JPH09205012A

JPH09205012A - 金属磁性粉末の製造方法

Info

Publication number: JPH09205012A
Application number: JP8031455A
Authority: JP
Inventors: Shiyuuhei Arikita; 周平有北; Yoshinori Hama; 良典浜; Shigeo Fujii; 滋夫藤井; Michihito Igaki; 通人井垣
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1996-01-24
Filing date: 1996-01-24
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【解決手段】含水酸化鉄又は酸化鉄を主体として含む鉄
化合物粉末の懸濁水スラリーからその乾燥造粒物を得、
それを還元性ガスで還元して金属磁性粉末を得る金属磁
性粉末の製造方法において、該乾燥造粒物が、臨界含
水率以上の含水率の湿潤ケークを成形造粒した後、外力
を作用させずに乾燥したものであるか、又は臨界含水
率以上の含水率の湿潤ケークを外力を作用させずに乾燥
した後、乾燥ケークを構成する一次粒子の凝集状態に実
質的に影響を与えずに解砕造粒したものであることを特
徴とする金属磁性粉末の製造方法。【効果】本発明によれば、金属磁性粉末の原料となる針
状鉄化合物粉末の一次粒子と還元性ガスの接触が良好で
あり、生成水蒸気の影響による針状形状の変形や形骸粒
子間の焼結がないため優れた磁気特性を有する金属磁性
粉末を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属磁性粉末の製造
方法に関する。更に詳しくは、還元時に融着がなく、磁
気特性に優れた金属磁性粉末の製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種の記録方式の発展は著しいも
のがあるが、中でも磁気記録再生装置の小型軽量化の進
歩は顕著である。これにつれて磁気テープ・磁気ディス
ク等の磁気記録媒体に対する高性能化の要求が大きくな
ってきている。

【０００３】磁気記録に対するこのような要求を満足す
るためには、高い保磁力と高い飽和磁化を有する磁性粉
末が必要である。従来、磁気記録用の磁性粉末として一
般には針状のマグネタイトやマグヘマイト又はこれらの
磁性酸化鉄粉をコバルトで変性したいわゆるコバルト含
有酸化鉄が用いられているが、より高出力の媒体を得る
ためにはより高い保磁力・飽和磁化を持つ強磁性金属粉
いわゆるメタル磁性粉末が用いられ始めている。

【０００４】このような金属磁性粉末の製造方法として
は、一般的に針状の含水酸化鉄または酸化鉄を主体とし
て含む鉄化合物の粉末を水素等の還元性ガス雰囲気中で
加熱して金属鉄にまで還元する方法が用いられている。
この方法においては、還元をより高温で行うほど粒子の
結晶性が良くなって、金属磁性粉末の飽和磁化を高める
ことができる。しかし、逆に、高温で還元を行うと形骸
粒子の針状形状が崩壊したり、形骸粒子同士の融着が起
きてしまい、その結果、金属磁性粉末の保磁力、角形比
等の磁気特性が低下するといった問題が生じる。

【０００５】また、酸化鉄の還元反応により生成する水
蒸気は針状の一次粒子の融着を促進する作用があるた
め、水蒸気分圧が高くなるほど得られる金属磁性粉末の
磁気特性が低下する。従って、優れた特性を有する金属
磁性粉末を得るためには、還元前原料である乾燥造粒物
内に、還元工程で発生する水蒸気が速やかに拡散する微
細な空孔が充分に存在し、乾燥造粒物を構成する一次粒
子同士の接触点の数ができるだけ少ない方が金属磁性粉
末の性能が高くなる。したがって、造粒条件や得られる
乾燥造粒物の性状が、金属磁性粉末の性能を左右するの
で非常に重要な因子である。

【０００６】更に、金属磁性粉末は、還元直後は非常に
酸化されやすい為に、取り扱いの上の安全確保と、テー
プの磁性体として使用した場合の経時安定性の確保の観
点から、何らかの方法で一次粒子表面に薄い酸化皮膜を
形成して、空気中での経時安定性を付与する操作を行っ
ている。この場合、還元時に一次粒子同士が融着すれ
ば、造粒粒子内の微細な空孔の数が減少し、金属磁性粉
末の一次粒子表面に酸素が到達するのを防げるため、酸
化皮膜の形成が不均一となり充分な経時安定性を付与で
きない。したがって、この表面酸化の工程でも還元前原
料の造粒条件や乾燥造粒物の性状が重要な因子となって
くる。

【０００７】従来から、この課題を解決するため種々の
還元法が提案されている。例えば、２５０メッシュな
いし６メッシュに造粒後、流動床還元炉を用いて還元す
る方法（特開昭５８−１７４５０９号公報）、０．５
〜３０ｍｍの乾燥造粒物とした後、筒状還元炉を用いて
還元する方法（特公平１−５２４４２号公報）、１〜
１０ｍｍの球状粒子に造粒後、ロータリーキルンを用い
て還元する方法（特開昭５９−１９７５０６号公報）、
酸化鉄原料を水に分散後、含水率６０〜８０重量％に
圧縮脱水する事により塊状に成形後、還元する方法（特
開昭５７−５４２０５号公報）、スラリーの段階で有
機物処理した含水率７０〜９０重量％のケークを成形後
乾燥し、嵩密度０．１５〜０．４０ｇ／ｃｃの乾燥造粒
物を還元する方法（特開平７−９０３３１号公報）等が
挙げられる。また、原料酸化鉄粉末をペレット状に成
形後加熱還元し、その還元工程で発生した脱水孔を利用
して均質な酸化安定化を行う方法（特開昭５８−１６１
７１１号公報）が示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のからの方法
は、原料となる酸化鉄微粒子を造粒後還元する方法であ
るが、乾燥造粒物の大きさ以外は、造粒方法及び乾燥造
粒物の性状と還元後の金属磁性粉末の性能との関連につ
いて言及されていない。また、では、乾燥造粒物を得
る方法について言及しているが、還元後の金属磁性粉末
の性能は造粒方法によって変化しないとしている。

【０００９】これらの方法は、金属磁性粉末の開発の初
期の頃になされたもので、原料となる酸化鉄の一次粒子
が比較的大きい事と、金属磁性粉末の要求特性が比較的
低い為に、造粒方法による差異が出なかったものと考え
られる。また、造粒前の湿潤ケークを得る段階で、でき
るだけ含水率が低い方が、乾燥の負荷を下げられる為
に、濃縮脱水を充分に行う傾向が一般的に見られる。し
たがって、この時点で粒子の凝集がすすみ、造粒物が圧
密化されてしまった為に、性能差がでなかった可能性が
ある。

【００１０】上記のでは、成形時のケークの含水率が
７０重量％よりも低いと、成形操作で受ける混練力や加
圧力で鉄化合物粉末粒子が圧密化されて、還元後の金属
磁性粉末の性能が低下する事を述べている。しかし、こ
の方法では原料となる鉄化合物粉末粒子の大きさや形状
が変化した場合に最適含水率がどのように変化するかに
ついての検討は為されていない。

【００１１】上記のでは、還元時に発生する脱水孔を
利用して、その後の表面徐酸化による安定化を均一に行
う事を目的としているが、この場合も還元前の乾燥造粒
物の段階で有効な微細孔が多数存在しない場合は、還元
時点で融着が発生し、金属磁性粉末の性能が低下すると
思われるが、その点については言及されていない。これ
は、粒子径が大きく要求特性が比較的低い為に、造粒方
法による差異がでなかったものと考えられる。したがっ
て、本発明の目的は、原料となる鉄化合物の一次粒子の
大きさ、形状、粒度分布等が変化しても、金属磁性粉末
の還元原料として最適な乾燥造粒物を得ることにより、
融着のない高性能の金属磁性粉末を製造する方法を提供
する事にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、この様な
乾燥造粒物を得るには、湿潤ケークを用いて造粒する工
程において、特定の臨界含水率未満の領域では、混練や
圧縮等の外力を作用させないで乾燥させることが重要で
ある事を見い出し、この発明を完成した。そして、この
方法の特長は、湿潤ケークを構成する一次粒子の大きさ
や形状、粒度分布が変化しても本発明の作用・効果が得
られ、一次粒子表面が何らかの物質で表面処理されてい
ても同様に対応できるので、汎用性の高いものである。

【００１３】即ち、本発明の要旨は、（１）含水酸化
鉄又は酸化鉄を主体として含む鉄化合物粉末の懸濁水ス
ラリーからその乾燥造粒物を得、それを還元性ガスで還
元して金属磁性粉末を得る金属磁性粉末の製造方法にお
いて、該乾燥造粒物が、下記により決定される臨界含水
率以上の含水率の湿潤ケークを成形造粒した後、外力を
作用させずに乾燥したものであることを特徴とする金属
磁性粉末の製造方法、臨界含水率：鉄化合物粉末の懸濁水スラリーを一定速度
で混練しつつ乾燥させる場合に、混練動力のベース値か
らの増加分が、混練動力の極大値に対応する増加分の１
０％になる時の含水率である、（２）湿潤ケークを成
形造粒する方法が圧密成形によるものである前記（１）
記載の製造方法、（３）含水酸化鉄又は酸化鉄を主体
として含む鉄化合物粉末の懸濁水スラリーからその乾燥
造粒物を得、それを還元性ガスで還元して金属磁性粉末
を得る金属磁性粉末の製造方法において、該乾燥造粒物
が、下記により決定される臨界含水率以上の含水率の湿
潤ケークを外力を作用させずに乾燥した後、乾燥ケーク
を構成する一次粒子の凝集状態に実質的に影響を与えず
に解砕造粒したものであることを特徴とする金属磁性粉
末の製造方法、臨界含水率：鉄化合物粉末の懸濁水スラリーを一定速度
で混練しつつ乾燥させる場合に、混練動力のベース値か
らの増加分が、混練動力の極大値に対応する増加分の１
０％になる時の含水率である、（４）乾燥ケークを構
成する一次粒子の凝集状態に実質的に影響を与えずに解
砕造粒する方法が、圧縮により一次粒子の位置関係が変
化しない方法によるものである前記（３）記載の金属磁
性粉末の製造方法、（５）湿潤ケークの含水率が、臨
界含水率以上で臨界含水率プラス１０重量％以下である
事を特徴とする前記（１）〜（４）いずれか記載の金属
磁性粉末の製造方法、（６）含水酸化鉄又は酸化鉄を
主体として含む鉄化合物粉末の一次粒子の平均長軸長が
０．２７μｍ以下である前記（１）〜（５）いずれか記
載の金属磁性粉末の製造方法、（７）還元前の乾燥造
粒物の平均粒径が１〜２０ｍｍである前記（１）〜
（６）いずれか記載の金属磁性粉末の製造方法、に関す
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の金属磁性粉末の製造方法
は、還元原料である乾燥造粒物が、臨界含水率以上の含
水率の湿潤ケークを成形造粒した後、外力を作用させず
に乾燥したものである第１の態様と、臨界含水率以上の
含水率の湿潤ケークを外力を作用させずに乾燥した後、
乾燥ケークを構成する一次粒子の凝集状態に実質的に影
響を与えずに解砕造粒したものである第２の態様に大別
される。

【００１５】即ち、本発明の第１の態様は、含水酸化鉄
又は酸化鉄を主体として含む鉄化合物粉末の懸濁水スラ
リーからその乾燥造粒物を得、それを還元性ガスで還元
して金属磁性粉末を得る金属磁性粉末の製造方法におい
て、該乾燥造粒物が、下記により決定される臨界含水率
以上の含水率の湿潤ケークを成形造粒した後、外力を作
用させずに乾燥したものであることを特徴とする金属磁
性粉末の製造方法であり、第２の態様は、含水酸化鉄又
は酸化鉄を主体として含む鉄化合物粉末の懸濁水スラリ
ーからその乾燥造粒物を得、それを還元性ガスで還元し
て金属磁性粉末を得る金属磁性粉末の製造方法におい
て、該乾燥造粒物が、下記により決定される臨界含水率
以上の含水率の湿潤ケークを外力を作用させずに乾燥し
た後、乾燥ケークを構成する一次粒子の凝集状態に実質
的に影響を与えずに解砕造粒したものであることを特徴
とする金属磁性粉末の製造方法である。ここで、臨界含
水率とは鉄化合物粉末の懸濁水スラリーを一定速度で混
練しつつ乾燥させる場合に、混練動力のベース値からの
増加分が、混練動力の極大値に対応する増加分の１０％
になる時の含水率を言う。以下、両者について詳細に説
明する。

【００１６】本発明に用いられる原料は、含水酸化鉄ま
たは酸化鉄を主体として含む鉄化合物粉末である。含水
酸化鉄としては、例えば、α−ＦｅＯＯＨ、β−ＦｅＯ
ＯＨ、γ−ＦｅＯＯＨが挙げられる。酸化鉄としては、
例えば、α−Ｆｅ₂Ｏ₃、γ−Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｆｅ₃Ｏ₄
などが挙げられる。また、これらの含水酸化鉄または酸
化鉄には、コバルト、亜鉛、銅、クロム、ニッケル、珪
素、アルミニウム、錫、チタン等の元素を添加、或い
は、表面処理しても良い。鉄化合物の形状は、針状であ
れば特に限定されることはなく、具体的には短冊状、ス
ピンドル状、紡錘状、米粒状等が挙げられる。

【００１７】これらのうち、長軸長には特に限定されな
いが、特に透過型電子顕微鏡で観察した長軸長さの平均
値が０．２７μｍ以下の微粒子を用いた場合、還元時に
発生する水蒸気による融着に起因する性能低下防止の効
果がより顕著となる。さらに、透過型電子顕微鏡で観察
した長軸長と短軸長の比が４以上の粒子を用いた場合
に、同様の効果が顕著になる。

【００１８】本発明では、上記鉄化合物粉末が水中に分
散した懸濁水スラリーを用いる。該スラリーの調製方法
は特に限定されず、水中で反応晶析により針状結晶を析
出させる方法、或いは、反応晶析で得たスラリーをフィ
ルタープレスで濃縮／水洗して湿潤ケークを得た後、そ
れを再び水中に分散させる方法等が好適に使用できる。
またこのスラリー状態で、濾過性の改善、乾燥造粒物の
嵩密度低減等の目的で、有機物で表面処理してもよい。

【００１９】本発明ではまず上記の鉄化合物粉末の懸濁
水スラリーからその乾燥造粒物を得るが、第１の態様で
は、臨界含水率以上の含水率の湿潤ケークを成形造粒し
た後、外力を作用させずに乾燥させて当該乾燥造粒物を
得る。

【００２０】ここで、臨界含水率は前記の通りである
が、いずれの態様においても重要であり、具体的には次
のようにして測定される。原料として用いられる懸濁水
スラリーの１部分を、混練作用があり加熱可能な装置に
仕込み、一定の速度で混練しながら、水分を徐々に蒸発
させ、ケークの含水率を低下させる。この時経時的にサ
ンプリングし、ケークの含水率と混練動力との関係を調
べると、図１の様に含水率が十分高い場合にベース値を
示すと共に、含水率の低下に伴って、混練動力が徐々に
増加し始め、混練動力の極大値（ピーク値）を示す。か
かる関係より、混練動力のベース値からの増加分が、混
練動力の極大値に対応する増加分の１０％になる時（図
１では点Ａ）の含水率を臨界含水率として決定すること
ができる。

【００２１】ここで、上記の装置内の固形物量が少なす
ぎると、含水率の低下に伴う混練動力の変化量も小さく
Ａ点の判定が困難になる。その場合、水分がある程度蒸
発して、混練動力に変化のない時点で、何回かに分けて
スラリーを追加すると充分な固形物量（ケーク量）を確
保できＡ点の決定を容易にする事ができる。また、この
臨界含水率決定に用いる原料は、ケークの表面に水相が
残る程度の含水率のものであればよく、スラリーを上記
の装置に仕込む前に予めヌッチェ濾過器等でその程度の
含水率まで濃縮しておけば測定時間が短縮できる。測定
に用いる混練作用があり加熱可能な装置としては、ジャ
ケット付き双腕型ニーダー、ジャケット付きプラネタリ
ーミキサー等が好適に用いられる。

【００２２】本発明では、上記の臨界含水率以上の含水
率の湿潤ケークを成形造粒するが、湿潤ケークを得る方
法は特に限定されず、前記の懸濁水スラリーを適当な方
法で濃縮して湿潤ケークを得ることができる。

【００２３】この時上記方法で求めた臨界含水率以上で
行う事が重要である。臨界含水率未満の含水率において
混練や圧縮等の外力が付与されると、湿潤ケークを構成
する１次粒子の凝集が促進され、本発明の効果が出な
い。本発明ではさらに、湿潤ケークの含水率が、臨界含
水率以上で臨界含水率プラス１０重量％以下となるよう
に濃縮すれば、後に実施する成形操作がより容易になり
好ましい。

【００２４】従来技術においては、スラリーの含水率に
関する言及はなされていても、原料となる鉄化合物粉末
粒子の大きさや形状が変化した場合に最適含水率がどの
ように変化するかについての検討はなされていない。一
方、後述の実施例においては、用いるスラリーによって
乾燥の基準となる臨界含水率が５８〜７３重量％と異な
っており、本発明の有用性が比較例との対比により明確
に示されている。

【００２５】スラリーを濃縮する装置としては、装置の
真空度、加圧力及び遠心力により固液分離して得られる
ケークの含水率を制御できる装置、あるいは、スラリー
から水分を蒸発させて、任意の含水率のケークを得られ
る装置であれば、特に限定されない。真空度を用いる装
置の例としては、回転式ドラムフィルターやベルトフィ
ルター等が挙げられ、加圧力を用いる装置の例として
は、フィルタープレスや密閉式加圧フィルター等が挙げ
られ、遠心力を用いる装置の例としては、分離板型、バ
スケット型、デカンター型等の遠心分離機が挙げられ、
水分を蒸発させる装置の例としては、攪拌乾燥機やスプ
レードライヤー等の乾燥機が挙げられる。即ち、スラリ
ーを濃縮する装置は、臨界含水率決定に用いる装置には
限定されない。

【００２６】以上の操作で得られたケークから、乾燥造
粒物を得る方法として、ケークを成形造粒後、混練や圧
縮等の外力の作用しない乾燥機で乾燥する方法が使用で
きる。ここで使用するケークの成形方法としては、圧密
成形法が好ましく、具体的には、圧延ロールを用いた方
法、打錠成形法、押し出し成形方法等が挙げられる。ま
た、成形造粒物の乾燥方法としては、例えばバンド乾燥
機、箱型乾燥機、棚乾燥器の様な静置状態で乾燥できる
方式の装置を使用できる。混練や圧縮等の外力の作用す
る乾燥機を用いると乾燥造粒物を構成する１次粒子の凝
集が促進され、本発明の効果が出ないので好ましくな
い。

【００２７】本発明の第２の態様では、還元原料である
乾燥造粒物として、第１の態様と同じ方法で得られた、
前記の臨界含水率以上の含水率の湿潤ケークを外力（例
えば混練や圧縮等）を作用させずに乾燥した後、乾燥ケ
ークを構成する一次粒子の凝集状態に実質的に影響を与
えずに解砕造粒したものを用いる。ここで１次粒子の凝
集状態に実質的に影響を与えないとは、解砕前後で乾燥
ケーク内の１次粒子同士の位置関係が変化しないことを
意味する。この時使用する乾燥機は、第１の態様で用い
た形式の乾燥機と同様のものが使用できる。

【００２８】また、乾燥ケークを解砕造粒する方法とし
ては、圧縮により一次粒子の位置関係が変化しない方法
であれば、いずれの公知の方法も使用できる。具体的に
は、ランデルミル（徳寿工作所製）の様なスクリーンに
擦り付ける形式の装置が微粉の発生も少なく好適に使用
でき、また、フィッツミル（ホソカワミクロン製）のよ
うな衝撃式の粉砕機等も使用可能である。なお、極端に
過大な圧縮力の作用するジョークラッシャー等の粉砕機
や、らいかい機の様に磨砕力が強く作用する装置は避け
た方が良い。

【００２９】本発明ではいずれの態様においても、乾燥
造粒物の平均粒径としては特に限定されないが、１ｍｍ
〜２０ｍｍに造粒したものを還元する事が好ましい。１
ｍｍ未満の乾燥造粒物では、還元ガスの流速によっては
反応器外へ飛散する場合があり好ましくない。２０ｍｍ
を越えるものでは、乾燥造粒物内に充分な微細孔が存在
しても、水素ガスおよび生成水蒸気の拡散が不良となり
還元が不均一なものとなってしまい好ましくない。

【００３０】本発明ではいずれの態様においても、以上
のようにして得られた乾燥造粒物を還元性ガスで還元し
て金属磁性粉末を得る。還元方法は、特に限定されるこ
となく、水素気流中で通常３５０〜６００℃に、通常２
時間程度保つ方法が挙げられる。

【００３１】還元により得られた金属磁性粉末は、非常
に酸化され易く空気に触れると発熱するので、空気中に
取り出す事ができない。そこで、気相或いは液相で、そ
れらを構成する一次粒子の表面を徐酸化して酸化安定性
を付与している。例えば上記の還元の後、通常、室温〜
１５０℃、好ましくは４０〜１２０℃程度にて、希薄酸
素（例えば、酸素／窒素の混合ガス）を系内に通気する
ことにより粒子表面に酸化層を形成させる方法が挙げら
れる。

【００３２】本発明で得られる金属磁性粉末は、いずれ
の態様においても、還元前の造粒粒子の段階で内部に、
微細な空孔が均一に多数存在するので、還元後に一次粒
子同士の融着が少なく、静磁気特性の高いものが得ら
れ、しかも、還元に続く表面徐酸化の工程でも、造粒粒
子の段階で存在した多数の微細孔が酸素の拡散を助ける
ので、均一な酸化皮膜を形成でき、耐酸化性の良いもの
を得る事ができる。

【００３３】本発明において、特定の臨界含水率未満の
領域で、混練や圧縮等の外力を作用させずに乾燥物を得
ることにより、優れた磁気特性を有する金属磁性粉末を
製造することができる理由は、次のように考えられる。
即ち、臨界含水率未満の領域で、混練や圧縮等の外力を
作用させないことにより、還元前原料である乾燥造粒物
内に、還元工程で発生する水蒸気が速やかに拡散する微
細な空孔を充分に存在させることができ、更に乾燥造粒
物を構成する一次粒子同士の接触点の数を少なくでき、
そのため水蒸気による一次粒子の融着を抑制することが
でき、更に酸化被膜の成形も良好に行うことができるか
らである。ここで、臨界含水率を境にこのような効果が
得られるのは、臨界含水率未満の領域で混練や圧縮等の
外力を作用させると、１次粒子間を満たす充分な水が存
在しない為に、粒子間の距離が縮まり、凝集を促進する
からであり、このような臨界的な状態は懸濁水スラリー
を一定速度で混練しつつ乾燥させる場合の混練動力（負
荷）の変動に明確に反映されている。そして、上記のよ
うな作用・機構のため、湿潤ケークを構成する一次粒子
の大きさや形状、粒度分布が変化しても本発明の作用・
効果が得られ、また一次粒子表面が何らかの物質で表面
処理されていても同様の効果が得られ、汎用性の高いも
のとなる。

【００３４】

【実施例】以下、実施例および比較例により本発明をさ
らに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例等によ
りなんら限定されるものではない。

【００３５】実施例１（第１の態様に対応）硫酸第１鉄水溶液とその４倍当量の苛性ソーダ水溶液を
混合し、その混合液を攪拌しながら空気を吹き込んで４
０℃で酸化し、一次粒子の大きさが平均長軸長さ０．２
２μｍ、軸比１１である針状晶α−ＦｅＯＯＨの懸濁水
スラリーを得た。次にこのスラリーをｐＨ＝９になるま
で脱塩し、そこに硫酸アルミ水溶液を加え、１０分間攪
拌し、硝酸水溶液を用いてｐＨ＝７になるまで中和し、
更に、伝導度が１００μＳになるまで脱塩し、ＡｌをＦ
ｅに対して４重量％含む針状晶α−ＦｅＯＯＨの懸濁水
スラリーを１００Ｌ得た。このスラリーの固形分は３重
量％であった。

【００３６】次に上記スラリー１０Ｌをとり、ヌッチェ
を用いて濾過し、ケーク表面の水分が無くなる直前で濾
過を止め約２ｋｇの湿潤ケークを得た。この時の含水率
は８５重量％であった。このケークを内容積３Ｌのジャ
ケット付き双腕型ニーダーに仕込み、２０ｒｐｍで攪拌
しながら、ジャケットに１２０℃の熱油を流して、水分
を蒸発させながら、混練動力とケークの含水率との関係
を調べた。その結果を図１にプロットしている。図１で
混練動力の増加分がピーク値の１０％になるＡ点の含水
率６５重量％がこの還元原料に於ける臨界含水率とな
る。

【００３７】上記スラリーの内２０Ｌをフィルタープレ
スにかけ、２ｋｇ／ｃｍ²の圧力で加圧脱水したとこ
ろ、含水率６８重量％のケーク２ｋｇを得た。このケー
ク１．５ｋｇを不二パウダル製のファインリューダーに
かけ、孔径４ｍｍのダイスから押しだし成形物を得、こ
れを８０℃に設定した熱風棚乾燥器に入れ乾燥した後、
４〜９メッシュに整粒し直径３ｍｍ長さ３〜５ｍｍの乾
燥造粒物（平均粒径４ｍｍ）約３００ｇを得た。

【００３８】この乾燥造粒物を固定床反応器に仕込み、
水素ガスを乾燥造粒物１ｋｇ当たり９．５Ｎｍ³流し、
４８０℃で２時間還元した。還元終了後反応器の上部か
ら、トルエン中に少量サンプリングした後、窒素ガス雰
囲気で８０℃まで冷却して、酸素を１０００ｐｐｍ含む
窒素ガスを、乾燥造粒物１ｋｇ当たり９．５Ｎｍ³流
し、８０℃で徐々に酸化して安定化させ、酸素の消費が
無くなった時点で窒素のみに切り換え、室温まで冷却し
た。次に窒素の流路を切り換え、２０℃の水の入ったバ
ブリング槽を通し、窒素を加湿し、徐酸化の終了した金
属磁性粉末に水を吸着させ吸着熱の発生が無くなった時
点で、加湿操作を終了して、金属磁性粉末３５ｇを取り
だした。

【００３９】ここで、還元終了物及び加湿操作終了物の
磁気特性を試料振動型磁力計（ＶＳＭ）により、Ｘ線結
晶粒径（金属鉄の結晶子の大きさ）をＸ線回折装置によ
り測定した。この際、Ｘ線結晶粒径はＸ線回折の鉄（１
１０）回折ピークの半値巾よりシェラーの式を用いて求
めた。結果を表１に示す。

【００４０】以上の操作で得た金属磁性粉末を以下に示
す配合で分散し磁性塗料を得た後、アプリケーターで、
厚さ１０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上
に２０μｍの厚さに塗布し、乾燥せぬうちに３．５ＫＯ
ｅの磁場中に置き、室温で乾燥して塗膜を得た。

【００４１】〔磁性塗料組成〕金属磁性粉末１００重量部アルミナ粒子（平均粒径０．３μｍ）８重量部ＭＲ１０４１０重量部（日本ゼオン（株）製、スルホン酸基含有塩化ビニル系樹脂）ＵＲ８２００７重量部（東洋紡績（株）製、スルホン酸基含有ポリウレタン系樹脂）コロネートＨＸ４．３重量部（日本ポリウレタン工業（株）製、スルホン酸基含有ポリウレタン系樹脂）メチルエチルケトン９０重量部トルエン９０重量部シクロヘキサノン６０重量部ここで得られた塗膜を所定の大きさに打ち抜き、磁気特
性を試料振動磁力計（ＶＳＭ）により測定した。結果を
表１に示す。

【００４２】実施例２（第１の態様に対応）実施例１で調製したスラリー２０Ｌをフィルタープレス
で、１ｋｇ／ｃｍ²の圧力で加圧脱水し、含水率７５重
量％のケークを得た。このケークを実施例１と同じ方法
で処理し、最終的に塗膜を得た。この時の粉の静磁気特
性及びＸ線結晶粒径、並びに塗膜の静磁気特性を表１に
示す。

【００４３】実施例３（第１の態様に対応）実施例１の空気による酸化温度を３５℃に変更した以外
は、同一条件で反応を行い、一次粒子の大きさが平均長
軸長さ０．１８μｍ、軸比８である針状晶α−ＦｅＯＯ
Ｈの懸濁水スラリーを得た。次にこのスラリーの臨界含
水率を実施例１と同じ方法で求めたところ、７３重量％
であった。そこでこのスラリー４０Ｌをフィルタープレ
スで２ｋｇ／ｃｍ²の圧力で濾過・脱水して、含水率７
７重量％のケーク５ｋｇを得た。このケーク２ｋｇを実
施例１と同じ方法で処理し、最終的に塗膜を得た。この
時の粉の静磁気特性及びＸ線結晶粒径、並びに塗膜の静
磁気特性を表１に示す。

【００４４】実施例４（第２の態様に対応）実施例３で調製したケーク１ｋｇをそのまま棚乾燥器で
乾燥し、乾燥ケークをランデルミル（徳寿製作所製）で
４メッシュ以下に解砕し、更に１６メッシュ以下を除去
した後（平均粒径４ｍｍ）、実施例１と同じ方法で処理
し、最終的に塗膜を得た。この時の粉の静磁気特性及び
Ｘ線結晶粒径、並びに塗膜の静磁気特性を表１に示す。

【００４５】実施例５（第１の態様に対応）実施例１の苛性ソーダを炭酸ソーダに変更し、使用量を
２倍当量にした以外は実施例１と同様に処理し、平均長
軸長さ０．２４μｍ、軸比９の紡錘状のα−ＦｅＯＯＨ
の懸濁スラリーを得た後、更に、実施例１と同じ方法で
表面処理し、固形分３重量％の懸濁スラリー１００Ｌを
得た。このスラリーの臨界含水率を実施例１と同じ方法
で求めたところ、５８重量％であった。そこでこのスラ
リー４０Ｌをフィルタープレスで３ｋｇ／ｃｍ²の圧力
で濾過・脱水して、含水率６３重量％のケークを得た。
このケーク２ｋｇを実施例１と同じ方法で処理し、最終
的に塗膜を得た。この時の粉の静磁気特性及びＸ線結晶
粒径、並びに塗膜の静磁気特性を表１に示す。

【００４６】比較例１（臨界含水率である６５重量％以
下）実施例１で調製したスラリー２０Ｌをフィルタープレス
で５ｋｇ／ｃｍ²の圧力で加圧脱水し、含水率６０重量
％のケークを得た。このケークを実施例１と同じ方法で
処理し、最終的に塗膜を得た。この時の粉の静磁気特性
及びＸ線結晶粒径、並びに塗膜の静磁気特性を表２に示
す。

【００４７】比較例２（臨界含水率である６５重量％以
下）実施例１で調製したスラリー２０Ｌをフィルタープレス
で３．５ｋｇ／ｃｍ²の圧力で加圧脱水し、含水率６３
重量％のケークを得た。このケークを実施例１と同じ方
法で処理し、最終的に塗膜を得た。この時の粉の静磁気
特性及びＸ線結晶粒径、並びに塗膜の静磁気特性を表２
に示す。

【００４８】比較例３（臨界含水率である７３重量％以
下）実施例３で調製したスラリー４０Ｌをフィルタープレス
で５ｋｇ／ｃｍ²の圧力で加圧脱水し、含水率６６重量
％のケークを得た。このケークを実施例１と同じ方法で
処理し、最終的に塗膜を得た。この時の粉の静磁気特性
及びＸ線結晶粒径、並びに塗膜の静磁気特性を表２に示
す。

【００４９】比較例４（実施例４との対比例）比較例３で調製したケーク１ｋｇを実施例４と同じ条件
で棚乾燥器で乾燥後解砕して４〜１６メッシュに整粒し
（平均粒径４ｍｍ）、それを還元して、最終的に塗膜を
得た。この時の粉の静磁気特性及びＸ線結晶粒径、並び
に塗膜の静磁気特性を表２に示す。

【００５０】比較例５（臨界含水率である５８重量％以
下）実施例５で調製したスラリー４０Ｌをフィルタープレス
で５ｋｇ／ｃｍ²の圧力で加圧脱水し、含水率５０重量
％のケークを得た。このケークを実施例１と同じ方法で
処理し、最終的に塗膜を得た。この時の粉及び塗膜の性
能を表２に示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】表１と表２の対比より、各実施例で得られ
た粉体および塗膜は、臨界含水率未満で同様に処理され
た比較例と比べて、全ての磁気特性において同等以上の
性能を示した。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、金属磁性粉末の原料と
なる針状鉄化合物粉末の一次粒子と還元性ガスの接触が
良好であり、生成水蒸気の影響による針状形状の変形や
形骸粒子間の焼結がないため優れた磁気特性を有する金
属磁性粉末を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、実施例１における含水率と混練動力と
の関係を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井垣通人和歌山市湊1334番地花王株式会社研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】含水酸化鉄又は酸化鉄を主体として含む
鉄化合物粉末の懸濁水スラリーからその乾燥造粒物を
得、それを還元性ガスで還元して金属磁性粉末を得る金
属磁性粉末の製造方法において、該乾燥造粒物が、下記
により決定される臨界含水率以上の含水率の湿潤ケーク
を成形造粒した後、外力を作用させずに乾燥したもので
あることを特徴とする金属磁性粉末の製造方法。臨界含水率：鉄化合物粉末の懸濁水スラリーを一定速度
で混練しつつ乾燥させる場合に、混練動力のベース値か
らの増加分が、混練動力の極大値に対応する増加分の１
０％になる時の含水率である。
【請求項２】湿潤ケークを成形造粒する方法が圧密成
形によるものである請求項１記載の製造方法。
【請求項３】含水酸化鉄又は酸化鉄を主体として含む
鉄化合物粉末の懸濁水スラリーからその乾燥造粒物を
得、それを還元性ガスで還元して金属磁性粉末を得る金
属磁性粉末の製造方法において、該乾燥造粒物が、下記
により決定される臨界含水率以上の含水率の湿潤ケーク
を外力を作用させずに乾燥した後、乾燥ケークを構成す
る一次粒子の凝集状態に実質的に影響を与えずに解砕造
粒したものであることを特徴とする金属磁性粉末の製造
方法。臨界含水率：鉄化合物粉末の懸濁水スラリーを一定速度
で混練しつつ乾燥させる場合に、混練動力のベース値か
らの増加分が、混練動力の極大値に対応する増加分の１
０％になる時の含水率である。
【請求項４】乾燥ケークを構成する一次粒子の凝集状
態に実質的に影響を与えずに解砕造粒する方法が、圧縮
により一次粒子の位置関係が変化しない方法によるもの
である請求項３記載の金属磁性粉末の製造方法。
【請求項５】湿潤ケークの含水率が、臨界含水率以上
で臨界含水率プラス１０重量％以下である事を特徴とす
る請求項１〜４いずれか記載の金属磁性粉末の製造方
法。
【請求項６】含水酸化鉄又は酸化鉄を主体として含む
鉄化合物粉末の一次粒子の平均長軸長が０．２７μｍ以
下である請求項１〜５いずれか記載の金属磁性粉末の製
造方法。
【請求項７】還元前の乾燥造粒物の平均粒径が１〜２
０ｍｍである請求項１〜６いずれか記載の金属磁性粉末
の製造方法。