JPS58135137A - 高保磁力を有する粒状黒色強磁性酸化鉄粒子粉末の製造法 - Google Patents

高保磁力を有する粒状黒色強磁性酸化鉄粒子粉末の製造法

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JPS58135137A
JPS58135137A JP57014122A JP1412282A JPS58135137A JP S58135137 A JPS58135137 A JP S58135137A JP 57014122 A JP57014122 A JP 57014122A JP 1412282 A JP1412282 A JP 1412282A JP S58135137 A JPS58135137 A JP S58135137A
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particles
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granular
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Keizo Mori
森 啓三
Yoshiro Okuda
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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】 本発明は、高保磁力を有する粒状黒色強磁性酸化鉄粒子
粉末の製造法に関するものである。
黒色強磁性酸化鉄粒子は結晶構造がスピネル型でマグネ
タイトと呼ばれるものである。このマグネタイト粒子は
、保磁力(Ha)、飽和磁化(σ8)が、ともに大きく
、また電気伝導度が高いという特徴を有するので磁気記
録材料として広く使用さ注目されている。
近年、静電焦複写機のコピースピードの高速化は目覚ま
しく、それに伴い現像剤である磁性トナーの研究開発も
さかんで、特に搬送性、流動性、非卿椿等の緒特性の向
上を目的にしている。
磁性トナーに対する上記のような目的を満足させる磁性
材料の特性は、黒色で、高い保磁力(Ha)と大きな飽
和磁化(σ8)と、更にトナーへの加工時に於ける磁性
粉末の樹脂への容易分散性を備えていることである。
磁性トナーは樹脂中の磁性粒子粉末を均一分散させて成
る通常粒径が数10μ以下のものであり、トナー中強磁
性粒子の混合度がトナー特性にとって重要であるから磁
性粒子の粒子径は1μ以下の微細粒子で粒度が均斉であ
ることが必要である。
磁性トナーの製造時に於ける磁性粒子粉末の樹脂への分
散は一般に困難で高分散性の磁性粒子粉末が要求されて
いる。樹脂への分散性を向上させるためには、磁性粒子
粉末が一個一個バラパラに独立した粒子から成り、また
粒度も揃っている事が必要である。
一般に、トナー用磁性材料として用いられている黒色強
磁性酸化鉄粒子粉末の製造法としては、IFeを含む水
溶液中から合成する湿式合成法がよく知られている。そ
の代表的なものは次の通りである。
即ち、硫酸第一鉄等の第一鉄塩を用い、該水溶液中の酸
根に対して1当量以上の塩基性物質(アルカリ)を添加
して得たFe(OH)2コロイドを含むPH10以上の
水溶液を60〜100℃の温度範囲に保持し、酸化性ガ
スを通気−することにより黒色のスピネル型粒状酸化鉄
沈澱物を生成させ、次いで、酸根等を水洗除去し、粒子
粉末が変色しないように乾燥して粒状の黒色強磁性酸化
鉄粒子粉末を得る方法である。
上記の湿式合成法により得られた粒状の黒色強磁性酸化
鉄粒子粉末は、粒子が一個一個パラバラに独立した粒子
から成り、粒度も揃っており、一方、磁気特性は飽和磁
化σ8が9Q emu、i+程度、保磁力Haは50〜
1200e程度のものであり、磁性トナー用材料として
使用されている。しかし、最近ではコピースピードの高
速化に伴い磁性トナーの搬送性、流動性の要求性能が高
く、磁性材の高保磁力化が強く求められているので保磁
力が50〜1200eでは不足である。
従って、磁性トナー用黒色強磁性酸化鉄粒子粉末の保磁
力を高めるために種々の方法が提案されて来ている。
例えば、α−Fへ03.7−Fへ03、Fへへ等の酸化
鉄粒子を出発物として用い空気中大気圧に於いて、13
00〜1500℃の温度範囲にて焼結し、次に大気中酸
素分圧よりも小さい酸素分圧に炉内を両部制御して50
0°Φ鯵以上の冷却速度で冷却することにより高保磁力
を有するマグネタイト焼成体を得、これを機械的に粉砕
して、0.2〜08μの平均粒子径を有する磁性トナー
用マグネタイト粉体を得るという方法がある(特開昭5
5−69150号公報)。
しかし、この方法で得られる磁性トナー用マグネタイト
粉体は、1300〜1500℃の高温で焙焼を施して得
られるものであり、その焼成体の単一粒子は著しい粒子
成長を起こしており、磁性トナー用磁性粉末とする為に
は強力な機械粉砕を行わねばならないばかりでなく、そ
の粉砕性能には限界があり、粒度の揃った粉末を得るこ
とは困難である。また装置上では、1300℃以上の高
温の焼成炉や強力な粉砕機等が必要であり、工業生産上
困難さが大きいという欠点がある。
本発明者は、上述した現況に鑑み、磁性トナー用磁性材
料として、粉体特性上は一個一個バラバA子間焼結のな
い平均粒子径がtOμ以下の均斉な粒子から成る黒色粒
子粉末であり、磁気特性では高い保磁力で大きな飽和磁
化を有し、磁性トナーへの加工特性上ではトナー結着樹
脂中への分散性の良好な粒状黒色強磁性酸化鉄粒子粉末
を工業的に容易に生産できる方法について鋭意研究を重
ねて来た。
本発明者は、前記の如き湿式合成法で得られたマグネタ
イト粒子は、周知のように微量の結晶水を保有している
ので、結晶密度に起因する結晶磁気異方性が小さくなり
、保磁力も大きくならないと考えた。そこで本発明の目
的である高保磁力化の為には、マグネタイト粒子の結晶
密度を大きくすることが必要であると考え、先ず出発物
として湿式合成法で得られた平均粒子径が1,0μ以下
で均斉な粒度のマグネタイト粒子を用い、これを予め加
熱酸化して緻密な結晶のα−F〜へ粒子を得た後、この
粒子を加熱還元すれば高保磁7カマグネタイト粒子粉末
を得ることができるという知見を得、本発明に到達した
のである・ 即ち、本発明は、Feを含む水溶液中から合成された粒
状マグネタイト粒子を出発物とし、これを酸化性雰囲気
中500〜850℃の温度範囲で加熱酸化してa−P〜
へ粒子とし、次いで還元性−囲気中250〜500℃の
温度範囲で加熱還元することを特徴とする高保磁力を有
する粒状黒色強磁性酸化鉄粒子粉末の製造法である。
次に、本発明の構成、効果について詳述する。
先ず、本発明方法実施にあたっての諸条件について述べ
る。
出発物である粒状マグネタイト粒子は、湿式合成法で得
られた平均粒子径が1μ以下で均斉な粒度から成るマグ
ネタイト粒子粉末が用いられる。
尚、湿式合成法には、前記のアルカリ性水溶液中でFe
(OH)!コロイドを酸化する方法の他に周知の第一鉄
イオン2+と第二鉄イオンFe3+との共沈反応による
方法等がある。後者の方法は、硫酸第一鉄等の第一鉄塩
水溶液と硫酸第二鉄等の第二鉄塩水溶液を用い、F−十
=F♂+が1=2となる混合鉄水溶液を調整し、NaO
H等のアルカリ水溶液を該混合鉄水溶液に1当量以上添
加し50〜100℃の温度で加熱混合することによって
粒状マグネタイト粒子を合成する方法である。
次に、本発明方法におけるα−ハ^生成の為の加熱酸化
温度は500〜850℃の温度範囲である。
500℃以下とした場合、生成するα−F〜へ粒子の結
晶の緻密化が不充分で好ましくない。
850℃以上とした場合には、粒子相互間の焼結が生起
し、粗大粒子の発生と粒度の不均一化の原因となるので
好ましくない。
加熱還元温度は、250〜500℃の温度範囲である。
250℃以下とした場合、還元反応が進行しに<<、ま
た処理時間が長くなり工業的でない。
一方、500℃以上とした場合には、還元反応が急激と
なり粒子成長も異常に進行して、粒子および粒子相互間
の焼結が生じる。
以上の通りの構成の本発明は、次の通りの効果を奏する
ものである。
即ち、本発明によれば、平均粒子径が1μ以下の粒子が
一個一個ンラバラに独立した粒子から成り、粒度が揃っ
ている湿式合成法で得ら・れた粒状マグネタイト粒子を
出発物として用いるため、加熱酸化して結晶の緻密化し
たa−F〜へ粒子も平均粒子径が1μ以下の独立した粒
子から成る均斉な粒度なる粒子粉末であり、更にこれを
加熱還元を経て得た粒状黒色強磁性酸化鉄粒子もまた平
均粒子径が1μ以下の粒子が一個一個バラバラに独立し
た粒子から成り、粒度も揃っており、磁性トナー製造時
に於ける磁性粒子粉末の樹脂への分散性ふ向上させるこ
とができる。
また、上記粒状黒色強磁性酸化鉄粒子粉末は高い保磁力
と大きな飽和磁化を有しており、このものを高速コピー
用磁性トナーに用いた場合要求されている搬送性、流動
性の緒特性の優れた磁性トナーを得ることができる。
尚、上述したように本発明により得られる粒状黒色強磁
性酸化鉄粒子粉末は、磁性トナー用材料として用いたと
き、極めて優れた効果を奏するもので−あるが、硬性ト
ナー用材料以外に磁気カードフロッピーディスク等に用
いることもできる。
次に、本発明を実施例及び比較例によって具体的に説明
する。
尚、出発原料、実施例並びに比較例に於いて表示した平
均粒子径はBET法によりミまた磁気lは東英工業製P
−1型V、S、Mを使用し、外部磁場10KOeで測定
した。
〈出発原料の種類〉 (I) ]Fe”e含む水溶液を用いPH11以上で酸
化反応する湿式合成法により、生成した粒状マグネタイ
ト粒子粉末を表1に示した。
表1 (n) ?j+を含む水溶液とFe”+を含む水溶液を
用い共沈反応で湿式合成した粒状マグネタイト粒子粉末
を表2に示した。
表2 実施例 1 出発蝋料として粒状マグネタイト粒子粉末A1に!gを
31の一端開放型レトルト容器中に投入し、駆動回転さ
せながら空気を毎分21の割合で通気し、700℃で9
0分間加熱酸化してa−IFa^粒子を得た。次にレト
ルト内をN、ガスで置換した後、通気ガスを毎分2gの
塩ガスに切換え、300℃の温度で210分間加熱還元
して粒状黒色強磁性酸化鉄粒子粉末を得た。
得られた粒状黒色強磁性−化鉄粒子粉末はBIC’L’
法による測定の結果、平均粒子径は0.27μであり、
電子顕微鏡による観察の結果図−2に示すように出発原
料である粒状マグネタイト粒子(図−1)の粒子状態を
継承し、粒子が一個一個バラバラに独立したものであっ
た。
また、磁気測定の結果、保磁力Hcは3520s 。
飽和磁化σ8は137.3 幅凶であった。
実施例 2〜6、 比較例 1〜4; 出発原料である粒状マグネタイト粒子粉末の種類、加熱
酸化温度及び時間並びに加熱還元温度及び時間を種々変
化させた以外は実施例1と全く同様にして粒状黒色強磁
性酸化鉄粒子粉末を得た。
この時の主要製造条件及び粒状黒色強磁性酸化鉄粒子粉
末の緒特性を表3に示す。
実施例2〜6で得られた粒状黒色強磁性酸化鉄粒子粉末
は、いずれも電子顕微鏡による観察の結果、出発原料で
ある粒状マグネタイト粒子の粒子状態を継承し、粒子が
一個一個バラバラに独立したものであった。
比較例1.3、4で得られた粒状黒色強磁性酸化鉄粒子
粉末は、いずれも磁気測定の結果、保磁力、飽和磁化の
値が低いものであった。
比較例2で得られた粒状黒色強磁性酸化鉄粒子粉末は、
電子顕微鏡による観察の結果、粒度が不均斉で、粒子相
互間で焼結を起こしているものであった0
【図面の簡単な説明】
図1及び図2はいずれも電子顕微鏡写真(X20000
)であり、図1は実施例1に於いて用いる出発原料の粒
状マグネタイト粒子粉末であり、FltJ2は実施例1
で得られた粒状黒色強磁性酸化鉄粒子粉末である。 特許出願人 戸田工業株式会社 手続補正蕾(自発) 昭和57年4月δ日 特許庁長官 殿 1、事件の表駅 昭和57年特許−第ハt/22号 2、発明の名称 高保磁力を有する粒状黒色強磁性酸化鉄粒子粉末の製造
法3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 広島系Rに着茜&HR’i−鼾767号1)明細書の「
特許請求の範囲」の柵 2)明細書の「発明の詳細な説明」の欄6、補正の内容 1)明細1の第1jfの特許請求の範囲の欄を別紙の通
り訂正致します。 2)明細書第3fIl第7行目のrFeJとあるのをr
ye”十Jと訂正致します。 3)明細書111f第#行目のrFeJとあるのをrF
e2+Jと訂正致します。 4)明細書第7貢第72行目の「第一鉄イオン2+」と
あるのを「第一鉄イオンF、2 +Jと訂正致します。 別  紙。 1)!(−を含む水@液中から合成された粒状マグネタ
イト粒子を特許請求の範囲 2千 出発物とし、これを酸化性零囲気中5oa−rso”c
の温度 □・・パ    、範囲で加熱酸化してα−F
e203粒子とし、次いで還元性零囲気中250〜SO
O℃の温度範囲で加熱還元す8ことを特徴と     
、する高保磁力を有する粒状黒色*[性酸化粒子粉末の
製造法。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)  F@を含む水溶液中から合成された粒状マグネ
    タイト粒子を出発物とし、これを酸化性雰囲気中−50
    0〜850℃の温度範囲で加熱酸化してα−F%On粒
    子とし、次いで還元性雰囲気中250〜500℃の温度
    範囲で加熱還元することを特徴とする高保磁力を有する
    粒状黒色強磁性酸化鉄粒子粉末の製造法。
JP57014122A 1982-01-29 1982-01-29 高保磁力を有する粒状黒色強磁性酸化鉄粒子粉末の製造法 Granted JPS58135137A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6163532A (ja) * 1984-09-01 1986-04-01 バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト 高保磁性の等軸酸化鉄、その製造方法及び使用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6163532A (ja) * 1984-09-01 1986-04-01 バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト 高保磁性の等軸酸化鉄、その製造方法及び使用
JPH042527B2 (ja) * 1984-09-01 1992-01-20

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