JPH01309903A

JPH01309903A - 強磁性鉄粉の安定化方法

Info

Publication number: JPH01309903A
Application number: JP63139241A
Authority: JP
Inventors: Michiji Okai; 理治大貝; Takeshi Ozawa; 武小澤; Tomiyoshi Kubo; 久保　富義
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1988-06-08
Filing date: 1988-06-08
Publication date: 1989-12-14

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）本発明は磁気記録媒体用磁性粉９二して用いられる強磁
性鉄粉の安定化方法に関するものである。

（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
の開発が進められている。−船釣に強磁性鉄粉は、含水
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。

しかし、強磁性鉄粉は微細であるため空気中で酸化を受
けやすく、磁気記録媒体とした場合、経時的に磁気性能
が劣化するという問題点を有している。

そこで、この問題点を解決するために鉄粉の表面に酸化
膜すなわち不動態酸化物被膜を形成する強磁性鉄粉の安
定化方法が試みられている。

例えば、特開昭４８−７９１５３号公報には、還元後、
冷却した鉄粒子に慎重に空気を通すことで、表面酸化し
安定化する方法が、特開昭４９−１１７６０号公報には
、常温で、窒素、酸素混合物を用いて緩徐に不動態化す
る方法が、特開昭５１−１０６６６９号公報には還元後
１００℃まで冷却し、次いで大気を容器内に徐々に導入
しながら室温まで冷却する方法が、又、特開昭５２−８
５０５４号公報には少量の酸素を含む不活性ガス雰囲気
中で処理する方法が各々開示されている。

しかし近年、強磁性鉄粉をより微細化すること即ち高比
表面積とすることが要求されており、比表面積の大きい
強磁性鉄粉を従来の方法で安定化した場合、強磁性鉄粉
の表面酸化物の割合が多くなり飽和磁化が低下してしま
うという問題点がある。

更に、上記方法を用いて安定化した強磁性鉄粉を用いて
作製した磁気テープは磁気特性の角形比あるいは保磁力
の分布を表わすＳＦＤ（Ｓｗｔｔｃｈｆｎｇ　　ＦｉｅｌｄＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）の値が悪くなるという問題
点がある。

そこで、これらの問題を解決するために水蒸気を用いて
安定化を行う方法がいくつか提案されている。

例えば特開昭６０−２６６０２号公報には水蒸気を含有
する水素雰囲気中で２００〜６００℃に加熱処理する方
法が、また特開昭５６−５５５０３号公報には１００〜
１０．ＯＯＯｐｐｍの酸素ガスを含有し、水蒸気濃度が
５，０００ｐｐｍ以下の不活性ガスを用いて酸化被膜を
形成し、安定化する方法が開示されている。

しかしながら、これらの方法によっても安定化は充分行
なわれず、特開昭６０−２６６０２号公報に開示される
方法においてもその実施例中でトルエン風乾を行い、更
に安定化がなされている。

（発明が解決しようとする問題点）本発明の目的は、従来法では囲器であった高飽和磁化お
よび高比表面積を有する強磁性鉄分の安定化を飽和磁化
を損ねることなく容易に行い、有機溶剤による表面汚染
のない、磁気特性の優れた高密度記録、低ノイズレベル
の磁気記録媒体用の微細強磁性鉄分を得ることにある。

（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
なった結果、強磁性鉄粉を水蒸気を含む不活性ガスで処
理した後に、水蒸気及び酸素を含むガスを用いて表面酸
化を行うことにより、強磁性鉄粉の充分な安定化が図れ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、乾式還元法で製造した鉄を主成分と
する強磁性鉄粉を、水蒸気処理した後、水蒸気濃度０．
５〜１０容量％の酸素を含む不活性ガス中で酸化処理の
前半を行い、次いで水蒸気濃度０．５容量％未溝の酸素
を含む不活性ガス中で酸化処理の後半を行うことを特徴
とする強磁性鉄粉の安定化方法である。

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強磁性鉄粉は、鉄を主成分と
するものであり、含水酸化跣、酸化鉄又はこれらにコバ
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、亜鉛等の添加物を加えたも
のなどを乾式還元することによって得られるが、特にα
−オキシ水酸化鉄に焼結防止剤などの表面処理を施した
のち、脱水、焼成し酸化第２鉄とし、次いで水素ガスを
用い乾式還元して得られた強磁性鉄粉を用いることが好
ましい。

乾式還元して得られた鉄を主成分とする粒子を、先ず水
蒸気を含む不活性ガスを用いて水蒸気処理する。

水蒸気を含む不活性ガスは、水をくぐらせた窒素ガスを
用いるなど、通常の方法で調製すればよく、水蒸気濃度
は０．１〜１０容量％であることが好ましい、０．１容
量％に満たないと処理時間が長くなり、実用的でない、
又１０容量％を越えると、粒子表面に過剰に水が付着し
てしまう傾向がある。

水蒸気を含む不活性ガスでの処理は温度範囲０゛Ｃ〜２
００°Ｃで行うことが好ましい。更に望ましくは０℃〜
１００°Ｃである。２００℃を越える温度では、得られ
る強磁性鉄粉の飽和磁化が小さくなり、該鉄粉を用いて
製造した磁気テープの角型比。

ＳＦＤも悪くなるおそれがある。一方、０℃未満の温度
では、水蒸気の処理効果が充分に得られないことがある
。

また、水蒸気処理の時間は処理に用いる不活性ガスの水
蒸気濃度、処理温度によっても異なるが、通常０．５時
間以上行えば、還元直後の強磁性鉄粉の表面活性が緩和
されるという水蒸気処理の効果が得られる。

次に、上記水蒸気処理を終えた磁性鉄粉を酸素を含む不
活性ガス雰囲気中で酸化処理を行い、耐蝕性、耐候性を
付与する。このとき用いる不活性ガス中の水蒸気濃度が
重要であり、その濃度は酸化処理の前半が０．５〜１０
容量％、後半が０．５容量％未満である。このように、
酸化処理の前半に水蒸気濃度を高くし、後半に低くする
ことにより、酸化処理初期の急激な反応が温和な条件と
なり、磁性鉄粉の磁気特性の劣化が抑制されつつ鉄粉表
面に酸化膜が形成し、酸化処理後半で該酸化膜に耐蝕性
、耐候性かを付与されるので磁気特性に優れ、耐蝕性、
耐候性を有する磁性鉄粉を得ることができる８本発明に
おいて、酸化処理の前半とは、酸化量が鉄粉１．０ｋｇ
あたり０２としてＯｇを越え５０ｇとなるまでの酸化過
程を、後半とはそれ以降の酸化過程をいい、酸化処理後
の酸化量は鉄粉１．０１ｑｒに対し０゜として５０〜１
５０ｇとすることが好ましい、更に、酸化処理に用いる
不活性ガス中の酸素濃度は０．０５容量％以上大気組成
以下、処理温度は１５０℃以下であることが好ましい、
酸化量、酸素濃度あるいは処理温度が上記範囲を越える
場合、鉄粉の酸化が内部にまで及び飽和磁化が低減して
しまうおそれがある。本発明の安定化方法に用いられる
装置としては、固定床方式、流動床方式１回転型キルン
方式など種々のものが採用される。

（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 α−オキシ水酸化鉄にアルミン酸ソーダ水溶液を用いて
アルミニウム化合物を被着させた後、濾過・水洗・乾燥
し、次いで脱水・焼成し酸化第２鉄とした。

この酸化第２鉄を水素気流中で還元し、強磁性鉄粉を得
た。

この鉄粉を窒素ガス気流中で冷却した後、窒素ガス中に
水蒸気を１．５容量％となる様に混入し８０℃で３時間
反応させ水蒸気処理を終えた。

次いで、酸素、水蒸気を含む不活性ガスで酸化処理の前
半を行った。酸素濃度０．２容量％、水蒸気濃度３．１
容量％の窒素ガスを供給し、８０℃で２時間反応させた
。この時の酸化量は強磁性鉄粉１．０１ｑｒあたり０２
として２１ｇであった。

次に、窒素ガスで系内を置換した後、後半の酸化処理を
行った。水蒸気濃度５００ｐｐｍ、酸素濃度０．２％の
窒素ガスを供給し、３６℃で６時間反応させ、更に温度
を５０°Ｃに上げ２時間反応後、室温まで冷却し空気中
に取り出した。

以上の方法で安定化した強磁性鉄粉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、比
表面積は窒素ガスを用いるＢ、Ｅ、Ｔ、法で求めた。

更に、強磁性鉄粉を６０℃、９０％相対湿度の空気中に
１週間放置し、飽和磁化（δＳ）の低下率（ΔδＳ）か
ら耐蝕性を求めた。

その結果、得られた強磁性鉄粉は、平均長軸長さ０．２
μｍ、軸比１０．比表面積５８Ｍ／ｇ。

保磁力（Ｈｃ）は１６７００ｅ、δ５１３１ｅ　ｍ　ｕ
　／　ｇ　、Δδｓ１４％であった。

また、本発明の方法で得られた強磁性鉄粉１００重量部
、塩ビー酸と・コポリマー２５重量部、レシチン２２１
量部、メチルエチルゲトン、シクロヘキサノン、トルエ
ン１：１：１の溶媒３００　ｍｌ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９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角型比（Ｒｓ）、ＳＦＤを振動試
料型磁力計で測定した。

その結果は、Ｒｓは０．８７．ＳＦＤは０．４７であっ
た。

実施例２後半の酸化処理を３０゛Ｃで８時間行い室温まで冷却し
た後、空気中に取り出しな以外は実施例１と同様の方法
で強磁性鉄粉を得た。

得られた強磁性鉄粉はＨｃ　１６８００ｅ、δＳ１３３
　ｅ　ｍ　ｕ　／　ｇ　、Δδｓ１７％であり、配向シ
−トのＲｓは０．８７．ＳＦＤは０．４７であった。

実施例３前半の酸化処理を酸素濃度０．４容量％、水蒸気濃度６
容量％の窒素ガスを用いた以外は実施例１と同様の方法
で強磁性鉄粉を得た。

得られた強磁性鉄粉はＨｃ１６６００ｅ、δＳ１３０　
ｅ　ｍ　ｕ　／　ｇ　、Δδｓ１５％であり、配向シー
トのＲｓは０．８６．ＳＦＤは０．４９であった。

比較例１還元後の強磁性鉄粉を水蒸気処理しなかった以外は実施
例１と同様の方法で強磁性鉄粉を得な。

得られた強磁性鉄粉はＨｃ　１５８００ｅ、δＳ１２０
　ｅ　ｍ　ｕ　／　ｇ　、Δδｓ３０％であり、配向シ
ートのＲｓは０．７６、ＳＦＤは０．５８であった。

比較例２酸化処理の前半、後半を同じ水蒸気濃度３．１容量％で
行った以外は実施例１と同様の方法で強磁性鉄粉を得た
。

得られた強磁性鉄粉はＨｃ１６０００ｅ、δＳ１２２ｅ
ｍｕ／ｇ、Δδｓ２６％であり、配向シートのＲｓは０
．８２．ＳＦＤは０．５４であった。

（発明の効果）以上述べたとおり、本発明によれば磁気特性を低下させ
ることなく強磁性鉄粉の安定化を行うことができる。

また、上記安定化を行った強磁性鉄粉から得られる磁気
記録媒体の磁気特性も優れたものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）乾式還元法で製造した鉄を主成分とする強磁性鉄
粉を水蒸気処理した後、水蒸気濃度０．５〜１０容量％の酸素を含む不活性ガス中で酸化処
理の前半を行い、次いで水蒸気濃度０．５容量％未満の
酸素を含む不活性ガス中で酸化処理の後半を行うことを
特徴とする強磁性鉄粉の安定化方法。