JPH0619082B2

JPH0619082B2 - 紡錘型を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末及びその製造法

Info

Publication number: JPH0619082B2
Application number: JP59245300A
Authority: JP
Inventors: 啓男三島; 嘉郎奥田; 博角田; 良隆吉永; 章向坂; 節弘蔵田
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 1984-11-19
Filing date: 1984-11-19
Publication date: 1994-03-16
Anticipated expiration: 2009-03-16
Also published as: JPS61124501A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、高密度記録用の磁性粒子粉末殊に、短波長記
録に最適である粒度が均斉であり、樹枝状粒子が混在し
ておらず、粒子のからみ合い等がなく、その結果、かさ
密度が大きいものであり、且つ、軸比（長軸：短軸）が
小さく３：１以下、殊に２：１以下であって保磁力 500
〜1000 Oe を有し、しかも優れた分散性を有する紡錘型
を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末及びその製
造法に関するものである。

〔従来技術〕

近年、磁気記録再生用機器の長時間記録化、小型軽量化
が進むにつれて、これら磁気記録再生用機器と磁気テー
プ、磁気ディスク等の磁気記録媒体との両面において高
性能化、高密度記録化の要求が益々高まってきている。

磁気記録媒体の高性能化、高密度記録化の為には、分散
性、充填性、残留磁束密度Br、保磁力Hc、飽和磁化σｓ
の向上、テープ表面の平滑性の向上及び塗膜の薄層化が
必要である。この事実は、例えば、総合技術センター発
行「磁性材料の開発と磁粉の高分散化技術(1982年）」の
第 140頁の「高記録密度化は、…一定の出力を確保する
ためにBrを大きくする必要がある。Brを大きくするに
は、磁場配向は勿論のこと磁性粉の充填率を高めなけれ
ばならない。」なる記載、同資料第15頁の「磁気記録に
おける性能を表す重要な指数は、…記録密度である。そ
の増加は今まで、主に磁気ヘッドと記録媒体を改良する
ことによって行われてきた。この分野における今までの
改良の方向を要約すると、……記録媒体；薄くかつ高い
抗磁力（保持力）（Hc）の磁性層を実現することに重点
がおかれ…」なる記録、同資料第 141頁の「高密度記録
のために、塗膜の薄層化はもっとも重要な因子であ
る。」なる記載、同資料第 312頁の「塗布型テープにお
ける高密度記録のための条件は、短波長信号に対して低
ノイズで高出力特性を保持できることであるが、そのた
めには、保磁力Hcと残留磁化Brが…バランスしながら共
に大きいことと塗膜の厚みがより薄いことが必要であ
る。」なる記載、及びリジッドディスクのようなヘッド
浮上型の場合に於ける同資料第 143頁の「ヘッドの浮
上量は高密度記録の支配要因であり、これを小さくする
ことにより高密度化が可能となる。…低浮上量化した場
合、ディスクの表面性が悪いと、ヘッドのチッピングに
よる再生出力の低下や、安定浮上が乱されヘッドクラッ
シュが発生する。したがって、…塗膜表面の高精度仕上
げが重要となる。」なる記載から明らかである。

磁気記録媒体のこれら諸特性は、磁気記録媒体に使用さ
れる磁性粒子粉末と密接な関係を持っており、磁性粒子
粉末の特性改善が強く望まれている。

今、磁気記録媒体の諸特性と使用される磁性粒子粉末の
特性との関係について詳述すれば次の通りである。

先ず、磁気記録媒体の残留磁束密度Brは、磁性粒子粉末
のビークル中での分散性、塗膜中での配向性及び充填性
に依存している。

そして、ビークル中での分散性、塗膜中での配向性及び
充填性を向上させるためには、ビークル中に分散させる
磁性粒子粉末の粒度が均斉であり、樹枝状粒子が混在し
ておらず、その結果、かさ密度が大きいことが必要であ
り、また、粒子及び粒子相互間の焼結が防止された粒子
であることが要求される。

次に、磁気記録媒体の表面性の改良の為には、分散性、
配向性が良く、且つ、粒子サイズが小さい磁性粒子粉末
がよく、そのような磁性粒子粉末としては粒度が均斉で
あり、樹枝状粒子が混在しておらず、その結果、かさ密
度が大きいことが必要であり、また、粒子及び粒子相互
間の焼結が防止された粒子であることが要求される。

更に、磁気記録媒体の塗膜の薄層化の為には、前出資料
第 141頁の「塗膜の薄層化は磁性粉のサイズを小さく
し、塗膜厚み方向での配向を良くする必要がある。薄い
塗膜を形成するということは、結局は2.3.で述べたよう
に吸油量の小さい磁性粉を使用して、塗布性の良い磁性
塗料を作るということにつながる。」なる記載から明ら
かな通り、分散性、配向性が良い磁性粒子粉末がよく、
そのような磁性粒子粉末としては、前述したように、粒
度が均斉であり、樹枝状粒子が混在しておらず、また、
粒子及び粒子相互間の焼結が防止された粒子である事が
要求される。

磁性粒子粉末は、一般に、出発原料であるゲータイト粒
子、これに加熱脱水して得られるヘマタイト粒子、又は
これらに鉄以外の異種金属を含有するものを還元性ガス
中、加熱還元してマグネタイト磁性粒子粉末、若しくは
鉄磁性粒子粉末とするか、又は必要により更に酸化して
マグヘマイト磁性粒子粉末とすることにより得られてい
る。

上述した粒度が均斉であり、樹枝状粒子が混在しておら
ず、また、粒子及び粒子相互間の焼結が防止された磁性
粒子粉末を得る為には、先ず、出発原料粒子が粒度が均
斉であり、樹枝状粒子が混在していないことが重要であ
り、次にいかにしてこの粒子形状を保持継承させながら
加熱還元するかが大きな課題となる。

従来、出発原料であるゲータイト粒子を製造する方法と
して最も代表的な公知方法は、第一鉄塩溶液に当量以上
のアルカリ水溶液を加えて得られる水酸化第一鉄粒子を
含む溶液をpH 11以上にて80℃以下の温度で酸化反応を
行うことにより、針状ゲータイト粒子を得るものであ
る。

この方法により得られたゲータイト粒子粉末は、樹枝状
粒子が混在しており、また粒度から言えば、均斉な粒度
を有した粒子であるとは言い難い。

次に、加熱還元過程について言えば、出発原料であるゲ
ータイト粒子を加熱還元して磁性粒子を得る場合、還元
温度が高ければ高い程、大きな飽和磁化を有する磁性粒
子を得ることができるが、還元温度が高くなると、磁性
粒子の粒子の変形と粒子及び粒子相互間の焼結が著しく
なる。

加熱還元過程において、粒子の変形と粒子及び粒子相互
間の焼結が生起する原因について以下に説明する。

一般に、ゲータイト粒子を 300℃付近の温度で加熱脱水
して得られるヘマタイト粒子は、ゲータイト粒子の粒子
形状を保持継承したものであるが、一方、その粒子表面
並びに粒子内部には脱水により発生する多数の空孔が存
在し、単一粒子の粒子成長が十分でなく、従って結晶性
の度合が非常に小さいものである。

このようなヘマタイト粒子を用いて加熱還元した場合、
単一粒子の粒子成長、即ち、物理的変化が急激であるた
め単一粒子の均一な粒子成長が生起し難く、従って、単
一粒子の粒子成長が急激に生起した部分では粒子及び粒
子相互間の焼結が生起し、粒子形状がくずれやすくなる
と考えられる。

また、鉄磁性粒子粉末を得る場合の加熱還元過程におい
ては、酸化物から金属への急激な体積収縮が生起するこ
とにより粒子形状は一層くずれやすいものとなる。

従って、加熱還元過程において粒子形状の変形と粒子お
よび粒子相互間の焼結を防止するためには、加熱還元過
程に先立って、予めヘマタイト粒子の単一粒子の充分、
且つ、均一な粒子成長を図ることにより結晶性の度合が
高められた実質的に高密度であり、且つ、ゲータイト粒
子の粒子形状を保持継承しているヘマタイト粒子として
おく必要がある。

このような結晶性の度合が高められた実質的に高密度な
ヘマタイト粒子を得る方法としてゲータイト粒子を非還
元性雰囲気中で加熱処理する方法が知られている。

一般に、ゲータイト粒子を加熱脱水して得られるヘマタ
イト粒子は、非還元性雰囲気中で加熱処理する温度が高
ければ高い程、効果的に単一粒子の粒子成長はかること
ができ、従って、結晶性の度合も高めることができる
が、一方、加熱処理温度が 650℃を越えて高くなると焼
結が進んで粒子形状がくずれることが知られている。

従って、結晶性の度合が高められた実質的に高密度であ
り、且つ、ゲータイト粒子の粒子形状を保持継承してい
るヘマタイト粒子を得る為には、非還元性雰囲気中で加
熱処理するに先立って、あらかじめ、焼結防止効果を有
する有機化合物、無機化合物でゲータイト粒子の粒子表
面を被覆する方法が知られている。

本発明者は、長年に亘り、磁性粒子粉末の製造及び開発
にたずさわっているものであるが、その研究過程におい
て、焼結防止効果を有するSi化合物で被覆されたゲータ
イト粒子を製造する方法を既に開発している。

例えば、次に述べるようである。

即ち、 P化合物とSi化合物で被覆されたゲータイト粒子
粉末は、第一鉄塩水溶液とアルカリ水溶液との湿式反応
により生成したゲータイト粒子を母液から分離した後、
水中に懸濁させ、該懸濁液にpH値８以上の状態でFeに対
し P換算で 0.1〜2.5原子％のリン酸塩を添加し、次い
でFeに対しSi換算で、 0.2〜8.0 原子％の水可溶性ケイ
酸塩を添加した後、pH値を３〜７に調整することによ
り、得ることができる。

上記の方法について説明すれば次のようである。

一般に、ゲータイト粒子は、湿式反応時における反応母
液中の結晶成長の過程でかなり強固にからみ合い、結合
し合った粒子群を形成しており、該からみ合い、結合し
合っているゲータイト粒子の粒子群をそのまま焼結防止
剤で被覆した場合には、それ以上の焼結を防止するだけ
で、反応母液中の結晶成長の過程で発生したからみ合
い、結合はそのままの状態である為、上記からみ合い、
結合し合っているゲータイト粒子を非還元性雰囲気中で
加熱処理した後、加熱還元して得られた磁性粒子粉末も
粒子がからみ合い、結合し合ったものとなる。このよう
な粒子は、ビークル中での分散性、塗膜中での配向性及
び充填性が十分であるとは言い難い。

従って、ゲータイト粒子をSi化合物で被覆するに先立っ
て、あらかじめ、反応母液中の結晶成長の過程で発生し
たからみ合い、結合を解きほぐしておく必要がある。

ゲータイト粒子を母液から分離した後、水中に懸濁さ
せ、該懸濁液にpH値８以上の状態でFeに対し P換算で
0.1〜2.5 原子％(Pに換算)のリン酸塩を添加することに
より、粒子のからみ合い結合を解きほぐすことが可能で
ある。

ゲータイト粒子は、ゲータイト粒子の生成後、常法によ
り反応母液より別、水洗したものを用いれば良い。

懸濁液の濃度は、水に対して20wt％以下であるのが望ま
しい。20wt％を越える場合には懸濁液の粘度が高すぎ
て、リン酸塩の添加によるからみ合い等を解きほぐす効
果が不十分となる。

リン酸塩の添加量は、懸濁液中のFeに対し Pに換算して
0.1〜2.5 原子％であれば、該粒子のからみ合い等を解
きほぐし、粒子を均一に分散させることができる。

添加したリン酸塩は、ゲータイト粒子表面に吸着され、
後出の表２に示される通り、得られたゲータイト粒子は
Feに対し P換算で0.31〜1.96原子％を含有している。

添加量が 0.1原子％未満の場合には添加効果が十分でな
い。

一方、添加量が 2.5原子％を越える場合には粒子を分散
させることはできるが、粒子が液中に均一に強分散して
いる為、液中からの別分離が困難となり適当でない。

添加するリン酸塩としては、例えば、メタリン酸ナトリ
ウム、ピロリン酸ナトリウム度が挙げられる。

リン酸塩を添加する懸濁液のpH値は８以上でなければな
らない。

pH値が８未満である場合には、粒子を分散させようとす
るとリン酸塩を 2.5原子％を越えて添加しなければなら
ず、リン酸塩を 2.5原子を越えて添加すると前述した通
り、別分離において弊害が生ずる為、好ましくない。

次に、ゲータイト粒子の粒子表面に形成させるSi化合物
被膜について述べると、該Si化合物被膜の形成は、必
ず、リン酸塩によりゲータイト粒子のからみ合い等を解
きほぐした後でなければならない。

水可溶性ケイ酸塩を添加する際の懸濁液のpH値は８以上
の状態であることが望ましい。

pH値が８未満の状態で水可溶性ケイ酸塩を添加すると、
添加と同時に固体であるSiO₂として単独に析出してしま
い、粒子表面に効率よく薄膜として形成させることがで
きない。

従って、懸濁液のpH値が８以上の状態で水可溶性ケイ酸
塩を添加し、該懸濁液中に均一に混合した後にpH値をSi
O₂の析出する範囲、即ち、pH値を３〜７に調整すれば、
SiO₂は粒子の表面上に析出して被膜を形成する。

添加する水可溶性ケイ酸塩の量は、Siに換算してFeに対
し 0.2〜8.0 原子％である。

添加した水可溶性ケイ酸塩は、後出の表２に示される通
り、ゲータイト粒子表面に析出吸着される。 0.2原子％
未満の場合には、添加の効果が顕著に現れ、 8.0原子％
を越える場合には、加熱還元に長時間を要する。

尚、添加する水可溶性ケイ酸塩としては、ケイ酸ナトリ
ウム、ケイ酸カリウム等が挙げられる。

次にゲータイト粒子に P化合物とSi化合物で被膜を形成
させた後、懸濁液中から該粒子を別分離する条件につ
いて述べる。

通常の別手段を用いる場合には、粒子が均一に液中に
強分散していると、例えば布漏れ、あるいは布の目
づまり、その他種々の過効率も悪化させる要因とな
る。

過効率を高める為には、前記したリン酸塩の添加によ
り分散させた粒子が適度に凝集している必要がある。

リン酸塩の添加量を 0.1〜2.5 原子％の範囲内とした場
合、懸濁液のpH値を７以下とすれば懸濁液の粘度は上昇
し、粒子の凝集が起き、別を容易に行うことができ
る。

また、懸濁液のpH値が３未満とした場合にもゲータイト
粒子の凝集及びリン酸塩の吸着、更には前述したSiO₂被
膜の形成は可能となるが、設備上の問題及び品質上の問
題（溶解等）が発生する為、好ましくない。

尚、pH３〜７に調整する為には、酢酸、硫酸、リン酸等
を使用することができる。

以上、説明したところによって得られる P化合物とSi化
合物で被覆されたゲータイト粒子を非還元性雰囲気中で
加熱処理して得られたヘマタイト粒子は、結晶性の度合
が高められた実質的に高密度なものであり、且つ、粒子
のからみ合いや結合のない出発原料粒子の粒子形状を保
持継承したものである。

非還元性雰囲気中における加熱処理の温度範囲は 500〜
900 ℃であることが望ましい。

非還元性雰囲気中の加熱処理温度が 500℃未満である場
合には、 P化合物とSi化合物で被覆されたヘマタイト粒
子の結晶性の度合が高められた実質的に高密度な粒子と
は言い難く、 900℃を越える場合には、粒子形状の変形
と粒子及び粒子相互間の焼結を引き起していまう。ま
た、精度の高い設備、高度な技術を必要とし工業的経済
的ではない。

上述の結晶性の度合が高められた実質的に高密度なもの
であり、且つ、粒子のからみ合いや結合のない出発原料
粒子の粒子形状を保持継承している P化合物とSi化合物
で被覆されたヘマタイト粒子を還元性ガス中還元するこ
とにより得られた磁性粒子粉末もまた粒子表面並びに粒
子内部の結晶性の度合が高められた実質的に高密度なも
のであり、且つ、粒子のからみ合いや結合のない出発原
料粒子の粒子形状を保持継承したものであり、焼結が防
止された粒子である。

ところで磁気記録媒体の保持力Hcは、前述した通り、高
密度記録の為には、出来るだけ高いことが必要であり、
その為には、ビークル中に分散される磁性粒子粉末の保
持力Hcが出来るだけ高いことが必要である。

現在、磁気記録用磁性粒子粉末として主に針状晶マグネ
タイト粒子粉末または、針状晶マグヘマイト粒子粉末が
用いられている。これらは一般に、保持力Hc 250〜350
Oe程度を有するものである。

そして、上記針状晶マグネタイト粒子粉末または針状晶
マグヘマイト粒子粉末にコバルトを添加することにより
保持力を向上させることが知られており、これらは、保
持力Hc 400〜800 Oe程度を有するものであるが、飽和磁
化σｓが70〜85 emu／ｇでる為に磁気記録媒体として塗
布した時のBmが高々2000 Gauss程度のものしか得られな
い。

磁気記録媒体の高密度化の為には、磁性粒子粉末が高い
保持力Hcと大きな飽和磁化σｓを有することが必要であ
り、高い保持力Hcと大きな飽和磁化σｓを有する鉄磁性
粒子粉末又は鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末が注目
を浴びており実用に供されている。

現在、得られている鉄磁性粒子粉末又は鉄を主成分とす
る金属磁性粒子粉末の飽和磁化σｓは110〜170emu／ｇ
程度であり、また、保持力Hcは1000〜1500 Oe 程度であ
り、更に、保持力向上の為の努力が払われている。

一方、磁気記録媒体の保持力Hcと磁気ヘッドの性能とは
密接な関係があり、磁気記憶媒体の保磁力Hcがあまりに
高すぎると、書込み電流が高くなる為、現在最も広く用
いられているフェライトヘッドではヘッドコアの飽和磁
束密度Bm不足によりコアが磁気的に飽和してしまい、磁
気記録媒体を十分磁化することができなくなることが知
られている。

この事実は、例えば、電子通信学会技術研究報告MR82-1
9(1982年)の第19頁の「…これら高Hcテープ(Hc 1000〜1
500 Oe )に記録するためには高飽和磁束密度(Bm)コアを
用いたビデオヘッドが要求され、従来のMnZnフェライト
を用いたものではBm不足によるヘッドコアの磁気飽和が
起こり、高Hcテープを十分磁化できないことが懸念され
る。…」なる記載から明らかである。

上述した通り、磁気記録媒体の保持力Hcと磁気ヘッドの
性能とは密接な関係があり、その為に、針状晶マグネタ
イト粒子粉末、針状晶マグヘマイト粒子粉末及びこれら
の表面層をCoで変成した針状晶酸化鉄粒子粉末等保持力
Hcが1000 Oe 以下を有する磁性粒子粉末を用いて製造さ
れる磁気記録媒体用に対応する磁気紀録再性用機器には
フェライトヘッドが用いられている。

一方、鉄磁性粒子粉末又は鉄を主成分とする金属磁性粒
子粉末等の保持力Hcが1000 Oe 以上を有する磁性粒子粉
末を用いて製造される磁気記録媒体に対応する磁気記録
再生用機器にはセンダストヘッド、アモルファスヘッ
ド、薄膜ヘッドなどヘッドコアの飽和磁束密度が高い材
質のものが使用されている。

しかしながら、これらの材質を用いたヘッドでは、磁気
記録媒体と記録用、再生用ヘッドとの接触によるヘッド
磨耗等のフェライトヘッドでは比較的問題にならなかっ
た新たな問題点が発生している。その為、飽和磁化σｓ
が大きく、且つ、フェライトヘッドを用いた磁気紀録再
性機器に使用できるような適当な保持力Hcを有する鉄磁
性粒子粉末又は鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末が要
求されている。

上述した通り、磁気記録媒体の保持力Hcは、高密度記録
化及び磁気ヘッドの材質の両面から考慮してバランスの
とれたものであることが必要である。現在最も広く普及
しているフェライトヘッドを組み込んだ磁気記録再生機
器に使用する磁気記録媒体としては、高密度記録化が可
能であり、且つ、フェライトヘッドの磁気飽和を回避で
きるような適当な保持力Hc、即ち、 500〜1000 Oe 程度
を有することが要求されている。保持力Hcが 500〜1000
Oe 程度である磁気記録媒体を得る為には、ピークル中
に分散させる磁性粒子粉末が保持力500〜1000 Oe を有
していることが必要である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

高密度記録化が可能であり、且つ、フェライトヘッドの
磁気飽和を回避できるような磁性粒子粉末として、樹枝
状粒子が混在しておらず、粒子のからみ合い等がなく、
その結果、かさ密度が大きいものであり、且つ、保持力
500〜1000 Oe を有し、しかも優れた分散性を有する鉄
を主成分とする金属磁性粒子粉末は、現在最も要求され
ているところであるが、出発原料であるゲータイト粒子
を製造する前述の公知方法により得られる粒子粉末は、
前述した通り、樹枝状粒子が混在しており、また粒度か
ら言えば、均斉な粒度を有した粒子であるとは言い難
い。また、粒子形状について言えば、軸比（長軸：短
軸）が10：１以上の針状形態を呈した粒子である。

このように樹枝状粒子が混在し、且つ、粒度が不均斉で
あるゲータイト粒子を還元性ガス中、加熱還元して得ら
れた鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末もまた、樹枝状
粒子が混在し、且つ、粒度が不均斉なものとなる。

このような鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末を用いて
磁気記録媒体を製造した場合には、ビークル中での分散
性、塗膜中での配向性及び充填性が悪く、従って、残留
磁束密度が低下することとなる。

そこで本発明者は、第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリとを
反応させて得られたFeCO_３を含む水溶液に酸素含有ガス
を通気して酸化することによりゲータイト粒子を製造す
る方法（特開昭50-80999号公報）に着目した。

この方法による場合には、粒度が均斉であり、樹枝状粒
子が混在しておらず、紡錘型を呈したゲータイト粒子か
らなる粉末が得られる。この粒度が均斉であり、樹枝状
粒子が混在していない紡錘型を呈するゲータイト粒子を
出発原料として加熱還元して得られる紡錘型を呈した鉄
を主成分とする金属磁性粒子もまた、粒度が均斉であ
り、樹枝状粒子が混在していないものであるが、保磁力
Hcが1000 Oe 以上となってしまう。この事実は、例えば
特開昭53-10100号公報の「実施例３」の記載から明らか
である。即ち、特開昭53-10100号公報の「実施例３」に
記載の方法は、第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリとを反応
させて得られたFeCO₃ を含む水溶液に水素含有ガスを通
気して酸化することにより得られた紡錘型を呈するゲー
タイト粒子を加熱還元することにより鉄を主成分とする
金属磁性粒子を得るものであるが、該鉄を主成分とする
金属磁性粒子の保持力は1020〜1165 Oe である。

そこで、上記粒度が均斉であり、樹枝状粒子が混在して
いない紡錘型を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子の
保磁力を 500〜1000 Oe 程度に制御する方法の確立が強
く要望されているのである。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明者は、粒度が均斉であり樹枝状粒子が混在してお
らず、且つ、保磁力 500〜1000 Oe を有する鉄を主成分
とする金属磁性粒子粉末を得るべく種々検討を重ねた結
果、第一鉄第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリとを反応させ
て得られたFeCO_３を含む水溶液に酸素含有ガスを通気し
て酸化することにより紡錘型を呈したゲータイト粒子を
生成させるにあたり、前記第一鉄塩水溶液、前記炭酸ア
ルカリ及び酸素含有ガスを通気して酸化反応行う前の前
記FeCO_３を含む水溶液のいずれかに水可溶性ケイ酸塩を
Feに対しSi換算で 0.1〜10原子％添加しておくことによ
り、Siを含有する紡錘型を呈したゲータイト粒子を生成
させ、該Siを含有する紡錘型を呈したゲータイト粒子若
しくはこれを加熱脱水して得られたSiを含有する紡錘型
を呈したヘマタイト粒子を水中に懸濁させ、該懸濁液に
pH値８以上の状態でFeに対し P換算で 0.1〜2.5原子％
のリン酸塩を添加し、次いで、Feに対しSi換算で、 0.2
〜8.0 原子％の水可溶性ケイ酸塩を添加した後、懸濁液
のpH値を３〜７に調整することにより P化合物とSi化合
物で被覆されたSiを含有する紡錘型を呈したゲータイト
粒子若しくはヘマタイト粒子とし、該 P化合物とSi化合
物で被覆されたSiを含有する紡錘型を呈したゲータイト
粒子若しくはヘマタイト粒子又は上記 P化合物とSi化合
物で被覆されたSiを含有する紡錘型を呈したゲータイト
粒子を非還元性雰囲気中 500℃〜900 ℃で加熱処理する
ことにより得られら実質的に高密度な P化合物とSi化合
物で被覆されたSiを含有する紡錘型を呈したヘマタイト
粒子を加熱還元した場合には、粒度が均斉であり、樹枝
状粒子が混在しておらず、且つ、保磁力 500〜1000 Oe
を有する鉄を主成分とする金属磁性粒子を得ることがで
きるという知見を得た。

即ち、本発明は、軸比（長軸：短軸）が３：１以下であ
って、SiをFeに対し、 0.3〜13原子％及び PをFeに対し
0.1〜2.5 原子％含有しており、且つ、保持力 500〜10
00 Oe を有することを特徴とする紡錘型を呈した鉄を主
成分とする金属磁性粒子からなる鉄を主成分とする金属
磁性粒子粉末及びその製造法である。

〔作用〕

先ず、本発明に係る紡錘型を呈した鉄を主成分とする金
属磁性粒子は、粒度が均斉であり、樹枝状粒子が混在し
ておらず、且つ、保持力 500〜1000 Oeを有する粒子で
あり、その製造にあたっては、出発原料である紡錘型を
呈したゲータイト粒子の生成機構に起因して高密度記録
化が可能であり、且つ、フェライトヘッドの磁気飽和を
回避できるような適当な保持力を有するという特徴を有
するものである。

本発明による場合には、紡錘型を呈した鉄を主成分とす
る金属磁性粒子の保磁力を何故 500〜1000 Oe程度に制
御できるかについては未だ明らかでないが、本発明者
は、鉄を主成分とする金属磁性粒子の形状異方性が小さ
くなったことによるものと考えている。

即ち、出発原料である紡錘型を呈したゲータイト粒子の
生成にあたり、第一鉄塩水溶液、炭酸アルカリ及び酸素
含有ガスを通気して酸化反応を行わせる前の前記FeCO_３
を含む水溶液のいずれかに水可溶性ケイ酸塩を添加した
場合には、生成する紡錘型を呈したゲータイト粒子の軸
比（長軸：短軸）を小さくすることができ、該軸比（長
軸：短軸）の小さい紡錘型を呈したゲータイト粒子を出
発原料として加熱還元して得られる鉄を主成分とする金
属磁性粒子もまた軸比（長軸：短軸）の小さいものとな
り、その結果形状異方性が小さくなるものと考えてい
る。

この現象について、本発明者が行った数多くの実験例か
ら、その一部を抽出して説明すれば、次の通りである。

図１は、水可溶性ケイ酸塩の添加量とSiを含有する紡錘
型を呈したゲータイト粒子の軸比との関係図である。

即ち、Fe²⁺1.0mol／を含む硫酸第一鉄水溶液3.0
を、あらかじめ、反応器中に準備されたケイ酸ソーダを
Feに対しSi換算で０〜10原子％を添加して得られた炭酸
ソーダ水溶液 2.0に加え、pH約１０においてFeCO_３を
含む懸濁液を得、該懸濁液に温度50℃において毎分15
の空気を通気して酸化反応を行なわせることにより得ら
れたSiを含有する紡錘型を呈したゲータイト粒子の軸比
（長軸：短軸）と水可溶性ケイ酸塩の添加量との関係を
示したものである。

図１から明らかな通り、水可溶性ケイ酸塩の添加量の増
加に伴って軸比（長軸：短軸）が小さくなる傾向にあ
る。

図２は、水可溶性ケイ酸塩の添加量と図１の場合と同様
にして得られたSiを含有する紡錘型を呈したゲータイト
粒子粉末のカサ密度との関係を示したものである。

図２から明らかな通り、水可溶性ケイ酸塩の添加量の増
加に伴ってカサ密度が大きくなる傾向にある。

図３は、水可溶性ケイ酸塩の添加量とSiを含有する紡錘
型を呈したゲータイト粒子を加熱還元して得られたSiを
含有する紡錘型を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子
の軸比（長軸：短軸）との関係図である。

即ち、Fe²⁺に対してCo換算で 5.0原子％のCo²⁺を含む硫
酸コバルトとFe²⁺1.0mol／を含む硫酸第一鉄水溶液3.
0を、あらかじめ、反応器中に準備されたケイ酸ソー
ダをFeに対しSi換算で０〜10原子％を添加して得られた
炭酸ソーダ水溶液2.0 に加え、pH約10においてFeCO₃
を含む懸濁液を得、該懸濁液に温度50℃において毎分15
の空気を通気して酸化反応を行わせることにより得ら
れたSiとCoを含有する紡錘型を呈したゲータイト粒子を
空気中 5000℃で加熱処理して得られた実質的に高密度
なSi、Coを含有する紡錘型を呈したヘマタイト粒子粉末
を 300℃で８時間加熱還元することにより得られた鉄を
主成分とする金属磁性粒子の軸比（長軸：短軸）と水可
溶性ケイ酸塩の添加量との関係を示したものである。

図３から明らかな通り、水可溶性ケイ酸塩添加量の添加
量の増加に伴って鉄を主成分とする金属磁性粒子の軸比
（長軸：短軸）が小さくなる傾向にある。

鉄を主成分とする金属磁性粒子の軸比（長軸：短軸）が
３：１以下の場合、保持力Hcを 500〜1000 Oe に制御す
ることができ、軸比（長軸：短軸）が２：１以下の場
合、保磁力Hcを 500〜850 Oeに制御することができる。

前出特開昭53-10100号公報の「実施例３」に記載の発明
は、軸比（長軸：短軸）が５：１の紡錘型を呈したゲー
タイト粒子を出発原料としており、該粒子を加熱還元し
て得られる鉄を主成分とする金属磁性粒子の軸比（長
軸：短軸）は、同公報第３図（Ｂ）から明らかな通り出
発原料であるゲータイト粒子と同じ５：１程度であり、
その結果、保磁力が1000 Oe 以上のものしか得られなか
ったものと考えられる。

次に、本発明実施例にあたっての諸条件について述べ
る。

本発明において使用される第一鉄塩水溶液としては、硫
酸第一鉄水溶液、塩化第一鉄水溶液等がある。

本発明において使用される炭酸アルカリとしては、炭酸
ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウムを単独
で、又は、これらと炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリ
ムウ、炭酸水素アンモニウム等の炭酸水素アルカリと併
用して使用することができる。

本発明における反応温度は、40〜80℃である。40℃未満
である場合には、紡錘型を呈したゲータイト粒子を得る
ことができない。80℃を越える場合には、粒状Fe₃O₄が
混在してくる。

本発明におけるpHは、 7〜11である。 7未満、又は11を
越える場合には、紡錘型を呈したゲータイト粒子を得る
ことができない。

本発明における酸化手段は、酸素含有ガス（例えば空
気）を液中に通気することにより行う。

本発明はおいて使用する水可溶性ケイ酸塩としては、ナ
トリウム、カリウムのケイ酸塩がある。

本発明における水可溶性ケイ酸塩は、生成する紡錘型を
呈したゲータイト粒子の軸比（長軸：短軸）に関与する
ものであり、従って、紡錘型を呈したゲータイト粒子の
生成版応が開始される前に存在させておくことが必要で
あり、第一鉄塩水溶液、炭酸アルカリ及び酸素含有ガス
を通気して酸化反応を行わせる前のFeCO_３を含む水溶液
のいずれかに添加することができる。

本発明における水可溶性ケイ酸塩の添加量は、Feに対し
Si換算で 0.1〜10原子％である。

0.1 原子％未満の場合には、本発明の目的とする紡錘型
を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子の軸比（長軸：
短軸）を小さくするという効果を十分達成することがで
きない。

10原子％を越える場合にも、軸比（長軸：短軸）の小さ
い紡錘型を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子を得る
ことができるが、10原子％程度で軸比（長軸：短軸）を
小さくするという効果はほぼ飽和に達し、必要以上に添
加する意味がない。

紡錘型を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子の軸比
（長軸：短軸）を考慮した場合、 0.3〜８原子％が好ま
しい。

添加した水可溶性ケイ酸塩は、ほぼ全量が生成ゲータイ
ト粒子粉末中に含有され、後出の表１に示されるとお
り、得られたゲータイト粒子粉末は添加量とほぼ同量の
Feに対しSi換算で0.10〜8.01原子％を含有している。

本発明のSi化合物による被覆処理にあたり、添加する水
可溶性ケイ酸塩の量は、前述した通り、Feに対しSi換算
で 0.2〜8.0 原子％である。但し、紡錘型を呈したゲー
タイト粒子の生成反応において添加される水可溶性ケイ
酸塩とSi化合物の被覆にあたり添加する水可溶性ケイ酸
塩の添加量との総和がFeに対しSi換算で13原子％以下で
あることが好ましい。

13原子％を越える場合には、生成する紡錘型を呈したゲ
ータイト粒子からなる粉末を加熱還元することにより得
られる鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の飽和磁化が
低下する為好ましくない。

本発明における P化合物とSi化合物で被覆されたSiを含
有する紡錘型を呈したゲータイト粒子若しくはこれを加
熱脱水して得られたSiを含有する紡錘型を呈したヘマタ
イト粒子を還元する場合の還元温度は 350〜600 ℃が好
ましい。

350 ℃未満の場合には、還元反応の進行が遅く、長時間
を要する。また、600 ℃を越える場合には、還元反応が
急激に進行して粒子形態の変形と、粒子および粒子相互
間の焼結を引き起こしてしまう。

本発明における P化合物とSi化合物で被覆された実質的
に高密度なSiを含有する紡錘型を呈したヘマタイト粒子
を還元する場合の還元温度は 350℃〜600 ℃が好まし
い。その理由は、Siを含有する紡錘型を呈したゲータイ
ト粒子を加熱還元する場合と同様である。

〔実施例〕

次に、実施例並びに比較例により本発明を説明する。

尚、前出の実験例及び以下の実施例並びに比較例におけ
る粒子の軸比（長軸／短軸）、長軸は、いずれも10万倍
以上に拡大した２視野以上の電子顕微鏡写真から 100個
以上の粒子について測定した数値の平均値で示したもの
であり、かさ密度はJIS K 5101「顔料試験方法」に従っ
て測定した。

粒子中のSi量、 P量、Co、Zn及びNi量は、「螢光Ｘ線分
析装置 3063 M 型」（理学電気工業製）を使用し、JIS
K 0119の「けい光Ｘ線分析通則」に従って、けい光Ｘ線
分析を行うことにより測定した。

鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の磁気特性は、V.S.
M.で外部磁場10 KOeの下で測定値であり、磁気テープの
諸特性は外部磁場２KOe の下で測定した結果である。

塗布膜の表面光沢は、日本電色工業(株)社製の入射角60
゜のグロスメーターで測定した値であり、標準板光沢を
89.0％とした時の値を％表示で示したものである。

〈紡錘型を呈したゲータイト粒子の製造〉実施例１〜１
０、比較例１；実施例１ Fe²⁺ 1.0 mol／を含む硫酸第一鉄水溶液30を、あら
かじめ、反応器中に準備されたFeに対しSi換算で0.20原
子％を含むようにケイ酸ソーダ（３号)(SiO₂ 28.55wt
％）12.7ｇを添加して得られた3.53 molのNaCO_３水溶液
20に加え、pH 9.9、温度50℃においてSiを含有するFe
CO_３の生成を行った。

上記Siを含有するFeCO_３を含む水溶液に温度50℃におい
て、毎分 130の空気を 6.5時間通気してSiを含有する
ゲータイト粒子を生成した。

酸化反応終点は、反応液の一部を抜き取り、塩酸酸性に
調節した後、赤血塩溶液を用いてFe²⁺の青色呈色反応の
有無で判定した。

生成粒子は、常法により、濾別、水洗、乾燥、粉砕し
た。

このSiを含有するゲータイト粒子粉末は、電子顕微鏡観
察の結果、平均値で長軸0.38μｍ、軸比（長軸／短軸）
２５：１の紡錘状を呈した粒子からなり、粒度が均斉で
樹枝状粒子が混在しないものであった。

また、この紡錘型を呈したゲータイト粒子粉末は、螢光
Ｘ線分析の結果、Feに対しSiを0.19原子％含有したもの
であり、そのかさ密度は0.41ｇ／ccであった。

実施例２〜10 Fe²⁺水溶液の種類、炭酸アルカリの種類並びに濃度、水
可溶性ケイ酸塩の種類、添加量並びに添加時期、金属イ
オンの種類並びに量及び温度を種々変化させた以外は実
施例１と同様にして紡錘型を呈したゲータイト粒子を生
成した。

この時の主要製造条件及び生成ゲータイト粒子粉末の特
性を表１に示す。

比較例１ケイ酸ソーダを添加しない以外は実施例１と同様にして
ゲータイト粒子粉末を生成した。

得られたゲータイト粒子粉末は、電子顕微鏡観察の結
果、平均値で長軸0.55μｍ、軸比（長軸：短軸）７：１
であり、かさ密度は0.33ｇ／ccであった。

〈紡錘型を呈したヘマタイト粒子の製造〉実施例11 実施例10で得られたSiを含有する紡錘型を呈したゲータ
イト粒子粉末1000ｇを空気中 320℃で加熱脱水してSiを
含有する紡錘型を呈したヘマタイト粒子粉末を得た。

この粒子は、電子顕微鏡観察の結果、平均値で長軸0.22
μｍ、軸比（長軸：短軸）1.5：１であり、粒度が均斉
で樹枝状粒子が混在しないものであった。

また、螢光Ｘ線分析の結果、Feに対しSiを1.00原子％含
有したものであり、そのかさ密度は0.49ｇ／ccであっ
た。

〈 P化合物とSi化合物で被覆された紡錘型を呈したゲー
タイト及びヘマタイト粒子粉末の製造〉実施例12〜22、
比較例２；実施例12 実施例１で得られた別、水洗したSiを含有する紡錘型
を呈したゲータイト粒子のペースト2500ｇ（Siを含有す
る紡錘型を呈したゲータイト粒子約1000ｇに相当す
る。）を50の水中に懸濁させた。この時に懸濁液のpH
値は 8.3であった。

次いで上記懸濁液にヘキサメタリン酸ナトリウム７ｇを
含む水溶液 300 ml （Siを含有する紡錘型を呈したゲー
タイト粒子に対し Pとして0.55原子％に相当する。）を
添加して30分間撹拌した。

次いで上記懸濁液にケイ酸ナトリウム（３号水ガラス）
120ｇ（Siを含有する紡錘型を呈したゲータイト粒子中
のFeに対しSiとして5.07原子％に相当する。）を添加し
60分間撹拌した後、懸濁液のpH値が 5.5となるように10
％の酢酸を添加した後、プレスフィルターによりSiを含
有する紡錘型を呈したゲータイト粒子を別、乾燥し
て、 P化合物とSi化合物で被覆されたSiを含有する紡錘
型を呈したゲータイト粒子粉末を得た。

得られた P化合物とSi化合物で被覆された紡錘型を呈し
たゲータイト粒子粉末の諸特性を表２に示す。

実施例13〜22、比較例２被処理粒子の種類、リン酸塩添加時の懸濁液のpH、リン
酸塩の添加量、水可溶性ケイ酸塩の添加量、調整後のpH
を種々変化させた以外は、実施例12と同様にしてＰ化合
物とSi化合物で被覆されたSiを含有する紡錘型を呈した
ゲータイト又はヘマタイト粒子粉末を得た。

この時の主要製造条件及び特性を表２に示す。

〈 P化合物とSi化合物で被覆された実質的に高密度であ
る紡錘型を呈したヘマタイト粒子の製造〉実施例23〜3
2、比較例３；実施例23 実施例12で得られた P化合物とSi化合物で被覆されたSi
を含有する紡錘型を呈したゲータイト粒子粉末 8000ｇ
を空気中 700℃で加熱処理して P化合物とSi化合物で被
覆された実質的に高密度なSiを含有する紡錘型を呈した
ヘマタイト粒子粉末を得た。

この粒子は、電子顕微鏡観察の結果、平均値で長軸0.38
μｍ、軸比（長軸：短軸） 2.5：１であり、粒度が均斉
で樹枝状粒子が混在しないものであった。

実施例24〜32、比較例３被処理ゲータイト粒子の種類、加熱処理温度及び非還元
性雰囲気の種類を種々変化させた以外は、実施例23と同
様にして P化合物とSi化合物で被覆された実質的に高密
度なSiを含有する紡錘型を呈したヘマタイト粒子粉末を
得た。

この時の主要製造条件及び諸特性は表３に示す。

得られた P化合物とSi化合物で被覆された実質的に高密
度なSiを含有する紡錘型を呈してヘマタイト粒子粉末
は、電子顕微鏡観察の結果、いずれも粒度が均斉であ
り、樹枝状粒子が混在しないものであった。

〈紡錘型を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の
製造〉実施例33〜43、比較例４；実施例33 実施例23で得られた P化合物とSi化合物で被覆されたSi
を含有する紡錘型を呈したヘマタイト粒子粉末 120ｇを
３のレトルト還元容器中に投入し、駆動回転させなが
らH₂ガスを毎分35の割合で通気し、還元温度 400℃で
還元した。

還元して得られたSi及びＰを含有する紡錘型を呈した鉄
を主成分とする金属磁性粒子粉末は、空気中に取り出し
たとき急激な酸化を起こさないように、一旦、トルエン
液中に浸漬して、これを蒸発させることにより、粒子表
面に安全な酸化被膜を施した。

このように得られたSi及びＰを含有する紡錘型を呈した
鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末は、螢光Ｘ線分析の
結果、Feに対しSiを4.25原子％、Feに対し Pを0.55原子
％含有しており、電子顕微鏡観察の結果、長軸0.38μ
ｍ、軸比（長軸：短軸）2.5：１であって、粒度が均斉
であり、樹枝状粒子が混在しないものであった。

また、比表面積42.4m²／ｇ、かさ密度0.63ｇ／ccであっ
て、且つ、磁性は、保磁力875 Oe、飽和磁化 152.3 emu
／ｇであった。

実施例34〜43、比較例４出発原料の種類及び還元温度を種々変化させた以外は実
施例33と同様にして紡錘型を呈した鉄を主成分とする金
属磁性粒子粉末を得た。

この時の主要製造条件及び諸特性を表４に示す。

実施例34〜43で得られたSi及びＰを含有する紡錘型を呈
した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末は、電気顕微鏡
観察の結果、いずれも、粒度に均斉であり、樹枝状粒子
が混在しないものであった。

実施例34及び実施例36で得られたSi及び Pを含有する紡
錘型を呈して鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の電子
顕微鏡写真（×20,000）をそれぞれ図４及び図５に示
す。

〈磁気テープの製造〉実施例44〜54、参考例；実施例44 実施例33で得られたSi及び Pを含有する紡錘型を呈した
鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末を用いて、適量の分
散剤、塩ビ酢ビ共重合体、熱可塑性ポリウレタン樹脂及
びトルエン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケ
トンからなる混合溶剤を一定の組成に配合した後、ボー
ルミルで８時間混合分散して磁気塗料とした。

得られた磁気塗料に上記混合剤を加え適性な塗料粘度に
なるように調整し、ポリエステル樹脂フィルム上に通常
の方法で塗布乾燥させて、磁気テープを製造した。

この磁気テープの保磁力Hcは、820 Oe、残留磁束密度Br
は、3290 Gauss、角型Br／Bmは0.69、配向度1.40、表面
光沢度82％であった。

実施例４５〜５４紡錘型を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の種
類を種々変化した以外は実施例44と全く同様にして磁気
テープを製造した。

この磁気テープの諸特性を表５に示す。

参考例実施例１で得られたSi含有する紡錘型を呈したゲータイ
ト粒子粉末 170ｇを３のレトルト還元容器中に投入
し、駆動回転させながらH₂ガスを毎分35の割合で通気
し、還元温度 350℃で還元した。

得られたSi含有する紡錘型を呈した鉄を主成分とする金
属磁性粒子粉末は螢光Ｘ線分析の結果、Feに対しSiを
0.195原子％含有しており、電気顕微鏡観察の結果、長
軸0.34μｍ、軸比 2.5：１であった。

また、比表面積29.0m²／ｇ、かさ密度0.62ｇ／ccであっ
て、且つ、磁性は、保磁力845 Oe、飽和磁化 151.0 emu
／ｇであった。

上記Si含有する紡錘型を呈した鉄を主成分とする金属磁
性粒子粉末を用いて実施例44と同様にして磁気テープを
製造した。

得られた磁気テープの特性は、保磁力780 Oe、残留磁束
密度2640 Gauss、角型0.645、配向度1.19、及び光沢度2
0％であった。

〔効果〕本発明に係る紡錘型を呈した鉄を主成分とする金属磁性
粒子粉末は、前出した実施例に示した通り、粒度が均斉
であり、樹枝状粒子が混在しておらず、粒子のからみ合
い等がなく、その結果、かさ密度が大きいものであり、
且つ、保磁力 500〜1000 Oeを有し、しかも優れた分散
性を有するものであるため、現在、最も要求されている
高記録密度用の磁性粒子粉末として好適である。

また、本発明により得られるSi及び Pを含有する紡錘型
を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末は軸比（長
軸：短軸）が小さく３：１以下、殊に２：１以下である
から短波長記録用の磁性粒子粉末として好適である。

軸比（長軸：短軸）の小さい磁性粒子が短波長記録用の
磁性粒子粉末として好適であることは、例えば、特開昭
57-183626 号の「本発明は、…上記先行技術で用いられ
ている長径 0.4〜２μあるいは 0.3〜１μで縦／横比
（軸比）５〜20の通常の針状粒子に代えて、粒子サイズ
を 0.3μ以下と小さく、…その縦／横比を１を超え３以
下という短い形状とすることにより、粒子の大きさに起
因する磁化の不連続によるノイズレベルを下げると共
に、縦／横比を小さくすることにより…粒子が面内に横
たわって廃坑しようという性向を抑え、かつ必要なら積
極的に面に垂直に配向と易い性向をもたせて面に垂直な
残留磁化を大きく取れるようにしたことを特徴とするも
のである。」なる記載及び「このようにして得られた磁
気記録媒体は実施例にも述べるように、記録波長の短い
範囲、例えば１μで出力で高く、しかもノイズが低いの
で、その結果、Ｓ／Ｎ比のすぐれたものを得ることがで
きる。」なる記載から明らかである。

更に、磁性塗料の製造に際して、本発明により得られる
Si及び Pを含有する紡錘型を呈した鉄を主成分とする金
属磁性粒子粉末を用いた場合には、ビークル中への分散
が良好であり、充填性が極めて優れ、好ましい磁気記録
体を得ることができる。

また、本発明によれば、鉄を主成分とする金属粒子粉末
のビークル中への分散が良好である結果、得られた塗布
膜表面の光沢度が著しく向上するという効果も得られ
る。

上述した本発明の効果は、従来から鉄を主成分とする金
属磁性粒子粉末の各種特性の向上の為に、出発原料ゲー
タイト粒子の生成に際し添加されるCo、Mg、Al、Cr、Z
n、Ni、Ti、Mn、Sn、Pb等のFe以外の異種金属を添加す
る場合にも有効に働くものである。

【図面の簡単な説明】

図１は、水可溶性ケイ酸塩の添加量とSiを含有する紡錘
型を呈したゲータイト粒子粉末の軸比との関係図であ
る。図２は、水可溶性ケイ酸塩の添加量とSiを含有する紡錘
型を呈したゲータイト粒子粉末のカサ密度との関係を示
したものである。図３は、水可溶性ケイ酸塩の添加量とSiを含有する紡錘
型を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の軸比と
の関係図である。図４及び図５は、いずれも紡錘型を呈した鉄を主成分と
する金属磁性粒子粉末の粒子構造を示す電子顕微鏡写真
（×20,000）であり、図４及び図５は、それぞれ実施例
34、及び実施例36で得られたSi及び Pを含有する紡錘型
を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸比（長軸：短軸）が３：１以下であっ
て、SiをFeに対し 0.3〜13原子％及び PをFeに対し0.1
〜2.5 原子％含有しており、且つ、保磁力500 〜1000 O
e を有することを特徴とする紡錘型を呈した鉄を主成分
とする金属磁性粒子からなる鉄を主成分とする金属磁性
粒子粉末。
【請求項２】軸比（長軸：短軸）が２：１以下であっ
て、SiをFeに対し 0.5〜11原子％及び PをFeに対し0.1
〜2.5 原子％含有しており、且つ、保磁力500 〜850 Oe
を有する特許請求の範囲第１項記載の紡錘型を呈した鉄
を主成分とする金属磁性粒子からなる鉄を主成分とする
金属磁性粒子粉末。
【請求項３】第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリとを反応さ
せて得られたFeCO_３を含む水溶液に酸素含有ガスを通気
して酸化することにより紡錘型を呈したゲータイト粒子
を生成させるにあたり、前記第一鉄塩水溶液、前記炭酸
アルカリ及び酸素含有ガスを通気して酸化反応を行う前
の前記FeCO_３を含む水溶液のいずれかに水可溶性ケイ酸
塩をFeに対しSi換算で 0.1〜10原子％添加しておくこと
により、Siを含有する紡錘型を呈したゲータイト粒子を
生成させ、該Siを含有する紡錘型を呈したゲータイト粒
子若しくはこれを加熱脱水して得られたSiを含有する紡
錘型を呈したヘマタイト粒子を水中に懸濁させ、該懸濁
液にpH値８以上の状態でFeに対し P換算で 0.1〜2.5 原
子％のリン酸塩を添加し、次いで、Feに対しSi換算で
0.2〜8.0 原子％の水可溶性ケイ酸塩を添加（但し、前
記ゲータイト生成反応にあたり添加する水可溶性ケイ酸
塩の添加量とSi化合物の被覆にあたり添加する水可溶性
ケイ酸塩との添加量の総和が13原子％以下）した後、懸
濁液のpH値を３〜７に調整することにより、 P化合物と
Si化合物で被覆されたSiを含有する紡錘型を呈したゲー
タイト粒子若しくはヘマタイト粒子とし、該 P化合物と
Si化合物で被覆されたSiを含有する紡錘型を呈したゲー
タイト粒子若しくはヘマタイト粒子を還元性ガス中で加
熱還元することを特徴とする紡錘型を呈した鉄を主成分
とする金属磁性粒子からなる鉄を主成分とする金属磁性
粒子粉末の製造法。
【請求項４】紡錘型を呈したゲータイト粒子の生成にあ
たり添加する水可溶性ケイ酸塩の量が、 0.3〜８原子％
である特許請求の範囲第３項記載の紡錘型を呈した鉄を
主成分とする金属磁性粒子からなる鉄を主成分とする金
属磁性粒子粉末の製造法。
【請求項５】第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリとを反応さ
せて得られたFeCO_３を含む水溶液に酸素含有ガスを通気
して酸化することにより紡錘型を呈したゲータイト粒子
を生成させるにあたり、前記第一鉄塩水溶液、前記炭酸
アルカリ及び酸素含有ガスを通気して酸化反応を行う前
の前記FeCO_３を含む水溶液のいずれかに水可溶性ケイ酸
塩をFeに対しSi換算で 0.1〜10原子％添加しておくこと
により、Siを含有する紡錘型を呈したゲータイト粒子を
生成させ、該Siを含有する紡錘型を呈したゲータイト粒
子を水中に懸濁させ、該懸濁液にpH値８以上の状態でFe
に対し P換算で 0.1〜2.5 原子％のリン酸塩を添加し、
次いで、Feに対しSi換算で 0.2〜8.0 原子％の水可溶性
ケイ酸塩を添加（但し、前記ゲータイト生成反応にあた
り添加する水可溶性ケイ酸塩の添加量とSi化合物の被覆
にあたり添加する水可溶性ケイ酸塩との添加量の総和が
13原子％以下）した後、懸濁液のpH値を３〜７に調整す
ることにより、 P化合物とSi化合物で被覆されたSiを含
有する紡錘型を呈したゲータイト粒子とし、該 P化合物
とSi化合物で被覆されたSiを含有する紡錘型を呈したゲ
ータイト粒子を非還元性雰囲気中 500℃〜900 ℃で加熱
処理することにより得られた実質的に高密度な P化合物
とSi化合物で被覆されたSiを含有する紡錘型を呈したヘ
マタイト粒子を還元性ガス中で加熱還元することを特徴
とする紡錘型を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子か
らなる鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の製造法。
【請求項６】紡錘型を呈したゲータイト粒子の生成にあ
たり添加する水可溶性ケイ酸塩の量が、 0.3〜８原子％
である特許請求の範囲第５項記載の紡錘型を呈した鉄を
主成分とする金属磁性粒子からなる鉄を主成分とする金
属磁性粒子粉末の製造法。