含钴磁性氧化铁及其生产方法技术

一种特别适用于磁性记录介质，尤其适用于图象记录介质的含钴的磁性氧化铁粉粒。生产此粉粒的方法是以γ－ＦｅＯＯＨ为母体，满足以下方程式（１）、（２）和（３）的含钴磁性氧化铁粉粒。 ２０≤ＳＳＡ≤５０ （１） －１６. ７０≤ｌｏｇ［Ｖ］≤－３. ０５ｌｏｇ［ＳＳＡ］－１１. ３５ （２） ０. １０≤Ｆｅ↑［２＋］／总Ｆｅ≤０. ３０ （３） 此处ＳＳＡ是ＢＥＴ此表面积（米↑［２］／克），Ｖ是磁转换单元（厘米↑［３］）。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及含钴的磁性氧化铁粉粒，用于磁性记录介质（elements），尤其是图象记录介质中的元件;也涉及上述粉粒的生产方法。本专利技术特别涉及视频噪音特性极好的极适合于磁性记录介质生产的含钴磁性氧化铁粉粒以及其生产方法。用于磁性记录介质如录音磁带、录相磁带、磁盘、磁卡的磁性氧化铁可由各种方法制得，包括以下方法：一种铁盐如硫酸铁或氯化铁的溶液，以碱中和而后氧化，产生水合氧化铁如针状的针铁矿α-FeOOH或纤铁矿γ-FeOOH，以它们为母体依次经焙烧（脱水、热处理）、还原和氧化，生成针状磁铁矿（Fe3O4）和磁赤铁矿（γ-Fe2O3）。由此产生的磁性氧化铁粉粒主要用于声记录介质。上述产品磁性氧化铁进一步经过钴化合物的包复处理，生成Co-Fe3O4和Co-γ-Fe2O3。由此产生的含钴磁性氧化铁粉粒有高的矫顽磁力（矫抗磁力），主要用于图象记录载体，作为最通用的技术。从母体如针铁矿（α-FeOOH）与纤铁矿（γ-FeOOH）生产含钴磁性氧化铁粉粒，例如，就α-FeOOH来说，它在250-800℃-->脱水，转变为α-Fe2O3，随后在300°-500℃还原成Fe3O4，或者进一步在200°-300℃氧化生成γ-Fe2O3，继之用含钴的金属化合物包复处理γ-Fe2O3粉粒的表面，产生含钴的磁性氧化铁粉粒。α-FeOOH的脱水作用在250-300℃完成，使α-FeOOH转变成α-Fe2O3。通常α-Fe2O3经相当高的温度600°-800℃热处理，以使α-Fe2O3晶体生长以及减小由于脱水作用产生的空穴，由此使含钴磁性氧化铁粉粒的磁性特性得到改善。另一方面，γ-FeOOH与α-FeOOH有明显区别，它在沉淀（积）过程中决不形成孪生的晶体，因而由母体γ-FeOOH生产最终所得的磁性粉粒被说成是直线针状颗粒，没有分岔的结构。这种粉粒加工成磁带的过程，在合成树脂介质中有较高的分散性、极好的取向性和较高的矫顽磁力，促进生产更好的产品。γ-FeOOH的脱水在相对低的温度200°-300℃直接生成γ-Fe2O3，而γ-Fe2O3结晶性很差，致使不能满足磁的特性。由于这个理由，已进行了从还原γ-FeOOH和氧化此还原产物以产生γ-Fe2O3粉粒用于声记录介质的一些试尝[JP47-40097A，JP57-129828A和JP58-84127A];或由γ-FeOOH脱水之后进行还原和氧化[JP39-20939B，JP54-28299A和JP58-84407A]。在上述步骤的过程中，也进行了另外的尝试，以和α-FeOOH相同的方式，将γ-FeOOH在500℃或更高的温度一次转化为α-Fe2O3稠密结晶，其后实施还原和氧化。此外，在产生γ-Fe2O3的过程中，提出-->用Ti、B、Si、P的有机化合物（以及类似的化合物）处理γ-FeOOH粉粒，以防止在热处理时粒子间熔结和粒子变形的技术[JP57-129828A，JP58-74529A，JP58-84407A，JP63-69714A和JP63-69715A]。然而用γ-FeOOH作母体比用α-FeOOH作母体时，在热处理时更容易引起熔结和粒子表面的变形，并且一般说来，所得到的γ-Fe2O3粉粒在大多数情况下其性能比α-FeOOH母体得到的粉粒更差。与声记录相比，图象记录要求较高的记录密度，介质中所用的元件因此要求有改进的磁性能，如矫顽磁力等，以及特定的优良噪音性能、噪音性能与元件粒子体积的关系密切，即记录载体中的磁性粒子的状态是，粒子体积愈小，噪音特性愈好。总的说来，作为鉴定粒子体积的方法，BET比表面积是常用的。并且已知，大的BET比表面积可得到较好的噪音特性。因此，使记录元件更细就可导致噪音特性的改进，但同时又增加了粒子的表面活性，它们在记录介质的生产过程中在用粒子形成涂料时容易凝聚，结果要得到满意的分散系是不可能的，这使改进噪音特性产生困难。在使用母体γ-FeOOH时，比起α-FeOOH来，在脱水和特别是还原时的热处理过程中，其粒子比较容于在粒子间熔结和变形，伴随着粒子尺寸的减少。因此现有技术使用γ-FeOOH是远不能令人满意的。在此情况下，用作图象记录介质中的大多数元件，一般来源于母体α-FeOOH。用γ-FeOOH作为母体生产含-->钴磁性氧化铁粉粒用作记录介质元件，遗留不少问题要去解决。最近，有人提出采用粒子的比表面积（BET比表面积），它最常用作代表对磁记录介质的噪音特性有主要影响的磁粒子大小的特性值。这种方法不一定适合。代之比表面积的是建议使用如磁转换单元的（magnetic    switching    unit）的一物理量。本专利技术的目的是提供有最佳的磁转换单元的含钴的磁性氧化铁粉粒，它能满足上述噪音特性等等的要求。本专利技术的中一个目的是提供一种用于特别是图象记录的含钴的磁性氧化铁粉粒的生产方法，它使用在含钴磁性氧化铁粉粒的生产过程中趋向于产生具有良好针状而无分岔的磁性粉粒的γ-FeOOH作为母体。本专利技术的第一方面提供了满足下列方程式（1）、（2）和（3）的含钴磁性氧化铁：20≤SSA≤50    （1）-16.70≤log[V]≤-3.05log[SSA]-11.35    （2）0.10≤Fe2+/总Fe≤0.30（3）方式中SSA是BET比表面积（米2/克），V是磁转换单元（厘米3）。本专利技术的第二方面是提供如第一方面所述的含钴磁性氧化铁粉粒，其中方程式（2）是-16.70≤log[V]≤-3.05log[SSA]-11.50。本专利技术的第三方面是提供如第一方面所述的磁性氧化铁粉粒，-->其中方程式（3）是0.20≤Fe2+/总Fe≤0.30。本专利技术的第四方面是提供为第一方面所述用于生产含钴磁性氧化铁的方法，其中氧化铁粉粒由直接还原纤铁矿粒子，或在低温下纤铁矿粒子脱水，再还原脱水物而产生的，即在200℃或更低温度下完成上述还原作用和其后的氧化作用。由此生产的0.10-0.36Fe2+浓度的氧化铁粉粒用Fe2+/总Fe表示，然后用钴化合物或钴化合物和至少一种其他金属化合物的组合在氧化性或惰性气氛中包复在氧化铁粒子的表面上的。本专利技术的第五方面是提供如第四方面所述含钴磁性氧化铁粉粒的生产方法，其中氧化铁粉粒中Fe2+的浓度为0.20-0.36，以Fe2+/总Fe表示。本专利技术的第六方面是提供如第四方面所述的含钴磁性氧化铁粉粒的生产方法，其中氧化铁粉粒中Fe2+的浓度为0.28-0.36，以Fe2+/总Fe表示。本专利技术的第七方面是提供如第六方面所述含钴磁性氧化铁粉粒的生产方法，其中纤铁矿粉粒表面有铝化合物包复。本专利技术的第八方面是提供如第七方面所述含钴磁性氧化铁粉粒的生产方法，其中包覆的铝化物量为0.05-3.0%（基于纤铁矿重量计）。图1表示得自本专利技术实例和对比实例的磁转换单元（V）和BET比表面积（SSA）的相互关系。-->已发现，关于与BET比表面积有关的相互关系由母体γ-FeOOH经特定热处理生产氧化铁粉粒和用钴化合物包覆此氧化铁粉粒的表面。生产的含钴磁性氧化铁粉粒，其磁转换单元与经由α-Fe2O3（例如用α-FeOOH作母体，或由γ-FeOOH在高温下脱水生产α-Fe2O3）制得的含钴磁性氧化铁的磁转换单元相比特别小。磁转换单元（V）和BET本文档来自技高网...

【技术保护点】
满足以下方程式（１），（２）和（３）的含钴磁性氧化铁粉粒： ２０≤ＳＳＡ≤５０ （１） －１６. ７０≤ｌｏｇ［Ｖ］≤－３. ０５ｌｏｇ［ＳＳＡ］－１１. ３５ （２） ０. １０≤Ｆｅ↑［２＋］／总Ｆｅ≤０. ３０ （３） 式中ＳＳＡ是ＢＥＴ比表面积（米↑［２］／克），Ｖ是磁转换单元（厘米↑［３］）。

【技术特征摘要】
JP 1992-12-29 04-362114;JP 1993-2-2 05-0528431、满足以下方程式(1)，(2)和(3)的含钴磁性氧化铁粉粒：20≤SSA≤50  (1)-16.70≤log[V]≤-3.05log[SSA]-11.35  (2)0.10≤Fe2+/总Fe≤0.30(3)式中SSA是BET比表面积(米2/克)，V是磁转换单元(厘米3)。2、权利要求1的含钴磁性氧化铁粉粒，其中方程式（2）为-16.70≤log[V]≤-3.05log[SSA]-11.503、权利要求1的含钴磁性氧化铁粉粒，其中方程式（3）为0.20≤Fe2+/总Fe≤0.34、一种生产权利要求1的含钴磁性氧化铁粉粒的方法，该方法包括生产Fe2+浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅野清，小山新，匠伸祐，鹰取滋，田村浩一，吹田德雄，
申请(专利权)人：石原产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]