JPH04311A - 金属磁性粉末の製造方法 - 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〕 この発明は磁気記録素子として有用な金属磁性粉末の製
造方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、オーディオのディジタル化や８鵡ビデオなどの開
発に伴い、磁気記録媒体は益々高密度記録の要求が高ま
っており、これに応えうる磁性粉末として、高飽和磁化
および高保磁力を持つ金属磁性粉末が採用され始めてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、この種の金属磁性粉末は、ノイズレベルの低
減や短波長領域での高出力化のために、粒子サイズを小
さくすると、その比表面積が大きくなる結果、耐酸化性
が著しく劣ったものとなるという問題があった。

この発明は、上記従来の問題に鑑み、粒子サイズが小さ
くてかつ耐酸化性にすぐれる金属磁性粉末の製造方法を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明者らは、上記の目的を達成するために種々検討
した結果、２価の鉄イオンを含有する水溶液に上記金属
イオンの当量以上の炭酸アルカリを加えて反応させると
ＦｅＣＯ５を含む水溶液が得られ、この水溶液に酸素含
有ガスを通気して酸化させると粒子形状が紡錘型である
α−ＦｅＯＯＨが生成するが、この液をさらに水熱処理
すると粒子サイズが小さくかつ粒度分布が均一である低
軸比の針状のα−ＦｅＯＯＨに転換でき、これを還元ガ
スで加熱還元することにより、上記の粒子形状がそのま
ま継承された、つまり粒子サイズが小さくかつ低軸比で
ある針状の金属鉄粉末が得られて、この針状粉末が耐酸
化性に非常にすぐれたものとなることを見い出し、この
発明を完成するに至った。

すなわち、この発明は、２価の鉄イオンを含有する水溶
液に上記金属イオンの当量以上の炭酸アルカリを加えて
反応させ、ついで酸素含有ガスを通気して酸化反応を行
わせたのち、水熱処理を施し、得られるα−ＦｅＯＯＨ
を含む反応性成物をろ過、乾燥し、さらに還元ガス中で
加熱還元して鉄を主体とする金属磁性粉末を生成するこ
とを特徴とする金属磁性粉末の製造方法に係るものであ
る。

〔発明の構成・作用〕

この発明における２価の鉄イオンの原料塩としては、塩
化第一鉄、硫酸第一鉄、硝酸第一鉄などの水溶性第一鉄
塩を用いることができる。なお・粒子形状を制御するた
めに、鉄イオン以外のたとえばコバルトイオンやニッケ
ルイオンなどを共存サセルことも可能である。特に、コ
バルトイオンは、粒子の軸比を制御する上で効果があり
、鉄イオンと共存させるのに適した金属イオンとして推
奨できる。

この発明においては、まず上記２価の鉄イオンを含有す
る水溶液に炭酸アルカリ、たとえばＮａｇ　ＣＯｓ　、
Ｋｇ　ＣＯｓなどを加えて反応させる。

この反応により、Ｆ　ｅ　ＣＯｘが沈殿析出してくるが
、この析出を完全なものとするために、上記炭酸アルカ
リの使用量は、２価の鉄イオン（他の金属イオンが共存
する場合はその金属イオンも包含する）の当量以上、好
ましくは５〜１０当量となるようにするのがよい。

ツキに、上記の如く反応させたＦｅＣＯ５を含む水溶液
に、空気などの酸素含有ガスを通気して酸化反応を行わ
せ、粒子形状が紡錘型、つまり略米つぶ状で平均軸比（
平均長軸径／平均短軸径）が約４〜６程度となるα−Ｆ
ｅＯＯＨを生成する。

このような酸化反応を行わせる際の反応温度は３０℃以
下とするのが望ましく、３０℃より高い温度にすると、
紡錘型のα−ＦｅＯＯＨの結晶成長が促進されすぎて、
引き続く水熱処理による針状形状への転換がうまくなさ
れない。また、反応時間は５時間以上、好ましくは８時
間以上とするのがよく、あまり短くなりすぎると、２価
の鉄イオンが存在するため、水熱処理後にＦｅ、Ｏ，が
混在して粒子形状が崩れてくる。

このようにして得られる粒子形状が紡錘型であるα−Ｆ
ｅＯＯＨは、これをそのまま加熱還元して金属磁性粉末
とした場合、その粒子形状が紡錘型となるため、磁性層
中での配向性に劣り、磁気記録素子としてはそれほどす
ぐれた特性を示さない、そこで、この発明では、この紡
錘型のα−ＦｅｏＯＨをさらに水熱処理することにより
、α−ＦｅＯＯＨの粒子形状を平均軸比が４〜６程度と
なる比較的低軸比の針状形状に転換する。

この発明において、このような水熱処理を行う際の温度
は、１２０〜２５０℃であるのが好ましい。この温度が
低すぎると、紡錘型のα−ＦｅＯＯＨから針状のα−Ｆ
ｅＯＯＨへの転換に長時間を要し、一方２５（ｌを超え
るとα−ＦｅｚＱ３が混在して、粒子形状が崩れてくる
。

水熱処理の方法としては、たとえばオートクレーブなど
を用いて加圧下で処理する方法が挙げられる。処理時間
は、上述の１２０〜２５０’ｌｌｌ：の温度範囲におい
て通常２〜８時間程度とすればよい。

このようにして得られる粒度分布が均一な針状のα−Ｆ
ｅＯＯＨは、ついで水洗、ろ過、乾燥後、還元ガス中で
加熱還元されるが、その際焼結や形削れを防止するため
、予めアルミナやシリカなどの焼結防止剤で粒子表面を
被覆しておくのが好ましい。この被覆処理は従来公知の
方法に準じて行うことができる。

このように焼結防止剤で被覆されたα−ＦｅＯ０Ｈの加
熱還元は、たとえば水素気流中で３００〜６００℃の温
度に加熱して行えばよい。この温度が低くなりすぎると
還元に長時間を要し、一方高くなりすぎると磁性粉末が
焼結したり、形削れを起こすので好ましくない。

かくして得られるこの発明に係る鉄を主体とする金属磁
性粉末は、平均長軸径が０．０８〜０．１５μｍとなる
小さな粒子サイズを有していると共に、粒度分布が均一
で平均軸比が通常４〜６程度となる針状形状を呈し、従
来のこの種粉末たとえば２価の鉄イオンに苛性アルカリ
を加えて反応させ、以下酸化反応後の水熱処理を行わな
い以外は前記この発明の方法と同様に処理して得られる
金属鉄粉末に比べ、耐酸化性に格段にすぐれているばか
りか、飽和磁化や保磁力の面でもすぐれるという特徴を
備えている。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の方法によれば、粒子サイズが
小さくてかつ耐酸化性にすぐれ、そのうえ粒度分布が均
一で飽和磁化や保磁力の面でも好ましい結果を与える鉄
を主体とする金属磁性粉末を得ることができる。

〔実施例〕

つぎに、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。

実施例１ 炭酸ナトリウム１０モルを水６０１に溶解した水溶液と
、硫酸第一鉄３．５モルを水１２．５１に溶解した水溶
液とを混合して反応させたのち、スラリーの温度を２５
℃に調整し、これに２００Ａ／分の空気を流して８時間
反応を行い黄色の沈殿物を得た。

ついで、これを常温で２４時間熟成したのち、上澄液の
一部を除去し、その残部をオートクレーブに入れ、１８
０℃で２時間水熱処理した。この処理後、生成した黄色
の沈殿物を水洗、ろ過、乾燥して針状のα−ＦｅＯＯＨ
粉末を得た。

このｔｘ−ＦｅＯＯＨ粉末１００ｇを水３１に分散させ
、これに１モル／ｌの水酸化ナトリウム水溶液２Ｉｌと
１モル／ｌのオルトケイ酸ナトリウム水溶液２６ｍ１ｌ
を加え、炭酸ガスを吹き込んでｐＨ８になるまで中和し
たのち、水洗、乾燥し、粒子表面にケイ酸化合物を被着
させた。つぎに、このケイ酸化合物被着α−ＦｅＯＯＨ
を水３１に分散させ、これに１モル／１の水酸化ナトリ
ウム水溶液２１と０．５モル／ｌのアルミン酸ナトリウ
ム水溶液１３５ｍ、ｉ！を加え、炭酸ガスを吹き込んで
ｐＨ８になるまで中和したのち、水洗、乾燥し、ケイ酸
化合物被着粒子表面にさらにアルミナを被着させた。

このようにケイ酸化合物とアルミナとを被着させたα−
ＦｅＯＯＨを石英ポート中に展開し、管状電気炉内に設
置し、水素ガスを２．５１１／分の速度で通気し、４５
０℃で加熱還元して金属鉄磁性粉末を得た。

この磁性粉末は、粒度分布が均一で、平均長軸径が１１
００ｎ、平均短軸径が２０ｎｍ、平均軸比が５で、窒素
吸着法（ＢＥＴ法）による比表面積が３７ｎ？／ｇであ
った。

実施例２ 硫酸第一鉄の代りに、硝酸第一鉄３．５モルを使用した
以外は、実施例１と同様にして金属鉄磁性粉末を得た。

この磁性粉末は、粒度分布が均一で、平均長軸径が１２
０ｎｍ、平均短軸径が２０ｎｍ、平均軸比が６で、ＢＥ
Ｔ法による比表面積が３４ｍ　／　ｇであった。

実施例３ 硫酸第一鉄の代りに、塩化第一鉄３．５モルを使用した
以外は、実施例１と同様にして金属鉄磁性粉末を得た。

この磁性粉末は、粒度分布が均一で、平均長軸径が８０
ｎｍ、平均短軸径が２０ｎｍ、平均軸比が４で、ＢＥＴ
法による比表面積が４０イ／ｇであった。

比較例工 硫酸第一鉄１０モルを水４０１に溶解した水溶液と、水
酸化ナトリウム７０モルを水４０１に溶解した水溶液と
を、温度２５℃で混合して、淡緑色沈殿を得た。つぎに
、この液を恒温槽中で５０℃に加温しながらこれに２０
０１７分の空気を吹き込み８時間酸化反応を行って黄色
沈殿を得、これを水洗、ろ過、乾燥して針状のα−Ｆｅ
ＯＯＨ粉末を得た。

このα−ＦｅＯＯＨ粉末の粒子表面へのケイ酸化合物や
アルミナの被着、水素気流中での加熱還元は、いずれも
実施例１と同様に行って、金属鉄磁性粉末を得た。この
磁性粉末は、粒度分布が均一で、平均長軸径が２００　
ｎｍ、平均短軸径が２０ｎｍ、平均軸比がｌＯで、ＢＥ
Ｔ法による比表面積が５５ｒｄ／ｇであった。

以上の実施例１〜３および比較例１で得られた各金属鉄
磁性粉末につき、その保磁力および飽和磁化量を測定し
、また耐酸化性試験として、６０ｔ、９０％ＲＨの条件
下に７日間放置したのちの飽和磁化量を測定し、放置前
の飽和磁化量に対する低下率（％）を求めた。これらの
結果を、各磁性粉末の平均長軸径および平均軸比と共に
、つぎの第１表に示す。

第 表 上記の第１表から明らかなように、この発明の方法によ
れば、粒子サイズが１２０ｎｍ以下と小さくてかつ耐酸
化性にすぐれると共に、粒度分布が均一で平均軸比が４
〜６の針状形状を呈する保磁力や飽和磁化量の大きい金
属鉄磁性粉末が得られるものであることがわかる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）２価の鉄イオンを含有する水溶液に上記金属イオ
   ンの当量以上の炭酸アルカリを加えて反応させ、ついで
   酸素含有ガスを通気して酸化反応を行わせたのち、水熱
   処理を施し、得られるα−ＦｅＯＯＨを含む反応生成物
   をろ過，乾燥し、さらに還元ガス中で加熱還元して鉄を
   主体とする金属磁性粉末を生成することを特徴とする金
   属磁性粉末の製造方法。
2. （２）酸素含有ガスを通気して酸化反応を行う際の反応
   温度が３０℃以下であると共に、水熱処理の温度が１２
   ０〜２５０℃である請求項（１）に記載の金属磁性粉末
   の製造方法。