルシウムを好ましくは実質
量で所望の生成物から分離すべきである。それはそのよ
うな化合物の存在は所望の鉄含有生成物を単に希釈する
からである。上記の分離は既知の技術を用いて当業者に
よって行うことができる。好都合な技術は酸を添加して
これらのカルシウム化合物を溶解することを包含する。
塩酸または硝酸を用いることができるが、有機酸の使用
が好ましい。特に好適な有機酸は酢酸である。さらに、
この工程は室温以下例えば約0〜10午0で行うのが好
ましい。特に好ましい方法では、最初に氷をスラリーに
加え次に袷酢酸を加える。酸の使用を包含する任意の方
法では、酸性pH条件では所望の生成物が熔解するよう
になるので、pHが実質的に7.0以下に減少しないよ
うにかつPHが7.0以下になる時間が最小になるよう
に、酸を効果的に混合しながらゆっくり加えるべきであ
る。カルシウム化合物を酸によって溶解した後、Q−鉄
粒子含有生成物は適当な固体分除去技術によって例えば
煩漁によってまたは炉過によって除去しそして水で十分
に洗浄することができる。生成物はカルシウムを完全に
除去してその意図された目的に有用なものとする必要が
あることを理解すべきである。Q−鉄粒子に残存するカ
ルシウムの量は本発明方法に用いられた条件および回収
法の程度と性質に依存するように思える。上述したよう
に、カルシウム除去工程を包含する本発明方法はQ−鉄
粒子を製造する方法としてさらに詳しく述べることがで
き、この方法は、{aー Q−Fe00日の針様粒子を
Ca○と共に緊密に分散すること、Ca○/Q−Fe0
0日の重量比が約1.5〜5:1であり、Q一Fe00
日の粒子は0.1〜1山の長さ、0.005〜0.05
山の直径および少くとも10:1の長さ対直径の比を有
する、【W 分散による水素の実質的な吸収が停止する
まで、得られた分散液を水素と150〜350つ0およ
び1〜100疎気圧で接触させること、‘c} 前記‘
b}段階の反応混合物からCa○およびCa(OH)2
を除去すること、および‘dー 少くとも75重量%の
鉄(全鉄含量)および少くとも25重量%の針様Q−鍍
金属を含有し、そして1山以下の長さ、少くとも10:
1の長さ対直径の比、800ェルステッド以上の保磁性
(iHc)、少くとも11氏mu/gの飽和磁化(〇s
)、少くとも5氏mu/gの残留磁化(〇r)および少
くとも約0.45の。
First of all, oxygen converts free iron (pyrophoric) into oxides and reduces magnetization (〇s and .r), so Q-
Care must be taken to avoid contact between iron particles and oxygen. A preferred recovery method is to cool the reaction mixture to about ambient temperature and then remove the remaining hydrogen. Substantially pure water, such as distilled or deionized water, preferably oxygen-free water, is then introduced into the reaction vessel, after which the product is removed from the vessel as a slurry. If desired, the operation can be carried out under an inert atmosphere, although this is not essential as the product is protected from air by the water present (the amount of oxygen diffusing into the water is a controlling factor). Deactivation (oxidation) of the surface of the product is well known in the art as passivation and, if done carefully by known techniques, minimizes the loss of desirable properties of the product. After removing the reaction mixture from the vessel, excess calcium oxide and formed calcium hydroxide should be separated from the desired product, preferably in substantial amounts. This is because the presence of such compounds simply dilutes the desired iron-containing product. The above separations can be carried out by those skilled in the art using known techniques. A convenient technique involves adding acid to dissolve these calcium compounds.
Although hydrochloric acid or nitric acid can be used, the use of organic acids is preferred. A particularly preferred organic acid is acetic acid. moreover,
This step is preferably carried out at room temperature or below, for example between about 00:00 and 10:00. In a particularly preferred method, ice is first added to the slurry and then the acetic acid is added. Any process involving the use of an acid should be such that the pH is not substantially reduced below 7.0 and the pH is below 7.0 since acidic pH conditions will cause the desired product to melt. The acid should be added slowly with effective mixing to minimize time. After dissolving the calcium compounds with the acid, the Q-iron particle-containing product can be removed by suitable solids removal techniques, such as by sieving or sieving, and washed thoroughly with water. It should be understood that the product must be completely free of calcium to be useful for its intended purpose. The amount of calcium remaining in the Q-iron particles appears to depend on the conditions used in the process and the extent and nature of the recovery method. As mentioned above, the method of the present invention, which includes a calcium removal step, can be described in more detail as a method for producing Q-iron particles, which comprises: Closely distributed, Ca○/Q-Fe0
The weight ratio on day 0 is about 1.5 to 5:1, and Q-Fe00
The particle length of the day is 0.1 to 1 mountain, 0.005 to 0.05
The resulting dispersion is mixed with hydrogen at 150-350°C until substantial uptake of hydrogen by the dispersion has ceased. Contacting with 100 aerobic pressure, 'c} said'
Ca○ and Ca(OH)2 from the reaction mixture of step b}
and 'd-containing at least 75% by weight iron (total iron content) and at least 25% by weight needle-like Q-plated metal and having a length of not more than 1 thread, at least 10:
A length-to-diameter ratio of 1, a coercivity (iHc) of at least 800 Oersted, a saturation magnetization (0 s) of at least 11 mu/g
), a remanent magnetization (〇r) of at least 5 degrees mu/g and at least about 0.45.

r/osの比を有する粒状生成物を回収することからな
る。
It consists of recovering a particulate product having a ratio of r/os.

先に述べたように、上記のスラリーで用いた水中への空
気(酸素)の制御された拡散および/たは水性洗浄によ
って不動態化を行うことができる。
As mentioned above, passivation can be accomplished by controlled diffusion of air (oxygen) into the water used in the slurry described above and/or by aqueous washing.

不動態化を行う別の好都合な方法は上記の水温潤生成物
上の水を水温和性有機溶媒例えばアセトンで魔摸し、そ
の後空気(酸素)をァセトン中に拡散させて針様Q−鉄
の表面を不活性化することである。不動態化が終了した
ら、すべての残留液体例えば水またはアセトンを慣用的
に除去することによって生成物を完全に乾燥させること
ができる。不動態化を行うのに用いることのできるさら
に別の方法は、乾燥が終了するまで生成物を不活性雰囲
気下例えば乾燥窒素雰囲気下に維持し、その後不動態化
が終了するまで乾燥生成物に少量の空気(酸素)を含有
する不活性気体を通すこと例えば1%酸素を含有する窒
素を生成物に約7幼時間通すことである。針様Q−鉄粒
子の磁化性は阻害されず、そしていくらかのコバルトお
よび/またはニッケル例えば本発明の方法の生成物の全
鉄含有量の約1の重量%までの存在によって改良するこ
とができる。
Another convenient way to perform passivation is to manipulate the water above the water-temperature product with a water-miscible organic solvent, such as acetone, and then diffuse air (oxygen) into the acetone to form the needle-like Q-iron. The purpose of this is to inactivate the surface of Once passivation is complete, the product can be completely dried by conventional removal of any residual liquid, such as water or acetone. Yet another method that can be used to effect passivation is to maintain the product under an inert atmosphere, such as under a dry nitrogen atmosphere, until the drying is complete, and then to dry the product until the passivation is complete. Passing an inert gas containing a small amount of air (oxygen), such as nitrogen containing 1% oxygen, through the product for about 7 hours. The magnetizability of the needle-like Q-iron particles is not inhibited and can be improved by the presence of some cobalt and/or nickel, e.g. up to about 1% by weight of the total iron content of the product of the process of the invention. .

所望により、コバルトおよび/またはニッケルの適当な
化合物を水素還元工程に先立ってゲータィトと混和する
ことができる。磁気記録媒体を調製するためには、針様
Q−鉄金属粒子を含有し、好ましくは不動態化されてい
ないので不活性雰囲気下に維持された上記のミクロン以
下の粒状生成物を、有機重合体の溶液の如き結合剤物質
に均一にかつ完全に分散させ、そして得られた分散物を
非磁化性支持体例えば薄い高強度フィルムまれま高度に
磨き上げた金属円板上に塗布する。
If desired, suitable compounds of cobalt and/or nickel can be mixed with the goethite prior to the hydrogen reduction step. To prepare a magnetic recording medium, the submicron particulate product described above containing needle-like Q-iron metal particles, preferably unpassivated and thus maintained under an inert atmosphere, is subjected to an organic polymerization process. The dispersion is uniformly and completely dispersed in a binder material such as a coalescing solution, and the resulting dispersion is coated onto a non-magnetic support such as a thin high strength film or a highly polished metal disk.

典型的な基体は引張り強度を増大したポリエステルフィ
ルムである。磁気記録媒体を調製する技術および条件は
上記の米国特許第紙65627号明細書に例示されるよ
うに当業者にとってよく知られている。本発明を次の実
施例にり更に説明するが、ここにすべての部および%は
特に記載されていない限りは重量基準でありそして温度
は℃である。
A typical substrate is a polyester film with increased tensile strength. Techniques and conditions for preparing magnetic recording media are well known to those skilled in the art, as exemplified by the above-mentioned US Pat. No. 65,627. The invention is further illustrated by the following examples, in which all parts and percentages are by weight and temperatures are in degrees Celsius unless otherwise indicated.

本発明で製造されたQ−Fe粉末の磁気的性質は、棒状
見本を用いかつニッケルで目盛りを定めた慣用の衝撃磁
力計によって測定した。ヒステリシスルーブは標準的3
点すなわち飽和磁化。s、残留磁化。rおよび固有保磁
性iILによって記載される。用いた飽和磁化は440
0ェルステツドであった。R.M.Bozorth著「
Fenomag肥tism」(VanNostran中
生1951年版)第2〜5頁および第縄3〜849頁を
参照されたい。すべての実施例および実験では、全鉄含
量およびカルシウム含量(測定時)を測定するために標
準分析法を用いた。酸素含有量は100%からの差によ
って決定する。Q−Fe舎量の計算では、カルシウムは
Cafe204すなわち最も予測された化合物として存
在するものと仮定される。Cafe204で化合された
ものを除いて、酸素は通常Fe2Q(Q−Feの表面酸
化から)として存在するものと仮定される。Q−Fe含
量は全体の鉄からCafe204およびFe203の鉄
含量を引いた差によって計算される。実施例に使用され
ている出発針様Q−Fe00日粒子は、FeC夕3の加
水分解によるかまたはFe(OH)2の酸化によって合
成された。
The magnetic properties of the Q-Fe powder produced in accordance with the present invention were measured using a conventional impact magnetometer using bar specimens and calibrated in nickel. Hysteresis loop is standard 3
Point or saturation magnetization. s, residual magnetization. r and the intrinsic coercivity iIL. The saturation magnetization used was 440
It was 0 ersted. R. M. Written by Bozorth
"Fenomag Fertism" (Van Nostran, 1951 edition), pp. 2-5 and No. 3-849. All examples and experiments used standard analytical methods to measure total iron content and calcium content (as measured). The oxygen content is determined by the difference from 100%. In the Q-Fe calculation, calcium is assumed to be present as Cafe 204, the most predicted compound. Except for that combined in Cafe 204, oxygen is normally assumed to exist as Fe2Q (from surface oxidation of Q-Fe). The Q-Fe content is calculated by the difference between the total iron minus the iron content of Cafe204 and Fe203. The starting needle-like Q-Fe00 particles used in the examples were synthesized by hydrolysis of FeC2 or by oxidation of Fe(OH)2.

これら二つの合成法は、次のとおりである。風 FeC
で3 の加水分解によるQ−Fe00日の製造がeCそ
3 十3(NH2)2CO+7日20一がe00H+鮒
日4Cそ十*Q339夕のFeCそ3・細20および1
12夕の尿素(pH調整として)を4その脱イオン水に
溶解させ、そして得られた溶液を加熱ジャケット、縄梓
機および温度計を付した5その球形容器中に炉過導入し
た。
These two synthesis methods are as follows. Wind FeC
The production of Q-Fe00 days by hydrolysis of 3 is eCso3 13 (NH2)2CO + 7 days 201 is e00H + crucian carp day 4C so1 * Q339 evening FeC So3・Faces 20 and 1
12 ml of urea (as a pH adjustment) was dissolved in deionized water, and the resulting solution was sieved into a spherical vessel equipped with a heating jacket, a sieve and a thermometer.

連続的に迅速に縄拝しつつこの溶液を100℃に加熱し
た。温度が7鱗0に達すると黄色沈殿が出現しそしてこ
の懸濁液は流れ複屈折を示した。97〜100℃に8時
間置いた後に加熱および鷹拝を停止した。
The solution was heated to 100° C. with continuous rapid stirring. When the temperature reached 70°, a yellow precipitate appeared and the suspension exhibited flow birefringence. After being placed at 97-100° C. for 8 hours, heating and heating were stopped.

黄色固体生成物相が集塊化しそして一晩で沈降した。透
明な上澄みを煩鷺しそして沈降物を水で2のこ希釈した
。それはゾルに解こうさせこれを目の粗いガラスフリツ
トを通して炉過した。アセトンをその水性ゾルに加えて
固体相を集塊化させ、これを遠01こより沈降させた。
透明な上澄みを煩燈しそしてアセトン中で鷹拝すること
によって沈降物を再分散させた。この生成物を磯のァセ
トンで洗った。約80夕のo−Fe00日が、電子顕微
鏡により示されるように0.05×0.5山mの針様結
晶の形で得られた。‘Bー Fe(OH)2の酸化によ
るQ−Fe00日の製造次のような3種の溶液が製造さ
れた。
A yellow solid product phase agglomerated and settled overnight. The clear supernatant was filtered and the sediment was diluted with water. It was dissolved into a sol and passed through a coarse glass frit. Acetone was added to the aqueous sol to agglomerate the solid phase, which was allowed to settle from a distance.
The clear supernatant was evaporated and the sediment was redispersed by soaking in acetone. The product was washed with rock acetone. Approximately 80 days of o-Fe00 days were obtained in the form of needle-like crystals of 0.05 x 0.5 m as shown by electron microscopy. 'Production of Q-Fe00 days by oxidation of B-Fe(OH)2 Three types of solutions were prepared as follows.

1 蒸留水76ポンド(34.5kg)中4695夕の
FeS04・7日20、2 蒸留水129ポンド(58
.5k9)中11085夕のNaOH、3 5%水性N
aOCそ溶液1819多中90.92のNaOC〆を加
えこれを900地の蒸留水で希釈。
1 76 lbs (34.5 kg) of distilled water 4695 pm FeS 04/7 20, 2 129 lbs (58 lbs) of distilled water
.. 5k9) Medium 11085m NaOH, 35% aqueous N
Add 90.92% NaOC to the aOC solution 1819 and dilute it with 900% distilled water.

室温まで冷却した溶液2を可及的速やかに、新たに調製
しそして激しく蝿拝されている溶液1に加えた。得られ
たFe(OH)2のスラリーに燈辞しつつ約1時間かけ
て溶液3を添加してQ−Fe00日結晶の生長核を生成
させた。
Solution 2, cooled to room temperature, was added as soon as possible to the freshly prepared and vigorously mixed solution 1. Solution 3 was added to the obtained slurry of Fe(OH)2 over about 1 hour while it was being lit to generate growth nuclei of Q-Fe00 day crystals.

次いでこの核含有スラリーをステンレススチ−ル製ガス
分散チューブを通して充分損拝されているスラIJ一中
に6Z/分の速度で空気を通すことにより酸化した。こ
の通気を2畑時間実施したが、しかし反応は約4時間で
完了したようであった。ポリプロピレン炉過布を使用し
て5−フレームフィルタープレスを通すことにより炉過
し「そして洗液カ$04‐‐なしとなりそしてPH7と
なるまで蒸留水で洗ってこの生成物を回収した。この生
成物を凍結乾燥させ、次いで室温で真空乾燥した。この
生成物の重量は1482夕であり、これは電子顕微鏡で
示されるように大約0.015×0.4〜0.6山mの
黄色針様結晶体を包含していた。例1 FeCそ3の加水分解(方法A)により製造された約2
0夕のQ−Fe00日のアセトン懸濁液をアセトニトリ
ルで600の‘に希釈し、そしてこの懸濁液を沸騰させ
てアセトンを留去させそしてアセトニトリル中に分散し
たQ−Fe00日を残留させた。
The kernel-containing slurry was then oxidized by passing air through a stainless steel gas dispersion tube into a thoroughly drained slurry IJ at a rate of 6 Z/min. This aeration was carried out for 2 field hours, but the reaction appeared to be complete in about 4 hours. The product was recovered by filtering through a 5-frame filter press using a polypropylene filter cloth and washing with distilled water until there was no washing liquid and the pH was 7. The product was lyophilized and then vacuum dried at room temperature.The weight of the product was 1482 mm, which was approximately 0.015 x 0.4-0.6 m yellow needles as shown by electron microscopy. Example 1 FeC-like crystals produced by hydrolysis (method A) of ca.
An acetone suspension of Q-Fe00 day 0 was diluted to 600' with acetonitrile, and the suspension was boiled to distill off the acetone and leave the Q-Fe day 00 dispersed in the acetonitrile. .

200机の体積を有するこの分散液に、予めミル処理し
た蝦暁Ca○(80夕)および100叫のァセトニトリ
ルを加え、そしてこのスラリーを窒素気流下の溶媒蒸発
の間激しく縄拝して濃厚なべーストとした。
To this dispersion having a volume of 200 μg, pre-milled Ecchio Ca○ (80 μg) and 100 μg of acetonitrile were added, and the slurry was poured into a thick pot by vigorously stirring during solvent evaporation under a stream of nitrogen. It was the first time.

後者を真空オープン中で100〜12び0で一瞬乾燥し
た。Q−Fe00日とCa○とのこの乾燥混合物をステ
ンレススチールカップに入れ、この加圧容器中に封入し
、真空にしそして比を満して約50正気圧とした。Q−
Fe結晶の核形成および生長の制御のための次のような
温度段階による還元プログラムが実施された。5時間/
175o/85正気圧比 5時間/200o/90唯気圧比 5時間/必ず/93偽気圧は 1畑時間/250o/100の気圧比 この反応器を加圧下に冷却し、次いで放出させそして排
気を行った。
The latter was briefly dried at 100-120°C in an open vacuum. This dry mixture of Q-Fe00 day and Ca○ was placed in a stainless steel cup, sealed in the pressurized vessel, evacuated and filled to a ratio of about 50 positive atmospheres. Q-
The following temperature step reduction program for controlling the nucleation and growth of Fe crystals was implemented. 5 hours/
175o/85 positive pressure ratio 5 hours/200o/90 positive pressure ratio 5 hours/must/93 false pressure 1 field hour/250o/100 pressure ratio The reactor was cooled under pressure and then vented and vented. went.

容器を開く前に水をガス導入口を通して導入した。この
生成物をスラリとして取出し、そしてそれに160の‘
の氷酢酸を氷冷しつつ前記スラリーに加えて過剰のCa
○および副生成物Ca(OH)2を除去した。この生成
物を磁気煩漁を用いてすなわち液体を注ぎながら生成物
を容器の底に磁石で保持するによって弦0次にァセトン
で繰返し洗浄した。不動態化後(上述したように、窒素
中で1%酸素により72時間)、生成物(4.2のを回
収した。iHc=991ェルステッド、OS=112.
$mu/g、orニ斑.戊mu/g、or/oS=0.
50全体のFe=77.39%および針様Q一Fe=2
4.73%。元素分析によって測定されなかったが、約
0.2%のCa十2濃度は発光スペクトルによって推定
された。生成物の針様。一鉄舎量は次のとおり決定され
た。1 カルシウムはすべてCafe204として存在
すると仮定して、1.08%Cafe204、2 Ca
fe204におけるもの以外の酸素はすべてFe203
として存在すると仮定して、73.5%Fe203、3
Cafe204およびFe203におけるもの以外の
酸素はすべて針様Q−鉄として存在すると仮定して、2
4.73%針様Q−鉄。
Water was introduced through the gas inlet before opening the container. This product was removed as a slurry and added to 160'
of glacial acetic acid was added to the slurry under ice cooling to remove excess Ca.
○ and by-product Ca(OH)2 were removed. The product was washed repeatedly with acetone using a magnetic filter, ie, by holding the product with a magnet at the bottom of the container while pouring the liquid. After passivation (72 hours with 1% oxygen in nitrogen as described above), the product (4.2) was recovered. iHc=991 Oersted, OS=112.
$mu/g, or two spots.戊mu/g,or/oS=0.
50 overall Fe=77.39% and needle-like Q-Fe=2
4.73%. Although not determined by elemental analysis, a Ca12 concentration of about 0.2% was estimated by emission spectra. The product is needle-like. The amount of ironworks was determined as follows. 1 Assuming that all calcium exists as Cafe204, 1.08% Cafe204, 2 Ca
All oxygens other than those in fe204 are Fe203
73.5% Fe203,3
Assuming that all oxygen other than that in Cafe204 and Fe203 exists as needle-like Q-iron, 2
4.73% needle-like Q-iron.

例2 Fe(OH)2の酸化(方法B)により製造されたQ−
Fe00日(150夕)およびCa○(450夕)を混
合しそして窒素下に乳鉢および乳棒を使用して混練した
Example 2 Q- produced by oxidation of Fe(OH)2 (method B)
Fe00 days (150 evenings) and Ca○ (450 evenings) were mixed and kneaded using a mortar and pestle under nitrogen.

次いでこの混合物を1斑時間ガラス榛でミル処理し、そ
の後でそれをミルから加圧容器に移して次の時間/温度
/圧力プログラムによって水素還元を実施した。3時間
/175o/45碇気圧は 5時間/200o/50唯気圧比 1畑時間/必ず/51ぴ気圧比 1虫時間/25ぴ/525気圧比 反応器を冷却し、日2を放出させ、容器を排気しそして
500泌の水を流入させた。
The mixture was then milled on a glass mill for one hour, after which it was transferred from the mill to a pressurized vessel to carry out the hydrogen reduction according to the following time/temperature/pressure program. 3 hours / 175 o / 45 pressure is 5 hours / 200 o / 50 pressure ratio 1 field hour / 51 pressure ratio 1 hour / 25 pressure / 525 pressure ratio Cool the reactor and release day 2, The vessel was evacuated and 500 volumes of water was allowed to flow in.

加圧容器を関きそして内容物をスラリーとして取出し、
それに氷を加え次に900叫の冷氷酢酸を損梓および冷
却を行ないつつ徐々に加えた。必要に応じて追加の酸を
加えてすべてのCa(OH)2を中和させそしてその懸
濁液のpHを約6に調整した。Q−Feを含有する黒色
スラリーを強力磁石の対向極の間に入る円筒状容器に入
れた。Q−Fe含有生成物が磁気的に凝集しそして柴塊
化するまでこのスラリーを磁場の中で上下に動かした。
上燈液を煩簿しそして捨てた。水をこの生成物に加え、
次に超伴により分散させそして上述のようにして再び磁
気的に集塊化させ、上澄みは捨てた。これをすべての水
溶性および非磁気性不純物が生成物から除去されるまで
数回くりかえした。アセトンによる反復煩漁を使用して
この段階でァセトンで水を置換して水を除去した。アセ
トン懸濁液(すなわち、生成物は不動機化されていなか
った)の分析は、下記を示した。90.37%の全Fe
、69.60%の針様Q−Feからなる79夕の生成物
、iHc=970ェルステツド、OS=159.&mu
/g、ひr=80.段mu/gおよび〇r/。
The pressurized container is sealed and the contents are taken out as a slurry.
Ice was added thereto, and then 900 g of cold glacial acetic acid was gradually added while stirring and cooling. Additional acid was added as needed to neutralize all Ca(OH)2 and adjust the pH of the suspension to approximately 6. A black slurry containing Q-Fe was placed in a cylindrical container placed between opposing poles of a strong magnet. The slurry was moved up and down in a magnetic field until the Q-Fe containing product was magnetically agglomerated and agglomerated.
I poured out the liquid and threw it away. Add water to this product,
It was then dispersed by supernatant and magnetically agglomerated again as described above, and the supernatant was discarded. This was repeated several times until all water-soluble and non-magnetic impurities were removed from the product. The water was removed at this stage using repeated flushing with acetone, replacing the water with acetone. Analysis of the acetone suspension (ie the product was not passivated) showed: 90.37% total Fe
, 79 product consisting of 69.60% needle-like Q-Fe, iHc=970 Oersted, OS=159. &mu
/g, hir=80. Steps mu/g and 〇r/.

s=0.51。元素分析によって測定されなかったが、
約0.5%のCが2濃度は発光スペクトルによって推定
された。針様Q−鉄含量は例1のようにして決定した。
それに関連して、生成物は2.69%のCafe204
および27.71%のFe203を含有することが計算
された。例 3〜37 一連の例では例2の方法を反復した。
s=0.51. Although not determined by elemental analysis,
A C2 concentration of approximately 0.5% was estimated by the emission spectra. Needle-like Q-iron content was determined as in Example 1.
In relation to that, the product is 2.69% Cafe204
It was calculated to contain 27.71% of Fe203. Examples 3-37 The method of Example 2 was repeated in a series of examples.

正確な条件は上記の限界内で変化した。このようにして
得られた不動態化されない生成物の特性を以下の表に示
す。例 38 A 比較実験2および3と比較するための対照を確立す
るために、以下に示したものを除いて例2に記載した方
法に従って、この例を実質的に実施した。
The exact conditions varied within the limits listed above. The properties of the unpassivated product thus obtained are shown in the table below. Example 38A To establish a control for comparison with Comparative Experiments 2 and 3, this example was carried out substantially according to the method described in Example 2, except as indicated below.

この例と比較実験2および3とではQ−Fe00日の同
じバッチ(上記B方法によつて新たに調製した)を用い
た。Q−Fe00日(30夕)およびCa○(90夕)
のガラスロッドミリングを4時間行なった。
This example and Comparative Experiments 2 and 3 used the same batch of Q-Fe 00 days (freshly prepared by Method B above). Q-Fe00 days (30 evenings) and Ca○ (90 evenings)
Glass rod milling was carried out for 4 hours.

水素還元プログラムは次の通りであった。5時間/17
5o/85の気圧比 5時間/20ぴ/90の気圧比 5時間/22y/野の気圧止 血時間/25び/100頂旺比 不動態化されていない生成物の分析結果は次の通りであ
った。
The hydrogen reduction program was as follows. 5 hours/17
The analysis results of the unpassivated product are as follows there were.

全体の鉄(%):82.44 カルシウム(元素分析による)(%):3.45棚素(
元素分析による)(%):く0.01酸素(差による)
(%):14.11針様Q−鉄(%):52.総 iH(エルステツド):1160 0S(emu/g):131.6 ひr(emu/g)76.6 or/os:0.斑 生成物の針様Q−鉄舎量は次の通り決定された。
Total iron (%): 82.44 Calcium (by elemental analysis) (%): 3.45 Shelf elements (
Based on elemental analysis) (%): 0.01 oxygen (based on difference)
(%): 14.11 needle-like Q-iron (%): 52. Total iH (Oersted): 1160 0S (emu/g): 131.6 Hir (emu/g) 76.6 or/os: 0. The needle-like Q-iron mass of the plaque product was determined as follows.

1 カルシウムはすべてCafe204として存在する
と仮定して、18.59%Cafe204、2 Caf
e204におけるもの以外の酸素はすべてFe2Qとし
て存在すると仮定して、28.61%Fe2Q、3 C
afe204およびFe203におけるもの以外の鉄は
すべて針様Q−鉄として存在すると仮定して、52.8
3%針様Q−鉄。
1 Assuming that all calcium exists as Cafe 204, 18.59% Cafe 204, 2 Cafe
28.61% Fe2Q,3C assuming that all oxygen other than that in e204 exists as Fe2Q
52.8, assuming that all iron other than that in afe204 and Fe203 exists as needle-like Q-iron.
3% needle-like Q-iron.

生成物のX線回折分析は強いq−鉄パターンを示した。X-ray diffraction analysis of the product showed a strong q-iron pattern.

B この例の上記Aに対する前提として、水層でカバー
された生成物を分析する前に大気に7幼時間不注意に露
出して上記の不動態化技術の一つを実証する以外には同
じ方法を行なった。生成物の分析結果は以下の通りであ
り、上記Aにおけると同じ仮定を行なった。全体の鉄(
%):77.48 カルシウム(元素分析による)(%):3.13棚素(
元素分析による)(%):<0.01酸素(差による)
(%):19.39針様Q−鉄(%):35.30 i比(ェルステツド):1190 0S(emu/g):115 0r(emu/g):67.3 0r/。
B. The premise for A above in this example is the same except that the product covered by the aqueous layer is inadvertently exposed to the atmosphere for 7 hours to demonstrate one of the above passivation techniques before analysis. I did the method. The analysis of the product was as follows, making the same assumptions as in A above. Whole iron (
%): 77.48 Calcium (by elemental analysis) (%): 3.13 Shelf elements (
By elemental analysis) (%): <0.01 oxygen (by difference)
(%): 19.39 Needle-like Q-iron (%): 35.30 i ratio (Oersted): 1190 0S (emu/g): 115 0r (emu/g): 67.3 0r/.

s:0.59Cafe204(%):16.87 Fe203(%):47.88 比較実験 本発明方法の臨界的特徴を証明するために下記の実験を
行なった。
s: 0.59 Cafe204 (%): 16.87 Fe203 (%): 47.88 Comparative Experiments The following experiments were conducted to demonstrate the critical features of the method of the invention.

以下の三つの実験の結果およびそれと例1、2および3
8の結果との比較を各実験の下に記載された表に示す。
実験 1 この実験では、Ca0とQ−Fe00日との緊密分散の
重要性を説明する。
Results of the following three experiments and examples 1, 2 and 3
A comparison with the results of 8 is shown in the table below each experiment.
Experiment 1 This experiment explains the importance of tight dispersion between Ca0 and Q-Fe00 days.

水素によるy−Fe203の還元においてCa○の水結
合剤としての使用を教示する米国特許第3607219
号明細書(先に引用した)では、一方はy−Fe203
を含有し他方はCa○を含有する2個のるつばをオート
クレープ中に一方を他方の上にのせて置いた。日2でフ
ラツシングした後、オートクレープに日2を所望の圧力
まで充顛し次に1〜10疎気圧の圧力下で300℃まで
加熱した。この実験では、例2で用いたのと同じ割合の
Q一Fe00日およびCa0を用し、そして還元プログ
ラムは同じであった。
US Pat. No. 3,607,219 teaches the use of Ca○ as a water binding agent in the reduction of y-Fe203 with hydrogen
In the No. specification (cited earlier), one is y-Fe203
Two crucibles, one containing Ca○ and the other containing Ca○, were placed in an autoclave, one on top of the other. After flushing on day 2, the autoclave was filled with day 2 to the desired pressure and then heated to 300° C. under a pressure of 1 to 10 aerobic pressures. This experiment used the same proportions of Q-Fe00d and Ca0 as used in Example 2, and the reduction program was the same.

高圧反応器を100メッシュのステンレススチールスク
リーンの円筒によって2個の同心円筒に分割した。対照
Aでは、Q−Fe00日をコア円筒に入れそしてCa0
を囲んだ。対照Bでは、反応成分の位置を交換した。下
記の表に得られた2種の生成物の磁気的性質を示す。生
成物の特徴本発明方法の生成物はすぐれた性質特に高い
保持性を示し、先行技術方法によって製造された針様Q
‐Fe粒子のものを袷んど2倍を越えるものである。
The high pressure reactor was divided into two concentric cylinders by a cylinder of 100 mesh stainless steel screen. In control A, Q-Fe00 days were placed in the core cylinder and Ca0
surrounded. In Control B, the positions of the reaction components were swapped. The table below shows the magnetic properties of the two products obtained. Characteristics of the product The product of the process according to the invention exhibits excellent properties, in particular a high retention, compared to the needle-like Q produced by the prior art process.
-It is more than twice as large as that of Fe particles.

実験 2 米国特許第4050902号明細書(先に引用した)の
例1には次の通り記載されている。
Experiment 2 Example 1 of US Pat. No. 4,050,902 (cited above) describes as follows.

「長さ0.5仏および長さ:厚さ比30:1のQ−Fe
00日針状晶を2そのメタノール中に分散した。
“Q-Fe with length 0.5 mm and length:thickness ratio 30:1
00 day needles were dispersed in methanol.

30ccの水に溶解した2.9夕の酢酸バリウムを加え
た。
2.9 ml of barium acetate dissolved in 30 cc of water was added.

溶媒を蒸発させた後、酸化物粉末(原文通り)を減圧下
で100午0で乾燥した。水素を用いて300qCで8
時間還元して針様鉄粉末を得た。」この実験では、用い
られた方法は本質的には例1の方法に従った。但し、酢
酸バリウムを均等量の酢酸カルシウムで置き換えそして
生成物の磁気的性質を調製時間と分析時間との間に最高
水準に維持させるように分析に先立って生成物を不動態
化させなかった。生成物の分析結果を以下の表に示す。
生成物の特性 全体の鉄(%):76.35 針様Q−鉄(%):18.03 カルシウム(%)(元素分析値):0.88i比(ェル
ステッド):600りS(emu/g):102.9 0r(emu/g):51.3 0r/。
After evaporating the solvent, the oxide powder (sic) was dried under reduced pressure at 100 minutes. 8 at 300qC using hydrogen
After time reduction, needle-like iron powder was obtained. In this experiment, the method used essentially followed that of Example 1. However, the barium acetate was replaced with an equal amount of calcium acetate and the product was not passivated prior to analysis to ensure that the magnetic properties of the product were maintained at the highest level between preparation and analysis times. The results of the product analysis are shown in the table below.
Product properties Overall iron (%): 76.35 Needle-like Q-iron (%): 18.03 Calcium (%) (elemental analysis value): 0.88 i ratio (Oersted): 600 S (emu/ g): 102.9 0r (emu/g): 51.3 0r/.

s:0.50生成物の針様Q−鉄舎量は次の通り決定さ
れた。
The needle-like Q-iron content of the s:0.50 product was determined as follows.

1 カルシウムはすべてCafe204として存在する
と仮定して、4.74%Cafe204、2 Cafe
204におけるもの以外の酸素はすべFe203として
ではなくFe304(Fe304に対する強いX線回折
図によって確認された)として存在すると仮定して、7
7.23%Fe304、3 Cafe204およびFe
304におけるもの以外の鉄はすべて針様Q−鉄として
存在すると仮定して、18.03%針様Q一鉄、4 C
afe204におけるもの以外の酸素はすべてFe2Q
(X線回折図では異なっている)として存在すると仮定
して、71.07%Fe2Q、5 Cafe204およ
びFe203におけるもの以外の鉄はすべて針様Q−鉄
として存在すると仮定して、24.24%針様q−鉄。
1 Assuming that all calcium exists as Cafe 204, 4.74% Cafe 204, 2 Cafe
Assuming that all oxygen other than that at 204 is present as Fe304 (confirmed by the strong X-ray diffraction pattern for Fe304) rather than as Fe203, 7
7.23% Fe304, 3 Cafe204 and Fe
18.03% needle-like Q-iron, 4 C, assuming that all irons other than those in 304 exist as needle-like Q-iron.
All oxygen except that in afe204 is Fe2Q
71.07% Fe2Q (different in the X-ray diffraction diagram), 24.24% assuming all iron other than that in 5 Cafe204 and Fe203 exists as needle-like Q-iron. Needle-like q-iron.

実験 3 Q−Fe00日の重量基準で10重量%だけのCa○を
用いる以外には、例3船を繰返した。
Experiment 3 The Example 3 vessel was repeated except using only 10% Ca○ by weight on a Q-Fe00 day weight basis.

これは米国特許第4050962号明細書(先に引用し
た)に開示したカルシウム、バリウムまたはストロンチ
ウムカチオンの最大量およびカルボン酸の最大量である
。得られた結果を以下の表に示す。生成物の特性 全体の鉄(%):72.07 針様Q一鉄(%):7.62 カルシウム(%)(元素分析値):0.15i氏(ェル
ステッド):203ひS(emuノg):50.5 0r(emu/g):17.6 0r/os:0.35 下記の表は例1、2および38で得られた結果と比較実
験1、2および3で得られた結果を手っとり早く比較し
たものである。
This is the maximum amount of calcium, barium or strontium cations and the maximum amount of carboxylic acid disclosed in US Pat. No. 4,050,962 (cited above). The results obtained are shown in the table below. Product properties Overall iron (%): 72.07 Needle-like Q-iron (%): 7.62 Calcium (%) (elemental analysis value): 0.15 I (Oersted): 203 H-S (emu g): 50.5 0r(emu/g): 17.6 0r/os: 0.35 The table below shows the results obtained in Examples 1, 2 and 38 and comparative experiments 1, 2 and 3. This is a quick comparison of the results.

これらのデータ一は針様Q一鉄含量の計算に関して上記
の仮定を反映している。さらに、例1および3班の分析
した生成物は不動態化されたものであることに留意され
たい。実験1 実験1 *比較例2の記載参照 産業上の適用性 本発明の方法によって製造された高保磁性Q−Fe粒子
の第一義的用途は磁気記緑テ−プ用のコーティングにあ
る。
These data reflect the above assumptions regarding the calculation of needle-like Q-iron content. Furthermore, it is noted that the analyzed products of Examples 1 and 3 were passivated. Experiment 1 Experiment 1 *See description of Comparative Example 2 Industrial Applicability The primary use of the high coercivity Q-Fe particles produced by the method of the present invention is in the coating for magnetic green tape.

例16で製造したQ−Fe含有生成物を使用する磁気テ
ープの製造を以下に説明する。30分間スペックスミル
中で50夕の砂(米国節系列蛇.150の節を通るがN
o.23の席上には保持されるもの)と共に振盤するこ
とによって、例16からのQ−Fe含有生成物(15夕
)をオレィン酸分散剤1.05夕、テトラヒドロフラン
中17%ポリウレタンを含有するポリウレタン結合剤溶
液11.6夕、「アルミド(〜mid)」(パルミトア
ミドおよびステアルアミドの混合物)およびブチルステ
アレートからなる潤滑剤0.4夕およびテトラヒドロフ
ラン22夕の混合物中に分散させた。
The production of magnetic tape using the Q-Fe containing product produced in Example 16 is described below. 50 minutes of sand in the spex mill for 30 minutes (US node series snake. 150 nodes passed through N
o. The Q-Fe-containing product from Example 16 (15 days) was prepared by shaking with an oleic acid dispersant of 1.05 hours, 17% polyurethane in tetrahydrofuran, by shaking the product (15 days) with 11.6 hours of a polyurethane binder solution, 0.4 hours of a lubricant consisting of "aluminum" (a mixture of palmitamide and stearamide) and butyl stearate, and 22 hours of tetrahydrofuran were dispersed in a mixture.

次いでこの混合物を冷却し、0.94夕のトリイソシア
ネート硬化剤(RC805)を加え、そしてこの混合物
を5分間振溢した。1/8″(3.175肋)ナイロン
フェルトパッド上に支持された150/230メッシュ
の砂の1仇の床を通すことによってこの分散液を炉過し
そして0.002″ドクターナイフを使用して1ミル(
0.0254伽)のマイラーボリエステルベース上にコ
ーティングした。
The mixture was then cooled, 0.94 μl of triisocyanate curing agent (RC805) was added, and the mixture was shaken for 5 minutes. Filter this dispersion by passing it through a bed of 150/230 mesh sand supported on a 1/8" (3.175 ribs) nylon felt pad and using a 0.002" doctor knife. 1 mil (
It was coated on a Mylar polyester base of 0.0254 mm.

この新たにコーティングしたフィルムを共軸配向の磁場
を通過させ、可及的迅速に乾燥させ、そしてカレンダー
処理してその表面平滑性を改善した。最終磁気テープコ
ーティングは、3受容量%のQ−Feを含有しておりそ
して次の性質を有していた。or/。s=0.82、i
は=997ヱルステッド、残磁性(Br)=斑71ガウ
ス。本発明の方法によって製造したその他の生成物を用
いて、3000〜5000ガウスの範囲のBr値を有す
るテープを容易に製造した。本発明方法によって製造し
た生成物から製造したテープはフェルドマンによつてポ
ピユーフー・サイエンス、1978王11月号、第99
頁に記載された高性能テープと性質が匹敵するものであ
る。磁気テープの製造に商業的に用いられる針状材料の
The freshly coated film was passed through a coaxially oriented magnetic field, dried as quickly as possible, and calendered to improve its surface smoothness. The final magnetic tape coating contained 3% acceptable Q-Fe and had the following properties: or/. s=0.82,i
= 997 Oelsted, residual magnetism (Br) = 71 Gauss. Other products made by the method of the invention readily produced tapes with Br values in the range of 3000-5000 Gauss. Tapes made from products made by the process of the present invention are described by Feldman in Popyu Who Science, November 1978, No. 99.
The properties are comparable to the high-performance tape described on page 1. of acicular material used commercially in the manufacture of magnetic tape.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 少くとも75重量%の鉄(全鉄含量)および少くと
も25重量%の針様α−鉄金属を含有し、且つ1μ以下
の長さ、少くとも10:1の長さ対直径の比、800エ
ルステツド以上の保磁性(iH_c)、少くとも110
emu/gの飽和磁化(σ_s)、少くとも50emu
/gの残留磁化および少くとも約0.45のσ_r/σ
_sの比を有する、針様α−鉄粒子。 2 少くとも80重量%の鉄(全鉄含量)を含有し、9
00エルステツド以上のiH_c、少くとも120em
u/gのσ_sおよび少くとも60emu/gのσ_r
を有する、前記特許請求の範囲第1項記載の針様α−鉄
粒子。 3 少くとも85重量%の鉄(全鉄含量)および少くと
も50〜70重量%の針様α−鉄金属を含有しそして1
000〜1200エルステツドのiH_cおよび少くと
も130emu/gのσ_sを有する、前記特許請求の
範囲第2項記載の針様α−鉄粒子。 4 (a) 0.1〜1μの長さ、0.005〜0.0
5μの直径および少くとも10:1の長さ対直径の比を
有するα−FeOOHの針様粒子をCaOと共に、約1
.5〜5:1のCaO/α−FeOOH重量比範囲で緊
密に分散させ、(b) 分散物による水素の実質的な吸
収が停止するまで、得られた分散物を150〜350℃
および1〜1000気圧において水素と接触させ、そし
て(c) 上記(b)段階の反応混合物からCaOおよ
びCa(OH)_2を除去することを特徴とする、少く
とも75重量%の鉄(全鉄含量)および少くとも25重
量%の針様α−鉄金属を含有し、且つ1μ以下の長さ、
少くとも10:1の長さ対直径の比、800エルステツ
ド以上の保磁性(iH_c)、少くとも110emu/
gの飽和磁化(σ_s)、少くとも50emu/gの残
留磁化および少くとも約0.45のσ_r/σ_sの比
を有する針様α−鉄粒子を製造する方法。 5 生成物を実質的に酸素を含有しない環境で回収する
、前記特許請求の範囲第4項記載の方法。 6 反応混合物を酸で処理することによつて実質量のC
aOおよびCa(OH)_2を除去する、前記特許請求
の範囲第4項記載の方法。 7 酸が有機酸でありそして酸による処理を室温以下で
行う、前記特許請求の範囲第6項記載の方法。 8 酸が酢酸でありそして処理を約0〜10℃で行う、
前記特許請求の範囲第7項記載の方法。 9 (a) α−FeOOHがFe(OH)_2の酸化
によつて製造されたものであり、(b) CaO/α−
FeOOH重量比が1.5〜5:1であり、(c) 温
度が150〜250℃でありそして圧力が400気圧以
上であり、そして(d) 生成物が少くとも80重量%
の鉄を含有し、900エルステツド以上のiH_c、少
くとも120emu/gのσ_sおよび少くとも60e
mu/gのσ_rを有する前記特許請求の範囲第4項記
載の方法。
[Scope of Claims] 1. Containing at least 75% by weight of iron (total iron content) and at least 25% by weight of needle-like α-iron metal, and having a length of 1 μm or less and a length of at least 10:1. Coercivity (iH_c) of 800 oersted or more, at least 110
Saturation magnetization (σ_s) of emu/g, at least 50 emu
/g remanent magnetization and at least about 0.45 σ_r/σ
Needle-like α-iron particles with a ratio of _s. 2 contains at least 80% by weight of iron (total iron content);
iH_c over 00 Oersted, at least 120em
σ_s of u/g and σ_r of at least 60 emu/g
Needle-like α-iron particles according to claim 1, having: 3 containing at least 85% by weight of iron (total iron content) and at least 50-70% by weight of needle-like α-iron metal; and 1
Needle-like α-iron particles according to claim 2, having an iH_c of 000 to 1200 oersted and a σ_s of at least 130 emu/g. 4 (a) Length of 0.1-1μ, 0.005-0.0
Needle-like particles of α-FeOOH having a diameter of 5μ and a length-to-diameter ratio of at least 10:1 are combined with CaO to about 1
.. intimately dispersed in a CaO/α-FeOOH weight ratio range of 5 to 5:1; (b) the resulting dispersion was heated at 150 to 350 °C until substantial absorption of hydrogen by the dispersion ceased;
and hydrogen at 1 to 1000 atmospheres, and (c) removing CaO and Ca(OH)_2 from the reaction mixture of step (b) above. content) and at least 25% by weight of needle-like α-iron metal and a length of 1 μ or less,
Length to diameter ratio of at least 10:1, coercivity (iH_c) of at least 800 oersted, at least 110 emu/
A method of producing needle-like α-iron particles having a saturation magnetization (σ_s) of g, a remanent magnetization of at least 50 emu/g, and a ratio of σ_r/σ_s of at least about 0.45. 5. The method of claim 4, wherein the product is recovered in a substantially oxygen-free environment. 6. Substantial amount of C by treating the reaction mixture with acid
5. The method of claim 4, wherein aO and Ca(OH)_2 are removed. 7. The method of claim 6, wherein the acid is an organic acid and the treatment with the acid is carried out below room temperature. 8 the acid is acetic acid and the treatment is carried out at about 0-10°C;
A method according to claim 7. 9 (a) α-FeOOH is produced by oxidation of Fe(OH)_2, (b) CaO/α-
the FeOOH weight ratio is 1.5 to 5:1; (c) the temperature is 150 to 250°C and the pressure is 400 atmospheres or more; and (d) the product is at least 80% by weight.
of iron, with an iH_c of at least 900 oersted, σ_s of at least 120 emu/g and at least 60 e
5. A method according to claim 4 having σ_r of mu/g.
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