JPH01168801A

JPH01168801A - 金属磁性粉末の製造方法

Info

Publication number: JPH01168801A
Application number: JP62327378A
Authority: JP
Inventors: Michiji Okai; 理治大貝; Tomiyoshi Kubo; 久保　富義; Hiroyuki Yoshinaga; 吉永　博幸
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1987-12-25
Filing date: 1987-12-25
Publication date: 1989-07-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は磁気テープ、磁気ディスクなどの磁気記録媒体
に用いられる金属磁性粉末の製造方法に関する。

（従来の技術）針状α−オキシ水酸化鉄をその針状性を保持したまま強
磁性粒子に転化することにより、形状磁気異方性を利用
した高保持力磁性粒子が得られ、該磁性粒子は広く磁気
記録材料に用いられている。

一般に、強磁性粒子はα−オキシ水酸化鉄を水素還元す
る方法あるいはα−オキシ水酸化鉄を脱水・焼成してヘ
マタイトとし次いで水素還元を行う方法等で得られてい
るが、この還元工程において、α−オキシ水酸化鉄の針
状性が損なわれた場合、得られる強磁性粒子の磁気特性
は劣化してしまう。そこで、α−オキシ水酸化鉄の針状
性を保持したまま強磁性粒子を得るために、あらかじめ
α−オキシ水酸化鉄にアルミニウム、ケイ素などを付着
させた後に還元が行われている。

従来、α−オキシ水酸化鉄を製造する方法として、アル
カリ領域で第一鉄塩を空気酸化する方法が知られており
、またこのα−オキシ水酸化鉄をアルミニウム、ケイ素
化合物を含む水溶液に分散し、一定時間撹拌し′４α−
オキシ水酸化鉄にアルミニウム、ケイ素化合物を付着ま
たは吸着または沈澱させた後水素還元を行い強磁性粒子
を得る方法が特開昭５２−１３４８５８号公報に開示さ
れている。

しかしながら、上記方法におけるα−オキシ水酸化鉄に
は主としてケイ素化合物が付着しており、このようなα
−オキシ水酸化物から得られる強磁性粒子は耐候性の点
で満足出来るものではなく、更にこの耐候性を改善する
ためにα−オキシ水酸化鉄のアルミニウム付着量を増加
させた場合、アルミニウム化合物がα−オキシ水酸化鉄
とは別に遊離し、析出してしまうという問題点がある。

（発明が解決しようとする問題点）本発明の目的は、還元工程での焼結や粒子形状の崩れを
防ぎ、針状性、耐食性、耐候性の優れた金属磁性粉末を
製造する方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは上記問題点を解決するために鋭意検討を行
った結果、α−オキシ水酸化鉄の水性懸濁液に、ｐＨを
制御しながらアルミニウム化合物を添加することにより
α−オキシ水酸化鉄にアルミニウム水酸化物を均一に付
着させることができ、更にこのようなα−オキシ水酸化
鉄から針状性。

耐食性、耐候性に優れた金属磁性粉末を得ることができ
ることを見出だし本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、α−オキシ水酸化鉄の水性懸濁液の
ｐＨを８．５〜１１．０に保持しながら該懸濁液にアル
ミニウム化合物を添加することにより、アルミニウム水
酸化物の付着したα−オキシ水酸化鉄を得、該α−オキ
シ水酸化鉄を乾燥し、還元した後に表面酸化することを
特徴とする金属磁性粉末の製造方法である。以下その詳
細について説明する。

本発明において用いられるα−オキシ水酸化鉄は公知の
方法で得ることができるが、なかでも長軸長さ１μｍ以
下、針状比５以上の微細な粒子を用いることが好ましく
、更にはこれらを公知の方法で濾過、水洗し、不純物イ
オンを低減したものを用いることが好ましい。

はじめにこれらα−オキシ水酸化鉄を水に懸濁させ水性
懸濁液を得る。この濃度は５〜１００ｇ／ｎであること
が好ましい。このとき、α−オキシ水酸化鉄の分散を良
くするために懸濁液中に界面活性剤などの分散剤を添加
しても良く、更にケイ酸塩などの水可溶性ケイ素化合物
および／またはリン酸塩などの水溶性リン化合物を添加
することが好ましい。この添加量はＳ　ｉ　／　Ｆ　ｅ
として０．１〜３重量％、Ｐ／Ｆｅとして０．１〜３重
量％が好ましい。

次に上記懸濁液のｐＨを、塩酸、硫酸、硝酸などの酸ま
たは水酸化ナトリウム、アンモニアなどのアルカリを用
いて８．５〜１１．０に調整し、更にこのｐＨを保持し
ながら懸濁液にアルミニウム化合物を添加し、アルミニ
ウム水酸化物の付着したα−オキシ水酸化鉄を得る。こ
のときの付着状態は定かではないが、α−オキシ水酸化
鉄の表面にアルミニウム水酸化物が析出している状態あ
るいはα−オキシ水酸化鉄の表面にアルミニウム水酸化
物層が形成している状態などが考えられる。

また、懸濁液のｐＨが８．５に満たない場合、α−オキ
シ水酸化鉄の分散性が良好でなくなり、還元の際に焼結
してしまう。一方、ｐＨが１１．０を越える場合、α−
オキシ水酸化鉄のアルミニウム水酸化物付着量が抑制さ
れ、このようなα−オキシ水酸化鉄を還元すれば針状性
が低下してしまう。　添加するアルミニウム化合物とし
ては、ＡｌＣｌ！３などのアルミニウム塩化物。

Ａｉ　（ＳＯ４）３などの如きアルミニウムの硫酸塩、
　Ｎ　ａ　Ａ　１０２などの如きアルミン酸塩などのア
ルミニウムの水溶性化合物が好ましい。

ｐＨを保持するためには、アルミニウム化８合物水溶液
のｐＨがアルカリ性であれば塩酸、硫酸。

硝酸などの酸を、酸性であれば水酸化ナトリウム。

アンモニアなどのアルカリを同時に添加する。

また、アルミニウム化合物を添加する際にα−オキシ水
酸化鉄懸濁液の温度は１０〜５０℃とすることが好まし
い。１０℃未満ではアルミニウム水酸化物生成速度が小
さく、析出が不均一となり、５０℃を越えると生成速度
が大きくなり、α−オキシ水酸化鉄とは別にアルミニウ
ム水酸化物が遊離して析出するおそれがあるからである
。

アルミニウム化合物の添加は、α−オキシ水酸化鉄のＦ
ｅに対しＡＪとして０．５〜５．０重量％付着するよう
に加えることが好ましく、また添加時間は１時間以上で
行うことが好ましい。添加時間が１時間未満であるとア
ルミニウム水酸化物の付着が不均一となるおそれがある
。

更にアルミニウム化合物水溶液の添加時は、懸濁液の粘
度を測定し、粘度が上昇しはじめる前に添加を終了する
ことが好ましく、このとき粘度が上昇した場合は得られ
る金属磁性粉末の磁気特性が低下することがある。

以上、得られたα−オキシ水酸化鉄を乾燥し、還元した
後に表面酸化することにより、針状性。

耐食性、耐候性に優れた金属磁性粉末を得ることができ
る。

乾燥はどのような方法で行っても良いが、スプレードラ
イヤーで行い、顆粒状のα−オキシ水酸化鉄とすること
が、取扱いやすさの点などから好ましい。

また、還元も従来法を採用することができ、例えば乾燥
後のα−オキシ水酸化鉄をそのまま水素ガスなどの還元
性ガスを用い加熱する乾式還元法。

α−オキシ水酸化鉄を加熱脱水し、酸化鉄とした後還元
する方法などが挙げられる。還元直後の鉄粉は空気中に
取出すと発火するおそれがあるので、不活性ガス雰囲気
中で取扱うことが好ましい。

次に得られた鉄粉を酸素を含むガス雰囲気中で表面酸化
することにより、耐食性、耐候性を有する金属磁性粉末
が得られる。

この気相中での表面酸化としては従来法が採用できるが
、温度２００℃以下、酸素濃度０．０５容量％以上大気
組成以下、水蒸気濃度５００　ｐｐｍ以下の不活性ガス
雰囲気中で、鉄粉１．０ｋｇあたり０２として５０〜１
５０ｇの酸化量の酸化を行うことが好ましい。また、こ
のときの温度を４段階に変化させて酸化反応を行えば優
れた耐食性。

耐候性を付与することができるのでさらに好ましい。温
度を４段階に変化させて反応を行う場合、１段目の反応
は５０〜１５０℃、２段目の反応はθ〜４０℃、３段目
の反応は４５〜７０℃更に４段目の反応は０〜４０℃の
温度下で行い、酸素濃度は１段目から３段目の反応にお
いては０．０５容量％以上大気組成以下、４段目の反応
においては１．０容量％以上大気組成以下とし、このと
きの１段目の反応における酸化量は鉄粉１．０ｋｇあた
り０□として５０〜１００ｇとし、２段目の反応は酸化
が停止するか一定の酸化速度となったところで反応を終
了しく通常２〜８時間）、３段目の反応における酸化量
は１段目の反応の５〜３０％量とし、更に鉄粉の発火性
を抑制するために行う４段目の反応は１〜５時間行うこ
とが好ましい。

（発明の効果〕本発明の方法により得られる金属磁性粉末は、アルミニ
ウム化合物が均一に付着した針状保持特性の優れたα−
オキシ水酸化鉄を原料としているので、その針状性、耐
食性、耐候性は優れたものとなる。

（実施例）以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本
発明はなんらこれらに限定されるものではない。

実施例ＩＦ　ｅ　Ｓ　Ｏ４３ｋｇ含む水溶液５０ｇを、ＮａＯＨ
１０ｋｇ含む水溶液５１に加え、温度４０℃で空気を４
１７分で３時間吹込み、α−オキシ水酸化鉄を得た。該
α−オキシ水酸化鉄を濾過、水洗後、濃度１５ｇ／Ｒの
水性懸濁液とした。

得られた水性懸濁液のｐＨを９．５に調整し、撹拌しな
がら２０℃でＡ１として１０ｔ／Ｄのアルミン酸ソーダ
水溶液を４３０ｍ１／時の割合いで８時間添加した。こ
の間、Ｈ２ＳＯ４水溶液を同時に加えてｐＨを９．５に
保持した。アルミン酸ソーダ水溶液添加時の粘度は２０
ｃｐであり、粘度上昇はなかった。また、電子顕微鏡で
観察した結果、アルミニウム水酸化物の遊離物は認めら
れなかった。

次にアルミニウム水酸化物付着α−オキシ水酸化鉄を水
洗後、スプレー乾燥して平均粒径１００μｍの顆粒状と
した。アルミニウム水酸化物の付着量はＡｉとしてＦｅ
に対し２．５重量％であった。

このようにして得られたα−オキシ水酸化鉄を脱水・焼
成し、゛酸化第二鉄とした後、水素気流中で還元し鉄粉
とし、更に得られた鉄粉の表面酸化を行い金属磁性鉄粉
を得た。

また表面酸化は温度を４段階に変化させて行った。はじ
めに、還元後の鉄粉を窒素ガス気流中で冷却して温度を
７０℃とした後、１段目の反応を行った。反応は酸素濃
度０．２容量％の窒素ガスを鉄粉１．０ｋｇあたり３Ｎ
ｍ３／時の流量で供給して行い、酸化量を鉄粉１．０ｋ
ｇあたり０２とし゛て７０ｇとした後、酸素の供給を止
め、窒素ガス気流中で２５℃まで冷却した。冷却後酸素
濃度０．２容量％の窒素ガスを１段目の反応と同じ流量
で供給し２段目の反応を行った。３．５時間後に酸素消
費速度がほぼ一定となったので、２段目の反応を終了し
た。

２段目の反応終了後引続き酸素濃度０．２容量％の窒素
ガスを供給しながら温度を２０℃／時の割合いで６０℃
まで上げて３段目の反応を行い、酸化量が鉄粉１．０眩
あたり０２として１２ｇとなったところで３段目の反応
を終えた。

その後再度、窒素気流中で２５℃まで冷却し、４段目の
反応を行った。反応は酸素濃度０，２容量％の窒素ガス
を供給し、次第に濃度を上げ１時間後に２容量％とし、
更にそのまま１時間置いて行った。反応終了後、得られ
た金属磁性粉末を大気中に取出したが発火しなかった。

以上の方法で得られた金属磁性粉末の磁気特性を振動試
料型磁力計（測定磁場１０ＫＯｅ）を用いて測定し、耐
候性は温度６０℃、相対湿度９０％の条件で１週間放置
後の飽和磁化（σ　−）を測定して求めた。

得られた金属磁性粉末の保磁力（Ｈｃ）は１５１００ｅ
、飽和磁化（σ　）１２９ｅ■ｕ／ｇｓ耐候性テスト後
の飽和磁化（σ　−）１１０ｅｍｕ　／　ｇであり、針
状性、耐食性の優れた金属磁性粉末であった。

また本発明の方法で得られた磁性粉末１００重量部、塩
ビー酢ビコポリマー２５重量部、レシチン１．５重量部
、メチルエチルケトン１６０ｍ１゜シクロへキサノン１
６０ｍ１をガラスピーズを入れたサンドグラインダーで
６時間混合１分散して磁性塗料を調製し、これより配向
シートを作製した。

得られた配向シートの保磁力（Ｈｃ）、残留磁束密度（
Ｂｒ）、角形比（Ｒｓ）を振動試料型磁力計を用いて測
定した。その結果、Ｈｃは１４８００ｅ、Ｂｒは２８０
０Ｇ、ＲｓＯ，８４であった。

実施例２アルミン酸ソーダ水溶液のかわりに塩化アルミニウム水
溶液を、また、中和用のＨ２ＳＯ４水溶液のかわりにＮ
ａＯＨ水溶液を用いた以外は実施例１と同様の方法で金
属磁性粉末を得、評価した。

得られた粉末の磁気特性はＨｃ　１５０００ｅ。

ａ　　１２９ｅｍｕ／ｇ、ａ　　−１０９ｅｔｘｕ／ｇ
であＳす、配向シートの特性はＨｃ１４７００ｅ。

Ｂｒ２８００Ｇ、ＲｓＯ，８３であった。

実施例３ α−ＦｅＯＯＨ懸濁液に水ガラスをＳ　ｉｏ　２として
２０ｇ−添加した後、ｐＨを９．８に調整してからアル
ミン酸ソーダ水溶液とＨ２ＳＯ４水溶液を添加した以外
は実施例１と同様の方法で金属磁性粉末を得、評価した
。

得られた粉末の磁気特性はＨｃ１５５００ｅ。

ａ　　１２５ｅａ＋ｕ／ｇ、ｃｒ　　−１０６ｅＩｌｌ
ｕ／ｇであＳす、配向シートの特性はＨｃ１５２００ｅ、Ｂｒ２６０
０Ｇ、ＲｓＯ，８６であった。

実施例４ α−ＦｅＯＯＨ懸濁液に水ガラスをＳ　ｉＯ２として１
０ｇ、ヘキサメタリン酸ソーダ１０ｇを添加した後、ｐ
Ｈを９．８に調整してからアルミン酸ソーダ水溶液とＨ
２Ｓ　０４水溶液を添加した以外は実施例１と同様の方
法で金属磁性粉末を得、評価した。

このときアルミン酸ソーダ水溶液添加中の水性懸濁液の
粘度は５ｃｐであり、粘度の上昇はなかった。

得られた粉末の磁気特性はＨｃ　１５４００ｅ。

ａ　　１２７ａｔａｕ　／ｇ、　　ａ　　１０９ｅ＋＊
ｕ／ｌであＳ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　Ｓす、配向シートの特性はＨｃ１５２００
ｅ、Ｂｒ２８００Ｇ、ＲｓＯ，８５であった。

実施例５ α−オキシ水酸化鉄懸濁液にアルミン酸ソーダ水溶液６
００ｍ１／時の割合いで８時間添加した。

この間、Ｈ２ＳＯ４水溶液を同時に加えてｐＨを９．５
に保持した。懸濁液の粘度は４時間まで５ｃｐであり、
８時間後は８０ｃｐであった。そ　−れ以外は実施例１
と同様の方法で金属磁性粉末を得、評価した。

得られた粉末の磁気特性はＨｃ　１４８００ｅ。

σ　１２４ｅｍｕ／ｇ、　　σ　−１０５ｅ■ｕ　／　
ｇであＳ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　Ｓす、配向シートの特性はＨｃ１４７００ｅ、
Ｂｒ２５００Ｇ、ＲｓＯ，８１であった。

比較例１ａ−ＦｅＯＯＨ懸濁液のｐＨを８．０に調整し、ｐＨを
８．０に保持したままアルミン酸ソーダ水溶液を添加し
た以外は、実施例１と同様の方法で金属磁性粉末を得、
評価した。

その結果、粉末の磁気特性はＨｃ　１３６　ＱＯｅ。

ｃｒ　　１２２ｅｍｕ／ｇ、ｃｙ　　−１０３ｅｉｕ／
ｇであＳす、配向シートの特性はＨｃ１３６００ｅ、Ｂｒ２００
０Ｇ、ＲｓＯ，７４であった。

比較例２実施例１の方法で製造したα−オキシ水酸化鉄の懸濁液
にＡＩとして１０ｇ／ｌのアルミン酸ソーダ水溶液３．
５Ｊを撹拌しながら滴下した。約３０分撹拌後約１％Ｈ
Ｃ１水溶液を徐々に滴下して中和した。

アルミニウム水酸化物付着α−オキシ水酸化鉄を電子顕
微鏡で観察した結果、アルミニウム水酸化物の遊離物が
確認された。

Claims

【特許請求の範囲】

　α−オキシ水酸化鉄の水性懸濁液のｐＨを８．５〜１
１．０に保持しながら該懸濁液にアルミニウム化合物を
添加することにより、アルミニウム水酸化物の付着した
α−オキシ水酸化鉄を得、該α−オキシ水酸化鉄を乾燥
し、還元した後に表面酸化することを特徴とする金属磁
性粉末の製造方法。