KR0136151B1 - 초미립상 마그네타이트 분말의 제조방법 - Google Patents
초미립상 마그네타이트 분말의 제조방법Info
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Abstract
본 발명은 종래의 출발원료와는 다른 제이철염을 사용하고 또한 첨가제로서 글루코닌산 또는 그염을 사용하여 반응물을 수열반응 시키므로서 직접 초미립상의 마그네타이트 입자분말을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
본 발명은 마그네타이트 입자분말의 제조방법에 있어서, 출발원료로 제이철염을 사용하여 이로부터 수산화제이철을 제조하는 단계; 상기 수산화제이철의 철원자를 기준으로 상기 수산화제이철에 글루코닌산 및 그 염중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 8×10-5-3.5×10-4몰양의 범위로 첨가하여 2성분 공존슬러리를 제조하는 단계; 상시 슬러리의 염기도를 8.0-12.50의 범위로 조절하는 단계; 및 상기 슬러리 반응액을 160℃ 이상의 온도범위에서 수열반응시켜 마그네타이트 입자분말로 석출시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 초미립상의 마그네타이트 분말의 제조방법에 관한 것을 그 요지로 한다.
Description
제1도는 본 발명 방법에 따라 제조된 마그네타이트 분말의 전자 현미경 사진
본 발명은 정전 복사기용의 자성토너, 회전체 씰링(Sealing)제, 자성유체, 자성도료, 자성잉크 및 흑색 안료등에 사용되는 흑색자성 분말인 마그네타이트(Fe₃O₄) 분말의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 분산성이 우수한 초미립상의 마그네타이트 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다.
통상 마그네타이트 입자분말은 현재 정전복사용의 자성토너, 뿐만 아니라 각종 가동부의 회전체 씰링제, 해상에 유출된 기름을 제거하는 자성유체, 자성도료, 자성잉크, 흑색안료용등으로 정보산업사회에 없어서는 안될 매우 중요한 기초소재로 광범위하게 응용되고 있다.
예를들면, 정전복사기용의 자성토너의 구성은 수지, 카본블랙과 같은 도전성 입자, 실리카와 같은 유동성 개량제, 염료와 같은 전하조정제, 그리고 마그네타이트, 페라이트류의 자성을 띄는 자성분으로 이루어지는데, 이러한 자성토너의 경우에는 1성분계와 2성분계 현상제가 있으며, 상기 마그네타이트 분말은 1성분계 현상제의 주원료로 사용되고 있다. 1성분계 현상제는 자성토너 자신이 자성을 가지고 있으므로 캐리어(carrier)를 이용하지 않고 자성토너 자신이 수송과 현상을 행하는 것으로서, 자성분말입자, 즉 마그네타이트 입자분말을 합성수지중에 분산시킨 일정입도의 분말들로 구성된다. 특히, 이러한 자성분으로는 상기 마그네타이트 분말 이외에 Ni-Zn 계 혹은 Mn-Zn 계등의 스피넬페라이트류, 가네트(Garnet)류, 혹은 합금의 자성분말을 사용하는 것이 가능하지만, 가격과 색조면에서 잇점을 가지고 있는 마그네타이트 입자분말이 현재 가장 많이 사용되고 있다.
또한, 각종 회전체 가동부의 씰링제 및 해상유출 기름제거에 이용되는 자성유체의 경우도 마그네타이트를 비롯한 Mn-Zn 및 Ni-Zn계의 스피넬 파리에트에 계면활성제를 첨가한 후 물 또는 케로신등에 분산시켜 제조되고 있으며, 역시 마그네타이트 입자분말이 자성유체의 주성분으로 가장 많이 이용되고 있다.
한편, 이와같이 기초 소재로 광범위하게 응용되고 있는 마그네타이트 입자분말의 제조방법은 중화법과 침전산화법이 있는데, 이를 설명하면 다음과 같다.
중화법은 제일철이온과 제이철이온의 혼합비가 1:2인 혼합철염용액에 알카리 수용액을 첨가하는 것만으로서 마그네타이트 입자분말로 생성되게 된다.
이에 반하여 침전산화법은 출발원료로 제일철염 용액만을 사용하는 것으로서, 알카리 수용액 첨가에 의해 제조한 백색의 수산화제일철(Fe(OH)₂)을 약 70℃ 이상의 온도에서 산화반응시켜 제조하는 방법이다.
이러한 침전 산화법에 의한 수용액중에서의 각종 수산화철 제조방법에 관해서는 이미 일본 기야마에 의해 여러가지 반응변수에 따른 제조조건이 확립되어 지금까지 모든 산화철의 제조공정에 있어서 기초적인 자료로 활용되고 있는 상황이다(Bulltin of the Chemical Society of Japan 47(7), 1646-1650(1974)). 즉 상기 기야마에 의해 제시된 제조공정에 따르면 당량비(2NaOH/FeC1₂) 1이하의 범위에서 반응온도 약 30℃ 이하에서는 α-FeOOH와 γ-FeOOH의 혼합물로, 반응온도 30-50℃ 범위에서는 α-FeOOH로, 그리고 반응온도 50℃ 이상에서는 마그네타이트와 α-FeOOH 의 혼합물로 생성되게 되며, 또한 당량비 1 이상의 영역에서 반응온도 50℃이하에서는 α-FeOOH로, 50-70℃ 범위에서는 마그네타이트와 α-FeOOH의 혼합물로, 반응온도 70℃ 이상에서는 마그네타이트 단일상으로 생성되는 것이 확인되었으며, 당량비 1에서는 모든 온도 범위에서 마그네타이트 단일상으로 생성된다는 것이 확인되었다. 다시말하면, 기야마가 제시한 바에 의하면 마그네타이트 제조조건에 따라서 조제되는 생성물의 입자크기는 주로 당량비에 의해 결정되는 것으로서, 당량비 1 이하에서는 구형에 가까운 아주 미세한 입자로, 당량비 1 이상에서는 입방정형태의 큰입자로 생성된다는 것이었다.
한편, 이외에도 요시다 등은 침전-산화법에 의해 마그네타이트 입자분말을 제조할 때 침전제로 사용하는 알카리 종류에 따라 매우 다양한 입자형태를 나타낸다는 것을 보고한 바 있다(Ferrite Proceeding of the ICF6, The Japan Society of Powder and Powder Metallurgy). 즉, 요시다등에 의해 제시된 바에 의하면 침전제로 수산화나트륨을 사용하면 입방정 형태로, 탄산나트륨을 사용하면 판상형태로, 수산화나트륨과 탄산나트륨의 혼합용액을 사용하면 다면체 형태의 입자로 생성되어진다는 것이 확인되었다.
그밖에도 마그네타이트 입자분말의 제조에 관해서는 수많은 연구자들에 의해 생성 반응기구를 비롯한 여러가지 반응변수들에 대해 연구되었으나 이러한 것은 모두 기야마가 확립한 침전 산화법의 제조공정에 기본을 둔 실험이었다.
여기서 상기 기야마가 확립한 침전-산화법의 제조공정을 기본으로 하고 있는 종래의 마그네타이트 입자분말의 제조방법에 대하여 몇가지 예를들면, 다음과 같은 방법들을 들 수 있다.
즉, 일본특개소 63-105901호 및 소 60-71529호에 제시된 바에 의하면, 제일철염 수용액에 알카리를 당량비 1 이하로 첨가하여 수산화제일철 현탁액을 제조한 후 가열, 산화반응시키고 미반응 Fe에 대해 알카리를 당량 이상으로 첨가, 가열, 산화시키는 방법이 제안되어 있으며, 또한 일본 특개소 63-209106호, 소 63-162802호 및 소 63-210032호에는 β-FeOOH 수성 현탁액을 100-130℃의 반응온도로 수열처리하여 헤마타이트 입자분말을 얻고 이를 후속 열처리(환원)하여 마그네타이트 입자분말을 제조하는 방법등이 제시되어 있는데, 이 방법들은 출발원료로서 제일철염을 사용하고 있으며, 또한 종래의 침전-산화반응을 이용하고 있다.
그러나, 상기 종래의 방법들에 의해 제조되는 마그네타이트 입자는 중화법으로 제조되는 경우 입자크기가 보통 1㎛단위이고, 상기 침전-산화법으로 제조되는 경우에는 입자크기가 통상적으로 1㎛ 이하로서, 용액에 대한 분산성이 뛰어나지 못한 단점이 있었다.
이에 본 발명자들은 상기한 문제점을 해결하고자 연구와 실험을 거듭한 결과 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 종래의 출발원료와는 다른 제이철염을 사용하고 또한 첨가제로서 글루코닌산 또는 그 염을 사용하여 반응물을 수열반응 시키므로서, 분산성이 우수한 초미립상의 마그네타이트 입자분말을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
이하, 본 발명을 설명한다.
본 발명은 마그네타이트 입자분말의 제조방법에 있어서, 출발원료로 제이철염을 사용하여 이로부터 수산화제이철을 제조하는 단계; 상기 수산화제이철의 철원자를 기준으로 상기 수산화제이철에 글루코닌산 및 그 염중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 8×10-5-3.5×10-4몰양의 범위로 첨가하여 2성분 공존 슬러리를 제조하는 단계; 상기 슬러리의 pH를 8.0-12.50의 범위로 조절하는 단계; 및 상기 슬러리 반응액을 160℃ 이상의 온도범위에서 수열반응시켜 마그네타이트 입자분말로 석출시키는 단계를 포함하는 초미립상의 마그네타이트 분말의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
지금까지 마그네타이트 입자분말의 일반적인 합성방법으로 알려져 왔던 침전산화법에 의한 마그네타이트 입자분말의 생성반응 기구는, 백색의 수산화제일철 현탁액이 산화성 기체에 의해 점차 산화반응이 진행됨에 따라 산화반응 초기에는 제일철 이온의 농도비가 제이철 이온의 농도비에 대비해 많은 상태인 그린러스트 I(Green rust I) 상태로 되고, 더욱 산화반응이 진행되면 제이철 이온의 농도비가 높은 그린러스트 II(Green rust II)로 진행된 후 제일철 이온과 제이철 이온의 농도비가 1:2가 되는 시점에서 마그네타이트(Fe₃O₄=FeO . Fe₂O₃)입자로 석출되는 반응으로 진행되는 것으로 알려져 왔다.
그러나, 본 발명에 의한 제조공정에 따른 마그네타이트 입자의 생성반응기구는 상기 종래 반응계와 완전히 다른 상태이기 때문에 새로운 반응기구에 따라 생성되어진다. 즉, 본 발명의 반응계에서 제이철염 용액으로부터 직접 Fe₃O₄입자로 제조되는 반응기구는 아직 명확히 설명할 수 없지만, 첨가제로 사용한 글루코닌산 또는 그 염이 밀폐된 반응계내에서 반응온도 상승에 따라 점차 분해반응이 진행되어 밀폐된 반응계의 반응분위기를 환원성 분위기로 유도해줌으로써 제이철 이온상태로 존재하는 반응물이 환원반응에 따라 제일철 이온으로 전이되고 제일철 이온농도와 제이철 이온농도비가 적정비로 되면 마그네타이트 입자로 석출되는 것으로 사료된다. 이러한 본 발명의 제조공정과 종래 방법의 제조공정을 비교하여 나타내면 하기표 1과 같다.
[표 1]
상기 표1에서 알 수 있는 바와같이, 본 발명과 종래방법의 차이는 사용하는 출발원료종류, 반응공정이 완전히 다른데 이하에서 본 발명의 출발원료, 첨가제 및 그에따른 반응조건들에 대하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명에서 출발원료로 사용하는 제이철염은 유산철, 염산철, 질산철등의 제이철염이라면 모두 사용가능하다.
또한, 상기 제이철염으로부터 얻어지는 수산화제이철에 첨가되는 글루코닌산 또는 그 염의 종류로는 글루코닌산(C6H11O7) , 글루코닌산 나트륨(C6H11O7Na) , 글루코닌산 칼슘(C12H22O14Ca), 글루코닌산 칼륨(C6H11O 7K) 등을 들 수 있으며, 이들을 1종 또는 2종 이상 첨가하여 사용하는 것이 가능하다.
이때, 본 발명에서 첨가제로 사용하는 글루코닌산 또는 그염의 첨가량은 반드시 수산화제이철의 철원자에 대한 몰양 환산값으로 8×10-5-3.5×10-4몰양 범위내로 첨가하는 것이 바람직한데, 그 이유는 글루코닌산 또는 그 염의 첨가량이 상기 범위보다 과잉 첨가되어도 비자성상의 수산화제이철로 생성되어지기 때문이다.
이와같이 하여 얻어지는 2성분 공존 슬러리 반응물의 pH는 8.5-12.50 범위내로 조절하는 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 반응물의 pH가 8.5 미만으로 되면 비자성상의 α-Fe₂O₃결정구조와 자성상의 마그네타이트 입자가 혼재하는 혼합상으로 생성되어지며, 또한 12.50을 초과하게 되면 비자성상의 수산화제이철로 생성되기 때문이다.
상기와 같은 pH 가 조절된 슬러리 반응물은 수열반응기를 이용하여 수열반응시켜 마그네타이트 입자분말로 석출되는데, 본 발명에서 사용되는 글루코닌산 또는 그염의 분해온도는 대기분위기 중에서는 대개 200℃ 전후로 나타나지만 온도와 압력을 동반하는 밀폐된 반응계내에서는 이보다 훨씬 낮은 온도에서 분해반응이 촉진된다. 상기 글루코닌산 또는 그 염은 CHO 화합물로서 분해되어 생성된 C가 반응계내의 산소분자와 결합하여 CO 또는 CO₂로 되기 때문에 밀폐된 반응계내의 분위기를 환원성 분위기로 유도하게 되는 것으로 생각된다.
이때, 상기 슬러리 반응물은 수열반응기를 이용, 수열반응시킬 때 반응온도 160℃ 이상에서 반응시키는 것이 바람직한데, 그 이유는 수열반응온도가 160℃ 미만으로 실시되면 비자성상의 수산화제이철로 생성되어지기 때문이다.
이와같이 본 발명에 의하면 제이철염으로부터 제조한 비정질의 수산화제이철에 글루코닌산 또는 그 염을 첨가한 후 밀폐된 반응, 즉 수열 반응시켜 수용액중에서 직접 자성을 띄는 50-70Å의 초미립상의 마그네타이트 분말을 제조할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.
실시예 1
발명예 (1-7)
제이철염(FeC1₃6H₂O) 32.4g을 물에 용해하여 용량 300㎖로 조제한 제이철염 수용액(0.4M)에 수산화나트륨 14.4g을 물에 용해하여 100㎖로 조제한 알카리수용액(3.6M,R=3)을 첨가, 교반하여 수산화제이철 침전물을 생성시켰다. 생성된 수산화제이철 침전물에 잔존하고 있는 전해질 염을 수세에 의해 충분히 제거한 후 여과하여 수산화제이철 케익을 얻고, 이를 340㎖의 물에 투입, 교반하여 재분산으로 슬러리화하였다. 이 수산화제이철 슬러리에 글루코닌산 나트륨을 수산화제이철의 철원자에 대한 몰양 환산값(글루코닌산나트륨/Fe(g))으로 8×10-5몰량(0.3898g), 9×10-5몰양(0.4386g), 1×10-4몰양(0.4873g), 1.5×10-4몰양(0.7307g), 2×10-4몰양(0.9746g), 3×10-4몰양(1.4619g), 3.5×10-4몰양(1.7055g)을 각각 물 50㎖에 용해한 글루코닌산 나트륨 수용액을 첨가한 후 알카리 수용액으로 반응물의 pH를 11.0으로 조절하고, 이를 수열반응기에 투입, 승온속도 2℃/min으로 160℃까지 승온시켜 1시간 유지하여 수열반응시켰다.
상기 수열반응후의 생성물은 pH가 중성이 되도록 충분히 수세하고 여과한 후 건조하여 시료분말을 제조하였다. 제조된 생성물의 결정구조는 X-ray분석으로 조사하였으며, 입자형상은 전자현미경으로 관찰하였고, 시료분말의 자기적 특성은 VSM(Vibrating Sample Magnetometer)으로 인가자장 5KOe 조건하에서 측정하여 하기표 2에 그 결과를 나타내었다.
비교예 (1-4)
수산화제이철 슬러리에 글루코닌산 나트륨을 수산화제이철 슬러리의 철원자 1g에 대해 글루코닌산 나트륨 몰양 환산값으로 3×10-5몰양(0.1462g), 5×10-5몰양(0.243g), 7×10-5몰양(0.341g), 4×10-4몰양(1.949g)으로 각각 첨가한 것을 제외하고는 상기 발명예와 동일한 방법으로 실시하고 그 결과를 하기표 2에 나타내었다.
비교예 (5-8)
수산화제이철 슬러리에 옥살산(Oxalic acid:C2H2O4 2H2O)을 수산화제이철 철원자에 대한 몰양 환산값(옥산살/Fe(g))으로 1×10-4몰양(0.2816g), 2×10-4몰양(0.5633g), 그리고 구연산(Citric acid:C6H8O7 H2O)을 수산화제이철 철원자에 대한 몰양 환산값(구연산/Fe(g))으로 1×10-4몰양(0.4698g), 2×10-4몰양(0.938g)을 첨가제로 첨가한 것을 제외하고는 상기 발명예와 동일한 방법으로 실시하고, 그 결과를 하기표 2에 나타내었다.
[표 2]
상기 표2에 나타낸 바와같이 글루코닌산 나트륨 첨가량이 8 × 10-5-3.5 × 10-4몰양 범위내로 첨가된 발명예(1-7)의 경우에는 제이철염 용액으로부터 직접 자성을 띄는 스피넬페라이트류 결정구조의 Fe3O4 입자분말로 생성되고 있음을 확인할 수 있다.
일반적으로 침전 산화법에 의해 제조되는 마그네타이트 입자분말의 자성특성은 포화자화(Ms) 값이 80-90 emu/g 정도, 보자력(Hc)이 약 100-1800e 정도의 자기적 특성값을 나타내는 것으로 알려진 것과 비교하면 본 발명(1-7)에 의해 제조된 마그네타이트 입자분말의 자기적 특성, 특히 포화자화값이 상당히 낮은 값을 나타내고 있는데 이는 상기 조건에서 생성된 입자분말의 크기가 초미립상(50-70Å정도) 상태로 생성되기 때문인 것으로 사료된다. 마그네타이트 입자분말의 단자구 크기는 약 400Å 정도로서 입자크기가 이보다 더 미립화되면 초상자성적 거동을 나타내게 되는 것으로 알려져 있다. 따라서 상기 본 발명에 따라 제조된 50-70Å 정도의 초미립상 마그네타이트 입자분말의 생성에 따라 포화자화값이 낮게 나타나게 된 것으로 사료된다.
한편, 첨가량이 발명예(1-7)의 범위보다 적거나 많은 비교예(1-4)의 경우에는 비자성상의 α-Fe2O3 또는 Fe(OH)3 로 생성되어지며, 또한 첨가하는 첨가제로서 글루코닌산 또는 그 염과 동일한 카르복실기(R-COOH)를 가지고 있는 옥살산 을 사용한 비교예(5-6)의 경우 및 구연산을 사용한 비교예(7-8)의 경우에는 비자성상의 α-Fe2O3 또는 Fe(OH)3 로 생성되어 질 뿐, 자성상의 Fe3O4 입자분말의 생성을 기대 할 수 없었다.
실시예 2
발명예 (8-12)
제이철염(FeC13 6H2O) 32.4g을 물에 용해하여 용량 300㎖로 조제한 제이철염 수용액(0.4M)에 수산화나트륨 14.4g을 물에 용해하여 100㎖로 조제한 알카리 수용액 (3.6M, R=3)을 첨가, 교반하여 수산화제이철 침전물을 생성시켰다. 생성된 수산화제이철 침전물에 잔존하고 있는 전해질 염을 수세에 의해 충분히 제거한 후 여과하여 수산화제이철 케익을 얻고, 이를 340㎖의 물에 투입, 교반하여 재분산으로 슬러리화하였다. 수산화제이철 슬러리에 글루코닌산 나트륨을 수산화제이철의 철원자에 대한 몰양 환산값(글루코닌산나트륨/Fe(g))으로 1.5×10-4몰양(0.7309g)을 물 50㎖에 용해한 글루코닌산 나트륨 수용액을 첨가한 후 알카리 수용액으로 반응물의 pH를 8.0, 9.0, 12.0, 12.50으로 각각 조절하고, 이를 수열반응기에 투입, 승온속도 2℃/min, 으로 160℃까지 승온시켜 1시간 유지하여 수열반응시켰다. 수열반응후 생성물은 pH가 중성이 되도록 충분히 수세하고 여과한 후 건조하여 시료분말을 제조하였다. 제조된 생성물의 결정구조는 X-ray분석으로 조사하였으며, 입자형상은 전자현미경으로 관찰하였고, 시료분말의 자기적 특성은 VSM(Vibrating Sample Magnetometer)으로 인가자장 5KOe 조건하에서 측정하여 하기표 3에 그 결과를 나타내었다.
비교예 (9-12)
수산화제이철 슬러리에 글루코닌산 나트륨을 첨가한 후 알카리 수용액으로 반응물의 pH 를 3.0, 5.0, 7.0, 13.0으로 각각 조절한 것을 제외하고는 상기 발명예와 동일한 방법으로 실시하고 그 결과를 하기표 3에 나타내었다.
[표 3]
상기 표3에 나타낸 바와같이, 반응물의 pH가 8.0-12.50의 범위내로 조절된 발명예(8-12)의 경우에는 스피넬 결정구조인 Fe3O4 입자분말의 생성을 기대할 수 있으나, 상기 발명예 범위보다 낮거나 높은 비교예(9-12)의 경우에는 마그네타이트와α-Fe2O3 혼합상 또는 비자성상의 Fe(OH)3 로 석출되기 때문에 자성상의 Fe3O4 단일상 생성을 기대할 수 없게 됨을 알 수 있다.
실시예 3
발명예 (13-16)
제이철염(FeC13 6H2O) 32.4g을 물에 용해하여 용량 300㎖로 조제한 제이철염 수용액(0.4M)에 수산화나트륨 14.4g을 물에 용해하여 100㎖로 조제한 알카리 수용액(3.6M, R=3)을 첨가, 교반하여 수산화제이철 침전물을 생성시켰다. 생성된 수산화제이철 침전물에 잔존하고 있는 전해질 염을 수세에 의해 충분히 제거한 후 여과하여 수산화제이철 케익을 얻고, 이를 340㎖의 물에 투입, 교반하여 재분산으로 슬러리화하였다. 수산화제이철 슬러리에 글루코닌산 나트륨을 수산화제이철의 철원자에 대한 몰양 환산값(글루코닌산나트륨/Fe(g))으로 1.5×10-4몰양(0.7309g)을 물 50㎖에 용해한 글루코닌산 나트륨 수용액을 첨가한 후 알카리 수용액으로 반응물의 pH를 11.0으로 조절하고, 이를 수열반응기에 투입, 승온속도 2℃/min 로 반응온도 180, 200, 250, 300℃까지 각각 승온시켜 1시간 유지하여 수열반응시켰다. 수열반응후 생성물은 pH가 중성이 되도록 충분히 수세하고 여과한 후 건조하여 시료분말을 제조하였다. 제조된 생성물의 결정구조는 X-ray 분석으로 조사하였으며, 입자형상은 전자현미경으로 관찰하였고, 시료분말의 자기적 특성은 VSM(Vibrating Sample Magnetometer)으로 인가자장 5KOe 조건하에서 측정하여 하기표 4에 그 결과를 나타내었으며, 반응온도 180℃와 300℃에서 제조된 생성물의 입자사진을 각각 제1도 (가) 및 (나)에 나타내었다.
비교예 (13-14)
수산화제이철 슬러리에 글루코닌산 나트륨을 첨가한 반응물 용액을 수열반응온도 120, 140℃에서 각각 1시간 유지하여 수열반응시킨 것을 제외하고는 상기 발명예와 동일한 방법으로 실시하고, 그 결과를 하기표 4에 나타내었다.
[표 4]
상기 표 4에 나타낸 바와같이 수열반응온도 160℃ 이상의 범위에서 실시된 발명예(13-16)의 경우에는 마그네타이트 단일상입자로 생성되나 그 이하의 온도에서 실시된 비교예(13-14)의 경우에는 마그네타이트 입자분말의 생성을 기대할 수 없음을 알 수 있었다. 이와같이 반응온도에 따른 생성물의 자기적 특성을 보면 반응온도 상승에 따라 포화자화값이 점차 증가하는 현상을 나타내고 있으며, 또한 발명예 (14-16)의 경우와 같이 반응온도 200℃ 이상에서 마그네타이트 입자의 이론 포화자화값(약 86emu/g)에 근접하고 있음을 알 수 있었다.
상기 표 2,3,4에 나타난 결과들을 종합해보면 본 발명에 따라 제이철염 용액으로부터 마그네타이트 입자분말을 제조하는데는 첨가제의 선택 뿐만 아니라 첨가제의 첨가량, 반응물의 pH, 반응온도등이 매우 중요한 반응변수 임을 확인할 수 있다.
상술한 바와같이, 본 발명은 출발원료로 제이철염을 사용하고 이 제이철염으로부터 제조한 비정질의 수산화제이철(Fe(OH)3)에 글루코닌산 또는 그의 염을 첨가한 후 밀폐된 반응, 즉 수열반응시켜 수용액중에서 직접 자성을 띄는 초미립상의 마그네타이트 입자분말을 제조할 수 있는 새로운 제조방법을 제공할 수 있으며, 이러한 제조방법으로 제조되는 본 발명의 마그네타이트 분말은 50-70Å의 초미립상의 스피넬 페라이트로서 분산성이 우수하여 정전복사기용의 자성토너뿐만 아니라 각종 가동부의 회전체 sealing제, 해상에 유출된 기름을 제거하는 자성유체, 자성도료, 흑색안료등에 사용될 수 있는 효과가 있는 것이다.
Claims (1)
- 마그네타이트 분말의 제조방법에 있어서, 출발원료로 제이철염을 사용하여 이로부터 수산화제이철을 제조하는 단계; 상기 수산화제이철의 철원자를 기준으로 상기 수산화제이철에 글루코닌산 및 그염 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 8 × 10-5- 3.5 × 10-4몰양의 범위로 첨가하여 2 성분 공존슬러리를 제조하는 단계; 상기 슬러리의 pH 를 8.0-12.50의 범위로 조절하는 단계; 및 상기 슬러리 반응액을 160℃ 이상의 온도범위에서 수열반응시켜 마그네타이트 입자분말로 석출시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 초미립상의 마그네타이트 분말의 제조방법
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019940029120A KR0136151B1 (ko) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | 초미립상 마그네타이트 분말의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019940029120A KR0136151B1 (ko) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | 초미립상 마그네타이트 분말의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR960017516A KR960017516A (ko) | 1996-06-17 |
| KR0136151B1 true KR0136151B1 (ko) | 1998-04-25 |
Family
ID=19397292
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019940029120A KR0136151B1 (ko) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | 초미립상 마그네타이트 분말의 제조방법 |
Country Status (1)
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|---|---|
| KR (1) | KR0136151B1 (ko) |
-
1994
- 1994-11-08 KR KR1019940029120A patent/KR0136151B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960017516A (ko) | 1996-06-17 |
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