JPH01298106A

JPH01298106A - 強磁性鉄紛の製造法

Info

Publication number: JPH01298106A
Application number: JP63128255A
Authority: JP
Inventors: Michiji Okai; 理治大貝; Tomiyoshi Kubo; 久保　富義
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1988-05-27
Publication date: 1989-12-01

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、磁気ディスク等の磁気記録媒体に
用いられる強磁性鉄粉の製造方法に関する。

（従来の技術）高密度磁気記録用の磁性材料として針状の強磁性鉄粉が
開発され、広く使用されている。一般的に強磁性鉄粉は
、オキシ水酸化鉄（ＦｅＯＯＨ）あるいは酸化鉄を還元
性ガスで還元して製造する。

なかでも、α−オキシ水酸化鉄を水素還元を行う方法あ
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、脱
水・焼成、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、ケイ素等を付着させた後に還元が行わ
れている。

例えば、英国特許１，２２２，６３７号には、α−オキ
シ水酸化鉄をアルミニウム、チタン、ジルコニウム塩の
水溶液、アルカリ金属ケイ酸塩で処理する方法が開示さ
れている。

又、特開昭５２−１３４８５８号公報には、オキシ水酸
化鉄を、アルミニウム化合物及びケイ素化合物で処理す
る方法が、更に、特公昭５９−１９１６８号公報には、
アルミニウム化合物を被着させ、加熱処理を行い、次い
で、ケイ素化合物を被着させる方法が開示されている。

以上の方法で得られる強磁性鉄粉は、オキシ水酸化鉄か
らの製造過程において、針状性が保持され、焼結が防止
されるので、鉄粉自体の磁気特性は良好となる。

しかしながら、これらの鉄粉をバインダー、有機溶媒等
の添加物とともに混練２分散して得た磁性塗料を用いて
製造した磁気記録媒体の磁気的特性あるいは出力は低下
するという問題がある。

（発明が解決しようとする課題）本発明の目的は、オキシ水酸化鉄の針状性を保持し、焼
結がなく、磁気記録媒体とした時の出力の高い強磁性鉄
粉の製造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、強磁性鉄粉の表面状態は鉄粉表面に被着する
被着物質により規定され、またケイ素化合物を鉄粉表面
に被着した場合鉄粉製造時に針状性保持、焼結防止の効
果が得られるが磁気記録媒体を製造する際に磁気的特性
あるいは出力低下がみられる、アルミニウム化合物を鉄
粉表面に被着した場合、ケイ素化合物を用いた場合はど
針状性保持、焼結防止の効果は得られないものの、磁気
記録媒体を製造する際の磁気的特性あるいは出力低下が
少ない、更に特開昭５２− １３４８５８号に開示されるように、アルミニウム化合
物とケイ素化合物で処理して場合、アルミニウムと鉄は
化合物を形成し易いのでオキシ水酸化鉄の脱水・焼成工
程で、アルミニウム化合物は鉄内部に入り、結果的にケ
イ素化合物が表面に被着した状態になるという知見を得
、これら知見に基づき被着物質としてケイ素化合物を用
い、かつ得られる強磁性鉄粉の表面のケイ素化合物の割
合を下げアルミニウム化合物の割合を上げる被着方法を
見出し、本発明を完成するに至った。すなわち本発明は
、オキシ水酸化鉄にケイ素化合物を被着させ、１５０〜
７５０℃で加熱処理して得た粒子に、リン酸塩水溶液中
にてアルミニウム化合物で被着処理し、次いで気相中で
還元することを特徴とする強磁性鉄粉の製造法である。

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、なかでも長袖長さ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、特
に長さ０．５μｍ以下、比表面積５０ｒｒｆ／ｇ以上の
微粒子が好ましく、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らのを用いることが好
ましい。

又、オキシ水酸化鉄は適宜コバルト、ニッケル。

クロム、リン、アルミニウム、チタン、シリコン。

ジルコニウム、カルシウム、マグネシウム、亜鉛等を含
有していてもよい。

はじめに、オキシ水酸化鉄にケイ素化合物を被着させる
。被着の方法は、公知の方法を採用することができるが
、なかでら、オキシ水酸化鉄を水に懸濁させた懸濁液に
ゲイ素化合物水溶液を添加し、一定時間撹拌した後、あ
るいはｐＨを中性に調整した後、沢過・洗浄する方法を
採用ずればケイ素化合物を均一に被着させやすくなるの
で好ましく、この場合、用いるケイ素化合物としては、
水可溶性ゲイ酸塩がよく、水可溶性ゲイ酸塩としては、
オルトゲイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、メタ
ケイ酸カリウムおよび種々の組成の水ガラス等が挙げら
れる。

他の方法を採用する場合は、シリコンオイル。

シランなどの有機ケイ素化合物あるいはコロイダルシリ
カなどを用いることもできる。

ケイ素化合物の被着量は、Ｓ　ｉ　／　Ｆ　ｅの原子換
算重量比で０．１〜５　ｗ　ｔ％が好ましい。Ｓｔが０
、Ｌｗｔ％に満たなければ加熱処理の際に針状性が損わ
れ、焼結も生じやすくなる顔向がある。

又、５　ｗ　ｔ％を越えると、磁性鉄粉とした時の飽和
磁化が低くなるし、耐蝕性も悪くなるおそれがある。

ケイ素化合物を被着させたオキシ水酸化鉄は、１５０〜
７５０　”Ｃの温度で加熱処理するが、このとき加熱温
度が１５０℃未満では、加熱処理効果が現われないし、
７５０℃を越える温度では、針磁性が損われるので好ま
しくない。

１５０〜７５０℃で加熱すると、オキシ水酸化鉄は一部
あるいは全部が脱水し、酸化鉄を含有する粒子となる。

また、加熱処理は、空気あるいは不活性ガス雰囲気下で
行う。

その後、加熱処理して得られた粒子にアルミニウム化合
物を被着させる被着処理を行うが、該処理はリン酸水溶
液中で行う。

このときリン酸塩としては、メタリン酸ナトリウム、ピ
ロリン酸ナトリウム、オルトリン酸ナトリウム、リン酸
カリウム、リン酸水素ナトリウム等を挙げることができ
る。

また、上記粒子はリン酸水溶液中では懸濁するが、この
懸濁液の酸化鉄を含む粒子濃度は５〜１００ｇ／ｌであ
ることが好ましく、更にこれら粒子は、酸化鉄は加熱処
理により、固く凝集しているので、強力な撹拌等で分散
させることが好ましい。

リン酸塩の添加量はＰ　／　Ｆ　ｅの原子換算重量比で
０．１〜１．５ｗｔ％とすることが好ましく、１．５ｗ
ｔ％を越える場合強磁性鉄粉の飽和磁化が低下し、Ｑ、
１ｗｔ％に満たない場合、鉄粉の保磁力１角型比が小さ
くなるおそれがある。

被着処理に用いるアルミニウム化合物としては、アルミ
ン酸ナトリウムなどの水可溶性アルミン酸塩、ＦｉＸＭ
アルミニウム、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウムな
どの水可溶性塩などが挙げられる。

アルミニウム化合物の被着量は、Ａ　ｌ　／　Ｆ　ｅの
原子換算重量比で０．１〜５　ｗ　ｔ％が好ましい。

アルミニウム化合物の被着量がＯ，１ｗｔ％に満たない
場合は、アルミニウムの効果が発現しないし、５　ｗ　
ｔ％を越えると強磁性鉄粉の磁気特性が大巾に低下する
おそれがある。

アルミニウム化合物の被着は、種々の方法を採用できる
が、なかでもアルミン酸ナトリウム水溶液をリン酸塩水
溶液に添加し、ｐＨをアルカリ側から中性まで下げるこ
とでアルミニウム化合物を被着する方法が例示できる。

このように、リン酸塩水溶液中でアルミニウム化合物の
被着処理を行えば、粒子表面にアルミニウム化合物が均
一に被着する。

被着処理を終えた酸化鉄を含む粒子は、洗浄後、濾過・
乾燥して造粒するか、洗浄後、噴霧乾燥して造粒するな
どの方法で取り扱い易い大きさに造粒した後、還元する
ことが好ましい。

還元反応は、還元雰囲気中で３００〜６００℃程度の温
度下で加熱することにより行う。

還元後の強磁性鉄粉は空気に触れると発火するおそれが
あるので、表面に酸化膜を形成し、発火性を抑えること
が好ましい。

表面酸化膜の形成は公知法で行うことができるが、例え
ば酸素を含むガス雰囲気中、２００　’Ｃ以下の温度で
行う方法が挙げられる。

以上のように得られた強磁性鉄粉は、例えばポリウレタ
ン樹脂、塩ビ・酢ビ共重合体等のバインダー、シクロヘ
キサン、メチル・エチル・ケトン。

トルエン等の溶剤、その他必要に応じて添加した成分、
例えば研摩剤、潤滑剤、帯電防止剤、硬化剤等から成る
組成物とともに混練・分散して磁性塗料として用いられ
該塗料をポリエステルフィルム、アルミニウム板などに
塗布・乾燥することにより磁気記録媒体を作製すること
ができる。

このとき、バインダーとしてスルホン酸基、カルボン酸
などの官能基を導入した高分散タイプのバインダーを用
いた場合、本発明の強磁性鉄粉の特性がより良く発揮さ
れる。

（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
発明は何らこれらに限定されるものではない。

実施例１塩化ニラゲルをＮ　ｉ　／　Ｆ　ｅの原子換算重量比で
３％含む塩化第１鉄水溶液を苛性ソーダ水溶液に加え、
アルカリ性条件下で空気を通気し長軸長さ０．４μｍ、
比表面積６５ｒｒｒ／ｇのα−オキシ水酸化鉄を得た。

得られたα−オキシ水酸化鉄を水洗した後、水に懸濁さ
せ、α−オキシ水酸化鉄Ｌｏｇ／ｎのスラリーとしｐＨ
１０に調整した後、水ガラス水溶液をＳ　ｉ　／　Ｆ　
ｅの原子換算重量比で２ｗｔ％添加しな。

３０分間撹拌した後、希硫酸を添加しｐＨ７まで低下さ
せた。

水洗で不純物を除いた後、スプレー乾燥し、ケイ素化合
物被着α・−オキシ水酸化鉄を得た。

空気中６５０℃で脱水・焼成し酸化鉄とした後、微粉砕
し、ヘキサメタリン酸ナトリウムをＰ／Ｆｅの原子換算
重量比で１．０ｗｔ％添加した水に懸濁させ、強力に撹
拌し均一なスラリーとした。

ｐＨを１０に調整後、アルミン酸ナトリウム水溶液をＡ
　ｆｌ　／　Ｆ　ｅの原子換算重量比で２．５ｗｔ％添
加し、３０分撹拌後、希硫酸でｐＨ７まで低下させた。

水洗で不純物を除いた後、スプレー乾燥し、アルミニウ
ム化合物被着酸化鉄を得た。

該酸化鉄を水素気流中４５０℃で流動還元し、更に酸素
濃度０．２％の窒素気流中、８０°Ｃで表面酸化し、強
磁性鉄粉を得た。

実施例２塩化第１銖水溶液を苛性ソーダ水溶液に加え、アルカリ
性条件下で空気を通気し、長軸長さ０．４μｍ、比表面
積６３　ｒｒ？　／　ｇのα−オキシ水酸化鉄を得た。

得られたα−オキシ水酸化鉄を水洗した後、水に懸濁さ
せ、α−オキシ水酸化鉄１０ｇ／ρのスラリーとしｐＨ
１０に調整した後、ゲイ酸ナトリウム水溶液をＳ　ｔ　
／　Ｆ　ｅの原子換算重量比で２％添加した。

３０分間撹拌した後、希硫酸を添加しｐＨ７まで低下さ
せた。水洗で不純物を除いた後、乾燥し、ケイ素化合物
被着α−オキシ水酸化鉄を得た。

空気中２００℃の温度で加熱処理した後、微粉砕し、リ
ン酸水素ナトリウムをＰ　／　Ｆ　ｅの原子換算重量比
で１．０ｗｔ％添加した水に懸濁させ、強力に撹拌し均
一なスラリーとした。

ｐＨを１０に調整後、塩化アルミニウム水溶液をＡβ／
　Ｆ　ｅの原子換算重量比で２．５ｗｔ％添加し、３０
分間撹拌後、希硫酸でｐＨを７まで低下させた。

水洗・乾燥したアルミニウム化合物被着α−オキシ水酸
化鉄を、実施例１と同様に還元１表面酸化して強磁性鉄
粉を得た。

比較例１実施例１において、ヘキサメタリン酸ナトリウムを用い
なかっな以外は同様にして強磁性鉄粉を得た。

比較例２実施例１のα−オキシ水酸化鉄に、アルミン酸ナトリウ
ム水溶液を用いてアルミニウム化合物を被着し、３００
℃、２時間加熱し、α−酸化第２鉄を得た。これを水中
に再び分散し、苛性ソーダ水溶液、オルトケイ酸ナトリ
ウム水溶液を加え、ケイ素化合物被着し、水洗、乾燥を
行った。

このα−酸化第２鉄を水素気流中５００°Ｃで還元し、
表面酸化し、強磁性鉄粉を得た６アルミニウム化合物、
ケイ素化合物の量は実施例１と同様にしな。

比較例３実施例１のα−オキシ水酸化鉄を水中に分散させ、苛性
ソーダ水溶液でｐＨ１’ｏとし、水ガラス水溶液、アル
ミン酸ナトリウム水溶液をＳｔ／Ｆｅ、Ａ／／Ｆｅの原
子換算重量比でそれぞれ２゜２．５ｗｔ％添加し、３０
分間撹拌した後、希硫酸を添加しＰＨ７まで低下させた
。

空気中６５０℃で脱水・焼成し酸化第２鉄とした後、水
素気流中４５０℃で還元し、更に酸素濃度０．２％の窒
素気流中８０°Ｃで表面酸化し強磁性鉄粉を得た。

以上の実施例および比較例にて得られた強磁性鉄粉の磁
気特性を振動試料型磁力計で測定した結果を第１表に示
す。

第１表磁気記録媒体の製造例実施例１，２．比較例２，３で得られた強磁性鉄粉ｉ、
ｏｏｏ重量部に下記の割合でバインダー。

添加物、溶剤を加え、混線分散を行い、磁性塗料を得た
。

塩ビ・酸ピコポリマー　　　　　１５０重量部ポリウレ
タン樹脂　　　　　　　１００重量部カーボンブラック
　　　　　　　　１０重量部潤滑剤　　　　　　　　　
　　　　４０重量部酸化クロム、酸化アルミ　　　　　
３０重量部メチルエチルゲトン　　　　　１０００重量
部シクロヘキサノン　　　　　　１０００１１ｉ部トル
エン　　　　　　　　　　１０００重量部次いで、得ら
れた磁性塗料に硬化剤としてイソシアネート化合物を加
え、撹拌の後に厚さ１４μｍのポリエチレンテレフタレ
ートフィルムの片面に塗布し、配向・乾燥し、更にカレ
ンダーにかけ表面を平滑にした後、加熱硬化し、８ＩＩ
ｌｆｆ＋の幅に裁断してビデオテープ即ち磁気記録媒体
を得た。

得られた媒体の磁気特性、出力の測定結果を第２表に示
す。

出力（Ｃ／Ｎ）は８ミリ・ビデオデツキを用い記録波長
５ＭＨｚで測定し、比較例３の鉄粉から得た媒体を基準
として表示した。

第２表＊ＳＦＤ：Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　Ｆｉｅｌｄ　Ｄｉｓｔ
ｒｉｂｕｔｉｏｎ保持力の分布を表す。

（発明の効果）以上述べたとおり、本発明によればケイ素化合物を用い
るのでオキシ水酸化鉄から強磁性鉄粉を得る際に、オキ
シ水酸化鉄の針状性を保持し、焼結を防止することがで
きる。

また、得られた磁性鉄粉はアルミニウム化合物を表面に
被着しているので、磁性塗料を製造するときにバインダ
ー、有機溶媒等の添加物とともに混練・分散しても磁気
特性の損失を生じない。

従って、これから得られる磁気記録媒体は出力の大きい
ものとなる。

Claims

【特許請求の範囲】

１）オキシ水酸化鉄にケイ素化合物を被着させ、１５０
〜７５０℃で加熱処理して得た粒子を、リン酸塩水溶液
中にてアルミニウム化合物で被着処理し、次いで気相中
で還元することを特徴とする強磁性鉄粉の製造法。