JPH06228614A - 紡錘状を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粒度が均斉であって樹枝状粒子が混在してお
らず、しかも、高い保磁力を有する紡錘状を呈した鉄を
主成分とする金属磁性粒子粉末を工業的に得られる製造
法を提供する。 【構成】 第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリ水溶液とを反
応して得られたＦｅＣＯ₃ を含む懸濁液に酸素含有ガス
を通気して酸化反応を行うことにより紡錘状を呈したゲ
ータイト粒子を生成させ、該ゲータイト粒子又は該ゲー
タイト粒子を加熱脱水して得られた紡錘状を呈したヘマ
タイト粒子を還元性ガス中で加熱還元する紡錘状を呈し
た金属磁性粒子粉末の製造法において、あらかじめ、前
記第一鉄塩水溶液中にはＡｌの酸性塩化合物を、前記炭
酸アルカリ水溶液中にはＡｌの塩基性塩化合物を、それ
ぞれ添加しておくことにより、粒度が均斉であって樹枝
状粒子が混在しておらず、しかも、高い保磁力を有する
紡錘状を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粒度が均斉であって樹
枝状粒子が混在しておらず、しかも、高い保磁力を有す
る紡錘状を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の
製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＶＴＲ（ビデオ・テープ・レコー
ダー）の普及は目覚ましく、長時間記録化並びに小型軽
量化を目指したＶＴＲの開発が盛んに行われていると共
に、これに用いる磁気記録媒体に対する高性能化、高密
度記録化の要求も益々高まってきている。

【０００３】即ち、磁気記録媒体の高画像画質、高出力
特性、殊に周波数特性の向上が要求され、その為には、
残留磁束密度Ｂｒの向上、高保磁力化及びテープ表面の
平滑性の向上が必要であり、益々Ｓ／Ｎ比の向上が要求
されてきている。

【０００４】周知の通り、磁気記録媒体のこれらの諸特
性は使用される磁性粒子粉末と密接な関係を有してお
り、従来の酸化鉄磁性粒子粉末に比較して高い保磁力と
大きな飽和磁化を有する鉄を主成分とする金属磁性粒子
粉末がディジタルオーディオテープ（ＤＡＴ）、８ｍｍ
ビデオテープ、Ｈｉ−８テープ並びにビデオフロッピー
等の磁気記録媒体に使用され実用化されている。しかし
ながら、これらの鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末に
ついても更に特性改善が強く望まれている。

【０００５】即ち、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。

【０００６】ビデオ用磁気記録媒体として高画像画質を
得る為には、日経エレクトロニクス（１９７６年）５月
３日号第８２〜１０５頁の記載からも明らかな通り、
ビデオＳ／Ｎ比、クロマＳ／Ｎ比、ビデオ周波数特
性の向上が要求される。

【０００７】ビデオＳ／Ｎ比及びクロマＳ／Ｎ比の向上
をはかる為には、磁性粒子粉末のビヒクル中での分散
性、塗膜中での配向性及び充填性を向上させること、並
びに、磁気記録媒体の表面平滑性を改良することが重要
であり、そのような磁性粒子粉末としては、粒度が均斉
であって、樹枝状粒子が混在しておらず、しかも、軸比
（長軸径／短軸径−以下同じ−）が大きいことが要求さ
れる。

【０００８】次に、ビデオ周波数特性の向上を図る為に
は、磁気記録媒体の保磁力Ｈｃが高く、且つ、残留磁束
密度Ｂｒが大きいことが必要である。磁気記録媒体の保
磁力Ｈｃを高める為には、磁性粒子粉末の保磁力Ｈｃが
できるだけ高いことが要求されており、現在、ビデオフ
ロッピー用、ＤＡＴ用、８ｍｍビデオ用、Ｈｉ−８用に
使用される磁性粒子粉末の保磁力は、１３００Ｏｅ〜１
８００Ｏｅ程度が要求されている。これに用いる磁性粒
子粉末の保磁力は、一般にはその形状異方性に起因して
生じるので粒子の軸比が大きくなる程保磁力は増加する
傾向にある。

【０００９】鉄を主成分とする磁性粒子粉末は、一般
に、出発原料であるゲータイト粒子、これを加熱脱水し
て得られるヘマタイト粒子、又はこれらに鉄以外の異種
金属を含有する粒子を還元性ガス中、加熱還元すること
により得られている。

【００１０】上述した通り、粒度が均斉であって樹枝状
粒子が混在しておらず、しかも、高い保磁力を有する鉄
を主成分とする磁性金属粒子粉末は、現在、最も要求さ
れているところであり、このような特性を備えた鉄を主
成分とする磁性金属粒子粉末を得るためには、出発原料
であるゲータイト粒子粉末の粒度が均斉であって樹枝状
粒子が混在しておらず、しかも、大きな軸比を有するこ
とが要求される。

【００１１】従来、出発原料であるゲータイト粒子粉末
を製造する方法としては、第一鉄塩水溶液に当量以上
の水酸化アルカリ水溶液を加えて得られる水酸化第一鉄
コロイドを含む懸濁液をｐＨ１１以上にて８０℃以下の
温度で酸素含有ガスを通気して酸化反応を行うことによ
り針状ゲータイト粒子を生成させる方法（例えば、特公
昭３９−５６１０号公報）や第一鉄塩水溶液と炭酸ア
ルカリ水溶液とを反応させて得られたＦｅＣＯ₃ を含む
懸濁液に酸素含有ガスを通気して酸化反応を行うことに
より紡錘状を呈したゲータイト粒子を生成させる方法
（例えば、特開昭５０−８０９９９号公報）等が知られ
ている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】粒度が均斉であって樹
枝状粒子が混在しておらず、しかも、高い保磁力を有す
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
粒子粉末を製造する前出の方法による場合には、軸比
の大きな殊に、１０以上の針状ゲータイト粒子が生成す
るが、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とは言い難い。

【００１３】前出の方法による場合には、粒度が均斉
であり、また、樹枝状粒子が混在していない紡錘状を呈
した粒子が生成するが、一方、軸比は高々７程度であ
り、軸比の大きな粒子が生成し難いという欠点があり、
殊に、この現象は生成粒子の長軸径が小さくなる程顕著
になるという傾向にある。

【００１４】これらゲータイト粒子粉末を出発原料粒子
として得られた鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末もま
た粒度が均斉であって樹枝状粒子が混在しておらず、し
かも、大きな軸比を有しているとは言い難いものであ
る。

【００１５】一方、ゲータイト粒子中にＡｌ化合物を含
有させることにより、生成したゲータイト粒子を加熱脱
水時または加熱還元時に粒子形状のくずれ及び粒子間の
焼結防止することができると共に、磁気記録媒体とする
際の分散性、充填性、テープ表面の平滑性を向上させる
ことができることが知られており、その先行技術とし
て、例えば、特公平３−４３３２４号公報が挙げられ
る。

【００１６】しかし、同公報記載の技術手段である第一
鉄塩水溶液に炭酸ソーダ及び水溶性Ａｌ化合物を含む水
溶液を混合し、空気を吹き込んでα−ＦｅＯＯＨを生成
させ、更に該α−ＦｅＯＯＨにＳｉ化合物を被着させる
処理をした後、水素気流中３００〜６００℃の温度で還
元することを特徴とする金属磁性粉末の製造方法では、
得られる金属磁性粉末の保磁力は７００〜１２００Ｏｅ
程度である。

【００１７】また、添加する水溶性Ａｌ化合物について
は、アルミナゾルの場合には、微細かつ軸比の著しく小
さいものしか得られないため、当該ゲータイト粒子を用
いて得られる金属磁性粒子粉末は高い保磁力のものが得
られ難い。アルミン酸ソーダのような塩基性塩化合物の
みを添加した場合には、生成するゲータイト粒子の粒子
が粗大化すると共に軸比の大きなものは得られ難い。ま
た、塩化アルミニウムや硫酸アルミニウムのような酸性
塩化合物のみを添加した場合には、微細化すると共に軸
比の大きなものが得られ難い。

【００１８】そこで、本発明は、粒度が均斉であって樹
枝状粒子が混在しておらず、しかも、Ａｌを含有する紡
錘状を呈したゲータイト粒子粉末を出発原料として生成
することにより、粒度が均斉であって樹枝状粒子が混在
しておらず、しかも、高い保磁力を有する紡錘状を呈し
た鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末を得ることを技術
的課題とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記技術的課題は、次の
通りの本発明方法によって達成できる。即ち、本発明
は、第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリ水溶液とを反応して
得られたＦｅＣＯ₃ 含む懸濁液に酸素含有ガスを通気し
て酸化反応を行うことにより紡錘状を呈したゲータイト
粒子を生成させ、該ゲータイト粒子又は該ゲータイト粒
子を加熱脱水して得られた紡錘状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紡錘状を呈した鉄を主
成分とする金属磁性粒子粉末の製造法において、あらか
じめ、前記第一鉄塩水溶液中にはＡｌの酸性塩化合物
を、前記炭酸アルカリ水溶液中にはＡｌの塩基性塩化合
物を、それぞれ添加しておくことからなる紡錘状を呈し
た鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の製造法である。

【００２０】尚、前記第一鉄塩水溶液中に添加するＡｌ
の酸性塩化合物が該第一鉄塩水溶液中のＦｅに対しＡｌ
換算で１．０〜３．０原子％の範囲であり、前記炭酸ア
ルカリ水溶液中に添加するＡｌの塩基性塩化合物が前記
第一鉄塩水溶液中のＦｅに対しＡｌ換算で１．０〜３．
０原子％の範囲であることが望ましい。

【００２１】次に、本発明方法実施にあたっての諸条件
について述べる。

【００２２】本発明の紡錘状を呈したゲータイト粒子の
生成反応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、硝酸第一鉄水溶
液等を使用することができる。

【００２３】本発明において使用される炭酸アルカリ水
溶液としては、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸カリウム水
溶液、炭酸アンモニウム水溶液等を使用することができ
る。

【００２４】本発明において第一鉄塩水溶液中に添加し
て使用されるＡｌの酸性塩化合物としては、硫酸アルミ
ニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム等を使用
することができる。

【００２５】この場合の添加量は、第一鉄塩水溶液中の
Ｆｅに対しＡｌ換算で１．０〜３．０原子％の範囲であ
る。１．０原子％未満の場合でもよいが、金属磁性粒子
粉末とし、磁気記録媒体とする際に結合剤樹脂とのなじ
みが不充分となるため、分散性などに問題が生じる。
３．０原子％を越える場合には、得られるゲータイト粒
子が微粒子となり、所期の効果が得られない。

【００２６】本発明において炭酸アルカリ水溶液中に添
加して使用されるＡｌの塩基性塩化合物としては、アル
ミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、アルミン酸ア
ンモニウム等を使用することができる。

【００２７】この場合の添加量は、第一鉄塩水溶液中の
Ｆｅに対しＡｌ換算で１．０〜３．０原子％の範囲であ
る。１．０原子％未満の場合でもよいが、金属磁性粒子
粉末とし、磁気記録媒体とする際に結合剤樹脂とのなじ
みが不充分となるため、分散性などに問題が生じる。
３．０原子％を越える場合には、得られるゲータイト粒
子が粗大化するため、所期の効果が得られない。

【００２８】本発明における前記各Ａｌ化合物の総和の
添加量は、Ｆｅに対しＡｌ換算で１．３〜６．０原子％
の範囲である。１．３原子％未満の場合でもよいが、金
属磁性粒子粉末とし、磁気記録媒体とする際に結合剤樹
脂とのなじみが不充分となるため、分散性などに問題が
生じる。６．０原子％を越えて添加しても、６．０原子
％を越えて添加した量のＡｌ化合物は得られるゲータイ
ト粒子に含有されないので意味がない。

【００２９】また、Ａｌの酸性塩化合物と塩基性塩化合
物との原子比は、１：２〜２：１の範囲である。１：２
未満の場合には、得られるゲータイト粒子が粗大化する
ため、目的の効果が得られない。２：１を越える場合に
は、得られるゲータイト粒子が微粒子となり、所期の効
果が得られない。

【００３０】本発明における各Ａｌ化合物の添加時期
は、中和してＦｅＣＯ₃ を含む懸濁液とする前のそれぞ
れの第一鉄塩水溶液中或いは炭酸アルカリ水溶液中であ
り、該水溶液中に固形の塩を添加して攪拌・溶解する
か、または、それぞれを別途溶解した水溶液を添加・混
合すればよい。

【００３１】尚、Ａｌの酸性塩化合物とＡｌの塩基性塩
化合物との両化合物を直接混合して中和時に添加した場
合には、Ａｌのコロイドが生成し、各Ａｌ化合物を本発
明とは逆の前記各水溶液中に添加した場合にも、また、
Ａｌのコロイドが生成するために所期の効果が得られな
い。

【００３２】本発明におけるＦｅＣＯ₃ を含む懸濁液の
ｐＨ値は、従来法のそれと同様に８〜１０である。ｐＨ
８未満の場合又はｐＨが１０を越える場合には、粒度が
均斉な紡錘状を呈したゲータイト粒子が得られない。

【００３３】本発明においては、ＦｅＣＯ₃ を含む懸濁
液を非酸化性雰囲気下で熟成させることが好ましい。熟
成は、非酸化性雰囲気下の前記懸濁液を、通常、４０〜
８０℃の温度範囲で行なうのが好適である。４０℃未満
の場合には、軸比が小さくなり十分な熟成効果が得られ
難く、８０℃を越える場合には、粒状マグネタイトが混
在してくることがある。

【００３４】また、熟成時間としては、３０〜３００分
間である。３０分間未満の場合には、十分に軸比を大き
くすることができない。３００分間を越えてもよいが、
必要以上に長時間とする意味がない。

【００３５】非酸化性雰囲気とするには、前記懸濁液の
反応容器内に不活性ガス（Ｎ₂ ガスなど）又は還元性ガ
ス（Ｈ₂ ガスなど）を通気すればよい。

【００３６】本発明における酸化反応時の温度は、通
常、ゲータイト粒子が生成する８０℃以下の温度で行え
ばよい。８０℃を越える場合には、紡錘状を呈したゲー
タイト粒子中に粒状マグネタイト粒子が混在してくる。

【００３７】本発明における酸化手段は、常法に従って
酸素含有ガス（例えば空気）を液中に通気することによ
り行い、必要により機械的操作による攪拌を伴ってもよ
い。

【００３８】本発明において、加熱還元時の粒子形状の
くずれ及び粒子間の焼結を防止する為に、あらかじめ出
発原料をＮｉ化合物、Ａｌ化合物、Ｓｉ化合物、Ｐ化合
物、Ｃｏ化合物、Ｍｇ化合物、Ｂ化合物及びＺｎ化合物
から選ばれる金属化合物の１種又は２種以上で被覆処理
を施すことが好ましく、これらの金属化合物は焼結防止
効果を有するだけでなく、還元速度を制御する働きも有
するので、必要に応じて組み合わせて使用することが好
ましい。

【００３９】上記金属化合物で被覆処理を施した出発原
料は、そのまま還元しても目的とする鉄を主成分とする
金属磁性粒子粉末を得ることができるが、磁気特性、粉
体特性のコントロール及び形状のコントロールの為に
は、常法により、還元に先立って、あらかじめ、非還元
性ガス雰囲気中において加熱処理を施しておくことが好
ましい。

【００４０】上記非還元性ガス雰囲気中における加熱処
理は、空気、酸素ガス、窒素ガス流下、３００〜８００
℃の温度範囲で行うことができ、該加熱処理温度は、出
発原料粒子の被覆処理に用いた金属化合物の種類に応じ
て適宜選択することがより好ましい。８００℃を越える
場合には、粒子の変形と粒子及び粒子相互間の焼結を引
き起こしてしまう。

【００４１】本発明における加熱還元の温度範囲は、３
００〜５５０℃が好ましい。３００℃未満である場合に
は、還元反応の進行が遅く、長時間を要する。また、５
５０℃を越える場合には、還元反応が急激に進行して粒
子の変形と、粒子及び粒子相互間の焼結を引き起こして
しまう。

【００４２】本発明における加熱還元後の鉄を主成分と
する金属磁性粒子粉末は周知の方法、例えば、トルエン
等の有機溶剤中に浸漬する方法及び還元後の鉄を主成分
とする金属磁性粒子粉末の雰囲気を一旦不活性ガスに置
換した後、不活性ガス中の酸素含有量を徐々に増加させ
ながら最終的に空気とすることによって徐酸化する方法
等により空気中に取り出すことができる。

【００４３】本発明においては、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
料であるゲータイト粒子の生成に際し、Ａｌ化合物と共
に通常添加されるＣｏ化合物、Ｎｉ化合物、Ｃｒ化合
物、Ｚｎ化合物、Ｍｎ化合物、Ｐ化合物、Ｓｉ化合物、
Ｂ化合物から選ばれた１種又は２種以上とを添加するこ
とができ、この場合にも、本発明の目的とする粒度が均
斉であって、樹枝状粒子が混在しておらず、しかも、高
い保磁力を有する紡錘状を呈したゲータイト粒子粉末を
得ることができる。

【００４４】

【作用】前述した通りの構成を採る本発明の作用は次の
通りである。

【００４５】粒度が均斉であって樹枝状粒子が混在して
おらず、しかも、高い保磁力を有する金属磁性粒子粉末
を得ようとする場合においては、前出の方法による場
合には、軸比の大きな針状ゲータイト粒子は生成する
が、樹枝状粒子が混在しており、均斉な粒度とは言い難
いものであるため、本発明者は、前出の方法による粒
度が均斉であって樹枝状粒子が混在していない紡錘状を
呈したゲータイト粒子を改善することにより、粒度が均
斉であって樹枝状粒子が混在しておらず、しかも、高い
保磁力を有する金属磁性粒子粉末を得ることに取り組ん
だ。

【００４６】一方、金属磁性粒子粉末にＡｌ化合物を用
いることによって、磁気記録媒体とする際の分散性、充
填性、テープ表面の平滑性の向上することができること
が知られている。尚、磁性粒子粉末としては結合剤樹脂
とのなじみにより評価され、その評価法としては後述す
る固体の酸量・塩基量により測定できる。一般に現在多
く用いられている結合剤樹脂（例えば、塩化ビニル酢酸
ビニル共重合体にポリウレタン樹脂を加える。）に対し
ては固体塩基量が多いほど結合剤樹脂とのなじみがよい
とされている。

【００４７】金属磁性粒子粉末にＡｌ化合物を用いる方
法においても、（Ａ）ゲータイト粒子の生成反応時に添
加する方法（例えば、前掲特公平３−４３３２４号公
報）、（Ｂ）加熱処理前のゲータイト粒子または該ゲー
タイト粒子を加熱脱水した後のヘマタイト粒子の粒子表
面にＡｌ化合物を被覆する方法（例えば、特開昭５２−
１３４８５８号公報）及び（Ｃ）得られた金属磁性粒子
粉末の粒子表面にＡｌ化合物を被覆する方法（例えば、
特開昭５８−１６１７０９号公報）等がある。

【００４８】しかしながら、（Ｂ）の方法については、
磁気特性、殊に保磁力が低下する。（Ｃ）の方法につい
ては、金属磁性粒子粉末の湿式粉砕・解膠等を必要とす
るため工業的とは言えない。また、（Ａ）の方法につい
ては、前述の通り、高い保磁力を得ることは困難であ
る。

【００４９】しかし、本発明者が種々検討した結果、
（Ａ）の方法においては、ゲータイト粒子の生成過程に
おけるＡｌ化合物の添加時期によって特性が異なること
がわかった。添加時期としては、（ａ）中和してＦｅＣ
Ｏ₃ を含む懸濁液とする前の各原料水溶液に添加する方
法、（ｂ）前記懸濁液の生成後に添加する方法、（ｃ）
ＦｅＣＯ₃ を含む懸濁液を熟成中または熟成後に添加す
る方法、（ｄ）熟成後の酸化反応途中に添加する方法及
び（ｅ）酸化反応終了後に添加する方法等がある。

【００５０】そのうち、（ｂ）及び（ｃ）の時期に添加
した場合には、生成するゲータイト粒子が超微細化する
ため非常に扱い難く保磁力も低いものとなる。（ｄ）の
時期に添加した場合には、粒子が粗大化する共に軸比が
十分ではなく、（ｅ）の時期に添加した場合には、前述
の（Ｂ）の方法と同様の結果であった。

【００５１】（ａ）の時期に添加した場合においては、
前述した通り、添加する水溶性Ａｌ化合物、殊に、アル
ミナゾルの場合には、ゲータイト粒子が微細かつ軸比の
著しく小さいものしか得られず、アルミン酸ソーダの場
合には、粒子が粗大化すると共に軸比の大きなものは得
られ難く、塩化アルミニウムや硫酸アルミニウムの場合
には、軸比の大きなものが得られ難い等の問題がそれぞ
れあることが分かった。

【００５２】この理由について、本発明者は、アルミナ
ゾルの場合には、アルミナゾルが固体であり、中和時に
添加すると生成するゲータイト粒子の核晶となって微細
かつ軸比の著しく小さいものしか得られない。また、ア
ルミニウムには凝集剤としての働きと結晶成長制御剤と
しての働きがあり、Ａｌの酸性塩化合物を単独で使用し
た際には結晶成長制御効果のみが発揮されて軸比の大き
なものが得られず、Ａｌの塩基性塩化合物を単独で使用
した際には凝集効果のみが発揮されて粒子が粗大化する
のではないかと考えている。この理由については未だ明
らかではないが、アルミニウムが中和されて固体とな
り、鉄中和物に吸着した際の吸着の仕方とアルミニウム
化合物そのものの構造に起因しているのではないか考え
ている。

【００５３】そこで、本発明者は、金属磁性粒子粉末と
した場合に結合剤樹脂とのなじみを向上させることがで
きるＡｌ化合物を多く含有した紡錘状を呈したゲータイ
ト粒子が得られるかを種々検討した結果、第一鉄塩水溶
液と炭酸アルカリ水溶液とを中和してＦｅＣＯ₃ を含む
懸濁液とする前に、それぞれ、前記第一鉄塩水溶液中に
はＡｌの酸性塩化合物を添加しておき、更に、前記炭酸
アルカリ水溶液中にはＡｌの塩基性塩化合物を添加して
から中和反応を行うことによりＦｅＣＯ₃ を含む懸濁液
とし、次いで、酸素含有ガスを通気して酸化反応を行う
ことにより、粒度が均斉であって樹枝状粒子が混在して
おらず、しかも、多くのＡｌを含有する紡錘状を呈した
ゲータイト粒子を生成することができることが見出した
のである。

【００５４】この理由としては、Ａｌの酸性塩化合物は
同じ酸性である第一鉄塩水溶液に添加し、Ａｌの塩基性
塩化合物は同じアルカリ性である炭酸アルカリ水溶液に
添加することにより、中和反応がスムーズに行われる中
で各Ａｌ化合物がＦｅＣＯ₃中に取り込まれ、更に、紡
錘状のゲータイト粒子を生成する過程においてうまく多
くのＡｌ化合物を含有させることができたものと考えて
おり、それは、前述の凝集効果と結晶成長制御効果が形
状制御に有利に働いたためと考えている。

【００５５】その結果、前記紡錘状を呈したゲータイト
粒子又は前記ゲータイト粒子を加熱脱水して得られた紡
錘状を呈したヘマタイト粒子を還元性ガス中で加熱還元
することにより、粒度が均斉であって樹枝状粒子が混在
しておらず、しかも、高い保磁力を有する紡錘状を呈し
た鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末が得られたのであ
る。

【００５６】

【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、以下の実施例並びに比較例における粒子
の平均径、軸比は、いずれも電子顕微鏡写真から測定し
た数値の平均値を示した。

【００５７】鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の磁気
特性及び塗膜特性は、「振動試料磁力計ＶＳＭ−３Ｓ−
１５」（東英工業（株）製）を使用し、外部磁場１０Ｋ
Ｏｅまでかけて測定した。

【００５８】鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の結合
剤樹脂とのなじみについては、磁性粉にｎ−ブチルアミ
ン（塩基性物質）を吸着させ、吸着しなかったｎ−ブチ
ルアミンの濃度を０．１ＮのＨＣｌＯ₄ ／酢酸溶液で滴
定して測定した固体酸量または磁性粉にミリスチン酸
（酸性物質）を吸着させ、吸着しなかったミリスチン酸
の濃度を「イオンクロマトグラフＨＩＣ−６Ａ」（島津
製作所製）により測定した固体塩基量により求めた。

【００５９】＜紡錘状を呈したゲータイト粒子粉末の製
造＞ 実施例１〜３、比較例１〜５；

【００６０】実施例１ 毎分５０ｌの割合でＮ₂ ガスを流すことによって非酸化
性雰囲気に保持された反応容器中に、硫酸アルミニウム
５１．３ｇ（硫酸第一鉄水溶液中のＦｅ²⁺に対し１．５
原子％に該当する。）を溶解させたＦｅ²⁺０．８ｍｏｌ
／ｌを含む硫酸第一鉄水溶液２５ｌとアルミン酸ナトリ
ウム２４．６ｇ（硫酸第一鉄水溶液中のＦｅ²⁺に対し
１．５原子％に該当する。）を溶解させた１．６ｍｏｌ
／ｌのＮａ₂ ＣＯ₃ 水溶液２５ｌ（硫酸第一鉄水溶液中
のＦｅ²⁺に対し２．０当量に該当する。）とを混合し、
ｐＨ９．４、温度５６℃においてＦｅＣＯ₃ を含む懸濁
液の生成した。

【００６１】上記懸濁液中に、引き続き、毎分５０ｌの
Ｎ₂ ガスを流しながら、温度５６℃において２時間保持
して熟成した後、Ｎ₂ ガスを止めて、当該懸濁液の温度
を５５℃とし、毎分１５０ｌの空気を当該懸濁液中に４
時間通気して黄褐色沈澱粒子を生成させた。黄色褐色沈
澱粒子は、常法により、濾別、水洗、乾燥、粉砕した。

【００６２】得られた黄褐色粒子粉末は、Ｘ線回折の結
果、ゲータイトであり、図１に示す電子顕微鏡写真（×
３００００）から明らかな通り、Ａｌ化合物はＡｌ換算
で０．７６ｗｔ％含有する平均値で長軸径０．１９μ
ｍ、軸比１０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。

【００６３】実施例２及び３、比較例１〜５ ゲータイト粒子の生成における第一鉄塩水溶液の種類、
炭酸アルカリ水溶液の種類、第一鉄塩水溶液中又は炭酸
アルカリ水溶液中に添加・溶解させたＡｌの酸性塩化合
物又はＡｌの塩基性塩化合物の種類及びＦｅ²⁺に対する
使用量、前記各Ａｌの化合物の添加溶液及び時期、熟成
工程の通気ガス流量、温度及び時間並びに反応温度を種
々変化させた以外は実施例１と同様にして紡錘状を呈し
たゲータイト粒子粉末を得た。

【００６４】この時の主要製造条件及びゲータイト粒子
粉末の諸特性を表１及び表２に示す。尚、比較例２にお
いては、図５に示す電子顕微鏡写真（×３００００）か
ら明らかな通り、微細な不定形粒子であったので長軸径
と軸比の測定は割愛した。

【００６５】

【表１】

【００６６】

【表２】

【００６７】＜紡錘状を呈したヘマタイト粒子粉末の製
造＞ 実施例４〜６、比較例６〜９；

【００６８】実施例４ 実施例１で得られた濾別、水洗した後の紡錘状を呈した
ゲータイト粒子１５００ｇに相当量のプレスケーキを４
０ｌの水中に懸濁させた。この時の懸濁液のｐＨは８．
９であった。次いで、上記懸濁液に酢酸コバルト３１５
ｇ（ゲータイトに対し酢酸コバルトとして２１ｗｔ％に
該当する。）を溶解した水溶液１ｌを添加して１０分間
攪拌・分散した、次いで、上記懸濁液にホウ酸１８０ｇ
（ゲータイトに対しホウ酸として１２ｗｔ％に該当す
る。）を添加し、１０分間攪拌した。次いで、該懸濁液
のｐＨが７．３となるように１５％濃度のアンモニア水
溶液を添加した後、濾別して不要な塩を除去した。該濾
別したゲータイトプレスケーキを乾燥し、Ｃｏ化合物と
Ｂ化合物で被覆されたゲータイト粒子を得た。得られた
ゲータイト中のＣｏとＢ含有量はそれぞれＣｏ化合物は
Ｃｏ換算で３．７原子％、Ｂ化合物はＢ換算で０．７１
原子％であった。

【００６９】次いで、上記ゲータイト粒子を空気中４０
０℃で３０分間加熱脱水して紡錘状を呈したヘマタイト
粒子を得た。

【００７０】実施例５及び６、比較例６〜９ 被処理粒子の種類を変えた以外は、実施例４と同様にし
て紡錘状を呈したヘマタイト粒子を得た。この時の主要
な製造条件及び諸特性を表３に示す。尚、比較例６にお
いては、Ｃｏ化合物とＢ化合物に加え、更にＡｌ化合物
（ゲータイトに対し硝酸アルミニウムとして２０ｗｔ％
に該当する。）を被覆した。

【００７１】

【表３】

【００７２】＜紡錘状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７〜９、比較例１０〜１３；

【００７３】実施例７ 実施例４で得られた紡錘状を呈したヘマタイト粒子粉末
１００ｇを約１０ｌの容積の回転レトルト還元容器に投
入し、駆動回転させながらＨ₂ ガスを毎分２０ｌの割合
で通気し、還元温度４００℃で還元した。

【００７４】還元して得られた紡錘状を呈した鉄を主成
分とする金属磁性粒子粉末は、空気中に取り出した時急
激な酸化を起こさないように、トルエン液中に浸漬して
取り出した。一部を取り出し、トルエンを蒸発させなが
ら表面に安定な酸化被膜を形成した。

【００７５】この紡錘状を呈した鉄を主成分とする金属
磁性粒子粉末は、電子顕微鏡観察の結果、平均長軸０．
１３μｍ、軸比７．５であり、粒度が均斉で樹枝状粒子
の少ないものであった。また、Ａｌ化合物はＦｅに対し
Ａｌ換算で１．１０ｗｔ％であり、磁気特性は、保磁力
Ｈｃ１６５５Ｏｅ、飽和磁化σｓ１４９ｅｍｕ／ｇであ
った。また、固体酸量は０．２３５ｍｇ／ｍ² であり、
固体塩基量は０．８５８ｍｇ／ｍ² であった。

【００７６】実施例８及び９、比較例１０〜１３ 被処理粒子の種類並びに還元温度を種々変化させた以外
は実施例７と同様にして紡錘状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。

【００７７】

【表４】

【００７８】

【発明の効果】本発明に係る紡錘状を呈した鉄を主成分
とする金属磁性粒子粉末の製造法によれば、前出実施例
に示した通り、粒度が均斉であって樹枝状粒子が混在し
ておらず、しかも、高い保磁力を有する紡錘状を呈した
鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末を得ることが出来る
ので、高記録密度、高感度、高出力用磁性粒子粉末とし
て好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で得られた紡錘状を呈したゲータイト
粒子粉末の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×３０００
０）である。

【図２】実施例２で得られた紡錘状を呈したゲータイト
粒子粉末の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×３０００
０）である。

【図３】実施例３で得られた紡錘状を呈したゲータイト
粒子粉末の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×３０００
０）である。

【図４】比較例１で得られた紡錘状を呈したゲータイト
粒子粉末の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×３０００
０）である。

【図５】比較例２で得られた紡錘状を呈したゲータイト
粒子粉末の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×３０００
０）である。

【図６】比較例３で得られた紡錘状を呈したゲータイト
粒子粉末の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×３０００
０）である。

【図７】比較例４で得られた紡錘状を呈したゲータイト
粒子粉末の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×３０００
０）である。

【図８】比較例５で得られた紡錘状を呈したゲータイト
粒子粉末の粒子構造を示す電子顕微鏡写真（×３０００
０）である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一鉄塩水溶液と炭酸アルカリ水溶液と
   を反応して得られたＦｅＣＯ₃ 含む懸濁液に酸素含有ガ
   スを通気して酸化反応を行うことにより紡錘状を呈した
   ゲータイト粒子を生成させ、該ゲータイト粒子又は該ゲ
   ータイト粒子を加熱脱水して得られた紡錘状を呈したヘ
   マタイト粒子を還元性ガス中で加熱還元する紡錘状を呈
   した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の製造法におい
   て、 あらかじめ、前記第一鉄塩水溶液中にはＡｌの酸性塩化
   合物を、前記炭酸アルカリ水溶液中にはＡｌの塩基性塩
   化合物を、それぞれ添加しておくことを特徴とする紡錘
   状を呈した鉄を主成分とする金属磁性粒子粉末の製造
   法。
2. 【請求項２】 第一鉄塩水溶液中に添加するＡｌの酸性
   塩化合物が該第一鉄塩水溶液中のＦｅに対しＡｌ換算で
   １．０〜３．０原子％の範囲であり、炭酸アルカリ水溶
   液中に添加するＡｌの塩基性塩化合物が前記第一鉄塩水
   溶液中のＦｅに対しＡｌ換算で１．０〜３．０原子％の
   範囲である請求項１記載の紡錘状を呈した鉄を主成分と
   する金属磁性粒子粉末の製造法。