JPS58161723A - 磁性金属粉の製造法 - 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】 この発明は鉄を主体とした金属粉からなる磁性金属粉の
製造方法に関する。

この種の磁性金属粉は、一般に、オキシ水酸化鉄または
酸化鉄を主体とする粉末を気相中で加熱還元する方法で
つくられているため、加熱還元時に粒子相互間の焼結や
個々の粒子の部分的な溶融による形崩れがおこりやすく
、粒度の不均一化や針状性が損なわれることによって磁
気特性が著るしく低下する傾向がある。

このため、加熱還元に当たって、予め前記の被還元物を
アルミニウムやケイ素化合物の如き焼結防止剤で処理し
、これを加熱還元することによって前記焼結ないし形崩
れを防止することがよく行なわれている。ところが、か
かる方法で得られる磁性金属粉はその表面に上記焼結防
止剤を起源としたアルミニウムやケイ素化合物の如き被
膜を有し、この被膜は磁性金属粉の耐食性の面では好ま
しいが、上記金属粉を磁気記録媒体の記録素子などとし
てバインダに分散結着させる際に上記バインダに対する
分散性を損なう原因となっていた。

この発明者らは、上記の問題を解消するために鋭意検討
した結果、従来方法に準して焼結防止剤を用いて加熱還
元して得た鉄を主体とした金属粉を、さらに第一鉄塩と
アルカリとを含む水溶液中に分散させこれに酸化性ガス
を吹き込んで反応させて、上記金属粉の表面にマグネタ
イト（Ｆ’ｅ３０４　）層を形成することにより、バイ
ンダに対する分散性を顕著に改善できるとともに、耐食
性の面でも１段と好結果が得られることを見い出した。

この発明においては、まず、焼結防止剤の存在下で加熱
還元して鉄を主体とした金属粉をつくるが、この方法は
従来技術ととくに変らなし１゜用Ｌ）る焼結防止剤とし
ては、ケイ素化合物、アルミニウム化合物が好ましいが
、その他の焼結防止剤であってもよい。これらの焼結防
止剤はたとえば以下の如く被還元物に被着される。

アルミニウム化合物では、硫酸アルミニウム、硝酸アル
ミニウム、塩化アルミニウムなどの水可溶性塩、アルミ
ン酸ナトリウムの如き水可溶性アルミン酸塩などを使用
し、通常これらをアルカリ性水溶液中に溶解させて、こ
の溶液中にオキシ水酸化物または酸化物からなる被還元
物粉末を分散させ、炭酸ガスの吹き込みや酸の添加にて
中和させることによって、結晶質ないし非晶質の水酸化
アルミニウムとして上記粉末表面に被着させる。しかる
のち、水素気流中などの還元性雰囲気中で高温に加熱処
理すると、酸化アルミニウムの被膜を有する鉄を主体と
した金属粉が得られる。

ケイ素化合物では、オルトケイ酸ナトリウム、び種々の
水ガラスなどの水溶性ケイ酸塩や、シリコーンオイル、
シランなどの無機あるいは有機ケイ素化合物を使用し、
これらを水または有機溶媒中に溶解ないし分散させた液
中に被還元物粉末を分散させることにより、またとくに
水溶性ケイ酸塩の場合はそのアルカリ性水溶液中に被還
元物粉末を分散させたのち炭酸ガスの吹き込みや酸の添
加によって液を中和することにより、上記粉末表面にケ
イ酸ゾルまたはその他の形態にして被着させる。しかる
のち、前記同様に加熱還元処理することにより、酸化ケ
イ素の被膜を有する鉄を主体とした金属粉が得られる。

アルミニウム化合物とゲイ素化合物とを併用する場合、
水溶液中に同化合物を連続的に添加して前記同様の処理
を行なってもよい。また、好ましくはまずアルミニウム
化合物で処理し適宜の加熱処理を施したのちケイ素化合
物で処理するという段階的な処理方法を採用することも
てきる。

上記の各方法において用いられる焼結防止剤の使用量は
、その種類によって異なるものであり、たとえばアルミ
ニウム化合物ではオキシ水酸化鉄ないし酸化鉄に対して
Ａｌ／Ｆｅの原子換算重量比で０．０１〜１．０重量％
程度とするのがよく、またケイ素化合物ではオキシ水酸
化鉄ないし酸化鉄暮こ対して５ｉ／Ｆｅの原子換算重量
比で０．１〜１０重置％の範囲となるようにするのがよ
い。

このようにして焼１＃防止剤を用いて加熱還元して得た
鉄を主体とした金属粉は、つぎに、マグネタイト層の形
成工程に供される。すなわち、第一鉄塩とアルカリとを
含む水溶液中に上記金属粉を分散させ、これに酸化性ガ
スを吹き込んで反応させることにより、上記金属粉の表
面にマグネタイト層を形成する。

上記第一鉄塩としては硫酸第一鉄が代表的ζこ用いられ
るが、その他の塩であるでもよし）。この第一鉄塩の使
用−はマクネタイト層の厚みひｌ、Ｎて番ま金属粉の飽
和磁化量（σ、）に影響する。すなわち、第一鉄塩の使
用量が多くなるにつれてσ５カ（低下してくる。［７た
がって、水溶液ｌｌ中への金属粉の分散量を約１０〜３
００ｇとしたときの第一鉄塩の使用量は、通常１×１０
〜０．５モル／ｌの範囲とするのが望ましい。

アルカリとしては苛性ソーダ、苛性カリか一般的である
。その使用量は第一鉄塩に対して通常０．５〜２倍当量
とされるが、アルカリ添加後の水溶液のｐＨが中性付近
、一般に６．０〜８．５、好適には６．５〜８．０の範
囲となるようにするのがよく、上記範囲から極端にずれ
るとマクネタイト層の形成が困難となる。しかし、仕込
み反応物量などの因子に応じて５．５〜９．０程度まで
の範囲を採用することもできる。

上記第一鉄塩とアルカリとを含む水溶液中に前記金属粉
を分散させる手段は任意であるが、通常は第一鉄塩を溶
解させた水溶液中に金属粉を分散させ、これにアルカリ
を加えて水酸化鉄を沈澱生成させるとともに、この液中
に酸化性ガスを吹き込む方法が採用される。酸化性ガス
としては空気を使用でき、必要なら酸素ガスを単独で使
用してもよい。吹き込み速度は反応速度に影響するため
、実用上１〜１００ｅ／分程度とするのが望ましい。

また、反応温度としては室温〜８０℃までの温度とする
ことができる。

なお、上記反応に供される前記の金属粉は、焼結防止剤
を起源としたアルミニウムやケイ素化合物の如き被膜を
有し、また自−熱酸化による酸化膜を有しているため、
その膜の性状、厚みなどによって飽和磁化量がかなり相
違するものであるが、通常は１３５ｅｍｕ／ｇ以下とさ
れているのが好ましく、これより高いつまり高純度の金
属粉にあってはその表面活性によってマグネタイト層形
成過程で急激に酸化劣化して処理後のσ、が極端に低下
してしまうことかわかる。

かくして製造されるこの発明の磁性金属粉は、焼結防止
剤を起源としたアルミニウムやケイ素化合物の如き被膜
の上に緻密でかつ不動態的なマグネタイト層を有するも
のであり、このマグネタイト層の働らきによりバインダ
に対する分散性にすぐれ、また耐食性の面も良好である
という特徴を有している。

以下に、この発明の実施例を記載する。

実施例１ １−のα−ＦｅＯＯＨ粉（平均長径０５μ、軸比８／１
）を含有する４０１のアルカリ性懸濁液中に、水２１に
）ｒイ酸ソーダ（Ｎａ４　Ｓ　＋０４　）　３３０　ｆ
を溶解させてなる液を添加し、攪拌しつつ炭酸ガスを吹
き込んで液のｐＨが８となるまで中和ｌ、て上記粉末の
粒子表面にケイ酸ゾルを沈着させた。水洗、乾燥後、マ
ツフル炉で９００°Ｃで２時間加熱して脱水したのち、
還元炉を用いて５００°Ｃで８時間水素気流中で加熱還
元した。

得られた鉄粉末（平均長径０．４μ、軸比７／１）０．
７に９を、トルエン中に浸漬してのち取り出し、これを
９．０Ｘ１０　　モル／ｌの硫酸第一鉄を含む水溶液１
７．５１！に分散させ、さらに１．９５Ｘ１０”’モル
／ｌの苛性ソーダを含むアルカリ水溶液を液のｐＨが約
８．５となるまで加えたのち、１０１／分の速度で空気
を吹き込んで反応させた。このようにして鉄粉末上にマ
グネタイト層を形成し、その後水洗およびアセトン洗浄
を行ない、風乾［、て収羅０、６８　Ｋｙの磁性金属粉
を得た。

実施例２ １　Ｋｐ　ＣＤ　ａ　−Ｆ’ｅ　ＯＯＨ粉（実施例１と
同じ）を含有する４０ｅのアルカリ性懸濁液中に、水５
００−に硫酸アルミニウム１５．２Ｐを溶解させてなる
溶液と水２１にケイ酸ソーダ３３０ｙを溶解させてなる
溶液とを上記順序で添加し、攪拌しつつ炭酸ガスを吹き
込んで液のｐＨが８となるまで中和して上記粉末の粒子
表面に水酸化アルミニウムとケイ酸ゾルとを沈着させた
。水洗、乾燥後、実施例１と同様にして加熱還元して、
酸化アルミニウムと酸化ケイ素とを含む被膜を有する鉄
粉末を得た。

この鉄粉末を用いて、以下実施例１と同様の操作、条件
にてマクネタイト層を形成し、その後水洗およびアセト
ン洗浄を行ない、風乾して磁性金属粉を得た。

実施例３ １ゆのα−１’　ｅ　００１　Ｉ粉（実施例１と同じ）
を含有する４（Ｊｌのアルカリ性懸濁液中に、水５０〇
−に硫酸アルミニウム１５．２ｙを溶解させてなる溶液
を添加し、攪拌しつつ炭酸ガスを吹き込んで液のｐＨが
８となるまで中和して上記粉末の粒子表面に水酸化アル
ミニウムを沈着させた。これを電気炉中で３００℃で２
時間加熱して酸化アルミニウム被膜を有するα−Ｆｅ２
０３粉としたのち、この粉末を再び４０１！のアルカリ
水溶液に懸濁させた。

これに水２１にケイ酸ソーダ３３０ｙを溶解させてなる
溶液を添加し、攪拌しつつ再び炭酸ガスを吹き込んで液
のｐＨが８となるまで中和して上記粉末の表面にケイ酸
ゾルを沈着させた。水洗、乾燥後、実施例１と同様にし
て加熱還元して、酸化アルミニウムと酸化ケイ素との２
層構造の被膜を有する鉄粉末を得た。この鉄粉末を用い
て、以下実施例１と同様の操作、条件にてマクネタイト
層を形成し、その後水洗およびアセトン洗浄を行ない、
風乾して磁性金属粉を得た。

上記実施例１〜３の各磁性金属粉の特性として、マグネ
タイト層の還元鉄に対する比率（モル％う、保磁力（Ｈ
ｃ　）、飽和磁化量（σ５）、角型在（σｒ／σＳ）、
バインダ吸着量、σＳ劣化率およびかさ密度（ｙ／ｃｔ
ｌ）を調べた結果は、下記の表に示されるとおりであっ
た。なお、表中、Ａとは各実施例の試験結果を、Ｂとは
比較例として各実施例においてマクネタイト層を形成す
る前のつまり焼結防止剤を起源としたアルミニウムやケ
イ素化合物の如き被膜を有する金属粉の試験結果を、そ
れぞれ示したものである。

（注） １）バインダとしてＶＡＧＨ（Ｕ、Ｃ，Ｃ社製商品名、
水酸基含有の塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体）を使用
。

２）６０℃、９０％ＲＨ下に１日放置したのちσ。

を調べ、初期値（１００％）に対する劣化率を求めた。

上表から明らかなように、この発明によれば、良好な磁
気特性を有するとともに、バインダに対する分散性にす
ぐれ、また耐食性の面でも改善された磁性金属粉が得ら
れていることがわかる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）焼結防止剤を用いて加熱還元して得た鉄を主体と
   した金属粉を、第一鉄塩とアルカリとを含む水溶液中に
   分散させこれに酸化性ガスを吹き込んで反応させること
   により、上記金属粉の表面にマグネ１タイト（Ｆｅ３Ｏ
   ４）層を形成することを特徴とする磁性金属粉の製造法
   。