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DE3004056A1 - Verfahren zur herstellung eines feooh-pigments - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines feooh-pigments

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Publication number
DE3004056A1
DE3004056A1 DE19803004056 DE3004056A DE3004056A1 DE 3004056 A1 DE3004056 A1 DE 3004056A1 DE 19803004056 DE19803004056 DE 19803004056 DE 3004056 A DE3004056 A DE 3004056A DE 3004056 A1 DE3004056 A1 DE 3004056A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pigment
feooh
water
magnetic
added
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19803004056
Other languages
English (en)
Inventor
Harm Jan Groen
Hendrikus Frederikus Huisman
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of DE3004056A1 publication Critical patent/DE3004056A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62—Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/68—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent
    • G11B5/70—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer
    • G11B5/706—Record carriers characterised by the selection of the material comprising one or more layers of magnetisable material homogeneously mixed with a bonding agent on a base layer characterised by the composition of the magnetic material
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
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    • C09C1/24—Oxides of iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
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    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
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    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
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Description

R. V. Philips' GloeüampsnfaLrjskcn, ENfen · fr'[--<:■:": 3 O O A O 5
10.1.80 . 3 PHN 936*4-
"Verfahren zur Herstellung eines FeOOH-Pigments"
Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zur Herstellung eines FeOOH-Pigments, bei dem das Pigment aus einer nach einem an sich bekannten Verfahren erhaltenen wässerigen Dispersion von FeOOH-Teil-5
chen abgeschieden und mit Wasser gewaschen wird.
Ein FeOOH-Pigment ist ein nichtmagnetisches Pigment, das unter der Bezeichnung "Goethit" oder "Lepidocrocit" bekannt ist und das ein wichtiges Ausgangsprodukt für die Herstellung magnetischer Pigmente, wie 10
eines Pigments aus magnetischen Fe-Teilchen oder eines
Pigments aus magnetischen Y -Fe-O^-Teilchen, bildet. Derartige magnetische Pigmente werden vor allem in magnetischen Aufzeichnungselementen, insbesondere in Magnetbändern, verwendet, die einen Träger in Form einer meis-15
tens aus Kunststoff hergestellten Platte oder eines Bandes enthalten, auf dem ein magnetischer Ueberzug angebracht ist, der ein Bindemittel enthält, in dem unter Verwendung eines Dispergiermittels die Pigmentteilchen feinverteilt
sind.
20
Die vorgenannte bekannte wässerige Dispersion von FeOOH-Teilchen kann auf verschiedene Weise hergestellt werden und weist, je nach dem angewandten Herstellungsverfahren, einen sauren oder alkalischen
Charakter auf.
25
Ein sehr bekanntes Herstellungsverfahren ist das sogenannte sauer oder Camras-Verfahren. Nach diesem Verfahren wird eine wässerige saure Lösung von Ferrosulfat, die dadurch erhalten wird, dass elementares Eisen in Schwefelsäure gelöst wird, durch Zusatz von z.B.
Natronlauge alkalisch gemacht. In diesem alkalischen Milieu werden FeOOH-(Goethit)-Keime gebildet.
Die Keimlösung wird durch Zusatz von
0 30035/Q671
10.1.80 /f If PHN
Schwefelsäure mit Eisen angesäuert und in dem erhaltenen sauren Milieu findet ein Wachstum von Goethitkristallen auf den Keimen statt.
Nach einem anderen sehr bekannten Vrfahiaizur Herstellung einer wässerigen Dispersion von Goethitkristallen oder —teilchen, dem sogenannten alkalischen Verfahren, wird, wie bei dem vorgenannten Camras-Verfahren, eine schwefelsaure Lösung von Ferrosulfat alkalisch gemacht, wobei in dem alkalischen Milieu eine Keimbildung stattfindet. Die Keimlösung wird derart angesäuert, dass die Alkalität der Keimlösung herabgesetzt wird, aber doch noch ein alkalisches Milieu erhalten bleibt. In diesem schwach alkalischen Milieu findet ein Wachstum von Goethitkristallen statt.
Nach einem noch weiteren Verfahren, dem
sogenannten Lepidocrocitverfahren, wird von einer salzsauern Lösung von Ferrochlorid ausgegangen, die alkalisch gemacht und dann angesäuert wird. Dabei werden Y -FeOOH-Kristalle, Lepidocrocitkristalle, erhalten.
Die Fe00H-Telichen und demzufolge auch
die daraus hergestellten magnetischen Fe- oder V -Fe„0_- Teilchen können mit Metallen, wie Co, Ni, Zn, Sn, Ti oder Kombinationen derselben, dotiert sein. Ein derartiges
dotiertes Pigment kann auf übliche Weise dadurch herge-25
stellt werden,.dass dem obengenannten schwefelsauren oder salzsauren Reaktionsmedium Salze der gewünschten Metalle, wie Kobalt- oder Zinksulfat, zugesetzt werden. Auch können die abfiltrierten Fe00H-Teilchen mit derartigen Salzen
versehen werden.
30
Unter den in dieser Beschreibung angewandten Ausdrucken "FeOOH-, Fe- und Y -Fe„0 -Teilchen oder -Pigmente" sind auch derartige Teilchen oder Pigmente zu verstehen, die mit Metallen, wie Co, Ni, Zn, Sn und
Ti, dotiert sind.
35
Aus der durch die vorgenannten.Verfahren
erhaltenen alkalisch oder sauer reagierenden wässerigen Dispersion von FeOOH-Teilchen wird das FeOOH-Pigment durch
&306Ή
10.1.80 jf C PHN 9364
Filtrieren oder z.B. Dekantieren abgetrennt. ~ '
Aus Untersuchungen, die zu der vorliegenden Erfindung gefühart haben, hat sich ergeben, dass die alkalisch oder sauer reagierende Dispersion von FeOOH-Teilchen grösstenteils einen kolloidalen Charakter aufweist und dass die Abscheidung der Teilchen, z.B. durch Filtrieren, sehr mühsam vor sich geht. Anfänglich fliesst die Dispersion durch das Filter, bis dieses Filter durch die in der Dispersion vorhandenen gröberen Teilchen verschlammt ist und sich ein Filterkuchen aufgebaut hat.
Nachdem die Teilchen abfiltriert worden
sind, wird das Pigment mit lasser gewaschen und gegebenenfalls anschliessend bei höchstens 200°C getrocknet. Das Auswaschen mit Wasser ist u.a. in der deutschen Offenlogungsschrift 2.054.25*·· beschrieben.
Indem ein vernetztes polymeres Flockmittel, wie das bekannte Polyacrylamid, der wässerigen Dispersion abzuscheidender Fe00H-Teilchen zugesetzt wird, kann ein besserer Filtrier- oder Dekantiervorgang erhalten werden.
Es wurde aber gefunden, dass das Polyacrylamid während
der bei höherer Temperatur (300 bis 45O°C) durchgeführten Umwandlungen des FeOOH-Pigments in das magnetische Fe- oder / -Fe?0_-Pigment nicht völlig verschwindet. Im magnetischen Endprodukt sind von dem Polyacrylamid stammende 25
Kohlenwasserstoffreste, wie Kohlenstoffteilchen, vorhanden, die die magnetoakustischen Eigenschaften des Pigments beeinträchtigen.
Ein weiterer Nachteil des bekannten
Verfahrens ist der, dass der Salzgehalt der erhaltenen 30
Fe00H-Teilchen hoch ist. Es handelt sich um elektrostatisch an die Oberfläche der Teilchen gebundene Salze, vor allem Salze von Schwermetallen oder Erdalkalimetallen, wie Eisensulfat, Zinksulfat, Calciumsulfat und Calciumchlorid. Es hat sich herausgestellt, dass ein verhältnismassig hoher Salzgehalt des Fe00H-Pigments zur Folge hat, dass auch die aus diesem Pigment erhaltenen magnetischen Fe- und ν -Fe20_-Pigmente eine verhältnismässig grosse
—rearer/ο 6 TT "
10.1.80 V PHN 9364
Menge an die Oberfläche elektrostatisch gebundener Salze — enthalten. Bei Verarbeitung derartiger Pigmente in magnetischen Aufzeichnungselementen wird festgestellt, dass auf die Dauer und vor allem bei Lagerung oder beim Gebrauch unter feuchten Bedingungen die magnetische Aufzeichnungsqualität der Aufzeichnungselemente schlechter wird. So lässt die Genauigkeit eines auf einem derartigen Auf-. Zeichnungselement angebrachten Signals, wie eines Tonsignals, auf die Dauer deutlich nach. Es wurde gefunden, dass dieses schlechte Dauerverhalten auf eine gleichmässige Salzablagerung auf der Oberfläche des magnetischen Ueberzugs des Aufzeichnungselements zurückzuführen ist, wobei die Salze von der Oberfläche des in dem magnetischen Ueberzug dispergierten Pigments herrühren. Unter feuchten Bedingungen kann Wasser in den Mikroporen kondensieren, die in dem magnetischen Ueberzug vorhanden sind, wodurch die an die Oberfläche des Pigments gebundenen Salze allmählich in Lösung gehen und infolge physikalischer Transporterscheinungen in der Pore an die Oberfläche des
Ueberzugs gelangen und dort durch Verdampfung des Wassers auskristallisieren.
Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das die obengenannten Nachteile nicht aufweist und dadurch gekenn-
zeichnet ist, dass der wässerigen Dispersion ein wasserlösliches Ammoniumsalz zugesetzt wird das von einer niedrigmolekularen schwach organischen Säure abgeleitet wird und das sich bei einer Temperatur von höchtens 4500C als solches oder nach Zersetzung verflüchtigt. Unter dem
Ausdruck "niedrigmolekular11 ist ein Molekulargewicht von höchstens 150 zu verstehen.
Durch die Massnahme nach der Erfindung wird insbesondere erreicht, dass die in der wässerigen
Dispersion verteilten FeOOH-Teilchen ohne Zusatz eines 35
besonderen polymeren Flockungsmittels leicht ausflocken und auf die gewünschte Weise, wie durch Filtrieren oder Dekantieren, ohne Materialverlust abgetrennt werden können..
10.1.8ο y5 ψ PHN 9364
" Weiter wird erreicht, dass der Gehalt
an Salzen, die an die Oberfläche der abgeschiedenen FeOOH-Teilchen elektrostatisch gebunden sind, sehr gering ist. So können beispielsweise mit dem Verfahren nach der Erfindung Salzgehalte, die niedriger als 0,1 Gew.$ sind und z.B. 0,03 Gew.% betragen, erreicht werden.
Wenn die wässerige Dispersion der FeOOH-
Teilchen eisien sauren Charakter aufweist, wie z.B. eine /VT&J& FeOOH-Teilchen, die nach dem vorgenannten
CaÄras-YerfethreJtt hergestellt ist, wird bei einer bevorzugten Äusf^ftr^uagsf öärirt des Verfahrens nach der Erfindung ausser dem wasserlöslichen Ammoniumsalz auch noch eine Wasserlösliche Base zugesetzt.
Die Menge zugesetzter Base ist nicht an
enge Greazem gebunden. Bei einer günstigen Prozessführung wird eine derartige Menge der Base zugesetzt, dass der S&iaregrsd |pH) der wässerigen Dispersion ohne Ammoniumsalz einen Wert von € bis 9 erhält.
Geeignete Basen sind die Alkalimetall-
hydroxide, wie NaOH und KOH. Vorzugsweise wird Ammoniak verwendet.
Duarch die Massnahme nach der Erfindung wird erreicht, dass die anfänglich an die Oberfläche der
Teilchen gebundenen Salze gegen das angebotene Amaionium-25
salz ausgetauscht werden, das leicht dadurch entfernt werden kann, dass das erhaltene Pigment einer Wärmebehandlung, z.B. einer Erhitzung auf 150 bis 2000C, unterworfen wird. Eine derartige Wärmebehandlung ist z.B. ein nach
dem Auswaschen des Pigments durchgeführter Trocknungsvor-30
gang oder erfolgt automatisch während des Vorgangs, bei dem das Fe00H*Pigment in ein magnetisches Fe- oder Y -Fe2O Έ>ί&ρ!&Ά%, i$k&3*flid&rt wird. ^
Bter Austausch der anfänglich gebundenen
Salze gogen das Ammoniumsalz woei die damit einhergehende Beseitigung des kolloidalen Charaüers der Dispersion gehen auf .sehr zweckmässige Weise vor sich. Es wurde , dass dies u.a. darauf zurückzuführen ist, dass
5/0 67 1
. BAD ORIGINAL
10.1.80 ß PHN 9364
die dispergierten FeOOH-Teilchen durch. Anwendung der Massnahme nach der Erfindung den isoelektrischen Punkt nahezu oder völlig erreichen, wodurch die starke elektrostatische Bindung der geladenen Teilchen und der umgebenden Hüllen aus Ionen und Gegenionen herabgesetzt wird. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass die Teilchen in saurem Milieu eine positive Ladung und in basischem Milieu eine negative Ladung aufweisen.
BeL einer günstigen Ausführungsform des
Verfahrens nach der Erfindung wird dem Waschwasser ebenfalls ein wasserlösliches Ammoniumsalz zugesetzt das von einer niedrigmolekularen schwach organischen Säure abgeleitet wird und das sich bei einer Temperatur von höchstens 45O0C entweder als solches oder nach Zersetzung
verflüchtigt.
Damit wird erreicht, dass die gegebenenfalls noch verbleibenden anderen Salze, die an der Oberfläche der FeOOH-Teilchen vorhanden sind, auf zweckmässige Weise gegen das angebotene Ammoniumsalz ausgetauscht
werden. Weiter wird erreicht, dass zum Auswaschen normales Waschwasser verwendet werden kann, d.h. Waschwasser, das nicht deionisiert oder semi-deionisiert ist und ausserdem die normale Umgebungstemperatur, die im grossen ganzen zwischen 20 und 250C liegt, aufweist.
Die der wässerigen Dispersion oder dem Waschwasser zugesetzte Menge Ammoniumsalz ist wenig kritisch. Günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn pro 100 g Pigment 1 bis 5 S Ammoniumsalz zugesetzt werden.
Geeignete Ammoniumsalze sind z.B.:
Triäthanolammoniumacetat und vor allem Ammoniumacetat, Ammoniumoxalat, Ammoniumcarbonat oder Gemische derselben. Insbesondere Zusatz von Ammoniumacetat ergibt sehr günstige Resultate.
Bei einer Weiterbildung des Verfahrens
nach der Erfindung wird das verbesserte FeOOH-Pigment durch ein an sich bekanntes Verfahren in ein verbessertes magnetisches Fe- oder Y-Fe^O^-Pigment umgewandelt.
Ü3003 5/0671
r .
300Λ056
ΐο*ϊ,80 G PHN 9364
' ... So wird ein verbessertes Eisenpulver-(Fe)- -'2HLgBiViLt dadurch erhalten, dass das nach der Erfindung erhaltene verbesserte FeOOH-Pigraent bei erhöhter Temperatur »it Wasserstoff reduziert wird. Die Temperatur, bei der der Reduktionsvorgang durchgeführt wird, beträgt im grossen gattzen 35Q bis 45O°e. Infolge dieser Temperaturbehandlung ^*C sich <ias an der Oberfläche des Fe00H-Pigments vorhändene Ammoniumsalz als solches oder nach Zersetzung
Ein verbessertes Y -Fe20«-Pigment wird erhalten, dass das nach der Erfindung hergestellte verbesserte FeOOH-Pigment bei erhöhter Temperatur von etwk 350 bis 45O0C mit Wasserstoff zu Magnetit (,Fe„0^) reduziert und dann bei erhöhter Temperatur von etwa 3OO bis 3500C das Magnetit zu Y -Fe_0 -Pigment oxidiert wird, das in Wasser dispergiert, daraus abgeschieden, mit Wasser 'gewaschen und schliesslieh getrocknet wird. Der Trocknungsvorgang wird'an der Luft bei einer Temperatur von höchstens ZOQ0C durchgeführt.
Nach einer günstigen Ausführungsform des
letzteren Verfahrens zur Herstellung eines verbesserten y-Fe20_--Pigments wird einer wässerigen Dispersion des Y-FepOo-Pigments und/oder dem Waschwasser ein wasserlösliches Ammoniumsalz zugesetzt, das von einer niedrigmole-25
kularen schwach organischen Säure abgeleitet ist und das sich während des angewandten Trocknungsvorgangs als solches oder nach Zersetzung verflüchtigt.
Nach dieser Ausführungsform wird ein
©ehr reines Y-Fe^O^-Pigment erhalten, das keine oder nahezu keine adsorbierten Salze enthält. Ausserdem wird, iradem das Ammoniumsalz der wässerigen Dispersion zugesetzt
das dispergierte fl -Fe20„-Pigment leicht ausflocken durch Filtrieren öder Dekantieren abgetrennt werden können.
Ein geeignetes Ammoniumsalz ist namentlich Ammoniumacetat, Ammoniumoxalat oder Ammoniumcarbonat. Die Menge angewandten Ammoniumsalzes beträgt etwa 1 bis 2 g
,-γ·~--γ-:~--- . - 03ÖQ357067T "^0
10.1.80 X ή^ PHN 9364
pro 100 g Pigment.
Die Erfindung bezieht sich weiter auf
ein magnetisches Aufzeichnungselement, das einen Träger enthält, auf dem ein magnetischer Ueberzug angebracht ist, der ein Bindemittel und ein darin unter Verwendung eines Dispergiermittels feinverteiltes magnetisches Fe- oder / -Feρ0„-Pigment enthält, welches Element dadurch gekennzeichnet ist, dass ein verbessertes magnetisches Fe- oder -Pigment verwendet wird, das durch die obenbeschrieFe9O„
benen Verfahren erhalten ist.
Das Aufzeichnungselement kann dadurch
hergestellt werden, dass das Pigment, das Bindemittel, das Dispergiermittel und etwaige Zusatzstoffe, wie antistatische Mittel, Antioxidantien, Schmiermittel u.dgl.
zusammen mit einem Lösungsmittel für das Bindemittel mehrere Stunden in einer Kugelmühle gründlich gemischt und gemahlen werden. Gegebenenfalls kann ein Teil der Bestandteile, wie ein Teil des Bindemittels und des Lösungsmittels, in einer zweiten Charge dem Inhalt der Kugelmühle
zugesetzt werden. Die erhaltene Dispersion wird gesiebt und dann in einer gleichmässigen Schicht auf einem Träger angebracht. Vielfach verwendete Bindemittel sind z.B. Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyester, Polyes teramid, Polyacrylat, Polyurethan oder Copolymere von
mindestens zwei Monomeren, z.B. von Vinylchlorid, Vinylacetat, Acrylnitril, Vinylalkohol, Vinylburyral oder Vinylidenchlorid. Das Dispergiermittel wird in einer Menge von 0,5 bis 6 Gew.^, auf die Pigmentmenge bezogen,
angewandt. Geeignete Dispergiermittel sind z.B. Lecithin, 30
Mono- oder Diester von Phosphorsäure und äthoxylierte
Alkohole, sowie Alkylary!sulfonsäuren. Die Zusatzstoffe werden in einer Gewichtsmenge von .0,1 bis 10^, auf die Bindemittelmenge bezogen, angewandt. Gut brauchbare Zusatzstoffe sind z.B. Schmiermittel, wie Fettsäuren, Fettsäure-35
derivate, Silikonöl, Vaseline, sowie antistatische Mittel, wie Russ. Die Pigmentmenge ist etwa 60 bis 80 Gew.^. auf das Gesamtgewicht des magnetischen Ueberzugs bezogen.
030035/0671
10.1.80 X /\Λ PHN 936h
Die Erfindung wird nachstehend an Hand ·--■-einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Beispiel 1.
Es wurde von einer sauer reagierenden wässerigen Dispersion von FeOOH-Teilchen ausgegangen, die nach dem Camras-Yerfahren erhalten war. Der pH-Wert der Dispersion betrug 3>0. Indem SnCl2 dem Reaktionsgemisch nach dem Camrasverfahren zugesetzt wurde, wurden FeOOH-Teilchen erhalten, die mit SnC1„ in einer Menge von 1 At .$ Sn, auf Fe bezogen, dotiert waren. In 10 1 der genannten Dispersion, die 1000 g FeOOH enthielt, wurde NH„-Gas eingeleitet, bis der pH-Wert 8,0 betrug. Dann wurden der Dispersion 30 g Ammoniumacetat unter Rühren
zugesetzt. Das Pigment flockte nahezu sofot aus. Das Ganze 15
wurde 1 Stunde lang nachgerührt, anschliessend ohne Materialverlust dekantiert und das erhaltene FeOOH-Pigment zweimal mit 10 1 nicht-deionisiertem Wasser von 200C aufgerührt, dem pro Liter 1,5 g Ammoniumacetat zugesetzt waren. Das dekantierte FeOOH-Pigment wurde bei 1500C an
der Luft getrocknet, wobei sich das an dem Pigment adsorbierte Ammoniumacetat verflüchtigte. Das Pigment enthielt nach Trocknung 0,04 Gew.$ adsorbiertes Salz.
Das FeOOH-Pigment wurde auf übliche Weise
bei 35O°C mit Wasserstoff zu einem magnetischen Fe-Pigment .
reduziert, das 1 At.^. Sn enthielt, und dann durch Behandlung mit einem N2/0 -Gasgemisch stabilisiert, wobei die Fe-Teilchen mit einer dünnen Oxidhaut versehen wurden.
Ein Vergleichspigment wurde nach dem
üblichen Verfahren dadurch hergestellt, dass 10 1 der
vorgenannten sauren wässerigen Dispersion von mit SnCl?
dotierten FeOOH-Teilchen, die einen pH-Wert von 3,0 aufwies und 100 g FeOOH pro Liter enthielt, dekantiert wurden. Das Dekantieren ging mühsam vor sich und war mit einem
bedeutenden Materialverlust verbunden. Das dekantierte 35
Pigment wurde zweimal mit 10 1 deionisiertem Wasser aufgerührt, nochmals durch Dekantieren abgetrennt, dann bei 150oC an der Luft getrocknet und danach auf die obenbe-
Ί5Τ(Γ035/067Τ
10.1.80 /TO η-Jy PHN 9364
schriebene ¥eise in ein stabilisiertes magnetisches Fe-Pigment mit 1 At.$ Sn umgewandelt.
Sowohl das nach der Erfindung hergestellte
Pigment als auch das Vergleichspigment wurden auf folgende ¥eise zu einem Magnetband verarbeitet:
In einen sogenannten "High Speed Dissolver" d.h. eine Mischvorrichtung mit einem Rührwerk, das eine drehbare kreisförmige Platte aufweist, die am Rande mit abwechselnd über und unter der Ebene der Platte hervorragenden Flügeln versehen ist, wurden die nachstehenden Bestandteile eingeführt:
38 Gewichtsteile einer 17^-igen Lösung eines PoIyesterurethanharzes, das aus Adipinsäure, 1,4-Butandiol und 4,4-Diisocyanodiphenylmethan hergestellt wurde (Handelsname "Estane"), in Te trahydr ofuran,
5,5 Gewichtsteile einer 30$-igen Lösung von Phenoxy— harz (Typ PHKJ von Union Carbide) in Tetrahydrofuran,
1,8 Gewichtsteile Silan (Typ. A 143 von Union Carbide ) und
300 Gewichtsteile Tetrahydrofuran.
Das Ganze wurde 2 Stunden lang gerührt,
wobei dem Gemisch noch die folgenden Bestandteile allmäh—
lieh zugesetzt wurden:
175 Gewichtsteile Fe-Pigment,
4 Gewichtsteile Al 0 ,
6,5 Gewichtsteile elektrisch leitender Russes und
7 Gewichtsteile Na-SaIz von Laurylsarcosin. 30
Nachdem alle Bestandteile im Laufe der
vorgenannten 2 Stunden zugesetzt Worden waren, wurde das Rühren noch eine halbe Stunde fortgesetzt, wonach das Ganze in einer Perlenmühle gemischt und gemahlen wurde,
deren Glasperlen einen Durchmesser von 1 mm aufwiesen. 35
In die sich drehende Perlenmühle wurden
weiter 150 Gewichtsteile der vorgenannten Polyesterurethanharzlösung sowie 22 Gewichtsteile der vorgenannten Phenoxy-
"isfö 0 3 5 / ο 6 71 ~
10.1.80 ^J PHW 936k
■ - harzlösung eingeführt, wonach noch 2h Stunden lang
gemahlen wurde.
Der erhaltene magnetische Ueberzugslack wurde durch ein Filter mit einer Porenweite von 3 /um
gesiebt und auf einer Polyesterfolie mit einer Dicke von 12 /um angebracht. Nach Trocknen und Kalandern wurde auf dem erhaltenen Magnetband ein Tonsignal von 6,3 kHz eingeschrieben vnd dann wurde dieses Band einem zyklischen
Feuchtigkeitsversuch unterworfen.
Dazu wurde das Band 21 Tage lang unter
wechselnden klimatischen Bedingungen gelagert, wobei
Perioden von 23 Stunden mit einer Temperatur von 40°G und einem relativen Feuchtigkeitsgehalt von 95% mit Perioden
von 1 Stunde mit einer Tempex-atur von 20°C und einem
^
relativen Feuchtigkeitsgehalt von 50p abwechselten.
Nach der genannten Periode von 21 Tagen
wurde- das Band aus dem Klimakasten entfernt und auf einem üblichen Abspielgerät abgespielt, wobei das Band mit
einer Geschwindigkeit von 4,75 cm/sec an einem Wieder-
gabekopfes entlanggeführt wurde. Das dabei erhaltene
Signal wurde mit dem ursprünglich eingeschriebenen Signal verglichen.
Es stellte sich heraus, dass das Magnt-
band, in dem das nach der Erfindung hergestellte Fe-Pigment 25
verarbeitet war, keinen wahrnehmbaren Signalverlust zeigte.
Das Magnetband, in dem das Vergleichspigment verarbeitet war, zeigte einen über das Band verteilten Signalverlust von 2 bis 6 dB,:
Beispiel 2.
30
Das Ausgangsprodukt war eine nach dem
alkalischen Verfahren hergestellte basisch reagierende
wässerige Dispersion von FeOOH-Teilchen, die einen pH-Wert von 9>O aufwies.
5 Litern dieser Dispersion, die pro Liter 4θ g des FeOOII-35
Pigments enthielt, wurden 5 g Ammoniumacetat unter Rühren zugesetzt. Der pH der Dispersion sank dabei auf einen Wert von etwa 7 herab. Das Pigment flockte nahezu sofort aus.
Ü3003570671
10.1.80 ^ SI (f PHN 936k
Es wurde 1 Stunde lang nachgerührt. Das Pigment wurde nahezu ohne Materialverlust über ein 10 /um-Filter filtriert, zweimal auf dem Filter mit jeweils 5 1 nicht-
deionisiertem Wasser von 20°C gewaschen, dem pro Liter g
0,5 g Ammoniumacetat zugesetzt war, und dann bei 120°C an der Luft getrocknet. Das an dem Pigment adsorbierte Ammoniumsalz verflüchtigte sich während des Trocknungsvorgangs. Das erhaltene FeOOH-Pigment wies einen Salzgehalt von Ö,04 Gew.$ auf.
Das FeOOH-Pigment wurde auf übliche :
Weise in ein magnetisches Y -Fe 0 -Pigment umgewandelt. Dazu wurde das FeOOH-Pigment bei einer Temperatur von etwa 30O0C mit Wasserstoff zu Magnetit (Fe„O.) reduziert
und dann bei etwa 25O0C an der Luft zu dem magnetischen 15
V -Fe2O„-Pigment oxidiert.
Das Y-Fe2O„-Pigment wurde in 2 1 Wasser
aufgenommen und anschliessend wurden der erhaltenen Dispersion 2 g Ammoniumacetat zugesetzt.
Das Ganze wurde gerührt, wobei das Pigment 20
ausflockte. Das Pigment wurde ohne Materialverlust über ein 10 /um-Filter filtriert, zweimal mit jeweils 2 1 nichtdeionisiertem Wasser von 200C gewaschen, dem pro Liter 0,5 g Ammoniumacetat zugesetzt war, und danach bei
130oC an der Luft getrocknet. Das erhaltene Pigment wies 25
einen Salzgehalt von 0,02 Gew.% auf.
Ein Vergleichspigment; von Y -FepO -
Teilchen wurde nach dem üblichen Verfahren dadurch hergestellt, dass 5 Litern der obengenannten basisch reagierenden wässerigen Dispersion von FeOOH-Teilchen, die einen 30
pH-Wert von 9,0 aufwies und pro Liter 4o g Pigment ent*-
hielt, ein Flockungsmittel (Polyacrylamid) zugesetzt und dann das ausgeflockte FeOOH-Pigment über ein 10 /um-FiIter filtriert wurde. Die Filtration ging nahezu ohne Material-„_ verlust vor sich. Das abfiltrierte Pigment wurde zweimal
mit jeweils 5 1 deionisiertem Wasser gewaschen und dann bei 1200C an der Luft getrocknet. Das erhaltene FeOOH-Pigment wurde auf die obenbeschriebene Weise durch Reduktion
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mit Wasserstoff und anschliessende.Luftoxidation in
Y -Fe-O^-Pignient umgewandelt, das in 2 1 deionisiertem Wasser dispergiert, aufgerührt und dann über ein 1p /um-Filter abfiltriert wurde. Die Filtration ging mühsam vor sich und war mit einem deutlichen Materialverlust verbunden. Das Pigment wurde zweimal mit jeweils 2 1 deionisiertem Wasser von 90°C gewaschen und.dann bei 130°C an der Luft getrocknet.
Sowohl das nach der Erfindung erhaltene Y-Fe„0 -Pigment als auch das Vergleichspigment von Y-Fe2Oo wurden auf folgende Weise zu einem Magnetband verarbeitet:
Die nachstehenden Bestandteile wurden in eine Kugelmühle eingeführt:
96 Gewicht steile ^ -F.e 2°3
3,'85 Gewichtsteile Lecithin 40 Gewichtsteile Tetrahydrofuran 15»5 Gewichtsteile Cyclohexanon und
64,4 Gewichtsteile Methylisobutylketon.
Die Bestandteile wurden 2 Stunden lang
gemischt und dem erhaltenen Gemisch wurden 52,4 Gewichtsteile einer 20 $-igen Lösung von Polyurethanharz in einem Gemisch (1 : 1) von Tetrahydrofuran und Cyclohexanon sowie
69Y9 Gewichtsteile einer 30$-igen Lösung von Vinyliden-25
chlorid-Acrylnitril Copolymer (8 : 2) in einem Gemisch (i : 1) von Tetrahydrofuran und Cyclohexanon sowie 33»1 Gewichtsteile Methylisobutylketon zugesetzt. Das Ganze wurde mehrere Stunden gemahlen, bis eine Mahlfeinheit von weniger als 2 bis.3 /um erreicht war. Das Produkt wurde /■ v
abgelassen, filtriert und auf einer 12 /um dicken Folie aus Polyalkylenterephthalat angebracht. Das Gebilde aus Träger und aufgebra chtem magnetischem Ueberzug wurde getrocknet und kalandert, wobei endgültig eine Schichtdicke des magnetisierbaren Ueberzugs von 6 /um erhalten wurde. /
Auf dem erhaltenen Magnetband wurde ein
Tonsignal von 6,3 kHz angebracht,. wonach das Band auf die im Ausführungsbeispiel 1 angegebene Weise einem zyklischen
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Feuchtigkeitsversuch unterworfen und dann abgespielt wurde.
Es stellte sich, heraus, dass das Magnetband, "in dem das nach der Erfindung hergestellte Pigment verarbeitet war, keinen Signalverlust zeigte, während das Band mit dem Vergleichspigment einen Signalverlust zeigte, der, über das Band verteilt, zwischen 2 und 6 dB variierte.
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Claims (1)

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PATENTANSPRTIECHE
1. Verfahren zur Herstellung eines FeOOH-
Pigments, bei dem das Pigment aus einer nach einem an sich bekannten Verfahren erhaltenen wässerigen Dispersion von FeOOH-Teilchen abgeschieden und mit Wasser gewaschen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der wässerigen Dispersion ein wasserlösliches Ammoniumsalz zugesetzt wird, das von einer niedrigmolekularen schwach organischen Säure abgeleitet wird und das sich bei einer Temperatur von höchstens 45O°C als solches oder nach Zersetzung verflüchtigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer sauer reagierenden wässerigen Dispersion von FeOOH-Teliehen ausser dem wasserlöslichen Ammoniumsalz auch noch eine wasserlösliche Base zugesetzt wird.
^ 3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass dem ¥aschwasser ebenfalls ein im Anspruch 1 erwähntes Ammoniumsalz zugesetzt wird. k. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3»
dadurch gekennzeichnet, dass pro 100 g Pigment 1 bis 5 g des Ammoniumsalzes verwendet wird.
5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass Ammoniumacetat, Ammoniumoxalat oder Ammoniumcarbonat verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass das erhaltene FeOOH-Pigment nach einem an sich bekannten Verfahren, bei dem das FeOOH-Pigment bei erhöhter Temperatur iriLt Wasserstoff reduziert wird, in ein magnetisches Fe-Pigment umgewandelt wird.
7· Verfahren räch Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass das erhaltene FeOOH-Pigment nach einem an sich bekannten Verfahren bei erhöhter Temperatur mit Wasserstoff zu Magnetit reduziert und dann bei erhöh-
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ter Temperatur zu / -Fe„0„- Pigment oxidiert wird, das in ¥asser dispergiert, daraus abgeschieden, mit Wasser gewaschen und schliesslich getrocknet wird. 8. Verfahren nach Anspruch'7, dadurch
gekennzeichnet, dass der wässerigen Dispersion des
Y -Fe„O„-Pigments und/oder dem Waschwasser ein wasserlösliches Ammoniumsalz zugesetzt wird, das von einer niedrigmolekularen schwach organischen Säure abgeleitet ist und das sich während des angewandten Trockungsvorgangs als solches oder nach Zersetzung verflüchtigt. 9· Magnetisches Aufzeichnungselement, das
einen Träger enthält, auf dem ein magnetischer Ueberzug angebracht ist, der ein Bindemittel und ein darin unter Verwendung eines Dispergiermittels feinverteiltes magnetisches Fe- oder )f -Fe2O„-Pigment enthält, dadurch gekennzeichnet, dass ein magnetisches Fe- oder X -Fe?0 -Pigment verwendet wird, das durch das Verfahren nach den Ansprüchen 6, 7 oder 8 erhalten ist.
A
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GB2043614A (en) 1980-10-08
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