JPH02159305A - 強磁性鉄粉の製造方法 - Google Patents

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］ 本発明は磁気記録用磁性粉として用いられる強磁性鉄粉
の製造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。一般的に強磁性鉄粉は、含水酸
化鉄（ＦｅＯＯＨ）あるいは酸化鉄Ｈ，ＣＯ等の還元性
ガスを用いて加熱還元して製造されている。

通常、還元性ガスとしてＨ２が用いられ、このＨ２ガス
は、還元反応を速やかに進めるため露点の低いものが用
いられているが、この方法で得られる強磁性鉄粉は、還
元中に針状粒子の破壊が起ったり、粒子の焼結が生じ磁
気特性の低下したものとなる。そこで、特公昭６１−３
６０４８号公報では、上記問題を解決するために、ぶ元
反応の前半に２８量％以上の水蒸気を混合した還元性ガ
スを用いる還元工程が提案されている。

しかしながら、この工程では還元反応中に鉄の結晶成長
が促進してしまい、得られる強磁性鉄粉は、鉄結晶子の
大きさ（Ｘ線粒径）が大きくなり磁気特性が低下してし
まい、この磁性鉄粉を用いて作製した磁気テープの磁気
特性も、悪くなるという問題かある。更に上記還元工程
は、含水酸化鉄あるＵ−は酸化鉄を窒素ガス雰囲気中で
設定還元温度まで’ｒ？　；２！　Ｌ、その後Ｈ２ガス
を導入して開始しているが、このことにより粒子破壊が
生じてしまう。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の１コ的は、粒子の破壊２粒子間の焼結を防ぎ、
出発物質である含水酸化鉄もしくは酸化鉄の粒子形状を
保持し、Ｘ線粒径の増大を抑制し、しかも磁気特性の優
れた強磁性鉄粉を得る方法を提ｆ」（することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明名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、還元反応をできるだけ温和な条件とすること
により、粒子の破壊０粒子間の焼結がなく、しかも磁気
特性の優れた強磁性鉄粉が得られることを見出し、本発
明を完成するに至った。

すなわち本発明は、鉄または鉄を主成分とする金属の酸
化物粉末および／又は含水酸化物粉末を気ＩＩ中で加熱
還元して強磁性鉄粉を製造する方法において、加熱還元
の昇温時に、露点−１０〜１５℃の還元性ガスを供給し
、昇温後は露点−２０℃以下の還元性ガスを供給し還元
することを特徴とする強磁性鉄粉の製造方法である。

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鉄または鉄を主成分とする金
属の酸化物粉末又は含水酸化物粉末は公知の方法でｎる
ことかできる。なかでも、長ｆ１１１長さ１１１ｍ以下
、針状比３以上の微細な粒子を用いることか好ましく、
特に、長さ０．５７１ｍ以下、比表面積４０ｒｒｒ／ｇ
以上の微粒子が好ましい。

鉄以外の元素として、適宜、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ。

Ｐ、Ａ　　、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｎ。

Ｓ　ｎ等を添加して用いてもよい。

これらのうち、α−オキシ水酸化鉄あるいはα−オキシ
水酸化鉄を加熱脱水した酸化鉄は針状性が良くまた外形
の良好な強磁性鉄粉を得やすいことから好ましい。

次に上記の鉄または鉄を主成分とする金属の酸化物粉末
及び／又は含水酸化物粉末を還元性ガスで還元するが、
この還元８度は３００〜６００℃が好ましく、更に好ま
しくは４００〜５００℃である。

還元温度への昇温速度は０．１℃／分〜３℃／分で行な
うのが好ましい。０．１℃／分未満では、反応時間が長
くなり流動層方式の還元では粒子破壊の割合が多くなる
おそれがあり、３℃／分を超えるシＩ′温速度では本発
明の効果が現れず磁気特性が低下してしまう傾向がある
。また、還元性ガスを１Ｊ（給し始める温度は、還元設
定温度から２０℃〜１５０”Ｃ低い温度、更に好ましく
は５０〜１００　℃低い温度が好ましい。２０℃未満の
差であれば、還元反応が急速に進むことになり、１５０
℃を超える低い温度から行うと、還元時間が長くなり粒
子破壊のおそれがあるからである。

昇温速度を前記範囲に制御しはじめる温度は還元設定温
度から２００℃〜１５０’Ｃ低い温度からか好ましい。

還元性ガスとしては、Ｈ２ガス、ｃｏガス等が上げられ
るがＨ２ガスを主成分とするガスが好ましく用いられる
。このぶ元性ガスの露点は、昇温時には一１０℃〜１５
℃とし、昇温後は一２０’Ｃ以ドとする。昇温時に露点
１５℃を越えると還元性ガスを供給すると得られる強磁
性鉄粉のＸ線粒径が大きくなり好ましくない。Ｘ線粒径
は、Ｘ線回折の鉄（１１０）回折ピークの半１直１１よ
りＳｃｌ＋ｃｒｒｃｒ式で算出することができる（以下
、Ｘ線粒径をＤｘと称する）。また設定還元温度へ昇温
後の還元性ガスの露点が一２０℃を越える場合、Ｄｘが
大きくなり、更に還元に長時間を要すようになり、粒子
破壊や粒子間焼結が生じやすくなる。

設定還元／Ａ！度での還元時間は、（供給する還元性ガ
スの量によっても異なるが、１時間以上であることが好
ましい。

還元反応に用いる装置は、固定床方式、流動層方式、ロ
ータリーキルン方式などの装置を用いることができる。

還元直後の強磁性鉄粉は空気中に取り出すと発火する恐
れがあるので不活性ガス雰囲気下で取り扱うことが好ま
しい。

こうして得られた強磁性鉄粉は常法により表面酸化し、
耐蝕性、耐候性を付与することが好ましい。中でも、強
磁性鉄粉を酸素を含む雰囲気中で、気相酸化する方法が
好ましく採用される。

このとき、用いられる酸素ガスを含む雰囲気としては、
酸素と不活性ガスの混合雰囲気、大気を不活性ガスで希
釈した雰囲気などを挙げることができ、表面酸化で用い
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Ｉ′社
Ｉ１１できる。

［実施例］ 以下、実施例および比較例により本発明の詳細な説明す
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Ｉ Ｎｉ、Ａｌ、ＳｉをＦｅに対し、各々、１％。

２％、１％含み、平均長軸長さ０．３μｒｎ　、軸比１
０、比表面積５８ｒｒｒ／ｇの針状酸化第２鉄１．０ｋ
ｇを流動層反応装置に仕込み、Ｈ２ガスを用いて還元反
応を行った。

１ｇ度３６０　’Ｃから０．７℃／分の昇温速度で４５
０℃まで昇温した。昇温中は露点＋２℃のＨガスを５回
ｍ３／時の流量で供給した。

４５０℃昇温後は供給Ｈ２ガスの露点を一４０℃以下と
し、６時間反応を行った。

反応終了後、９０℃まで冷却し、微量の０２を含む窒素
ガスを用い表面酸化処理を施した。

得られた強磁性鉄粉の磁性特性は振動試料型磁力、：１
を用いて、又ＤｘはＸ線回折装置を用いて測定した。

その結果、ｉ′？られた強磁性鉄分の保磁力（Ｈｃ）は
１６２００ｅ、飽和磁化（σｓ）１４０ｃｍｕ／ｇ、角
形比（σｒ／σｓ）０．５４．であり、Ｄｘは１８０人
であった。

また、得られた強磁性鉄粉１００重量部と、塩化ビニル
−酢酸ビニルコポリマー２５ｍＱ部、レシチン１重量部
、メチルエチレンケトン１．００ｍ１゜シクロへキサノ
ン１００ｍ１及びトルエン１００ｍ１をガラスピーズを
入れたサンドグラインダーで６時間混合し、分散して磁
性塗［１を調製した。これをポリエチレンテレフタレー
トフィルムの上に塗（１１シ、磁束中で磁性粒子の配向
を行い、配向シートを作製し、ｉｉＩられた配向シート
の磁気特性を振動試料型磁力計で測定した。

その結果、Ｈｃ１６０００ｅ、残留磁束密度（Ｂ　ｒ）
２８００Ｇ、角形比（Ｒｓ）０．８７゜５ＦＤ０．４１
であった。

比較例１ 実施例１と同じ針状酸化第２鉄を流動層反応装置に仕込
み、窒素ガスを用いて４５０℃まで昇温した後、露点２
０℃（容量比で２．３％）のＨ２ガスを１ル給し１時間
還元反応を行ない、その後露点を一４０℃以下まで下げ
７時間還元を行った以４は実施例１と同様の方法で強磁
性鉄粉を得、評価した。

その結果、得られた強磁性鉄粉の磁気特性はＨｃ１４８
００ｅ、ａｓ１４０ｅｔｓｕ／ｇ、ａｒ／σｓ０．４９
でありＤｘ２４０人であった。また、配向シートの磁気
特性はＨｃ１４．７００ｅ、Ｂｒ２１００Ｇ、Ｒｓｏ、
７８．５ＦＤ０．５６であった。

比較例２ 針状酸化第２鉄を、４５０℃まで昇温中に露点２０℃の
Ｈ２ガスを供給し、昇温後は露点−４０℃以下のＨ２ガ
スを用いて還元反応を行った以外は実施例１と同様の方
法で強磁性鉄粉を得、評価した。

その結果、得られた強磁性鉄粉の磁気特性はＨｃ　１５
４００ｅ、　ｃｙ　ｓ　１４１ｃＩＩｕ　／ｇ、　　ａ
　ｒ／σｓｏ、５１でありＤｘ２２０人であった。また
、配向シートの磁気特性はＨｃ１５２００ｅ、Ｂｒ２３
００Ｇ、ＲｓＯ，８２，５ＦＤ０．４９であった。

実施例２ Ｎｉ、ＡＪ！、ＳｉをＦｅに対し、各々、１．５％、２
．５％、０．５％含み、平均長軸長さ０．３１ｚｍ、軸
比１０．比表面積６’０ｒｒｒ／ｇの針状酸化第２鉄１
．０ｋｇを流動層反応装置に仕込み、Ｈ２ガスを用いて
逓元反応を行った。

温度３８０℃から０．４℃／分の昇温速度で４４０℃ま
で昇温し、昇温中は露点−２℃のＨ２ガスを５Ｎｍ３／
時の流量で供給した。

４４０℃昇温後は供給Ｈ２ガスの露点を一４０℃以下と
し、８時間反応を行った。

反応終了後、実施例１と同様に表面酸化し、特性を７１
！ＩＩ定した。

その結果、強磁性鉄分の磁気特性はＨｅ１５８００ｅ、
　σ５１３８ｃｍ＋ｕ／ｇ、ａｒ／ａｓＯ，５４，であ
り、Ｄｘは１９０人であった。また配向シートの磁気特
性は、Ｈｅ１５７００ｅ。

Ｂｒ２６００Ｇ、ＲｓＯ，８５，５ＦＤ０．４２であっ
た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鉄または鉄を主成分とする金属の酸化物粉末および／又
   は含水酸化物粉末を気相中で加熱還元して強磁性鉄粉を
   製造する方法において、加熱還元の昇温時に、露点−１
   ０℃〜１５℃の還元性ガスを供給し、昇温後は露点−２
   ０℃以下の還元性ガスを供給し還元することを特徴とす
   る強磁性鉄粉の製造方法。