JP2852459B2

JP2852459B2 - 紡錘形を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の製造法

Info

Publication number: JP2852459B2
Application number: JP2175541A
Authority: JP
Inventors: 啓男三島; 俊治原田; 守谷原; 泰孝大田; 健二沖中; 幸治森; 浩史川崎; 規道永井
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 1990-07-02
Filing date: 1990-07-02
Publication date: 1999-02-03
Anticipated expiration: 2014-02-03
Also published as: JPH0463209A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、高密度記録用を目的とする高出力特性を有
する磁性粒子粉末として最適である粒度が均斉であっ
て、樹枝状粒子が混在しておらず、しかも、軸比（長軸
径：短軸径）が大きく、高い保磁力を有している紡錘形
を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の製造法に
関するものである。

〔従来の技術〕

近年、ビデオ用、オーディオ用の磁気記録再生用機器
の長時間記録化、小型軽量化が激化しており、特に、昨
今におけるVTR（ビデオ・テープ・レコーダー）の普及
は目覚ましく、長時間記録化並びに小型軽量化を目指し
たVTRの開発が盛んに行われている。一方においては、
磁気記録媒体であ磁気テープに対する高性能化、高密度
記録化の要求が益々高まってきている。

即ち、磁気記録媒体の高画像画質、高出力特性、殊に
周波数特性の向上が要求され、その為には、残留磁束密
度Brの向上、高保磁力化並びに、分散性、充填性、テー
プ表面の平滑性の向上が必要であり、益々S/N比の向上
が要求されてきている。

磁気記録媒体のこれらの諸特性は磁気記録媒体に使用
される磁性粒子粉末と密接な関係を有するものである
が、近年においては、従来の酸化鉄磁性粒子粉末に比較
して高い保磁力と大きな飽和磁化を有する鉄を主成分と
する金属磁性粒子粉末が注目され、ディジタルオーディ
オテープ（DAT）、8mmビデオテープ、Hi−８テープ並び
にビデオフロッピー等の磁気記録媒体に使用され実用化
されている。しかしながらこれらの鉄を主成分とする金
属磁性粒子粉末についても更に特性改善が強く望まれて
いる。

今、磁気記録媒体の諸特性と使用される磁性粒子粉末
の特性との関係について詳述すれば次の通りである。

ビデオ用磁気記録媒体として高画像画質を得る為に
は、日経エレクトロニクス（1976年）５月３日号第82〜
105頁の記載からも明らかな通り、ビデオS/N比、ク
ロマS/N比、ビデオ周波数特性の向上が要求される。

ビデオS/N比及びクロマS/N比の向上をはかる為には、
磁性粒子粉末のビークル中での分散性、塗膜中での配向
性及び充填性を向上させること、並びに、磁気記録媒体
の表面平滑性を改良することが重要であり、そのような
磁性粒子粉末としては、粒度が均斉であって、樹枝状粒
子が混在しておらず、しかも、軸比（長軸径：短軸径）
が大きいことが要求される。

次に、ビデオ周波数特性の向上を図る為には、磁気記
録媒体の保磁力Hcが高く、且つ、残留磁束密度Brが大き
いことが必要である。

磁気記録媒体の保磁力Hcを高める為には、磁性粒子粉
末の保磁力Hcができるだけ高いことが要求されており、
現在、ビデオフロッピー用、DAT用、8mmビデオ用、Hi−
８用等に使用される磁性粒子粉末の保磁力は、1300Oe〜
1700Oe程度が要求されている。

磁性粒子粉末の保磁力は、一般にはその形状異方性に
起因して生じる為粒子の軸比（長軸径：短軸径）が大き
くなる程保磁力が増加する傾向にある。

鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末は、一般に、出発
原料であるゲータイト粒子、これを加熱脱水して得られ
るヘマタイト粒子、又はこれらに鉄以外の異種金属を含
有する粒子を還元性ガス中、加熱還元することにより得
られている。

従来、出発原料であるゲータイト粒子粉末を製造する
方法としては、第一鉄塩水溶液に当量以上の水酸化アル
カリ水溶液を加えて得られる水酸化第一鉄を含む懸濁液
をpH11以上にて80℃以下の温度で酸素含有ガスを通気し
て酸化反応を行うことにより針状ゲータイト粒子を生成
させる方法、及び、第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリ水溶
液又は炭酸アルカリ・水酸化アルカリ水溶液とを反応さ
せて得られたFeCO₃又はFe含有沈澱物を含む懸濁液に酸
素含有ガスを通気して酸化反応を行うことにより紡錘状
を呈したゲータイト粒子を生成させる方法等が知られて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

粒度が均斉であって、樹枝状粒子が混在しておらず、
しかも、軸比（長軸径：短軸径）が大きく、高い保磁力
を有している鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末は、現
在、最も要求されているところであるが、前述公知方法
のうち前者の方法によって得られた針状晶ゲータイト粒
子は、軸比（長軸径：短軸径）が10以上と大きいもので
あるが、樹枝状粒子が混在しており、また、粒度から言
えば、均斉な粒度を有した粒子とは言い難く、該針状晶
ゲータイト粒子を加熱還元して得られた鉄を主成分とす
る金属磁性粒子粉末は、軸比（長軸径：短軸径）が大き
いことによって高い保磁力を有するものではあるが、樹
枝状粒子が混在しており、均斉な粒度を有したものとは
言い難い。

前述公知方法のうち後者の方法によって得られた紡錘
形を呈したゲータイト粒子は、粒度が均斉であり、ま
た、樹枝状粒子が混在していない粒子ではあるが、一
方、軸比（長軸径：短軸径）の大きな粒子が生成し難い
という欠点があり、殊に、この現象は生成粒子の長軸径
が小さくなる程顕著になるという傾向にある。この紡錘
形を呈したゲータイト粒子を加熱還元して得られた鉄を
主成分とする金属磁性粒子粉末は、粒度が均斉であり、
また、樹枝状粒子が混在していないことによってビーク
ル中における分散性、塗膜中での配向性及び充填性が優
れたものではあるが、軸比（長軸径：短軸径）が小さい
為高い保磁力を持つ粒子を得ることが困難であるという
欠点を有している。

従来、粒度が均斉であり、樹枝状粒子が混在しておら
ず、しかも、高い保磁力を有する紡錘形を呈した鉄を主
成分とする金属磁性粒子粉末を得る為、紡錘形を呈した
ゲータイト粒子の軸比（長軸径：短軸径）を大きくする
方法が種々試みられており、例えば、特開昭59−232922
号公報、特開昭60−21307号公報、特開昭60−21819号公
報、特開昭60−36603号公報、特開昭62−158801号公報
及び特開平２−51429号公報に記載の方法があるが、こ
れらの方法により得られた紡錘形を呈したゲータイト粒
子の軸比（長軸径：短軸径）は、未だ十分大きいものと
は言い難く、該ゲータイト粒子を加熱還元して得られた
鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末もまた、軸比（長軸
径：短軸径）が十分大きいものとは言い難く、従って、
高い保磁力を有することは困難であった。

そこで、本発明は、粒度が均斉であって樹枝状粒子が
混在しておらず、しかも、軸比（長軸径：短軸径）が大
きく、高い保磁力を有する紡錘形を呈した鉄を主成分と
する金属磁性粒子粉末を得ることを技術的課題とする。

〔課題を解決する為の手段〕

前記技術的課題は、次の通りの本発明によって達成で
きる。

即ち、本発明は、炭酸アルカリ水溶液と第一鉄塩水溶
液とを反応させて得られたFeCO₃を含む水溶液を非酸化
性雰囲気下において熟成した後、該FeCO₃を含む懸濁液
中に酸素含有ガスを通気して酸化することにより紡錘形
を呈したゲータイト粒子粉末を生成させるにあたり、前
記炭酸アルカリ水溶液の量を前記第一鉄塩水溶液中のFe
に対し1.5〜3.5倍当量とするとともに、前記熟成におけ
る熟成温度を40〜60℃、熟成時間を50〜100分間とし、
且つ、前記炭酸アルカリ水溶液、前記第一鉄塩水溶液、
前記FeCO₃水溶液及び酸素含有ガスを通気して酸化する
前の前記熟成を行わせているFeCO₃を含む懸濁液のいず
れかに、あらかじめ亜鉛化合物を存在させておくことに
より紡錘形を呈した軸比（長軸径／短軸径）15以上のゲ
ータイト粒子を生成させ、該紡錘形を呈したゲータイト
粒子または該紡錘形を呈したゲータイト粒子を加熱脱水
して得られた紡錘形を呈したヘマタイト粒子をNi、Al、
Si、Ｐ、Co、Mg、Ｂ及びZnから選ばれる金属化合物の１
種又は２種以上で被着処理し、次いで、該粒子または該
粒子を非還元性雰囲気中、300〜800℃の温度範囲で加熱
処理をして得られた紡錘形を呈したヘマタイト粒子を還
元性ガス中で加熱還元して、紡錘形を呈した軸比の大き
い鉄を主成分とする金属磁性粒子を得ることをからなる
紡錘形を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の製
造法である。

次に、本発明方法実施にあたっての諸条件について述
べる。

本発明において使用される第一鉄塩水溶液としては、
硫酸第一鉄水溶液、塩化第一鉄水溶液等がある。

本発明において使用される炭酸アルカリ水溶液として
は、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム
等の水溶液を使用することができる。

本発明において使用する炭酸アルカリ水溶液の量は、
第一鉄塩水溶液中のFeに対し1.5〜3.5倍当量である。1.
5倍当量未満の場合には、得られる紡錘形を呈したゲー
タイト粒子粉末の粒度が不均斉となり、また、粒子相互
がからみあって凝集粒子を構成し、分散性の悪いものと
なる。3.5倍当量を越える場合には、添加量の増加に伴
って軸比（長軸径：短軸径）が小さくなる傾向にあり、
目的とする軸比（長軸径：短軸径）の大きい紡錘形を呈
したゲータイト粒子粉末が得られにくくなり、また、高
価な炭酸アルカリ水溶液の使用量が多くなり、経済的で
はない。

本発明における熟成は、N₂ガス等の不活性ガスを液中
に通気することにより不活性雰囲気下において行い、ま
た、当該通気ガスや機械的操作等により撹拌しながら行
う。

本発明におけるFeCO₃を含む懸濁液の熟成温度は40〜6
0℃である。40℃未満の場合には、軸比（長軸径：短軸
径）が小さくなり、目的とする軸比（長軸径：短軸径）
の大きい紡錘形を呈したゲータイト粒子粉末が得られな
い。60℃を越える場合でも、目的とする軸比（長軸径：
短軸径）の大きい紡錘形を呈したゲータイト粒子粉末を
得ることができるが、必要以上に熟成温度を上げる意味
がない。

本発明におけるFeCO₃を含む懸濁液の熟成時間は、50
〜100分間である。50分未満の場合には、目的とする軸
比（長軸径：短軸径）の大きい紡錘形を呈したゲータイ
ト粒子粉末を得ることができない。100分を越える場合
にも目的とする軸比（長軸径：短軸径）の大きい紡錘形
を呈したゲータイト粒子粉末を得ることができるが必要
以上に長時間とする意味がない。

本発明における亜鉛化合物は、硫酸亜鉛、塩化亜鉛等
を用いることができる。

亜鉛化合物の存在量は、第一鉄塩水溶液中のFeに対し
Zn換算で0.3〜10.0原子％である。0.3原子％未満でる場
合には、目的とする軸比（長軸径：短軸径）が大きな紡
錘形を呈したゲータイト粒子を得ることができない。1
0.0原子％を越える場合にも、軸比（長軸径：短軸径）
が大きな紡錘形を呈したゲータイト粒子を得ることがで
きるが、このゲータイト粒子を加熱還元して得られた鉄
を主成分とする金属磁性粒子の磁化の値が低下する。紡
錘形を呈したゲータイト粒子の軸比（長軸径：短軸径）
を考慮した場合、0.5〜8.0原子％が好ましい。

添加した亜鉛化合物は、後出実施例に示す通り、ほぼ
全量が生成する紡錘形を呈したゲータイト粒子中に含有
される。亜鉛化合物は、生成する紡錘形を呈したゲータ
イト粒子の軸比（長軸径：短軸径）に関するものである
から、FeCO₃を含む懸濁液中に酸素含有ガスを通気して
酸化する前に存在させておくことが必要であり、従っ
て、その添加時期は、炭酸アルカリ水溶液、第一鉄塩水
溶液、FeCO₃を含む懸濁液及び酸素含有ガスを通気する
前の熟成を行わせているFeCO₃を含む懸濁液のいずれか
であり、熟成を行わせているFeCO₃を含む懸濁液に添加
するのが最も効果的である。

本発明の酸化時における反応温度は、40〜70℃であ
る。40℃未満である場合には、目的とする紡錘形を呈し
たゲータイト粒子粉末を得ることができない。70℃を越
える場合には、紡錘形を呈したゲータイト粒子中に粒状
ヘマタイト粒子粉末が混在してくる。

本発明におけるpHは７〜11である。７未満、又は11を
越える場合には、紡錘形を呈したゲータイト粒子を得る
ことができない。

本発明における酸化手段は、酸素含有ガス（例えば空
気）を液中に通気することにより行い、また、当該通気
ガスや機械的操作等により撹拌しながら行う。

本発明において、加熱還元時の粒子形状のくずれ及び
粒子間の焼結を防止する為に、あらかじめ出発原料をN
i、Al、Si、Ｐ、Co、Mg、Ｂ及びZnから選ばれた金属化
合物の１種又は２種以上で被着処理を施すことが好まし
い。これらの金属化合物は焼結防止効果を有するだけで
なく、還元速度を制御する働きも有するので、必要に応
じて組み合わせて使用することが好ましい。

上記金属化合物で被着処理を施した出発原料は、その
まま還元しても目的とする鉄を主成分とする金属磁性粒
子粉末を得ることができるが、磁気特性、粉体特性のコ
ントロール及び形状のコントロールの為には、常法によ
り、還元に先立って、あらかじめ、非還元性ガス雰囲気
中において加熱処理を施しておくことが好ましい。

上記非還元性ガス雰囲気中における加熱処理は、空
気、酸素ガス、窒素ガス流下、300〜800℃の温度範囲で
行うことができ、該加熱処理温度は、出発原料粒子の被
着処理に用いた金属化合物の種類に応じて適宜選択する
ことがより好ましい。

800℃を越える場合には、粒子の変形と粒子及び粒子
相互間の焼結を引き起こしてしまう。

本発明における加熱還元の温度範囲は、300〜550℃が
好ましい。

300℃未満である場合には、還元反応の進行が遅く、
長時間を要する。

また、550℃を越える場合には、還元反応が急激に進
行して粒子の変形と、粒子及び粒子相互間の焼結を引き
起こしてしまう。

本発明における加熱還元後の鉄を主成分とする金属磁
性粒子粉末は周知の方法、例えば、トルエン等の有機溶
剤中に浸漬する方法及び還元後の鉄を主成分とする金属
磁性粒子粉末の雰囲気を一旦不活性ガスに置換した後、
不活性ガス中の酸素含有量を徐々に増加させながら最終
的に空気とすることによって徐酸化する方法等により空
気中に取り出すことができる。

本発明においては、従来から鉄を主成分とする金属磁
性粒子粉末の各種特性の向上の為に、出発原料であるゲ
ータイト粒子の生成に際し、通常添加されるCo、Ni、C
r、Zn、Al、Mn等のFe以外の異種金属を添加することが
でき、この場合にも、目的とする粒度が均斉であって、
樹枝状粒子が混在しておらず、しかも、軸比（長軸径：
短軸径）が大きい紡錘形を呈したゲータイト粒子粉末を
得ることができる。

〔作用〕

先ず、本発明において最も重要な点は、炭酸アルカリ
水溶液と第一鉄塩水溶液とを反応させて得られたFeCO₃
を含む水溶液を非酸化性雰囲気下において熟成した後、
該FeCO₃を含む懸濁液中に酸素含有ガスを通気して酸化
することにより紡錘形を呈したゲータイト粒子粉末を生
成させるにあたり、前記炭酸アルカリ水溶液の量を前記
第一鉄塩水溶液中のFeに対し1.5〜3.5倍当量とするとと
もに、前記熟成における熟成温度を40〜60℃、熟成時間
を50〜100分間とし、且つ、前記炭酸アルカリ水溶液、
前記第一鉄塩水溶液、前記FeCO₃を含む水溶液及び酸素
含有ガスを通気して酸化する前の前記熟成を行わせてい
るFeCO₃を含む懸濁液のいずれかに、あらかじめ亜鉛化
合物を存在させた場合には、軸比（長軸径：短軸径）が
15以上を有する紡錘形を呈したゲータイト粒子粉末を生
成させることができ、該紡錘形を呈したゲータイト粒子
または該紡錘形を呈したゲータイト粒子を加熱脱水して
得られた紡錘形を呈したヘマタイト粒子をNi、Al、Si、
Ｐ、Co、Mg、Ｂ及びZnから選ばれた金属化合物の１種又
は２種以上で被着処理し、次いで、該粒子または該粒子
を非還元性雰囲気中、300〜800℃の温度範囲で加熱処理
をして得られた紡錘形を呈したヘマタイト粒子を還元性
ガス中で加熱還元した場合には、加熱還元時における粒
子形状のくずれ及び粒子間の焼結が防止されることによ
って、出発原料粒子の粒子形状及び軸比（長軸径：短軸
径）を保持継承することができる結果、粒度が均斉であ
って、樹枝状粒子が混在しておらず、しかも、軸比（長
軸径：短軸径）が大きく、高い保磁力を有している紡錘
形を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末が得られ
るという事実である。

本発明において、軸比（長軸径：短軸径）の大きな紡
錘形を呈したゲータイト粒子が得られる理由について、
本発明者は、後出の参考例及び比較例に示す通り、本発
明における熟成を行わなかった場合、本発明における紡
錘形を呈したゲータイト粒子粉末の生成反応において亜
鉛化合物を存在させなかった場合のいずれの場合にも本
発明の効果が得られないことから、両者の相乗効果によ
るものと考えている。

今、本発明者が行った数多くの実験例からその一部を
抽出して説明すれば、以下の通りである。

図１及び図２は、それぞれ硫酸亜鉛の存在量と紡錘形
を呈したゲータイト粒子の長軸及び軸比（長軸径：短軸
径）との関係を示したものである。

即ち、後出実施例１の反応条件下において、硫酸亜鉛
の存在量を０〜10.0重量％とした場合に得られた紡錘形
を呈したゲータイト粒子粉末の長軸及び軸比（長軸径：
短軸径）を縦軸に、硫酸亜鉛の存在量を横軸に示したも
のである。

図１及び図２に示されるように、生成する紡錘形を呈
したゲータイト粒子の長軸は、硫酸亜鉛の存在による影
響が小さく、軸比（長軸径：短軸径）は、硫酸亜鉛の存
在量が増加する程大きくなる傾向にある。

このことから、亜鉛化合物は、生成する紡錘形を呈し
たゲータイト粒子の短軸方向の成長を抑制する作用を有
するものと考えられる。

尚、FeCO₃を含む懸濁液を非酸化性雰囲気下で熟成す
るものとして、例えば、特公昭59−48768号公報に開示
されている方法があるが、この方法は、炭酸アルカリ水
溶液の量をFeに対し1.06倍量として生成したFeCO₃を含
む懸濁液を非酸化性雰囲気下、室温において120〜240分
間処理することにより粒度の均斉な紡錘状を呈したゲー
タイト粒子粉末を得るものであり、軸比（長軸径：短軸
径）の大きい紡錘形を呈したゲータイト粒子粉末を得る
ことを目的とするものではない。

因に、前出特公昭59−48768号公報に記載の方法によ
って得られる紡錘形を呈したゲータイト粒子粉末の軸比
（長軸径：短軸径）は、「実施例１」及び「実施例２」
の各実施例において、４程度である。

〔実施例〕

次に、実施例並びに比較例により、本発明を説明す
る。

尚、以下の実施例並びに比較例における粒子の長軸
径、軸比（長軸径：短軸径）は、いずれも電子顕微鏡写
真から測定した数値の平均値で示した。

また、亜鉛含有量は、蛍光Ｘ線分析により測定した値
で示した。

実施例１毎秒3.4cmの割合でN₂ガスを流すことによって非酸化
性雰囲気に保持された反応容器中に、1.35mol/のNa₂C
O₃水溶液600を添加した後、Fe²⁺1.35mol/を含む硫
酸第一鉄水溶液300を添加、混合（Na₂CO₃量は、Feに
対し2.0倍当量に該当する。）し、温度47℃においてFeC
O₃の生成を行った。

上記FeCO₃を含む水溶液中に、引き続きN₂ガスを毎秒
3.4cmの割合で吹き込みながら、温度47℃で60分間保持
し、次いで、Feに対しZn3.0原子％を含むように硫酸亜
鉛水溶液5.0を添加した後、更に10分間保持した。熟
成後のFeCO₃を含む懸濁液中に、温度47℃において毎秒
2.8cmの空気を6.0時間通気して黄褐色沈澱粒子を生成さ
せた。尚、空気通気中におけるpHは8.5〜9.5であった。

黄褐色沈澱粒子は、常法により、別、水洗、乾燥、
粉砕した。

得られた黄褐色粒子粉末は、Ｘ線回折の結果、ゲータ
イトであり、図３に示す電子顕微鏡写真（×30000）か
ら明らかな通り、平均値で長軸径0.29μｍ、軸比（長軸
径：短軸径）17.0の紡錘形を呈した粒子からなり、粒度
が均斉で樹枝状粒子が混在しないものであった。また、
亜鉛含有量は、Feに対しZn3.0原子％であった。

実施例２〜４、比較例１〜２、参考例１ FeCO₃の生成反応における炭酸アルカリの種類、濃度
及び使用量、Fe²⁺水溶液の種類、濃度及び使用量、温
度、熟成工程における温度及び時間、Zn化合物の種類、
添加量及び添加時期並びに酸化工程における温度、空気
流量及び反応時間を種々変化させた以外は、実施例１と
同様にして紡錘形を呈したゲータイト粒子粉末を得た。

この時の主要製造条件及び諸特性を表１及び表２に示
す。

実施例２〜４で得られた紡錘形を呈したゲータイト粒
子粉末は、電子顕微鏡観察の結果、いずれも粒度が均斉
で樹枝状粒子が混在しないものであった。

比較例１、比較例２及び参考例１で得られた紡錘形を
呈したゲータイト粒子粉末の電子顕微鏡写真（×3000
0）をそれぞれ図４乃至図６に示す。

比較例１及び比較例２で得られた紡錘形を呈したゲー
タイト粒子粉末は軸比（長軸径：短軸径）が小さい粒子
であった。

〈紡錘形を呈したゲータイト粒子粉末の金属化合物によ
る被着処理〉実施例５〜８、比較例３〜４、参考例2; 実施例５実施例１で得られた別、水洗した紡錘形を呈したゲ
ータイト粒子1000gに相当する量のプレスケーキを30
の水中に懸濁させた。この時の懸濁液のpHは9.4であっ
た。

次いで、上記懸濁液にゲータイトに対し18.0重量％と
なるようにAl（NO₃）_３・9H₂Oを180g添加し、更に、ゲ
ータイトに対し3.0重量％となるようにNi（CH₃COO）_２
・4H₂O30gを添加して10分間撹拌した。この時の懸濁液
のpHは4.48であった。

次いで、上記懸濁液にゲータイトに対し16.0重量％と
なるようにH₃BO₃160gを溶解した溶液をゆっくりと添加
して、15分間撹拌した。

更に、アンモニア水を添加してpHを9.3に調整した
後、フィルタープレスで別し、乾燥してAl、Ni、Ｂ化
合物が被着されたゲータイトを得た。

得られたゲータイト中のAl、Ni、Ｂの含有量は、それ
ぞれAlとして1.08wt％、Niは0.96wt％、Ｂとして0.68wt
％であった。

実施例６〜８、比較例３〜４、参考例２被処理粒子の種類、Al、Si、Ｐ、Ni、Mg、Co、Ｂ及び
Zn化合物の種類及び添加量を種々添加させて、実施例５
と同様の方法で金属化合物が被着された紡錘形を呈した
ゲータイト粒子を得た。

この時の主要処理条件を表３に示す。

〈紡錘形を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の
製造〉実施例９〜14、比較例５〜６、参考例3; 実施例９実施例５で得られたAl、Ni、Ｂ化合物が被着された紡
錘形を呈したゲータイト粒子粉末800gを空気中380℃で
加熱処理してAl、Ni、Ｂ化合物が被着されている紡錘形
を呈したヘマタイト粒子粉末を得た。

上記Al、Ni、Ｂ化合物が被着された紡錘形を呈したヘ
マタイト粒子粉末100gを約10の容積の回転レトルト還
元容器に投入し、駆動回転させながらH₂ガスを毎分50
の割合で通気し、還元温度420℃で還元した。

還元して得られたAl、Ni、Ｂを含有する鉄を主成分と
する金属磁性粒子粉末は、空気中に取り出した時急激な
酸化を起こさないように、トルエン液中に浸漬して取り
出した。

一部を取り出し、トルエンを蒸発させながら表面に安
定な酸化被膜を形成した。

このAl、Ni及びＢを含有する鉄を主成分とする金属磁
性粒子粉末は、図７に示す電子顕微鏡写真（×30000）
から明らかな通り、平均長軸0.25μｍ、軸比（長軸径：
短軸径）15.2:1であり、粒度が均斉で樹枝状粒子の少な
い微細なものであった。

また、磁気特性は、保磁力Hc1740Oe、飽和磁化σs15
9.6emu/gであった。

実施例10〜14、比較例５〜６、参考例３出発原料の種類、加熱処理温度及び非還元性雰囲気の
種類並びに還元温度及びH₂流量を種々変化させた以外は
実施例９と同様にして紡錘形を呈した鉄を主成分とする
金属磁性粒子粉末を得た。

この時の主要製造条件及び諸特性を表４に示す。

実施例10乃至14で得られた紡錘形を呈した鉄を主成分
とする金属磁性粒子粉末は、いずれも、粒度が均斉で樹
枝状粒子が混在しないものであった。

〈塗布膜の製造〉実施例15〜20、比較例７〜８、参考例4;実施例15 実施例９で得られたAl、Ni、Ｂを含有する紡錘形を呈
した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末を用いて、適量
の分散剤、塩ビ酢ビ共重合体、熱可塑性ポリウレタン樹
脂及びトルエン、メチルエチルケトン、メチルイソブチ
ルケトンからなる混合溶剤を一定の組成に配合した後、
ペイントコンディショナーで８時間混合分散して磁気塗
料とした。

得られた磁気塗料に上記混合溶剤を加え適性な塗料粘
度になるように調整し、ポリエステルフィルム上に通常
の方法で塗布、磁場配向、乾燥させて、塗布膜を製造し
た。

この塗布膜はVSMにより外部磁場10KOeの下で測定した
結果、保磁力Hcは、1710Oe、残留磁束密度Brは、3500Ga
uss、角型Br/Bmは0.91であった。

実施例16〜20、比較例７〜８、参考例４紡錘形を呈した磁性粒子粉末の種類を種々変化させた
以外は、実施例15と全く同様にして塗布膜を製造した。

この塗布膜の諸特性を表５に示す。

〔発明の効果〕本発明に係る紡錘形を呈した鉄を主成分とする金属磁
性粒子粉末の製造法によれば、前出実施例に示した通
り、粒度が均斉であって、樹枝状粒子が混在しておら
ず、しかも、軸比（長軸径：短軸径）が大きく、高い保
磁力を有している紡錘形を呈した鉄を主成分とする金属
磁性粒子粉末を得ることができるので、高密度記録用の
磁性粒子粉末として好適である。

更に、磁性塗料の製造に際して、本発明に係る鉄を主
成分とする金属磁性粒子粉末を用いた場合には、ビーク
ル中への分散が良好であり、配向性、充填性が極めてす
ぐれ、S/N比が大きい好ましい磁気記録媒体を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図１及び図２は、それぞれ硫酸亜鉛水溶液の存在量と紡
錘形を呈したゲータイト粒子の長軸及び軸比（長軸径：
短軸径）との関係を示したものである。図３乃至図６は、それぞれ、実施例１、比較例１、比較
例２及び参考例１で得られた紡錘形を呈したゲータイト
粒子粉末の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×30000）
である。図７は、実施例９で得られた紡錘形を呈した鉄を主成分
とする金属磁性粒子粉末の粒子構造を示す電子顕微鏡写
真（×30000）である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者沖中健二広島県広島市中区舟入南４丁目１番２号戸田工業株式会社創造センター内 (72)発明者森幸治広島県広島市中区舟入南４丁目１番２号戸田工業株式会社創造センター内 (72)発明者川崎浩史広島県広島市中区舟入南４丁目１番２号戸田工業株式会社創造センター内 (72)発明者永井規道広島県広島市中区舟入南４丁目１番２号戸田工業株式会社創造センター内審査官刑部俊 (56)参考文献特開平２−51429（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−9505（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−130407（ＪＰ，Ａ) 特公昭63−34605（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22F 9/22 H01F 1/06 C01G 49/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】炭酸アルカリ水溶液と第一鉄塩水溶液とを
反応させて得られたFeCO₃を含む水溶液を非酸化性雰囲
気下において熟成した後、該FeCO₃を含む懸濁液中に酸
素含有ガスを通気して酸化することにより紡錘形を呈し
たゲータイト粒子粉末を生成させるにあたり、前記炭酸
アルカリ水溶液の量を前記第一鉄塩水溶液中のFeに対し
1.5〜3.5倍当量とするとともに、前記熟成における熟成
温度を40〜60℃、熟成時間を50〜100分間とし、且つ、
前記炭酸アルカリ水溶液、前記第一鉄塩水溶液、前記Fe
CO₃水溶液及び酸素含有ガスを通気して酸化する前の前
記熟成を行わせているFeCO₃を含む懸濁液のいずれか
に、あらかじめ亜鉛化合物を存在させておくことにより
紡錘形を呈した軸比（長軸径／短軸径）15以上のゲータ
イト粒子を生成させ、該紡錘形を呈したゲータイト粒子
または該紡錘形を呈したゲータイト粒子を加熱脱水して
得られた紡錘形を呈したヘマタイト粒子をNi、Al、Si、
Ｐ、Co、Mg、Ｂ及びZnから選ばれた金属化合物の１種又
は２種以上で被着処理し、次いで、該粒子または該粒子
を非還元性雰囲気中、300〜800℃の温度範囲で加熱処理
をして得られた紡錘形を呈したヘマタイト粒子を還元性
ガス中で加熱還元して、紡錘形を呈した軸比の大きい鉄
を主成分とする金属磁性粒子を得ることを特徴とする紡
錘形を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の製造
法。