JP3428351B2 - Spindle-shaped metal magnetic particles containing iron as a main component and method for producing the same - Google Patents

Spindle-shaped metal magnetic particles containing iron as a main component and method for producing the same

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JP3428351B2
JP3428351B2 JP06201997A JP6201997A JP3428351B2 JP 3428351 B2 JP3428351 B2 JP 3428351B2 JP 06201997 A JP06201997 A JP 06201997A JP 6201997 A JP6201997 A JP 6201997A JP 3428351 B2 JP3428351 B2 JP 3428351B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】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、適切な粒子形
状と大きな軸比(長軸径/短軸径、以下、同じ)を有し
ている紡錘状ヘマタイト粒子粉末並びに該紡錘状ヘマタ
イト粒子粉末を出発原料として得られる高い保磁力と優
れた保磁力分布とを有している鉄を主成分とする紡錘状
金属磁性粒子粉末に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a uniform particle size, no dendritic particles are mixed, and an appropriate particle shape and a large axial ratio (major axis diameter / minor axis diameter, hereinafter the same). And a spindle-shaped metal magnetic particle powder containing iron as a main component, which has a high coercive force and an excellent coercive force distribution obtained by using the spindle-shaped hematite particle powder It is about.

【0002】[0002]

【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、磁気記録媒体である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。
2. Description of the Related Art In recent years, magnetic recording / reproducing devices for video and audio have been intensified for long-time recording and have been reduced in size and weight. In particular, the spread of VTRs (video tape recorders) has been remarkable recently. The development of VTRs aiming at long-time recording and reduction in size and weight is being actively conducted. On the other hand, there is an increasing demand for higher performance and higher density recording of magnetic tapes, which are magnetic recording media.

【0003】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(DA
T)、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。
That is, it is required to improve the high image quality, high output characteristics, especially frequency characteristics of the magnetic recording medium.
Improvement of residual magnetic flux density Br, high coercive force and dispersibility,
It is necessary to improve the filling property and the smoothness of the tape surface, and the S / N ratio is required to be improved more and more. These various characteristics of the magnetic recording medium have a close relationship with the magnetic particle powder used in the magnetic recording medium, but in recent years, they have a high coercive force and a large coercive force as compared with the conventional iron oxide magnetic particle powder. Attention has been paid to powdered metal magnetic particles containing iron as a main component, which has saturation magnetization, and digital audio tape (DA
T), 8 mm video tapes, Hi-8 tapes, and magnetic recording media such as video floppies. However, it is strongly desired to further improve the properties of the metal magnetic particle powder containing iron as a main component.

【0004】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頁の記録からも明らかな通り、(1)
ビデオS/N比、(2)クロマS/N比、(3)ビデオ
周波数特性の向上が要求される。
Now, the relationship between various characteristics of the magnetic recording medium and the characteristics of the magnetic particle powder used will be described in detail below. In order to obtain high image quality as a magnetic recording medium for video, as is clear from the record of Nikkei Electronics (1976) May 3, issue, pages 82 to 105, (1)
Improvements in video S / N ratio, (2) chroma S / N ratio, and (3) video frequency characteristics are required.

【0005】ビデオS/N比及びクロマS/N比の向上
をはかる為には、磁性粒子粉末のビヒクル中での分散
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、適切
な粒子形状と軸比であることが要求される。
In order to improve the video S / N ratio and the chroma S / N ratio, the dispersibility of the magnetic particle powder in the vehicle, the orientation in the coating film and the filling property are improved, and It is important to improve the surface smoothness of the magnetic recording medium.As such a magnetic particle powder, the particle size is uniform, dendritic particles are not mixed, and the particle shape and axis are suitable. It is required to be a ratio.

【0006】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
粒子の軸比が大きくなる程保磁力は増加する傾向にあ
る。
Next, in order to improve the video frequency characteristics, it is necessary for the magnetic recording medium to have a high coercive force Hc and a large residual magnetic flux density Br. In order to increase the coercive force Hc of the magnetic recording medium, the coercive force Hc of the magnetic particle powder is required to be as high as possible. Since the coercive force of magnetic particle powder is generally caused by its shape anisotropy, the coercive force tends to increase as the particle axial ratio increases.

【0007】また、磁気記録媒体の高出力化の為には、
特開昭63−26821号公報の「第1図は、上記した
磁気ディスクについて測定されたS.F.D.と記録再
生出力との関係を示す図である。‥‥S.F.D.と記
録再生出力の関係は、第1図から明らかな様に直線にな
り、これにより、S.F.D.の小さい強磁性粉末を使
うことで、記録再生出力が上ることがわかる。即ち、記
録再生出力を高出力化するためには、S.F.D.は小
さい方が望ましく、通常以上の出力を得るには、0.6
以下のS.F.D.が必要である。」なる記載の通り、
磁気記録媒体のS.F.D.(Switching F
ield Distribution)、即ち、保磁力
分布が小さいことが必要であり、その為には、磁性粒子
粉末の粒度が出来るだけ均斉であって樹枝状粒子が混在
していないことが要求されている。
In order to increase the output of the magnetic recording medium,
Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-26821 shows "FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the SFD measured on the above-mentioned magnetic disk and the recording / reproducing output. As is clear from Fig. 1, the relationship between the recording and reproducing output is a straight line, which means that the recording and reproducing output can be increased by using a ferromagnetic powder having a small SFD. In order to increase the recording / reproducing output, it is desirable that the SFD is small, and in order to obtain an output higher than usual, it is 0.6
The following S. F. D. is necessary. As stated,
The S. F. D. (Switching F
It is necessary that the field distribution, that is, the coercive force distribution be small. For that reason, it is required that the particle size of the magnetic particle powder be as uniform as possible and that the dendritic particles are not mixed.

【0008】上述した通り、粒度が均斉であって樹枝状
粒子が混在しておらず、適切な粒子形状と軸比を有して
おり、しかも、高い保磁力と優れた保磁力分布とを有し
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。
As described above, the particle size is uniform, the dendritic particles are not mixed, the particles have an appropriate particle shape and axial ratio, and moreover, they have a high coercive force and an excellent coercive force distribution. Currently, the metal magnetic particle powder containing iron as a main component is the most demanded at present.

【0009】一般に、鉄を主成分とする金属磁性粒子粉
末は、出発原料であるゲータイト粒子、該ゲータイト粒
子を加熱脱水して得られるヘマタイト粒子、又は前記各
粒子に鉄以外の異種金属を含有させた粒子等を、必要に
より非還元性雰囲気下で加熱処理した後、還元性ガス雰
囲気下で加熱還元することにより得られている。従っ
て、鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末は、その出発原
料であるゲータイト粒子粉末の形状を相似的に継承し、
軸比はゲータイト粒子の軸比が高いほど金属磁性粒子の
軸比も高くなることが知られており、前記諸特性を有す
る鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末を得るにあたって
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、適切な粒子形状と軸比を有しているゲータイト
粒子粉末を用いることが必要であり、また、その粒子形
状や均斉な粒度等を後の加熱処理工程において保持継承
させることが必要である。
Generally, metal magnetic particle powders containing iron as a main component include goethite particles as a starting material, hematite particles obtained by heating and dehydrating the goethite particles, or each of the above particles containing a different metal other than iron. If necessary, the particles or the like are heat-treated in a non-reducing atmosphere, and then heat-reduced in a reducing gas atmosphere. Therefore, the metal magnetic particle powder mainly composed of iron inherits the shape of the goethite particle powder as the starting material in a similar manner,
It is known that the higher the axial ratio of the goethite particles is, the higher the axial ratio of the metal magnetic particles is, and in obtaining the metal magnetic particle powder containing iron as a main component having the above-mentioned characteristics, the particle size is uniform. Therefore, dendritic particles are not mixed,
Moreover, it is necessary to use a goethite particle powder having an appropriate particle shape and an axial ratio, and it is necessary to retain and inherit the particle shape and the uniform particle size in the subsequent heat treatment step. .

【0010】従来、鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末
の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、種々の方法が知られている。殊に金属磁性粒子
粉末とした場合に磁気特性の向上効果があるCoや、金
属磁性粒子粉末にした場合に焼結防止効果を有するた
め、形状保持性に優れるAl等の金属化合物をゲータイ
ト粒子の生成過程において、あらかじめ添加する方法と
しては、次のものが知られている。例えば、コバルト化
合物の存在下に第一鉄塩水溶液に当量以下の水酸化アル
カリ水溶液を加えて得られる水酸化第一鉄コロイドを含
む懸濁液を50℃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、さらに
成長反応を行う方法(特開平7−11310号公報)、
Alの酸性塩化合物を添加した第一鉄塩水溶液とAlの
塩基性塩化合物を添加した炭酸アルカリ水溶液とを反応
させて得られたFeCO3 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(特開平6−22861
4号公報)、第二鉄塩およびCo化合物の混合水溶液を
水酸化アルカリ水溶液で中和し、加水分解で得られたゲ
ータイト種晶粒子をAl化合物を存在させた第二鉄塩水
溶液中で、水酸化アルカリ水溶液を中和することで加水
分解反応により成長反応を行う方法(特開昭58−17
6902号公報)、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第一鉄含有沈澱物を含む懸濁
液を非酸化性雰囲気下において熟成させた後、該懸濁液
中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にあたり、
前記第一鉄塩水溶液、前記第一鉄含有沈澱物を含む懸濁
液及び酸化反応を行う前の前記熟成させた第一鉄含有沈
澱物を含む懸濁液のいずれかの液中に、あらかじめ、C
o化合物を存在させ、さらに前記第一鉄塩水溶液中のF
2+に対し50〜90%の範囲にある酸化反応途上の液
中に、前記酸化反応と同条件下において、Al、Si、
Ca、Mg、Ba、Sr及びNd等の希土類元素から選
ばれる1種又は2種以上の化合物の水溶液を、前記第一
鉄塩水溶液中のFe2+に対し添加する化合物の各元素換
算の総和で0.1〜5.0mol%の範囲の量となるよ
うに添加する方法(特開平7−126704号公報)等
が知られている。
Conventionally, various methods are known as a method for producing goethite particle powder which is a starting material of metal magnetic particle powder containing iron as a main component. In particular, Co, which has an effect of improving magnetic properties when made into a metal magnetic particle powder, and a metal compound such as Al, which has an excellent shape-retaining property because it has an effect of preventing sintering when made into a metal magnetic particle powder, are The following is known as a method of adding in advance in the production process. For example, a suspension containing a ferrous hydroxide colloid obtained by adding an equivalent amount or less of an alkali hydroxide aqueous solution to a ferrous salt aqueous solution in the presence of a cobalt compound is subjected to an oxygen-containing gas at 50 ° C. by aeration with an oxygen-containing gas to carry out an oxidation reaction. To generate needle-shaped goethite particles, and further carry out a growth reaction (JP-A-7-11310),
Oxidation is carried out by passing an oxygen-containing gas through a suspension containing FeCO 3 obtained by reacting a ferrous salt aqueous solution containing an Al acidic salt compound and an alkaline carbonate aqueous solution containing an Al basic salt compound. A method of producing spindle-shaped goethite particles by carrying out a reaction (JP-A-6-22861).
No. 4), a mixed aqueous solution of a ferric salt and a Co compound is neutralized with an aqueous alkali hydroxide solution, and goethite seed crystal particles obtained by hydrolysis are dissolved in an aqueous ferric salt solution containing an Al compound. A method in which a growth reaction is carried out by a hydrolysis reaction by neutralizing an aqueous alkali hydroxide solution (JP-A-58-17).
6902), a suspension containing a ferrous iron-containing precipitate obtained by reacting an aqueous solution of an alkali carbonate with an aqueous solution of a ferrous salt is aged in a non-oxidizing atmosphere, and then in the suspension. In producing spindle-shaped goethite particles by carrying out an oxidation reaction by aerating an oxygen-containing gas into
In a liquid of any one of the ferrous salt aqueous solution, the suspension containing the ferrous iron-containing precipitate, and the suspension containing the aged ferrous iron-containing precipitate before performing an oxidation reaction, , C
o compound is present, and F in the aqueous solution of the ferrous salt is further added.
During the oxidation reaction developing liquid in the range of 50-90% with respect to e 2+, under the same conditions and the oxidation reaction, Al, Si,
The total sum of the compounds added to an aqueous solution of one or more compounds selected from rare earth elements such as Ca, Mg, Ba, Sr, and Nd with respect to Fe 2+ in the ferrous salt aqueous solution. Is known to be added in an amount of 0.1 to 5.0 mol% (JP-A-7-126704).

【0011】なお、前出各公報には、各公報記載の各ゲ
ータイト粒子粉末を出発原料として得られた鉄を主成分
とする金属磁性粒子粉末についても記載されている。
The above-mentioned respective publications also describe metallic magnetic particle powders containing iron as a main component and obtained by using the respective goethite particle powders described in the respective publications as starting materials.

【0012】また、ヘマタイト粒子のX線結晶粒径の比
を特定したものとしては、(104)面に垂直方向のX
線結晶粒径D104 と(110)面に垂直方向のX線結晶
粒径D110 の比D104 /D110 が1〜2の範囲にあり、
比表面積が40〜50m2 /gである微細針状α−酸化
第二鉄粒子(特開平7−206446号公報)がある。
The ratio of the X-ray crystal grain size of the hematite particles is specified as follows:
The ratio D 104 / D 110 of the X-ray crystal grain size D 104 and the X-ray crystal grain size D 110 in the direction perpendicular to the (110) plane is in the range of 1 to 2,
There are fine acicular α-ferric oxide particles having a specific surface area of 40 to 50 m 2 / g (JP-A-7-206446).

【0013】[0013]

【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、適切な粒子形状と高い軸比
を有しており、しかも、高い保磁力と優れた保磁力分布
とを有している鉄を主成分とする紡錘状金属磁性粒子粉
末は、現在最も要求されているところであるが、前出各
公報記載の各ゲータイト粒子粉末を出発原料とした場合
に得られる金属磁性粒子粉末は、これら諸特性を十分満
足するものとはいいがたいものである。
[Problems to be Solved by the Invention] The particle size is uniform, dendritic particles are not mixed, and it has an appropriate particle shape and a high axial ratio, and also has a high coercive force and an excellent coercive force distribution. The spindle-shaped metal magnetic particle powder containing iron as a main component having and is currently most demanded, but a metal obtained when each goethite particle powder described in the above publications is used as a starting material. It is hard to say that the magnetic particle powder is one that fully satisfies these various characteristics.

【0014】即ち、前出特開平7−11310号公報記
載の製造法による場合には、ゲータイト粒子中にCo原
子が存在している軸比10以上の針状ゲータイト粒子が
生成するが、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い。
That is, according to the production method described in the above-mentioned JP-A-7-11310, needle-shaped goethite particles having an axial ratio of 10 or more in which Co atoms are present in the goethite particles are formed. Particles are mixed, and in terms of particle size, it cannot be said that the particles have a uniform particle size.

【0015】前出特開平6−228614号公報記載の
製造法による場合は、樹枝状粒子が混在しておらず、ま
た、均斉な粒度を有しているゲータイト粒子を、Alの
添加方法を工夫することによって生成させることができ
るが、軸比の点で未だ十分ではない。
In the case of the production method described in JP-A-6-228614, the method for adding Al to goethite particles having no uniform dendritic particles and having a uniform particle size is devised. However, it is still insufficient in terms of axial ratio.

【0016】前出特開平7−126704号公報記載の
製造法においては、酸化反応の途中段階においてAlを
添加している。酸化反応の途中段階ではCoイオンが溶
液中に残存しており、溶液中にCoが存在した状態でA
lを添加し、残存第一鉄イオンを酸化してゲータイト粒
子を成長させると短軸方向への顕著な成長が認められ、
軸比が低下することを後述するように本発明者は見出し
ている。従って、軸比の大きな、殊に、13以上の紡錘
状ゲータイト粒子の生成は困難である。
In the manufacturing method described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-126704, Al is added in the middle stage of the oxidation reaction. In the middle stage of the oxidation reaction, Co ions remain in the solution, and when Co is present in the solution, A
When l was added and residual ferrous ions were oxidized to grow goethite particles, remarkable growth in the minor axis direction was observed,
The present inventor has found that the axial ratio is lowered as described later. Therefore, it is difficult to produce spindle-shaped goethite particles having a large axial ratio, particularly 13 or more.

【0017】前出特開昭58−176902号公報記載
の製造法は3価の鉄を出発原料としており、反応機構が
酸化ではなく加水分解であること、さらに2次反応は1
00℃を越える高温において水熱処理を行っており、本
発明における反応とは異なるものである。
The production method described in JP-A-58-176902 mentioned above uses trivalent iron as a starting material, and the reaction mechanism is hydrolysis, not oxidation, and the secondary reaction is 1
The hydrothermal treatment is performed at a high temperature exceeding 00 ° C, which is different from the reaction in the present invention.

【0018】また、前出各公報記載の製造法により得ら
れたゲータイト粒子粉末を出発原料として得られた鉄を
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、大きな軸比を
有しているとは言い難いものである。
The metal magnetic particle powder containing iron as a main component, which is obtained by using the goethite particle powder obtained by the production method described in the above-mentioned publications as a starting material, also has a uniform particle size and contains dendritic particles. However, it is hard to say that it has a large axial ratio.

【0019】なお、前出特開平7−206446号公報
記載の針状α−酸化第二鉄粒子は、X線結晶粒径の比D
104 /D110 が1〜2の範囲であり、本発明におけるX
線結晶粒径の比D104 /D110 の特定範囲にないもので
あって、むしろD110 のほうがD104 より小さいことか
らその結晶性が全く相違するものである。しかも、前記
針状α−酸化第二鉄粒子は、水熱反応によって得られた
ものである。一方、比較例として、ゲータイト粒子粉末
を加熱脱水して得られるヘマタイト粒子のX線結晶粒径
の比D104 /D110 が0.7であるものが記載されてい
るが、本発明のX線結晶粒径の比の特定範囲にはないも
のである。
The needle-shaped α-ferric oxide particles described in the above-mentioned JP-A-7-206446 have a ratio D of X-ray crystal grain size.
104 / D 110 is in the range of 1-2, and X in the present invention is
The linear crystal grain size ratio D 104 / D 110 does not fall within a specific range, but rather D 110 is smaller than D 104 , so that the crystallinity is completely different. Moreover, the acicular α-ferric oxide particles are obtained by hydrothermal reaction. On the other hand, as a comparative example, a hematite particle obtained by heating and dehydrating goethite particle powder having an X-ray crystal grain size ratio D 104 / D 110 of 0.7 is described. It does not fall within the specific range of the ratio of the crystal grain size.

【0020】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、適切な粒子形状と
軸比を有している紡錘状ヘマタイト粒子粉末を得、該紡
錘状ヘマタイト粒子粉末を出発原料として、高い保磁力
と優れた保磁力分布とを有している鉄を主成分とする紡
錘状金属磁性粒子粉末を得ることを技術的課題とする。
Therefore, according to the present invention, a spindle-shaped hematite particle powder having a uniform particle size, containing no dendritic particles and having an appropriate particle shape and axial ratio is obtained. A technical problem is to obtain a spindle-shaped metallic magnetic particle powder containing iron as a main component, which has a high coercive force and an excellent coercive force distribution, using a hematite particle powder as a starting material.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】前記技術的課題は、次の
通りの本発明方法によって達成できる。
The above technical problems can be achieved by the method of the present invention as follows.

【0022】即ち、本発明は、平均長軸径が0.05〜
1.0μmの紡錘状粒子であって粒子表面に希土類元素
の化合物を希土類元素として全Feに対して0.5〜1
5原子%含有していると共に、ヘマタイト種晶部分とヘ
マタイト表層部分とからなり、前記種晶部分にはCoを
全Feに対して0.5〜25原子%含有し、且つ、前記
表層部分にはAlを全Feに対して0.5〜15原子%
含有しており、しかも、X線結晶粒径D104とD
110の比D104/D110が0.20〜0.65の
範囲内にあるヘマタイト粒子からなる紡錘状ヘマタイト
粒子粉末を用いて得られる平均長軸径が0.05〜0.
5μmの紡錘状粒子であって、Coを全Feに対して
0.5〜25原子%含有し、Alを全Feに対して0.
5〜15原子%含有し、且つ、希土類元素を全Feに対
して0.5〜15原子%含有している鉄を主成分とする
金属磁性粒子からなることを特徴とする鉄を主成分とす
る紡錘状金属磁性粒子粉末である。
That is, in the present invention, the average major axis diameter is 0.05 to.
It is a spindle-shaped particle of 1.0 μm, and a compound of a rare earth element as a rare earth element on the surface of the particle is 0.5 to 1 with respect to all Fe
It contains 5 atomic% and consists of a hematite seed crystal portion and a hematite surface layer portion. The seed crystal portion contains Co in an amount of 0.5 to 25 atomic% with respect to the total Fe, and the surface layer portion contains Is 0.5 to 15 atom% of Al based on the total Fe.
Contains X-ray crystal grain size D 104 and D
The average major axis diameter obtained using the spindle-shaped hematite particle powder composed of hematite particles having a ratio D 104 / D 110 of 110 in the range of 0.20 to 0.65 is 0.05 to 0.
Spindle-shaped particles of 5 μm, containing Co to all Fe
0.5 to 25 atomic% is contained, and Al is 0.
5 to 15 atomic% and contains rare earth elements in all Fe
The main component is iron containing 0.5 to 15 atom%.
Featuring iron as a main component characterized by being composed of metallic magnetic particles
It is a spindle-shaped metal magnetic particle powder.

【0023】 また、本発明は、炭酸アルカリ水溶液と
水酸化アルカリ水溶液との混合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る第一鉄含有沈殿物を含
む水懸濁液を非酸化性雰囲気下において熟成させた後、
該水懸濁液中に酸素含有ガスを通気して紡錘状ゲータイ
ト種晶粒子を生成させた後、該種晶粒子を含む水懸濁液
中に、炭酸アルカリと水酸化アルカリとの混合アルカリ
水溶液と第一鉄塩水溶液とを新たに添加、混合し、酸素
含有ガスを通気して、前記紡錘状ゲータイト種晶粒子の
粒子表面上にゲータイト層を成長させて紡錘状ゲータイ
ト粒子を生成させ、該紡錘状ゲータイト粒子の表面を焼
結防止剤によって処理した後、加熱脱水して紡錘状ヘマ
タイト粒子を得るにあたり、前記種晶粒子の生成反応時
において、第一鉄塩水溶液、第一鉄含有沈殿物を含む水
懸濁液、酸化反応開始前の熟成中の第一鉄含有沈澱物を
含む水懸濁液若しくは生成反応中の水懸濁液に、全Fe
に対しCo換算で0.5〜25原子%のCo化合物を添
加し、且つ、前記ゲータイト層の成長反応時において、
添加する各アルカリ水溶液、第一鉄塩水溶液、酸化反応
開始前の紡錘状ゲータイト種晶粒子と第一鉄含有沈殿物
とを含む水懸濁液若しくは成長反応中の水懸濁液に、全
Feに対しAl換算で0.5〜15原子%のAl化合物
を添加し、さらに、前記焼結防止剤として希土類元素の
化合物を希土類元素として全Feに対して0.5〜15
原子%添加し、前記加熱脱水を400〜850℃の範囲
内で行って紡錘状ヘマタイト粒子粉末を得、次いで、該
紡錘状ヘマタイト粒子粉末を還元性ガス中で400〜6
00℃の範囲内で加熱還元することを特徴とする鉄を主
成分とする紡錘状金属磁性粒子粉末の製造法である。
The present invention also non-oxidizes an aqueous suspension containing a ferrous iron-containing precipitate obtained by reacting a mixed alkaline aqueous solution of an alkaline carbonate aqueous solution and an alkaline hydroxide aqueous solution with a ferrous iron salt aqueous solution. After aging in a sexual atmosphere,
An oxygen-containing gas is passed through the water suspension to generate spindle-shaped goethite seed crystal particles, and then a mixed alkaline aqueous solution of alkali carbonate and alkali hydroxide is added to the water suspension containing the seed crystal particles. And a ferrous salt aqueous solution are newly added and mixed, and an oxygen-containing gas is aerated to grow a goethite layer on the particle surface of the spindle-shaped goethite seed crystal particles to generate spindle-shaped goethite particles, After treating the surface of the spindle-shaped goethite particles with a sintering inhibitor, in obtaining the spindle-shaped hematite particles by heating and dehydration, in the reaction of producing the seed crystal particles, a ferrous salt aqueous solution, a ferrous iron-containing precipitate In a water suspension containing the above, a water suspension containing a ferrous iron-containing precipitate during aging before the start of the oxidation reaction, or a water suspension during the formation reaction,
With respect to Co, 0.5 to 25 atomic% of Co compound is added, and during the growth reaction of the goethite layer,
Total Fe is added to each of the aqueous alkali solution to be added, the aqueous ferrous salt solution, the aqueous suspension containing the spindle-shaped goethite seed crystal particles before the start of the oxidation reaction and the ferrous iron-containing precipitate, or the aqueous suspension during the growth reaction. 0.5 to 15 atomic% of Al compound in terms of Al is added, and a compound of a rare earth element as the sintering inhibitor is added as a rare earth element to 0.5 to 15 with respect to all Fe.
Atomic% is added, and the heat dehydration is performed in the range of 400 to 850 ° C. to obtain a spindle-shaped hematite particle powder ,
Spindle-shaped hematite particles powder in reducing gas 400-6
Mainly iron, which is characterized by being heated and reduced within the range of 00 ° C
It is a method for producing a spindle-shaped metal magnetic particle powder as a component.

【0024】[0024]

【0025】[0025]

【0026】本発明の構成をより詳しく説明すれば次の
通りである。先ず、本発明における紡錘状ヘマタイト粒
子粉末の前駆体である紡錘状ゲータイト粒子粉末につい
て述べる。
The structure of the present invention will be described in more detail as follows. First, we describe the spindle-shaped goethite particles as a precursor of the spindle-shaped hematite particles which definitive to the present invention.

【0027】前駆体である紡錘状ゲータイト粒子は平均
長軸径が0.05〜1.0μm、好ましくは0.05〜
0.5μmである。その形状は紡錘状であって軸比(長
軸径/短軸径)が10〜15、好ましくは13〜15で
ある。
The spindle-shaped goethite particles as a precursor have an average major axis diameter of 0.05 to 1.0 μm, preferably 0.05 to 1.0 μm.
It is 0.5 μm. Its shape is spindle-shaped, and the axial ratio (major axis diameter / minor axis diameter) is 10 to 15, preferably 13 to 15.

【0028】前駆体である紡錘状ゲータイト粒子粉末
は、BET比表面積が50〜180m2 /g、好ましく
は60〜150m2 /gである。
The spindle-shaped goethite particle powder as a precursor has a BET specific surface area of 50 to 180 m 2 / g, preferably 60 to 150 m 2 / g.

【0029】前駆体である紡錘状ゲータイト粒子粉末を
構成する粒子は、種晶部分と表層部分とから形成されて
いる。前記種晶部分とは、最初に添加した第一鉄塩が全
て酸化されて形成されるゲータイト種晶粒子部分をい
う。具体的には、成長反応において添加される第一鉄塩
との比率により決まる重量比率の部分であって、好まし
くは、種晶粒子の内部中心から50〜80重量%、より
好ましくは55〜75重量%の部分である。前記種晶部
分のゲータイト種晶粒子に含有するCoは全Feに対し
て0.5〜25原子%、好ましくは1.0〜20原子%
である。0.5原子%未満の場合には磁気特性の向上効
果が得られない。25原子%を越える場合には、高い軸
比が得られない。前記表層部分とは、成長反応において
添加した第一鉄塩が全て酸化されて、前記ゲータイト種
晶粒子の粒子表面上に成長したゲータイト層をいう。具
体的には、粒子の最表面から20〜50重量%、好まし
くは25〜45重量%の部分である。前記表層部分のゲ
ータイト層に含有するAlは全Feに対して0.5〜1
5原子%、好ましくは1.0〜10原子%である。0.
5原子%未満の場合には焼結防止効果が得られない。1
5原子%を超える場合には、高い軸比が得られにくい。
The particles constituting the spindle-shaped goethite particle powder as a precursor are formed of a seed crystal portion and a surface layer portion. The seed crystal portion refers to a goethite seed crystal particle portion formed by oxidizing all of the ferrous salt added first. Specifically, it is a part of the weight ratio determined by the ratio with the ferrous salt added in the growth reaction, preferably 50 to 80% by weight, more preferably 55 to 75% by weight from the inner center of the seed crystal particles. It is the part by weight. Co contained in the goethite seed crystal particles of the seed crystal portion is 0.5 to 25 atom%, preferably 1.0 to 20 atom% with respect to the total Fe.
Is. If it is less than 0.5 atom%, the effect of improving magnetic properties cannot be obtained. If it exceeds 25 atom%, a high axial ratio cannot be obtained. The surface layer portion means a goethite layer grown on the surface of the goethite seed crystal particles by oxidizing all of the ferrous salt added in the growth reaction. Specifically, it is 20 to 50% by weight, preferably 25 to 45% by weight from the outermost surface of the particle. Al contained in the goethite layer in the surface layer is 0.5 to 1 with respect to all Fe.
It is 5 atom%, preferably 1.0 to 10 atom%. 0.
If it is less than 5 atomic%, the effect of preventing sintering cannot be obtained. 1
When it exceeds 5 atomic%, it is difficult to obtain a high axial ratio.

【0030】次に本発明に係る紡錘状ヘマタイト粒子粉
末について述べる。
Next, the spindle-shaped hematite particle powder according to the present invention will be described.

【0031】本発明に係る紡錘状ヘマタイト粒子粉末を
構成する粒子は、平均長軸径が0.05〜1.0μm、
好ましくは0.05〜0.5μmである。その形状は紡
錘状であって軸比(長軸径/短軸径)が10〜15、好
ましくは11〜15である。
The particles constituting the spindle-shaped hematite particle powder according to the present invention have an average major axis diameter of 0.05 to 1.0 μm,
It is preferably 0.05 to 0.5 μm. Its shape is spindle-shaped, and the axial ratio (major axis diameter / minor axis diameter) is 10 to 15, preferably 11 to 15.

【0032】本発明における紡錘状ヘマタイト粒子粉末
は、BET比表面積が30〜140m/g、好ましく
は35〜100m/gである。
The spindle-shaped hematite particles which definitive to the present invention, BET specific surface area of 30~140m 2 / g, preferably from 35~100m 2 / g.

【0033】本発明における紡錘状ヘマタイト粒子粉末
を構成する粒子は、種晶部分と表層部分とから形成され
ている。前記種晶部分とは、前駆体であるゲータイト粒
子の種晶部分がそのまま変化したものであり、好ましく
は、種晶粒子の内部中心から50〜80重量%、より好
ましくは55〜75重量%の部分である。前記種晶部分
のヘマタイト種晶粒子に含有するCoは全Feに対して
0.5〜25原子%、好ましくは1.0〜20原子%で
ある。0.5原子%未満の場合には磁気特性の向上効果
が得られない。25原子%を越える場合には、高い軸比
が得られない。前記表層部分とは、前駆体であるゲータ
イト粒子の表層部分がそのまま変化したものであり、好
ましくは、粒子の最表面から20〜50重量%、より好
ましくは25〜45重量%の部分である。前記表層部分
のヘマタイト層に含有するAlは全Feに対して0.5
〜15原子%、好ましくは1.0〜10原子%である。
0.5原子%未満の場合には焼結防止効果が得られな
い。15原子%を超える場合には、高い軸比が得られに
くい。
The particles constituting the spindle-shaped hematite particles definitive to the present invention is formed from the seed crystal part and the surface layer portion. The seed crystal portion is a seed crystal portion of the precursor goethite particles which is changed as it is, and preferably 50 to 80% by weight, more preferably 55 to 75% by weight from the inner center of the seed crystal particle. It is a part. Co contained in the hematite seed crystal particles in the seed crystal portion is 0.5 to 25 atom%, preferably 1.0 to 20 atom% with respect to the total Fe. If it is less than 0.5 atom%, the effect of improving magnetic properties cannot be obtained. If it exceeds 25 atom%, a high axial ratio cannot be obtained. The surface layer portion is a portion in which the surface layer portion of the precursor goethite particles is changed as it is, and is preferably 20 to 50% by weight, more preferably 25 to 45% by weight from the outermost surface of the particle. Al contained in the surface hematite layer is 0.5 with respect to the total Fe.
-15 atom%, preferably 1.0-10 atom%.
If it is less than 0.5 atom%, the effect of preventing sintering cannot be obtained. When it exceeds 15 atomic%, it is difficult to obtain a high axial ratio.

【0034】本発明における紡錘状ヘマタイト粒子粉末
を構成する粒子は、粒子表面に希土類元素の化合物を希
土類元素として全Feに対して0.5〜15原子%、好
ましくは1.0〜12.0原子%含有する。0.5原子
%未満の場合には、ゲータイトからヘマタイトへの脱水
工程における焼結防止効果が十分ではなく、粒子成長が
生じ、さらに、その後、金属磁性粒子粉末にした場合に
保磁力分布を示すSFDが高くなってしまう。15原子
%を越える場合には飽和磁化値が低下する。前記希土類
元素としては、イットリウム、ランタン、セリウム、プ
ラセオジウム、ネオジウム、サマリウム等が殊に好適に
使用できる。粒子表面の希土類元素の化合物としては酸
化物、水酸化物、含水酸化物等である。
The particles constituting the spindle-shaped hematite particles definitive to the invention, 0.5 to 15 atomic% of a compound of a rare earth element on the surface of the particles based on the total Fe as the rare earth element, preferably 1.0 to 12. Contains 0 atom%. If it is less than 0.5 atom%, the effect of preventing sintering in the dehydration step from goethite to hematite is not sufficient, particle growth occurs, and further, a coercive force distribution is exhibited when the powder is made into metallic magnetic particles. SFD becomes high. When it exceeds 15 atomic%, the saturation magnetization value decreases. As the rare earth element, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium and the like can be particularly preferably used. The compound of the rare earth element on the particle surface is an oxide, a hydroxide, a hydrous oxide or the like.

【0035】本発明における紡錘状ヘマタイト粒子粉末
を構成する粒子は、X線結晶粒径D110とD104
比D104/D110が0.20〜0.65の範囲内で
あって、好ましくは粒子表面の希土類元素の化合物の希
土類元素として全Feに対する含有量x(原子%)につ
いての下記不等式、 0.5≦x≦10の場合、 0.500−0.03x≦D104/D110≦0.6
65−0.03x 10<x≦15の場合、 0.20≦D104/D110≦0.365 を満たす範囲内にあるものである。この範囲については
後出図1に示した通りである。X線結晶粒径の比D
104/D110が0.20未満の場合及び0.65を
越える場合のいずれの場合においても、この紡錘状ヘマ
タイト粒子粉末を還元して得られる金属磁性粒子粉末を
シート化した場合のSFD(保磁力分布)が悪化する。
The particles constituting the spindle-shaped hematite particles definitive to the present invention, the ratio D 104 / D 110 of the X-ray crystallite size D 110 and D 104 is in a range of 0.20 to 0.65, Preferably, the following inequality regarding the content x (atomic%) with respect to the total Fe as a rare earth element of the compound of the rare earth element on the particle surface: 0.5 ≦ x ≦ 10, 0.500−0.03x ≦ D 104 / D 110 ≤ 0.6
For 65-0.03x 10 <x ≦ 15, are intended to be within the range satisfying 0.20 ≦ D 104 / D 110 ≦ 0.365. This range is as shown in FIG. 1 below. X-ray grain size ratio D
In both cases where 104 / D 110 is less than 0.20 and more than 0.65, the SFD (protection of the metal magnetic particle powder obtained by reducing the spindle-shaped hematite particle powder when formed into a sheet) Magnetic force distribution) deteriorates.

【0036】次に、本発明おける紡錘状ヘマタイト粒子
粉末の前駆体である紡錘状ゲータイト粒子粉末の製造法
について述べる。
Next, a method for producing a spindle-shaped goethite particle powder which is a precursor of the spindle-shaped hematite particle powder according to the present invention will be described.

【0037】本発明における紡錘状ヘマタイト粒子粉末
は、前駆体である紡錘状ゲータイト粒子粉末を生成させ
た後、得られた紡錘状ゲータイト粒子粉末を加熱脱水す
ることにより得ることができる。
The spindle-shaped hematite particles which definitive to the present invention may be after produce spindle-shaped goethite particles as a precursor, obtained by heating and dehydrating the spindle-shaped goethite particles obtained.

【0038】本発明における紡錘状ヘマタイト粒子粉末
を構成する粒子の前駆体である紡錘状ゲータイト粒子
は、まず、紡錘状ゲータイト種晶粒子を生成させ、次い
で、該種晶粒子表面にゲータイト層を成長させる成長反
応を行って得られる。
The spindle-shaped goethite particles as a precursor of the particles constituting the spindle-shaped hematite particles definitive to the present invention, first, to produce spindle-shaped goethite seed crystal particles, then the goethite layer on seed crystal particle surface It is obtained by performing a growth reaction to grow.

【0039】前記紡錘状ゲータイト種晶粒子は、炭酸ア
ルカリ水溶液と水酸化アルカリ水溶液との混合アルカリ
水溶液と第一鉄塩水溶液とを反応させて得られる第一鉄
含有沈殿物を含む水懸濁液を非酸化性雰囲気下において
熟成させた後、該水懸濁液中に酸素含有ガスを通気して
紡錘状ゲータイト種晶粒子を生成させるにあたり、第一
鉄塩水溶液、第一鉄含有沈殿物を含む水懸濁液、酸化反
応開始前の熟成中の第一鉄含有沈澱物を含む水懸濁液若
しくは生成反応中の水懸濁液に、全Feに対しCo換算
で0.5〜25原子%のCo化合物を添加しておくこと
によって得られる。
The spindle-shaped goethite seed crystal particles are an aqueous suspension containing a ferrous iron-containing precipitate obtained by reacting a mixed aqueous alkaline solution of an aqueous alkali carbonate solution and an aqueous alkali hydroxide solution with an aqueous ferrous salt solution. After aging under a non-oxidizing atmosphere, oxygen-containing gas is aerated in the water suspension to generate spindle-shaped goethite seed crystal particles, an aqueous ferrous salt solution and a ferrous iron-containing precipitate are added. 0.5 to 25 atoms in terms of Co with respect to total Fe in the water suspension containing the same, the water suspension containing the ferrous iron-containing precipitate during aging before the start of the oxidation reaction, or the water suspension during the formation reaction. It is obtained by adding% Co compound.

【0040】前記紡錘状ゲータイト種晶粒子の生成反応
において、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を使用することができる。前記
第一鉄塩水溶液の第一鉄濃度は、混合アルカリ水溶液と
の反応後の第一鉄含有沈澱物を含む水懸濁液において、
Fe2+として0.1〜1.0mol/l、好ましくは
0.2〜0.8mol/lである。0.1mol/l未
満の場合には、収量が少なく、工業的でない。1.0m
ol/lを越える場合には、粒径分布が大きくなるため
好ましくない。
In the reaction for producing the spindle-shaped goethite seed crystal particles, an aqueous ferrous salt solution, an aqueous ferrous chloride solution, or the like can be used as the aqueous ferrous salt solution. The ferrous iron concentration of the aqueous solution of ferrous salt is, in an aqueous suspension containing the ferrous iron-containing precipitate after the reaction with the mixed alkaline aqueous solution,
Fe 2+ is 0.1 to 1.0 mol / l, preferably 0.2 to 0.8 mol / l. If it is less than 0.1 mol / l, the yield is low and it is not industrial. 1.0 m
When it exceeds ol / l, the particle size distribution becomes large, which is not preferable.

【0041】前記紡錘状ゲータイト種晶粒子の生成反応
において、アルカリ水溶液としては、炭酸アルカリ水溶
液として炭酸ナトリウム水溶液、炭酸カリウム水溶液、
炭酸アンモニウム水溶液等、炭酸アルカリに混合する水
酸化アルカリ水溶液として水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム等を使用することができる。
In the reaction for producing the spindle-shaped goethite seed crystal particles, the aqueous alkali solution is an aqueous sodium carbonate solution, an aqueous potassium carbonate solution,
Sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like can be used as an aqueous solution of alkali hydroxide mixed with an alkali carbonate such as an aqueous solution of ammonium carbonate.

【0042】前記紡錘状ゲータイト種晶粒子の生成反応
において使用される混合アルカリ水溶液は、炭酸アルカ
リ水溶液と水酸化アルカリ水溶液とを混合して得られ
る。この場合の混合比率として、水酸化アルカリ水溶液
の割合は5〜35mol%である、好ましくは10〜3
5mol%であり、より好ましくは15〜35mol%
である。5mol%未満の場合には、十分な軸比が得ら
れず、35mol%を越える場合には、粒状マグネタイ
トが混在してくることがある。
The mixed alkaline aqueous solution used in the reaction for producing the spindle-shaped goethite seed crystal particles is obtained by mixing an alkaline carbonate aqueous solution and an alkaline hydroxide aqueous solution. As a mixing ratio in this case, the ratio of the aqueous alkali hydroxide solution is 5 to 35 mol%, preferably 10 to 3
5 mol%, more preferably 15-35 mol%
Is. If it is less than 5 mol%, a sufficient axial ratio cannot be obtained, and if it exceeds 35 mol%, granular magnetite may be mixed.

【0043】前記混合アルカリ水溶液の使用量は、第一
鉄塩水溶液中の全Feに対する当量比として1.3〜
3.5、好ましくは1.5〜2.5である。1.3未満
の場合には、マグネタイトが混在することがあり、3.
5を越えると工業的に好ましくない。
The amount of the mixed alkaline aqueous solution used is 1.3 to 10 as an equivalent ratio to all Fe in the aqueous ferrous salt solution.
It is 3.5, preferably 1.5 to 2.5. If it is less than 1.3, magnetite may coexist.
When it exceeds 5, it is not industrially preferable.

【0044】前記紡錘状ゲータイト種晶粒子の生成反応
におけるpH値は、8.0〜11.0、好ましくは8.
5〜10.0の範囲である。pHが8.0未満の場合に
は、ゲータイト粒子粉末中に酸根が多量に含まれるよう
になり、洗浄によっても簡単に除去することができない
ので、鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末とした場合に
粒子同志の焼結を引き起こしてしまう。11.0を越え
る場合には、金属磁性粒子粉末とした場合に目的とする
高い保磁力が得られない。
The pH value in the reaction for producing the spindle-shaped goethite seed crystal particles is 8.0 to 11.0, preferably 8.
It is in the range of 5 to 10.0. When the pH is less than 8.0, a large amount of acid radicals will be contained in the goethite particle powder and cannot be easily removed even by washing. Therefore, the metal magnetic particle powder containing iron as the main component was used. In some cases, it causes sintering of the particles. If it exceeds 11.0, the desired high coercive force cannot be obtained when the metal magnetic particle powder is used.

【0045】前記紡錘状ゲータイト種晶粒子の生成反応
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う。
The oxidizing means in the reaction for producing the spindle-shaped goethite seed crystal particles is carried out by passing an oxygen-containing gas (for example, air) through the liquid.

【0046】前記紡錘状ゲータイト種晶粒子の生成反応
における温度は、通常、ゲータイト粒子が生成する80
℃以下の温度で行えばよい。80℃を越える場合には、
紡錘状ゲータイト粒子中にマグネタイトが混在すること
がある。好ましくは45〜55℃の範囲である。
The temperature in the reaction for producing the spindle-shaped goethite seed crystal particles is usually 80 at which goethite particles are produced.
It may be carried out at a temperature of ℃ or less. If the temperature exceeds 80 ° C,
Magnetite may be mixed in the spindle-shaped goethite particles. It is preferably in the range of 45 to 55 ° C.

【0047】前記紡錘状ゲータイト種晶粒子の生成反応
において、Co化合物としては、硫酸コバルト、塩化コ
バルト、硝酸コバルト等を使用することができる。Co
化合物の添加は、前記第一鉄塩水溶液、第一鉄含有沈澱
物を含む懸濁液及び酸化反応を行う前の熟成されている
第一鉄含有沈澱物を含む懸濁液若しくは生成反応中の水
懸濁液のいずれかの液中に添加することができる。殊
に、酸化反応を開始する直前までに添加することが好ま
しい。前記Co化合物の添加量は、最終生成物である紡
錘状ゲータイト粒子中の全Feに対して0.5〜25原
子%、好ましくは1.0〜20.0原子%である。0.
5原子%未満の場合には、金属磁性粒子粉末とした場合
の磁気的特性の向上効果がなく、25原子%を越える場
合には、微細化のため軸比が低下する。
In the reaction of forming the spindle-shaped goethite seed crystal particles, cobalt sulfate, cobalt chloride, cobalt nitrate or the like can be used as the Co compound. Co
The addition of the compound is carried out by adding the ferrous salt aqueous solution, the suspension containing the ferrous iron-containing precipitate, the suspension containing the ferrous iron-containing precipitate that has been aged before the oxidation reaction, or the production reaction. It can be added in any of the aqueous suspensions. Particularly, it is preferable to add it just before starting the oxidation reaction. The amount of the Co compound added is 0.5 to 25 atom%, preferably 1.0 to 20.0 atom% based on the total Fe in the spindle-shaped goethite particles as the final product. 0.
When it is less than 5 atom%, there is no effect of improving the magnetic properties when it is made into a metal magnetic particle powder, and when it exceeds 25 atom%, the axial ratio is lowered due to miniaturization.

【0048】前記紡錘状ゲータイト種晶粒子を含む水懸
濁液中に、炭酸アルカリ水溶液と水酸化アルカリ水溶液
との混合アルカリ水溶液と第一鉄塩水溶液とを新たに添
加、混合し、酸素含有ガスを通気して、前記紡錘状ゲー
タイト種晶粒子の粒子表面上にゲータイト層を成長させ
るにあたり、添加する各アルカリ水溶液、第一鉄塩水溶
液、酸化反応開始前の紡錘状ゲータイト種晶粒子と第一
鉄含有沈殿物とを含む水懸濁液、若しくは成長反応中の
水懸濁液に、全Feに対しAl換算で0.5〜15原子
%のAl化合物を添加することによって、目的とする紡
錘状ゲータイト粒子粉末を得ることができる。
In the water suspension containing the spindle-shaped goethite seed crystal particles, a mixed alkaline aqueous solution of an alkaline carbonate aqueous solution and an alkaline hydroxide aqueous solution and a ferrous iron salt aqueous solution are newly added and mixed to form an oxygen-containing gas. Aerated, in growing a goethite layer on the particle surface of the spindle-shaped goethite seed crystal particles, each alkaline aqueous solution to be added, ferrous iron salt aqueous solution, the spindle-shaped goethite seed crystal particles before the oxidation reaction and the first By adding an Al compound in an amount of 0.5 to 15 atomic% in terms of Al to the total Fe to the water suspension containing the iron-containing precipitate or the water suspension during the growth reaction, the objective spindle Goethite particle powder can be obtained.

【0049】前記ゲータイト層の成長反応において使用
する第一鉄塩水溶液としては、硫酸第一鉄水溶液、塩化
第一鉄水溶液等を挙げることができる。前記第一鉄塩の
添加量は、前記ゲータイト種晶粒子の生成反応における
第一鉄塩の添加量との総量に対して、20〜50mol
%、好ましくは25〜45mol%である。20mol
%未満の場合には、紡錘状ゲータイト粒子の成長反応が
十分生起せず、目的とする紡錘状ゲータイト粒子粉末が
得られない。50mol%を越える場合には、ゲータイ
ト粒子の新たな種晶が発生することによって樹枝状粒子
が生成し、また、生成するゲータイト粒子の粒度が不均
斉となる。
Examples of the ferrous salt aqueous solution used in the growth reaction of the goethite layer include ferrous sulfate aqueous solution and ferrous chloride aqueous solution. The addition amount of the ferrous salt is 20 to 50 mol with respect to the total amount of the addition amount of the ferrous salt in the production reaction of the goethite seed crystal particles.
%, Preferably 25 to 45 mol%. 20 mol
If it is less than%, the growth reaction of the spindle-shaped goethite particles does not sufficiently occur, and the desired spindle-shaped goethite particle powder cannot be obtained. When it exceeds 50 mol%, new seed crystals of goethite particles are generated to generate dendritic particles, and the particle size of the generated goethite particles becomes asymmetric.

【0050】前記ゲータイト層の成長反応において使用
されるアルカリ水溶液は、前記紡錘状ゲータイト種晶粒
子の生成反応において使用できるものの中から選択する
ことができ、また、添加量も同様の範囲から選択するこ
とができる。また、前記ゲータイト層の成長反応は、前
記紡錘状ゲータイト種晶粒子の生成反応とできるだけ同
一の条件とすることが好ましく、混合アルカリ水溶液中
の水酸化アルカリ水溶液の割合及び第一鉄塩水溶液中の
全Feに対するアルカリ当量比とを同一とすることがさ
らに好ましい。
The alkaline aqueous solution used in the growth reaction of the goethite layer can be selected from those that can be used in the reaction of forming the spindle-shaped goethite seed crystal particles, and the addition amount is also selected from the same range. be able to. The growth reaction of the goethite layer is preferably performed under the same conditions as the reaction for producing the spindle-shaped goethite seed crystal particles as much as possible, and the proportion of the alkali hydroxide aqueous solution in the mixed alkaline aqueous solution and the ferrous salt aqueous solution It is more preferable to make the alkali equivalent ratio to all Fe the same.

【0051】前記ゲータイト層の成長反応におけるpH
値は、8.0〜11.0、好ましくは8.5〜10.0
の範囲である。pHが8.0未満の場合には、ゲータイ
ト粒子粉末中に酸根が多量に含まれるようになり、洗浄
によっても簡単に除去することができないので、金属磁
性粒子粉末とした場合に粒子同志の焼結を引き起こして
しまう。11.0を越える場合には、金属磁性粒子粉末
とした場合に目的とする高い保磁力が得られない。
PH in the growth reaction of the goethite layer
The value is 8.0 to 11.0, preferably 8.5 to 10.0.
Is the range. If the pH is less than 8.0, a large amount of acid radicals will be contained in the goethite particle powder and cannot be easily removed even by washing. Therefore, when the metal magnetic particle powder is used, the particles are burned together. It causes a conclusion. If it exceeds 11.0, the desired high coercive force cannot be obtained when the metal magnetic particle powder is used.

【0052】前記紡錘状ゲータイト種晶粒子の生成反応
時における反応液のpH値と前記ゲータイト層の成長反
応時における反応液のpH値とは、各反応溶液中のpH
値の差を±0.5の範囲内とする。pH値の差が±0.
5を越える場合には、金属磁性粒子粉末の保磁力が未だ
不十分である。好ましくは±0.3であり、より好まし
くは±0.1である。
The pH value of the reaction solution during the reaction for producing the spindle-shaped goethite seed crystal particles and the pH value of the reaction solution during the reaction for growing the goethite layer are the pH values in the respective reaction solutions.
The value difference is within ± 0.5. The difference in pH value is ± 0.
When it exceeds 5, the coercive force of the metal magnetic particle powder is still insufficient. It is preferably ± 0.3, more preferably ± 0.1.

【0053】前記ゲータイト層の成長反応における酸化
手段は、酸素含有ガス(例えば空気)を液中に通気する
ことにより行う。
The oxidizing means in the growth reaction of the goethite layer is performed by passing an oxygen-containing gas (for example, air) through the liquid.

【0054】前記ゲータイト層の成長反応における温度
は、通常、ゲータイト粒子が生成する80℃以下の温度
で行えばよい。80℃を越える場合には、紡錘状ゲータ
イト粒子中にマグネタイトが混在することがある。好ま
しくは45〜55℃の範囲である。
The temperature for the growth reaction of the goethite layer is usually 80 ° C. or lower at which goethite particles are formed. If it exceeds 80 ° C., magnetite may be mixed in the spindle-shaped goethite particles. It is preferably in the range of 45 to 55 ° C.

【0055】前記ゲータイト層の成長反応において、A
l化合物としては、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウ
ム、硝酸アルミニウム等の酸性塩、アルミン酸ナトリウ
ム、アルミン酸カリウム、アルミン酸アンモニウム等の
アルミン酸塩を使用することができる。Al化合物の添
加時期は、成長反応において添加する第一鉄塩水溶液、
各アルカリ水溶液、酸素含有ガスを通気する前の紡錘状
ゲータイト種晶粒子と第一鉄含有沈殿物とを含む水懸濁
液若しくは成長反応中の水懸濁液のいずれに存在させて
もよい。殊に、ゲータイト層の成長反応を開始する前が
好ましい。また、Al化合物を分割添加したり連続的及
び間欠的に添加しても本発明の効果はかわらず、むしろ
向上させることができる。この場合において、Al化合
物の添加は、水懸濁液中にCo化合物が残存していない
状態において行う。Co化合物の存在下でAl化合物の
添加を行った場合には、生成するゲータイト粒子の軸比
が低下してしまうため好ましくない。
In the growth reaction of the goethite layer, A
As the l compound, an acid salt such as aluminum sulfate, aluminum chloride or aluminum nitrate, or an aluminate such as sodium aluminate, potassium aluminate or ammonium aluminate can be used. The timing of adding the Al compound is the ferrous salt aqueous solution added in the growth reaction,
It may be present in any of the aqueous alkali solution, the water suspension containing the spindle-shaped goethite seed crystal particles before the aeration of the oxygen-containing gas and the ferrous iron-containing precipitate, or the water suspension during the growth reaction. In particular, it is preferable to start the growth reaction of the goethite layer. Further, even if the Al compound is added in a divided manner, or continuously and intermittently, the effect of the present invention remains the same and can be improved rather. In this case, the Al compound is added in a state where no Co compound remains in the water suspension. When the Al compound is added in the presence of the Co compound, the axial ratio of the goethite particles produced is decreased, which is not preferable.

【0056】前記Al化合物の添加量は、最終生成物で
ある紡錘状ゲータイト粒子中の全Feに対して0.5〜
15原子%、好ましくは1.0〜10原子%である。
0.5原子%未満の場合には、焼結防止効果がなく、1
5原子%を越える場合には、軸比が低下する。
The amount of the Al compound added is 0.5 to 0.5 based on the total Fe in the spindle-shaped goethite particles as the final product.
It is 15 atom%, preferably 1.0 to 10 atom%.
If it is less than 0.5 atom%, there is no sintering prevention effect and 1
If it exceeds 5 atomic%, the axial ratio will decrease.

【0057】なお、前記紡錘状ゲータイト種晶粒子の生
成反応においては、第一鉄含有沈殿物を含む懸濁液を非
酸化性雰囲気下で維持攪拌して行う、いわゆる熟成を行
うことが好ましい。その場合の熟成は、非酸化性雰囲気
下の前記懸濁液を、通常、40〜80℃の温度範囲で行
うのが好適である。40℃未満の場合には、軸比が小さ
く十分な熟成効果が得られ難く、80℃を越える場合に
は、マグネタイトが混在してくることがある。熟成時間
としては、30〜300分間である。30分間未満の場
合には、十分に軸比を大きくすることができない。30
0分間を越えてもよいが、必要以上に長時間とする意味
がない。また、前記ゲータイト層の成長反応時において
も熟成を行ってもよい。
In the reaction for producing the spindle-shaped goethite seed crystal particles, it is preferable to carry out so-called aging, in which the suspension containing the ferrous iron-containing precipitate is maintained and stirred under a non-oxidizing atmosphere. In that case, it is preferable that the aging is carried out in the temperature range of 40 to 80 ° C. for the suspension under a non-oxidizing atmosphere. When the temperature is lower than 40 ° C, it is difficult to obtain a sufficient aging effect because the axial ratio is small, and when the temperature exceeds 80 ° C, magnetite may be mixed. The aging time is 30 to 300 minutes. If it is less than 30 minutes, the axial ratio cannot be sufficiently increased. Thirty
It may exceed 0 minutes, but there is no point in making it longer than necessary. Further, aging may be performed during the growth reaction of the goethite layer.

【0058】前記非酸性雰囲気とするには、前記懸濁液
の反応容器内に不活性ガス(窒素ガスなど)又は還元性
ガス(水素ガスなど)を通気すればよい。
In order to establish the non-acidic atmosphere, an inert gas (such as nitrogen gas) or a reducing gas (such as hydrogen gas) may be passed through the reaction vessel of the suspension.

【0059】なお、本発明においては、鉄を主成分とす
る紡錘状金属磁性粒子粉末の諸特性の向上の為、前記紡
錘状ゲータイト粒子の生成反応中に通常添加されるMg
化合物、希土類元素の化合物等の1種又は2種以上を種
晶粒子の生成反応時又は種晶粒子の成長反応中に添加し
ておいてもよい。
In the present invention, in order to improve various characteristics of the spindle-shaped metallic magnetic particle powder containing iron as a main component, Mg which is usually added during the reaction for producing the spindle-shaped goethite particles.
One kind or two or more kinds of compounds, compounds of rare earth elements and the like may be added during the reaction of forming seed crystal particles or during the reaction of growing seed crystal particles.

【0060】次に、本発明における紡錘状ヘマタイト粒
子粉末の製造法について述べる。
Next, the process for producing the spindle-shaped hematite particles which definitive to the present invention.

【0061】本発明においては、前記得られた紡錘状ゲ
ータイト粒子粉末を、加熱脱水処理に先立って焼結防止
のために焼結防止剤である希土類元素の化合物と必要に
より添加するその他の元素の化合物とにより前記紡錘状
ゲータイト粒子表面を被覆処理しておく。
In the present invention, the above-obtained spindle-shaped goethite particle powder is mixed with a compound of a rare earth element which is a sintering inhibitor for preventing sintering prior to the heat dehydration treatment, and optionally other elements. The surface of the spindle-shaped goethite particles is coated with a compound.

【0062】前記希土類元素の化合物としては、イット
リウム、ランタン、セリウム、プラセオジウム、ネオジ
ウム、サマリウム等の1種又は2種以上の化合物が好適
であり、前記希土類元素の塩化物、硫酸塩、硝酸塩等が
使用できる。その使用方法は乾式又は湿式のいずれでも
よく、好ましくは湿式での被覆処理である。その使用量
は、希土類元素として全Feに対して0.5〜15原子
%、好ましくは1.0〜12.0原子%である。0.5
原子%未満の場合には、焼結防止効果が十分でなく、金
属磁性粒子粉末とした場合にSFD(保磁力分布)が悪
化する。15原子%を越える場合には、飽和磁化値が低
くなる。
As the compound of the rare earth element, one or more compounds such as yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium and samarium are suitable, and chlorides, sulfates, nitrates and the like of the rare earth element are preferable. Can be used. The method of use may be dry or wet, preferably wet coating. The amount of the rare earth element used is 0.5 to 15 atom%, preferably 1.0 to 12.0 atom% with respect to the total Fe. 0.5
If it is less than atomic%, the effect of preventing sintering is not sufficient, and the SFD (coercive force distribution) is deteriorated when the metal magnetic particle powder is used. When it exceeds 15 atomic%, the saturation magnetization value becomes low.

【0063】なお、焼結防止効果の向上等のため、必要
によりその他の元素としてAl、Si、B、Ca、M
g、Ba、Sr等から選ばれる元素の化合物の1種また
は2種以上を使用してもよい。これらの化合物は焼結防
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ればよ
い。この場合の使用量の総量は、前記紡錘状ゲータイト
粒子粉末の全Feに対して前記希土類元素との合計量と
して1〜15原子%である。少量では焼結防止の向上効
果が十分ではなく、多過ぎると飽和磁化値が低下するの
で組み合わせる種類により、最適量を適宜選べばよい。
If necessary, other elements such as Al, Si, B, Ca and M are added in order to improve the effect of preventing sintering.
You may use 1 type (s) or 2 or more types of the compound of the element selected from g, Ba, Sr, etc. These compounds not only have the effect of preventing sintering, but also have the function of controlling the reduction rate, so they may be used in combination as necessary. In this case, the total amount used is 1 to 15 atom% as the total amount with the rare earth element with respect to the total Fe in the spindle-shaped goethite particle powder. If the amount is small, the effect of improving the sintering prevention is not sufficient, and if the amount is too large, the saturation magnetization value decreases. Therefore, the optimum amount may be appropriately selected depending on the combination.

【0064】前記焼結防止剤等によって、あらかじめ被
覆しておくことにより粒子及び粒子相互間の焼結が防止
され、紡錘状ゲータイト粒子の粒子形状及び軸比をより
一層保持継承した紡錘状ヘマタイト粒子粉末を得ること
ができ、これによって、前記形状等を保持継承し、個々
に独立した鉄を主成分とする紡錘状金属磁性粒子粉末が
得られやすくなる。
Spindle-shaped hematite particles which have been pre-coated with the above-mentioned sintering inhibitor or the like to prevent sintering between particles and particles, and further retain and succeed the particle shape and axial ratio of the spindle-shaped goethite particles. It is possible to obtain a powder, which facilitates obtaining a spindle-shaped metallic magnetic particle powder that retains and inherits the above-mentioned shape and the like and that is independent and has iron as a main component.

【0065】前記得られた紡錘状ゲータイト粒子粉末
を、非還元性雰囲気下において400〜850℃の範囲
内において加熱処理を行って紡錘状ヘマタイト粒子粉末
を得ることができる。この場合の加熱処理の温度は、ヘ
マタイト粒子のX線結晶粒径の比D104 /D110 が特定
範囲内となるように適宜、選ぶことができる。
The spindle-shaped goethite particle powder thus obtained can be heat-treated in the range of 400 to 850 ° C. in a non-reducing atmosphere to obtain a spindle-shaped hematite particle powder. The temperature of the heat treatment in this case can be appropriately selected so that the ratio D 104 / D 110 of the X-ray crystal grain size of the hematite particles is within a specific range.

【0066】次に、本発明に係る鉄を主成分とする紡錘
状金属磁性粒子粉末の製造法について述べる。
Next, a method for producing the spindle-shaped metallic magnetic particle powder containing iron as a main component according to the present invention will be described.

【0067】本発明における加熱還元は、水素等の還元
性気体を流通することにより行う。還元性気体として
は、水素、一酸化炭素等があるが、水素が好ましい。加
熱還元の温度範囲は、400〜600℃が好ましい。4
00℃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、600℃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。
The heat reduction in the present invention is carried out by circulating a reducing gas such as hydrogen. Examples of the reducing gas include hydrogen and carbon monoxide, with hydrogen being preferred. The temperature range of heat reduction is preferably 400 to 600 ° C. Four
When the temperature is lower than 00 ° C, the reduction reaction proceeds slowly and requires a long time. On the other hand, if the temperature exceeds 600 ° C., the reduction reaction rapidly progresses, causing deformation of the particles and sintering between the particles.

【0068】本発明における加熱還元後の鉄を主成分と
する紡錘状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
主成分とする紡錘状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。
The spindle-shaped metallic magnetic particle powder containing iron as a main component after heat reduction in the present invention is a well-known method, for example, a method of dipping in an organic solvent such as toluene and a spindle containing iron after reduction as a main component. After once replacing the atmosphere of the powdery metallic magnetic particles with an inert gas, gradually increasing the oxygen content of the inert gas and finally turning it into air to take out into the air by a method such as gradual oxidation. You can

【0069】次に、本発明に係る鉄を主成分とする紡錘
状金属磁性粒子粉末について述べる。
Next, the spindle-shaped metal magnetic particle powder containing iron as a main component according to the present invention will be described.

【0070】本発明に係る鉄を主成分とする紡錘状金属
磁性粒子粉末を構成する粒子は、平均長軸径が0.05
〜0.50μm、好ましくは0.06〜0.3μmであ
る。その形状は紡錘状であって軸比(長軸径/短軸径)
が9以上、好ましくは9.5以上である。
The particles constituting the spindle-shaped metallic magnetic particle powder containing iron as a main component according to the present invention have an average major axis diameter of 0.05.
˜0.50 μm, preferably 0.06 to 0.3 μm. Its shape is spindle-shaped and the axial ratio (major axis diameter / minor axis diameter)
Is 9 or more, preferably 9.5 or more.

【0071】本発明に係る鉄を主成分とする紡錘状金属
磁性粒子粉末は、BET比表面積が30〜80m2
g、好ましくは35〜60m2 /gである。
The spindle-shaped metal magnetic particle powder containing iron as a main component according to the present invention has a BET specific surface area of 30 to 80 m 2 /
g, preferably 35 to 60 m 2 / g.

【0072】本発明に係る鉄を主成分とする紡錘状金属
磁性粒子粉末を構成する粒子は、Coを全Feに対して
0.5〜25原子%、好ましくは1.0〜20原子%含
有する。また、Alを全Feに対して0.5〜15原子
%、好ましくは1.0〜10原子%含有する。さらに希
土類元素を全Feに対して0.5〜15原子%、好まし
くは1.0〜12.0原子%含有する。
The particles constituting the spindle-shaped metallic magnetic particle powder containing iron as a main component according to the present invention contain Co in an amount of 0.5 to 25 atom%, preferably 1.0 to 20 atom%, based on the total Fe. To do. Further, Al is contained in an amount of 0.5 to 15 atom%, preferably 1.0 to 10 atom% with respect to the total Fe. Further, the rare earth element is contained in an amount of 0.5 to 15 atom%, preferably 1.0 to 12.0 atom% with respect to the total Fe.

【0073】本発明に係る鉄を主成分とする紡錘状金属
磁性粒子粉末は、保磁力Hcが95.49〜175.0
7kA/m、好ましくは119.37〜159.15k
A/mである。また、飽和磁化σsが110Am /k
以上、好ましくは120Am /kg以上である。
The spindle-shaped metal magnetic particle powder containing iron as a main component according to the present invention has a coercive force Hc of 95.49 to 175.0.
7 kA / m 2 , preferably 119.37-159.15 k
A / m . In addition, the saturation magnetization σs is 110 Am 2 / k
It is g or more, preferably 120 Am 2 / kg or more.

【0074】本発明に係る鉄を主成分とする紡錘状金属
磁性粒子粉末は、シート特性における保磁力分布(SF
D)が0.50以下、好ましくは0.45以下である。
The spindle-shaped metallic magnetic particle powder containing iron as the main component according to the present invention has a coercive force distribution (SF
D) is 0.50 or less, preferably 0.45 or less.

【0075】[0075]

【発明の実施の形態】本発明の代表的な実施の形態は次
の通りである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A typical embodiment of the present invention is as follows.

【0076】粒子粉末の平均長軸径及び軸比は、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。
The average major axis diameter and the axial ratio of the particle powder are shown by the average of the numerical values measured from electron micrographs.

【0077】粒子粉末の比表面積は、「モノソーブMS
−11」(カンタクロム(株)製)を使用し、BET法
により測定した値で示した。
The specific surface area of the particle powder is "monosorb MS".
-11 "(manufactured by Kantachrome Co., Ltd.) was used, and the value was measured by the BET method.

【0078】X線結晶粒径(ヘマタイト粒子の場合のD
104 又はD110 、鉄を主成分とする金属磁性粒子のD
110 )は、X線回折法で測定される結晶粒子の大きさ
を、ヘマタイト粒子の場合の(104)結晶面又は(1
10)結晶面、鉄を主成分とする金属磁性粒子の(11
0)結晶面のそれぞれに垂直な方向における結晶粒子の
厚さを表したものであり、各結晶面についての回折ピー
ク曲線から、下記のシェラーの式を用いて計算した値で
示したものである。
X-ray crystal grain size (D in the case of hematite particles
104 or D 110 , D of metallic magnetic particles mainly composed of iron
110 ) is the crystal grain size measured by X-ray diffractometry, and is the (104) crystal plane or (1
10) Crystal face, (11) of metallic magnetic particles containing iron as a main component
0) It shows the thickness of crystal grains in the direction perpendicular to each of the crystal planes, and is the value calculated from the diffraction peak curve for each crystal plane using the Scherrer's formula below. .

【0079】D104 又はD110 =Kλ/βcosθ 但し、β=装置に起因する機械幅を補正した真の回折ピ
ークの半値幅(ラジアン単位) K=シェラー定数(=0.9) λ=X線の波長(Fe Kα線 0.1935nm) θ=回折角((104)面及び(110)面の回折ピー
クに対応)
D 104 or D 110 = Kλ / β cos θ where β = half width of true diffraction peak (radian unit) in which the machine width due to the apparatus is corrected K = Scherrer constant (= 0.9) λ = X-ray Wavelength (Fe Kα ray 0.1935 nm) θ = diffraction angle (corresponding to the diffraction peaks of the (104) plane and the (110) plane)

【0080】鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の磁気
特性は、「振動試料磁力計VSM−3S−15」(東英
工業(株)製)を使用し、外部磁場795.8kA/m
で測定した。
The magnetic characteristics of the metallic magnetic particle powder containing iron as a main component were measured by using an "oscillating sample magnetometer VSM-3S-15" (manufactured by Toei Industry Co., Ltd.) and an external magnetic field of 795.8 kA / m.
It was measured at.

【0081】紡錘状ヘマタイト粒子粉末及び鉄を主成分
とする紡錘状金属磁性粒子粉末のCo量、Al量及びそ
の他の金属元素の含有量は、「誘導結合プラズマ発光分
光分析装置SPS4000」(セイコー電子工業(株)
製)を使用し、測定した。
The amount of Co, the amount of Al, and the content of other metal elements in the spindle-shaped hematite particle powder and the spindle-shaped metallic magnetic particle powder containing iron as the main component are determined by "inductively coupled plasma emission spectroscopy analyzer SPS4000" (Seiko Denshi). Industry Co., Ltd.
Manufactured) was used.

【0082】シート状試料片は下記の成分を100cc
のポリビンに下記の割合で入れた後、ペイントシェーカ
ー(レッドデビル社製)で8時間混合分散を行うことに
より調整した磁性塗料を厚さ25μmのポリエチレンテ
レフタートフィルム上にアプリケータを用いて50μm
の厚さに塗布し、次いで、0.5Tの磁場中で乾燥させ
ることにより得た。 3mmφスチールボール 800重量部 鉄を主成分とする紡錘状金属磁性粒子粉末 100重量部 スルホン酸ナトリウム基を有するポリウレタン樹脂 20重量部 シクロヘキサノン 83.3重量部 メチルエチルケトン 83.3重量部 トルエン 83.3重量部 得られたシート状試料片について磁気特性を測定した。
The sheet-like sample piece contains 100 cc of the following components.
Then, the magnetic paint prepared by mixing and dispersing in a polybin of No. 1 at the following ratio with a paint shaker (manufactured by Red Devil Co.) for 8 hours was applied on a polyethylene terephthalate film having a thickness of 25 μm using an applicator to give a thickness of 50 μm.
To a thickness of 0.5 T and then dried in a magnetic field of 0.5 T. 3 mmφ steel ball 800 parts by weight Spindle-shaped metal magnetic particle powder containing iron as a main component 100 parts by weight Polyurethane resin having sodium sulfonate group 20 parts by weight Cyclohexanone 83.3 parts by weight Methyl ethyl ketone 83.3 parts by weight Toluene 83.3 parts by weight The magnetic properties of the obtained sheet-shaped sample piece were measured.

【0083】N2 ガスを通気して非酸化性雰囲気下にあ
る反応器中に、6.5NのNa2 CO3 水溶液3.7l
に0.374NのNaOH水溶液32.0l(混合アル
カリに対しNaOHは33.3mol%に該当する。)
を加えて混合溶液とし、次いで、Fe2+1.5mol/
lを含む硫酸第一鉄水溶液13.3l(硫酸第一鉄に対
しアルカリ水溶液は1.5当量に該当する。)を加えて
47℃に昇温して130分維持した後、当該懸濁液中に
硫酸コバルト396g(種晶粒子の生成反応中の全Fe
に対してはCo換算で7原子%(種晶粒子の生成反応及
び後述の成長反応との全Feに対してはCo換算で4.
7原子%に該当する。))を純水1lに溶解して添加
し、攪拌混合した。さらに、170分、pH9.5にて
非酸化性雰囲気下で維持する、いわゆる熟成を行った
後、温度47℃において毎分70lの空気を6.0時間
通気して紡錘状ゲータイト種晶粒子粉末を生成した。
3.7 l of a 6.5N aqueous Na 2 CO 3 solution was introduced into a reactor under a non-oxidizing atmosphere by passing N 2 gas.
30.3 l of 0.374 N NaOH aqueous solution (NaOH corresponds to 33.3 mol% with respect to the mixed alkali)
To give a mixed solution, and then Fe 2+ 1.5 mol /
13.3 l of ferrous sulfate aqueous solution containing 1 l (alkaline aqueous solution corresponds to 1.5 equivalents of ferrous sulfate) was heated to 47 ° C. and maintained for 130 minutes, and then the suspension. Cobalt sulphate 396g (total Fe in the reaction of seed crystal particle formation)
7% by atom in terms of Co (7% by atom in terms of Co) for all Fe in the seed crystal particle formation reaction and the growth reaction described later.
It corresponds to 7 atom%. )) Was dissolved in 1 l of pure water, added, and mixed with stirring. Further, after so-called aging, which is maintained for 170 minutes in a non-oxidizing atmosphere at pH 9.5, 70 l of air per minute was aerated for 60 hours at a temperature of 47 ° C. to produce spindle-shaped goethite seed crystal particle powder. Was generated.

【0084】生成させた紡錘状ゲータイト種晶粒子粉末
を含むスラリーを一部抜き取り、濾別、水洗、乾燥して
得られた針状ゲータイト種晶粒子粉末は、平均長軸径
0.27μm、軸比13、BET比表面積81m2 /g
の粒子からなり、樹枝状粒子が全く混在しておらず、粒
度が均斉なものであった。また、前記抜き取ったスラリ
ーを固液分離した際の濾液と紡錘状ゲータイト種晶粒子
粉末を分析したところ、濾液中にはCoイオンは検出さ
れなかった。一方、紡錘状ゲータイト種晶粒子粉末に
は、Coとして種晶粒子中の全Feに対してはCo換算
で7原子%(種晶粒子の成長反応後のゲータイト粒子の
全Feに対してはCo換算で4.7原子%に該当す
る。)を含有しており、添加したCoイオンが100%
吸着していた。
The needle-shaped goethite seed crystal particle powder obtained by partially extracting a slurry containing the produced spindle-shaped goethite seed crystal particle powder, filtering, washing with water, and drying has an average major axis diameter of 0.27 μm and an axis. Ratio 13, BET specific surface area 81m 2 / g
The dendritic particles were not mixed at all, and the particle size was uniform. Further, when the filtrate obtained by solid-liquid separation of the extracted slurry and the spindle-shaped goethite seed crystal particle powder were analyzed, Co ions were not detected in the filtrate. On the other hand, in the spindle-shaped goethite seed crystal particle powder, as Co, 7 atomic% in terms of Co with respect to all Fe in the seed crystal particles (Co with respect to all Fe in the goethite particles after the growth reaction of the seed crystal particles was performed. It corresponds to 4.7 atomic% in terms of conversion), and the added Co ions are 100%.
It was adsorbed.

【0085】次いで、N2 ガスを通気して反応器を非酸
化性雰囲気とした紡錘状ゲータイト種晶粒子粉末を含む
懸濁液中に、6.5NのNa2 CO3 水溶液1.85l
に3.0NのNaOH水溶液2.0l(混合アルカリに
対しNaOHは33.3mol%に該当する。)を加え
た混合溶液とFe2+1.5mol/lを含む硫酸第一鉄
水溶液6.66l(硫酸第一鉄に対しアルカリ水溶液は
1.5当量に該当する。)とを添加し、47℃に昇温し
て20分維持し、pH9.6(ゲータイト種晶粒子の生
成反応時のpH値との差が0.1である。)にて当該懸
濁液中にアルミン酸ナトリウム(Al2 3 含有量19
重量%)483g(全Feに対しAl換算で6.0原子
%に該当する。)を添加して攪拌混合した後、熟成後、
温度50℃において毎分150lの空気を2.0時間通
気して前記紡錘状ゲータイト種晶粒子の成長反応を行っ
た。
Next, 1.85 l of a 6.5N aqueous Na 2 CO 3 solution was added to a suspension containing spindle-shaped goethite seed crystal particle powder in which the reactor was made a non-oxidizing atmosphere by passing N 2 gas.
To a mixed solution of 2.0 L of 3.0 N NaOH aqueous solution (NaOH corresponds to 33.3 mol% with respect to mixed alkali) and 6.66 L of ferrous sulfate aqueous solution containing Fe 2+ 1.5 mol / l. (The alkaline aqueous solution corresponds to 1.5 equivalents to ferrous sulfate.), The temperature was raised to 47 ° C. and maintained for 20 minutes, and the pH was adjusted to 9.6 (pH at the time of the production reaction of goethite seed crystal particles). The difference with the value is 0.1.) Sodium aluminate (Al 2 O 3 content 19
(Wt%) 483 g (corresponding to 6.0 atom% in terms of Al with respect to total Fe) was added and mixed with stirring, and after aging,
A growth reaction of the spindle-shaped goethite seed crystal particles was carried out by bubbling 150 l / min of air at a temperature of 50 ° C. for 2.0 hours.

【0086】成長反応終了後、常法により、濾別、水
洗、乾燥、粉砕して得られた針状ゲータイト粒子粉末
は、紡錘状を呈し、平均長軸径0.28μm、軸比1
3.5、BET比表面積95m2 /gの粒子からなり、
樹枝状粒子が全く混在しておらず、粒度が均斉なもので
あった。また、Coを全Feに対してはCo換算で4.
7原子%含有し、Alを全Feに対しAl換算で6.0
原子%含有するものであった。
After completion of the growth reaction, the needle-shaped goethite particle powder obtained by filtering, washing with water, drying and pulverizing by a conventional method has a spindle shape, an average major axis diameter of 0.28 μm, and an axial ratio of 1
3.5, particles having a BET specific surface area of 95 m 2 / g,
The dendritic particles were not mixed at all, and the particle size was uniform. In addition, Co is converted to Co for all Fe.
7 atomic% is contained, and Al is 6.0 in terms of Al with respect to all Fe.
It was contained at atomic%.

【0087】濾別、水洗した紡錘状ゲータイト粒子粉末
2500g(Feとして25.1mol)に相当する量
のプレスケーキを40lの水中に懸濁させた。この時の
懸濁液のpHは7.9であった。次いで、上記懸濁液に
Al(NO3 3 ・9H2 Oを281.5g(ゲータイ
ト粒子粉末中の全Feに対しAlとして3.0原子%に
該当する。)添加して10分間攪拌した後、2mol/
lの硝酸ネオジウム水溶液を375.5ml(前記ゲー
タイト粒子粉末中の全Feに対しNdとして3.0原子
%に該当する。)添加して10分間攪拌した。
An amount of press cake corresponding to 2500 g (25.1 mol as Fe) of the spindle-shaped goethite particle powder which had been separated by filtration and washed with water was suspended in 40 l of water. The pH of the suspension at this time was 7.9. Then, (corresponding to 3.0 atomic% of Al with respect to the total Fe in the goethite particles in the powder.) The Al (NO 3) 3 · 9H 2 O in the suspension 281.5g stirring added to 10 min After that, 2 mol /
375.5 ml of an aqueous solution of neodymium nitrate (corresponding to 3.0 atom% as Nd with respect to all Fe in the goethite particle powder) was added and stirred for 10 minutes.

【0088】次いで、水酸化ナトリウム水溶液を添加し
てpHを9.5に調整しながら純水を加え、全量を50
lとして10分間攪拌した後、フィルタープレスで濾
別、水洗後、4mm径の成形板を通過させてから乾燥し
てAl化合物及びNd化合物が被覆されたゲータイト粒
子粉末を得た。得られたゲータイト粒子粉末中のCoの
含有量は全Feに対して4.7原子%、Alの含有量は
全Feに対して9.0原子%、Ndの含有量は全Feに
対して3.0原子%であった。
Then, pure water was added while adjusting the pH to 9.5 by adding an aqueous solution of sodium hydroxide, and the total amount was adjusted to 50.
After stirring for 10 minutes, the mixture was filtered with a filter press, washed with water, passed through a molded plate having a diameter of 4 mm and dried to obtain a goethite particle powder coated with an Al compound and an Nd compound. The content of Co in the obtained goethite particle powder was 4.7 atomic% based on the total Fe, the content of Al was 9.0 atomic% relative to the total Fe, and the content of Nd was based on the total Fe. It was 3.0 atom%.

【0089】上記Al化合物及びNd化合物が被覆され
た紡錘状ゲータイト粒子粉末400gを空気中770℃
で加熱処理してAl化合物及びNd化合物が被覆された
紡錘状ヘマタイト粒子粉末を得た。
400 g of the spindle-shaped goethite particle powder coated with the Al compound and the Nd compound was 770 ° C. in air.
To obtain a spindle-shaped hematite particle powder coated with an Al compound and an Nd compound.

【0090】前記得られた紡錘状ヘマタイト粒子粉末
は、平均長軸径0.25μm、軸比12.6、BET比
表面積41.1m2 /g、X線結晶粒径のD104 は1
2.8nm、D110 は25.7nmであり、その比D
104 /D110 が0.50の粒子からなり、また、該粒子
中のCoの含有量は全Feに対して4.7原子%、Al
の含有量は全Feに対して9.0原子%、Ndの含有量
は全Feに対して3.0原子%であった。
The spindle-shaped hematite particle powder thus obtained had an average major axis diameter of 0.25 μm, an axial ratio of 12.6, a BET specific surface area of 41.1 m 2 / g, and an X-ray crystal grain size D 104 of 1.
2.8nm, D 110 is 25.7nm, the ratio D
104 / D 110 is 0.50, and the content of Co in the particles is 4.7 atomic% with respect to the total Fe.
The content of Fe was 9.0 atomic% with respect to the total Fe, and the content of Nd was 3.0 atomic% with respect to the total Fe.

【0091】このAl化合物及びNd化合物が被覆され
た紡錘状ヘマタイト粒子粉末100gを内径72mmの
固定層還元装置に投入し、毎分35lのH2 ガスを通気
し、還元温度500℃で還元した。
100 g of the spindle-shaped hematite particle powder coated with the Al compound and the Nd compound was put into a fixed-bed reducing device having an inner diameter of 72 mm, and 35 l of H 2 gas was passed through for reduction at a reducing temperature of 500 ° C.

【0092】還元して得られたCo、Al及びNd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、最初は窒
素のみを通気しておき、その後、空気と窒素との混合ガ
スとし、空気の比率を時間とともに増加させながら表面
に安定な酸化被膜を形成した。
The metal magnetic particle powder containing iron, which contains Co, Al, and Nd as a main component, obtained by reduction, is initially ventilated with nitrogen only so as not to cause rapid oxidation when taken out into the air. After that, a mixed gas of air and nitrogen was used, and a stable oxide film was formed on the surface while increasing the ratio of air with time.

【0093】得られたCo、Al及びNdを含有する鉄
を主成分とする金属磁性粒子粉末は、平均長軸径0.1
7μm、軸比10.5、BET比表面積が43.8m
/g、X線結晶粒径のD110が15.5nmの粒子か
らなり、紡錘形状で粒度が均斉で樹枝状粒子の少ないも
のであった。また、該粒子中のCoの含有量は全Feに
対して4.7原子%、Alの含有量は全Feに対して
9.0原子%、Ndの含有量は全Feに対して3.0原
子%であった。また、この金属磁性粒子粉末の磁気特性
は、保磁力Hcが133.69kA/mであり、飽和磁
化σsが144.9Am /kg、角形比(σr/σ
s)が0.518であり、シート特性は、シートHcが
128.12kA/m、シート角形比(Br/Bm)が
0.855、SFDが0.450であった。
The obtained iron-based metal magnetic particle powder containing Co, Al and Nd had an average major axis diameter of 0.1.
7 μm, axial ratio 10.5, BET specific surface area 43.8 m 2
/ G, an X-ray crystal grain size of D 110 was 15.5 nm, and the particles were spindle-shaped and had a uniform grain size and few dendritic particles. Further, the Co content in the particles is 4.7 atomic% with respect to the total Fe, the Al content is 9.0 atomic% with respect to the total Fe, and the Nd content is 3. It was 0 atomic%. The magnetic properties of this metallic magnetic particle powder are as follows: coercive force Hc is 133.69 kA / m , saturation magnetization σs is 144.9 Am 2 / kg , and squareness ratio (σr / σ).
s) is 0.518, and the sheet characteristic is that the sheet Hc is
It was 128.12 kA / m 2 , the sheet squareness ratio (Br / Bm) was 0.855, and the SFD was 0.450.

【0094】[0094]

【作用】従来、鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の出
発原料としてのゲータイト粒子の形状等を改善するため
に、種々の金属塩の添加が試みられてきた。そのなかで
もCoは、金属磁性粒子粉末としたときに鉄との固溶を
形成し、磁化を大きくし、その保磁力Hcを高める働き
があることが知られている。またAlは、金属磁性粒子
とする場合に焼結防止に寄与し、形状保持性に優れてい
ることが知られている。
In the past, various metal salts have been tried to be added in order to improve the shape and the like of goethite particles as a starting material for powdered metal magnetic particles containing iron as a main component. Among them, Co is known to have a function of forming a solid solution with iron when it is made into metal magnetic particle powder, increasing the magnetization, and increasing the coercive force Hc thereof. Further, it is known that Al contributes to prevention of sintering when it is made into metal magnetic particles and is excellent in shape retention.

【0095】しかしながら、ゲータイト粒子の生成反応
において、Coを固溶させた場合には、微粒子が得られ
るとともに粒子の短軸方向の粒径が小さいことに起因し
て、軸比も適度に大きいゲータイト粒子が得られること
が知られている。一方、極度に微粒子化するために、使
用に適するものが得られ難い。また、Alには結晶成長
制御効果があり添加時期や添加量によって軸比が大きく
異なることが知られており、例えば、ゲータイト粒子の
生成途中にAl化合物を添加すると、軸比の低減を招く
ことが予想される。本発明者はCoが2価のイオンで存
在した状態でAl化合物を存在させながらゲータイト粒
子の生成反応を行うと軸比が最も低下することを見いだ
した。
However, in the formation reaction of goethite particles, when Co is dissolved in solid solution, fine particles are obtained and the particle size in the minor axis direction of the particles is small, so that the axial ratio is appropriately large. It is known that particles are obtained. On the other hand, since it is extremely finely divided, it is difficult to obtain a material suitable for use. Further, it is known that Al has a crystal growth control effect and the axial ratio greatly varies depending on the addition timing and the addition amount. For example, if an Al compound is added during the formation of goethite particles, the axial ratio may be reduced. Is expected. The present inventor has found that the axial ratio is most reduced when the reaction for producing goethite particles is performed while Al compounds are present in the presence of Co as divalent ions.

【0096】そこで、本発明者は、鋭意検討を重ねた結
果、ゲータイト粒子の生成反応を種晶生成反応と成長反
応とに分離して、軸比の適正な向上効果のあるCoを種
晶粒子の生成反応時に添加し、Coをゲータイト種晶粒
子内に固溶させ、さらに、第一鉄塩水溶液と混合アルカ
リ水溶液とを添加して行う成長反応において、Coが溶
液中に存在しない状態で、焼結防止効果を有するAlを
添加し、成長反応時のみAlを存在させることにより、
種晶粒子の生成反応で必要とする軸比を持つ粒子を作
り、成長反応においても種晶粒子の大きな軸比と適当な
粒子形状を保持した紡錘状ゲータイト粒子を得ることが
できることを見出した。
Therefore, as a result of extensive studies, the present inventor separated the formation reaction of goethite particles into a seed crystal formation reaction and a growth reaction, and made Co seed particles having an appropriate effect of improving the axial ratio. In the growth reaction which is added during the production reaction of, Co is dissolved in the goethite seed crystal particles, and the ferrous salt aqueous solution and the mixed alkaline aqueous solution are further added, Co is not present in the solution, By adding Al having a sintering preventing effect and allowing Al to exist only during the growth reaction,
It was found that it is possible to prepare particles having the axial ratio required for the seed crystal particle formation reaction, and to obtain spindle-shaped goethite particles having a large axial ratio of the seed crystal particles and an appropriate particle shape even in the growth reaction.

【0097】種晶部分のゲータイト種晶粒子にCoが固
溶しており、且つ、表層部分のゲータイト層にAlが固
溶している紡錘状ゲータイト粒子からなる粉末を出発原
料として用いることにより、粒度が均斉であって樹枝状
粒子が混合しておらず、適切な粒子形状と大きな軸比を
有しており、しかも、高い保磁力と優れた保磁力分布と
を有している鉄を主成分とする紡錘状金属磁性粒子粉末
を得ることができる。
By using as a starting material a powder composed of spindle-shaped goethite particles in which Co is dissolved in the goethite seed particles of the seed crystal portion and Al is dissolved in the goethite layer of the surface layer portion, Mainly iron, which has a uniform particle size, is not mixed with dendritic particles, has an appropriate particle shape and a large axial ratio, and has a high coercive force and an excellent coercive force distribution. It is possible to obtain a spindle-shaped metal magnetic particle powder as a component.

【0098】さらに、本発明者は、種々検討の結果、前
記紡錘状ゲータイト粒子粉末にあらかじめ希土類元素の
化合物による焼結防止剤を用いて焼結防止処理を行った
後、前記焼結防止処理を行った紡錘状ゲータイト粒子粉
末を脱水して得られる紡錘状ヘマタイト粒子の希土類元
素含有量とX線結晶粒径の比D104 /D110 が特定範囲
内にある場合には、その後に加熱還元を行って得られる
金属磁性粒子粉末のシート特性であるSFD(保磁力分
布)が良好となることを見出し、本発明を完成させたも
のである。
Further, as a result of various investigations, the present inventor carried out a sintering prevention treatment on the spindle-shaped goethite particle powder in advance using a sintering inhibitor of a compound of a rare earth element, and then carried out the sintering prevention treatment. When the ratio D 104 / D 110 of the rare earth element content of the spindle-shaped hematite particles obtained by dehydrating the spindle-shaped goethite particle powder and the X-ray crystal grain diameter within a specific range, heat reduction is performed thereafter. The inventors have found that the SFD (coercive force distribution), which is a sheet characteristic of the metal magnetic particle powder obtained by performing the test, is good, and completed the present invention.

【0099】即ち、後出実施例に示した通り、紡錘状ゲ
ータイト粒子粉末に処理しておく焼結防止剤として希土
類元素を用いた場合には、加熱脱水温度を適宜選択する
ことにより、得られる紡錘状ヘマタイト粒子のX線結晶
粒径の比D104 /D110 が特定範囲内にあるものとで
き、これによって加熱還元を行って得られる鉄を主成分
とする金属磁性粒子粉末のシート特性であるSFD(保
磁力分布)が良好とすることができたものである。一
方、後出比較例に示す通り、焼結防止剤として希土類元
素の化合物を用いてもヘマタイト粒子のX線結晶粒径の
比D104 /D110 が特定範囲にないものは加熱還元を行
って得られる鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末のシー
ト特性であるSFD(保磁力分布)が十分でないものと
なる。
That is, as shown in the examples described later, when a rare earth element is used as a sintering inhibitor to be processed into spindle-shaped goethite particle powder, it can be obtained by appropriately selecting the heating dehydration temperature. The ratio D 104 / D 110 of the X-ray crystal grain size of the spindle-shaped hematite particles can be set within a specific range, whereby the sheet properties of the iron-based metal magnetic particle powder obtained by heat reduction can be obtained. A certain SFD (coercive force distribution) could be improved. On the other hand, as shown in Comparative Examples below, even if a compound of a rare earth element is used as a sintering inhibitor, if the ratio D 104 / D 110 of the X-ray crystal grain size of the hematite particles is not within a specific range, it is subjected to heat reduction. The SFD (coercive force distribution) which is the sheet property of the obtained iron-based metal magnetic particle powder is not sufficient.

【0100】[0100]

【実施例】次に、実施例並びに比較例を挙げる。EXAMPLES Next, examples and comparative examples will be given.

【0101】実施例1〜7、比較例1〜5; <紡錘状ゲータイト粒子粉末の製造> 実施例1〜7、比較例1〜5 紡錘状ゲータイト粒子粉末の生成条件をゲータイト種晶
粒子生成反応の条件について表1に示すように種々変化
させ、途中抜き取りによるゲータイト種晶粒子の諸特性
を表2に示した。さらに、前記ゲータイト種晶粒子の成
長反応の条件について表3に示すように種々変化させた
以外は、前記本発明の実施の形態と同様にして、紡錘状
ゲータイト粒子粉末を得た。得られた紡錘状ゲータイト
粒子粉末の諸特性を表4に示す。
Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5 <Production of spindle-shaped goethite particle powders> Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5 Table 2 shows various characteristics of the goethite seed crystal particles obtained by various extractions under various conditions as shown in Table 1. Further, spindle-shaped goethite particle powder was obtained in the same manner as in the embodiment of the present invention, except that various conditions for the growth reaction of the goethite seed crystal particles were changed as shown in Table 3. Table 4 shows various properties of the obtained spindle-shaped goethite particle powder.

【0102】[0102]

【表1】 [Table 1]

【0103】[0103]

【表2】 [Table 2]

【0104】[0104]

【表3】 [Table 3]

【0105】[0105]

【表4】 [Table 4]

【0106】<紡錘状ヘマタイト粒子粉末の製造> 実施例1〜7、比較例1〜5 前駆体である紡錘状ゲータイト粒子粉末の種類、焼結防
止処理に用いる被覆物の種類及び添加量、加熱脱水温
度、その後の加熱処理の温度を種々変化させた以外は、
実施の形態と同様にして紡錘状ヘマタイト粒子粉末を得
た。その条件及び得られた紡錘状ヘマタイト粒子粉末の
諸特性を表5に示した。
<Production of Spindle-shaped Hematite Particle Powder> Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5 Type of spindle-shaped goethite particle powder as a precursor, type and addition amount of coating used for sintering prevention treatment, heating Other than changing the dehydration temperature and the temperature of the subsequent heat treatment variously,
Spindle-shaped hematite particles were obtained in the same manner as in the embodiment. Table 5 shows the conditions and various characteristics of the obtained spindle-shaped hematite particles.

【0107】なお、前記実施の形態、実施例及び比較例
で得られた紡錘状ヘマタイト粒子の希土類元素の全Fe
に対する含有量x(原子%)とX線結晶粒径の比D104
/D110 との関係を前記実施の形態及び実施例を○で、
比較例を●で図1に示した。ここで、直線Aは、0.5
≦x≦10の場合のD104 /D110 =0.500−0.
03×xであって、直線A’は10<x≦15の場合の
104 /D110 =0.20である。直線Bは、0.5≦
x≦10の場合のD104 /D110 =0.665−0.0
3×xであって、直線B’は10<x≦15の場合のD
104 /D110 =0.365である。本発明に係る紡錘状
ヘマタイト粒子粉末を構成する粒子のX線結晶粒径の比
104 /D110 の値は、0.20〜0.65の範囲内で
あり、好ましくは図1中の直線A、直線B、直線A’、
直線B’、x=0.5及びx=15によって囲まれる範
囲内である。
The total Fe of the rare earth elements in the spindle-shaped hematite particles obtained in the above-mentioned embodiments, examples and comparative examples.
Ratio of content x (atomic%) to X-ray crystal grain size to D 104
The relationship with / D 110 is ○ in the above-mentioned embodiment and example,
A comparative example is shown by ● in FIG. Here, the straight line A is 0.5
D 104 / D 110 = 0.500-0 in the case of ≦ x ≦ 10.
03 × x, and the straight line A ′ is D 104 / D 110 = 0.20 when 10 <x ≦ 15. The straight line B is 0.5 ≦
D 104 / D 110 = 0.665-0.0 when x ≦ 10
3 × x and the straight line B ′ is D when 10 <x ≦ 15
104 / D 110 = 0.365. The value of the ratio D 104 / D 110 of the X-ray crystal grain size of the particles constituting the spindle-shaped hematite particle powder according to the present invention is in the range of 0.20 to 0.65, preferably the straight line in FIG. A, straight line B, straight line A ',
It is within the range surrounded by the straight line B ′, x = 0.5 and x = 15.

【0108】[0108]

【表5】 [Table 5]

【0109】<鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の製
造> 実施例1〜7、比較例1〜5 被処理粒子の種類、加熱還元工程における還元温度を種
々変化させた以外は本発明の実施の形態と同様の方法で
鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末を得た。この時の還
元条件及び得られた鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末
の諸特性を表6に示す。
<Production of Metallic Magnetic Particle Powder Containing Iron as Main Component> Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5 of the present invention except that the type of particles to be treated and the reduction temperature in the heating reduction step were variously changed. Metal magnetic particle powder containing iron as a main component was obtained in the same manner as in the embodiment. Table 6 shows the reducing conditions at this time and various characteristics of the obtained metal magnetic particle powder containing iron as a main component.

【0110】[0110]

【表6】 [Table 6]

【0111】[0111]

【発明の効果】本発明に係る紡錘状ヘマタイト粒子粉末
は、粒度が均斉であって樹枝状粒子が混在しておらず、
適切な粒子形状と軸比を有している粒子からなり、しか
も、希土類元素とAlを併せて添加したことで効果的な
焼結防止と粒子成長のバランスがとれたことにより、適
当な加熱条件を選ぶことでX線結晶粒径D 104 とD
110 の比、D 104 /D 110 が0.20〜0.65
の範囲内にある紡錘状ヘマタイト粒子粉末を生成するこ
とが出来る。該紡錘状ヘマタイト粒子粉末を出発原料と
して得られる鉄を主成分とする紡錘状金属磁性粒子粉末
は、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、適切な粒子形状と軸
比を有している粒子からなるので、高い保磁力と優れた
保磁力分布とを有しており、高記録密度、高感度、高出
力用磁性粒子粉末として好適である。
The spindle-shaped hematite particle powder according to the present invention has a uniform particle size and does not contain dendritic particles.
Consisting of particles with proper particle shape and axial ratio,
Is also effective by adding the rare earth element and Al together.
It is suitable because of the balance between sintering prevention and grain growth.
X-ray crystal grain size D 104 and D
The ratio of 110 , D 104 / D 110 is 0.20 to 0.65
To produce a spindle-shaped hematite particle powder within the range of
You can The spindle-shaped metallic magnetic particle powder containing iron as a main component, which is obtained by using the spindle-shaped hematite particle powder as a starting material, has a uniform particle size and does not contain dendritic particles, as shown in the above Examples. Moreover, since it is composed of particles having an appropriate particle shape and an axial ratio, it has a high coercive force and an excellent coercive force distribution, and has high recording density, high sensitivity, and high output as a magnetic particle powder. It is suitable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施の形態、実施例及び比較例の紡
錘状ヘマタイト粒子の含有する希土類元素の化合物の希
土類元素として全Feに対する含有量(原子%)とX線
結晶粒径の比D104 /D110 との関係を示すものであ
る。
FIG. 1 is a ratio D of the content (atomic%) of the compound of the rare earth element contained in the spindle-shaped hematite particles of the embodiment of the present invention, the example and the comparative example to the total Fe as a rare earth element and the X-ray crystal grain size. It shows the relationship with 104 / D 110 .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // C01G 49/00 H01F 1/06 L (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22F 1/00 B22F 9/22 G11B 5/62 - 5/82 H01F 1/00 - 1/375 C01G 49/00 - 49/08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI // C01G 49/00 H01F 1/06 L (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) B22F 1/00 B22F 9/22 G11B 5/62-5/82 H01F 1/00-1/375 C01G 49/00-49/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 平均長軸径が0.05〜1.0μmの紡
錘状粒子であって粒子表面に希土類元素の化合物を希土
類元素として全Feに対して0.5〜15原子%含有し
ていると共に、ヘマタイト種晶部分とヘマタイト表層部
分とからなり、前記種晶部分にはCoを全Feに対して
0.5〜25原子%含有し、且つ、前記表層部分にはA
lを全Feに対して0.5〜15原子%含有しており、
しかも、X線結晶粒径D104とD110の比D104
/D110が0.20〜0.65の範囲内にあるヘマタ
イト粒子からなる紡錘状ヘマタイト粒子粉末を用いて得
られる平均長軸径が0.05〜0.5μmの紡錘状粒子
であって、希土類元素を全Feに対して0.5〜15原
子%含有し、Coを全Feに対して0.5〜25原子%
含有し、且つ、Alを全Feに対して0.5〜15原子
%含有している鉄を主成分とする金属磁性粒子からなる
ことを特徴とする鉄を主成分とする紡錘状金属磁性粒子
粉末。
1. Spindle-shaped particles having an average major axis diameter of 0.05 to 1.0 μm, wherein a compound of a rare earth element is contained on the particle surface as a rare earth element in an amount of 0.5 to 15 atomic% with respect to all Fe. In addition, it is composed of a hematite seed crystal portion and a hematite surface layer portion, the seed crystal portion contains Co in an amount of 0.5 to 25 atomic% with respect to the total Fe, and the surface layer portion has A.
0.5 to 15 atomic% with respect to the total Fe,
Moreover, the ratio of the X-ray crystal grain size D 104 to D 110 , D 104
/ D 110 obtained by using a fusiform hematite particle powder composed of hematite particles having a range of 0.20 to 0.65
Particles having an average major axis diameter of 0.05 to 0.5 μm
And the rare earth element is 0.5 to 15
% Of Co, 0.5 to 25 atomic% of Co based on total Fe
0.5 to 15 atoms containing Al and total Al
%, Consisting of metallic magnetic particles containing iron as the main component
Spindle-shaped metallic magnetic particles containing iron as a main component
Powder.
【請求項2】 炭酸アルカリ水溶液と水酸化アルカリ水
溶液との混合アルカリ水溶液と第一鉄塩水溶液とを反応
させて得られる第一鉄含有沈殿物を含む水懸濁液を非酸
化性雰囲気下において熟成させた後、該水懸濁液中に酸
素含有ガスを通気して紡錘状ゲータイト種晶粒子を生成
させた後、該種晶粒子を含む水懸濁液中に、炭酸アルカ
リと水酸化アルカリとの混合アルカリ水溶液と第一鉄塩
水溶液とを新たに添加、混合し、酸素含有ガスを通気し
て、前記紡錘状ゲータイト種晶粒子の粒子表面上にゲー
タイト層を成長させて紡錘状ゲータイト粒子を生成さ
せ、該紡錘状ゲータイト粒子の表面を焼結防止剤によっ
て処理した後、加熱脱水して紡錘状ヘマタイト粒子を得
るにあたり、前記種晶粒子の生成反応時において、第一
鉄塩水溶液、第一鉄含有沈殿物を含む水懸濁液、酸化反
応開始前の熟成中の第一鉄含有沈澱物を含む水懸濁液若
しくは生成反応中の水懸濁液に、全Feに対しCo換算
で0.5〜25原子%のCo化合物を添加し、且つ、前
記ゲータイト層の成長反応時において、添加する各アル
カリ水溶液、第一鉄塩水溶液、酸化反応開始前の紡錘状
ゲータイト種晶粒子と第一鉄含有沈殿物とを含む水懸濁
液若しくは成長反応中の水懸濁液に、全Feに対しAl
換算で0.5〜15原子%のAl化合物を添加し、さら
に、前記焼結防止剤として希土類元素の化合物を希土類
元素として全Feに対して0.5〜15原子%添加し、
前記加熱脱水を400〜850℃の範囲内で行って紡錘
状ヘマタイト粒子粉末を得、次いで、該紡錘状ヘマタイ
ト粒子粉末を還元性ガス中で400〜600℃の範囲内
で加熱還元することを特徴とする鉄を主成分とする紡錘
状金属磁性粒子粉末の製造法。
2. An aqueous suspension containing a ferrous iron-containing precipitate obtained by reacting a mixed alkaline aqueous solution of an alkaline carbonate aqueous solution and an alkaline hydroxide aqueous solution with a ferrous salt aqueous solution under a non-oxidizing atmosphere. After aging, an oxygen-containing gas was passed through the water suspension to generate spindle-shaped goethite seed crystal particles, and the water suspension containing the seed crystal particles was treated with an alkali carbonate and an alkali hydroxide. A new mixed alkaline aqueous solution and ferrous salt aqueous solution are added and mixed, and an oxygen-containing gas is aerated, and a goethite layer is grown on the particle surface of the spindle-shaped goethite seed crystal particles to form spindle-shaped goethite particles. And treating the surface of the spindle-shaped goethite particles with a sintering inhibitor, followed by heating and dehydration to obtain spindle-shaped hematite particles, in the reaction of generating the seed crystal particles, a ferrous iron salt aqueous solution, Including iron A water suspension containing a precipitate, a water suspension containing a ferrous iron-containing precipitate that was being aged before the start of the oxidation reaction, or a water suspension that was being used in the formation reaction, was added as Co. 5-25 atomic% of a Co compound is added, and at the time of the growth reaction of the goethite layer, each alkaline aqueous solution, ferrous iron salt aqueous solution, spindle-shaped goethite seed crystal particles and ferrous iron before the start of the oxidation reaction are added. In the water suspension containing the contained precipitate or the water suspension during the growth reaction,
0.5 to 15 atomic% of the Al compound is added, and further, a compound of a rare earth element is added as the sintering inhibitor to the total Fe in an amount of 0.5 to 15 atomic%.
Spindle performing the thermal dehydration in the range of 400 to 850 ° C.
-Shaped hematite particle powder was obtained, and then the spindle-shaped hematite particles were obtained.
Particle powder in reducing gas within the range of 400-600 ° C
Spindle composed mainly of iron characterized by being heated and reduced with
For producing powdery magnetic metal particles.
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