JPS5847844B2 - 磁性鉄粉の製造方法 - Google Patents

磁性鉄粉の製造方法

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JPS5847844B2
JPS5847844B2 JP55115719A JP11571980A JPS5847844B2 JP S5847844 B2 JPS5847844 B2 JP S5847844B2 JP 55115719 A JP55115719 A JP 55115719A JP 11571980 A JP11571980 A JP 11571980A JP S5847844 B2 JPS5847844 B2 JP S5847844B2
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iron powder
goethite
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magnetic iron
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JP55115719A
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道治 関
一重 今川
洋 櫻井
「巌」 松山
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Hitachi Ltd
Maxell Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Maxell Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/06Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁性鉄粉の製造方法に関し、詳しくは、オーデ
ィオ用やビデオ用の磁気記録媒体として、とくに有用な
磁性鉄粉の製造方法に関する。
金属鉄粉を記録媒体とする、いわゆるメタルテープや磁
気ディスク、あるいは磁気シートなどは、酸化鉄(γ−
Fe203)を記録媒体として用いた従来のものにくら
べて、約2倍の保磁力と残留磁化を有しているため、オ
ーディオ用としては広帯域では高SN比であり、ビデオ
用としては高CN比であるため記録体走行の低速化が可
能であるなど、多くのすぐれた特徴を有している。
金属鉄粉を用いたことによって得られる、このような多
くのすぐれた特徴は、金属鉄粉の高い飽和磁化と針状で
あることによる形状磁気異方性にもとずくものであって
、長軸ほぼ0.2〜0.5μm1長軸対短軸比ほぼ10
程度のものが、現在一般に使用される。
したがって、すぐれた記録再生特性を得るためには、各
鉄粉粒子の、大きさが均一であること、針状性が良好で
あること、および、粒子と粒子が焼結せず、たがいに分
離されていることなどが必要である。
従来、このような磁性鉄粉は、一般に、針状性が高く、
かつ、粒子の大きさの制御が容易なゲーサイト(a−F
eOOH)を200℃以上の温度に加熱脱水してFe2
03を形或した後、水素雰囲気中で250〜550℃に
加熱して還元することによって形或されていた。
しかし、ゲーサイトを脱水し、そのまま水素雰囲気中に
おいて加熱還元すると、得られる鉄粉は、針状性が著る
しく低下し、かつ、粒子間で焼結が生じてしまうので、
保磁力および角型比(残留磁化と飽和磁化の比)が極め
て小さくなり、その結果、記録媒体としての特性も著る
しく低下して、実用に供することは不可能になる。
このような問題を解決するため、ゲーサイトのスラリー
に水ガラスの水溶液を加えて、ゲーサイトの表面にケイ
酸またはケイ酸塩を添着し、脱水と水素還元を行なう方
法が提案されている。
この方法によって鉄粉を製造すれば、ケイ酸またはケイ
酸塩がゲーサイト粒子の表面に被着するため、ゲーサイ
トの針状性が保持され、各粒子の焼結も防止される。
しかし、この方法は、ゲーサイト粒子表面へのケイ酸や
ケイ酸塩の添着が均一でないため、ケイ酸などを相当多
量に添加しなければならず、その結果、得られる磁性鉄
粉の特性も満足できるものではなかった。
本発明の目的は、上記従来の問題を解決し、ゲーサイト
の針状性を損なわず、かつ、各粒子が焼結することなし
に、特性のすぐれた記録媒体用の磁性鉄粉を製造し得る
方法を提供することである。
上記目的を達或するため、本発明は、ゲーサイトのスラ
リーとケイ素のアルコレートを接触させ、脱水および水
素還元を行なうものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
シリコンメトオキシド(Si(OCH3)4など、ケイ
素のアルコレートは、金属水酸化物の有する水酸基と極
めて強い親和力を有し、水酸基によって加水分解されて
アルコール成分を遊離して、金属水酸化物表面にケイ酸
が化学的に添着される。
すなわち、ゲーサイトのスラリーとケイ素のアルコール
が接触すると、 ( Fe00H)−Si(OCH3)4+2H20→(
F e00H) S t 02 + 2 C H3
0 Hなる反応が起こって、ゲーサイトの表面にSi
O2が添着されアルコールが遊離する。
この反応は、ゲーサイトの表面とケイ素のアルコレート
の接触によって起こるため、水ガラスなどを用いた従来
の方法とは異なり、SiO2のゲーサイト表面への添着
は、極めて均一であって、局部的に多量に添着されるこ
とはない。
したがって、ゲーサイトのスラリーにケイ素のアルコレ
ートを添加した後、脱水と水素還元を行なえば、ゲーサ
イトの表面に添着されたSiO2によって、ゲーサイト
の焼結は防止されて、針状性のすぐれた磁性鉄粉が形威
される。
しかも、上記のようにSiO2の添着が極めて均一であ
るため、ケイ素のアルコレートの添加量は、水ガラスな
どを用いた従来の場合より、はるかに少なくてよい。
そのため、得られた磁性鉄粉中に含まれるケイ素の量も
、従来の方法によって得られたものよりも、はるかに少
なく、記録媒体としての特性が極めてすぐれた磁性鉄粉
が得られる。
実施例 1 硫酸第1鉄(FeSO4・7H20)4kgを水10l
に溶解した液に、水酸化ナトリウム2kgを水10lに
溶解した液を加え、空気を吹き込んで、α−FeOOH
(長軸0.35μm,長軸短軸比10)を形或した。
このようにして得られたα−Fe00Hのスラリ・−に
水を加えてIl中にFeOOH約25g含むスラリーと
し、その1lをとり、ミキサーによって十分攪拌しなが
ら、Sl(OCHa)4のエチルアルコール溶液( 8
g/l )を徐々に加えた。
室温にて10時間攪拌した後、50時間室温で静置して
熟成した。
つぎに、済過水洗して乾燥し、空気中において600℃
に加熱してFe203を形威した。
水素中において350℃、2時間加熱してFe203を
還元し、金属鉄粉を形或した。
Fe00Hに対するS t ( OCH3 ) 4の添
加量(モル係)を0.25から5、0まで変えて、上記
処理を行なって保磁力を測定し、また、飽和磁化(10
KOeの磁場における値)と残留磁化を測定して角型比
を求めた。
得られた結果を、それぞれ第1図曲線1および第2図曲
線3に示した。
また、比較のため、上記S i (OCHa ) 4の
かわりに、ケイ酸ナトリウムのi og7i水溶液を用
いた以外は、上記実施例と同様に処理し、保磁力と角型
比を求めた。
得られた結果を、それぞれ第1図曲線2および第2図曲
線4に示した。
第1図から明らかなように、本発明によれば、水ガラス
を用いた従来の場合よりも、はるかに少ないケイ素添着
量によって、大きい保持力が得られ、本発明によって形
或された鉄粉は、従来のものよりも、はるかに高い密度
で、各種情報を記録することができる。
γ−Fe203を用いた従来の磁気テープの保磁力は、
ほぼ250〜4 0 0 0e程度であり、金属鉄粉を
用いた磁性テープの保磁力は、ほぼ1200Oe以上で
あることが好ましいから、本発明において、ゲーサイト
に対するケイ素アルコレートの添着量は、ほぼ02モル
係以上であればよい。
同様に、角型比(残留磁化/飽和磁化)についても、第
2図に示すように、本発明によれば、従来よりも、はる
かに少ないケイ素添着量によって、角型比を大きくする
ことが可能であり、高感度記録には極めて有利である。
たとえば、磁気テープの場合は角型比は、ほぼ0.49
以上であることが好ましいが、そのためには、水ガラス
を用いた従来の方法では、ケイ素の添着量をほぼ1モル
係以上とすることが必要である。
本発明の場合は、これの1/2でよく、ほぼ0.5モル
係以上であれば、角型比を0.49以上とすることがで
きる。
このように、本発明によって形或された磁性鉄粉は、従
来の方法によって形或された磁性鉄粉にくらべて、極め
てすぐれた特性を有している。
しかし、従来の方法によって得られた鉄粉も、第1図お
よび第2図から明らかなように、ゲーサイトに対する水
ガラスの添着量が多くなるにしたがって、保磁力および
角型比は次第に大きくなる。
したがって角型比と保磁力のみについて見るならば、シ
リコンの添着量を多くすれば、水ガラスを用いる従来の
方法も、本発明と同程度の磁性鉄粉を得ることは一応可
能である。
しかし、ゲーサイトに対する水ガラスなどの添着量が増
加して、形威された鉄粉中に含まれるケイ素の量が過大
になると、下記のように極めて好ましくない影響が生じ
てくる。
すなわち、第3図は、本発明および水ガラスを用いた従
来の方法において、ゲーサイトに対するケイ素化合物の
添着量と飽和磁化の関係を示す図であって、曲線5は本
発明、曲線6は水ガラスを用いた場合をそれぞれ表わす
第3図から明らかなように、ゲーサイトに対するケイ素
の添着量が増加するにともなって、得られる鉄粉の飽和
磁化は低下する。
飽和磁化は、磁性鉄粉の記録感度に関係する重要な因子
であり、できるだけ大きい方が好ましいことはいうまで
もないが、従来の磁気テープなどに用いられたγ−Fe
203の飽和磁化の値が、ほぼ65emL1/gである
ことから、磁性鉄粉の飽和磁化は、ほぼ120emu/
g以上であることが望ましい。
そのためには、ゲーサイトに対するケイ素化合物の添着
量は、ほぼ4モル係以下でなけれはならない。
しかし、水ガラスを添着した場合、ケイ素添着量が少な
くなると、上記のように保磁力が著しく小さくなり、そ
れにともなって角型比も小さくなってしまう。
一方、本発明においては、ケイ素の添着量が少なくても
、保磁力や角型比は十分大きな値を示すので、飽和磁化
を低下させることなしに、残留磁化や角型比を所望の値
とすることは、極めて容易である。
実施例 2 Si(OCH3)4のかわりに、シリコンエトオキシド
(St(OC2H5 )4)を用い、実施例1と同様に
して磁性鉄粉を形威して、特性を測定したところ、実施
例1とほぼ同じ結果が得られた。
一方、γ−Fe00HにS t (OC 2 H5 )
4を添加せず、そのまま実施例1と同じ条件で、加熱
脱水および水素還元を行なうと、得られた鉄粉は焼結し
ており、保磁力を測定するとほぼ1000e程度にすぎ
ず、このような方法で得られたものは記録材料として用
い得ないことが認められた。
上記のように、本発明は、ケイ素のアルコレートをゲー
サイトと接触させて針状性を改善する点に特徴がある。
したがって、ケイ素のアルコレートが存在する溶液中で
ゲーサイトを形或してもよく、また、最初にゲーサイト
を形成しておき、それにケイ素のアルコレートを添加し
てもよいことは勿論である。
本発明は、ケイ素のアルコレートがFeOOHの有する
水酸基と極めて強い親和力を有し、水酸基によって加水
分解されて、FeOOH表面にSiO2が添着される、
という反応にもとづいている。
このような反応を起こし得るものは、上記ケイ素のメク
レートやエチレートのみではなく、プロピレート( S
i(QC3H7)4)やブチレート( S 1 ( O
C4 H9 ) 4)など、ケイ素の各種アルコレート
も同様の反応を起こすので、これらを使用することが可
能である。
ケイ素のアルコレートをゲーサイトと接触させた後、加
熱脱水し、さらに、還元して針状の鉄粉を形戊するので
あるが、この際の還元は、通常行なわれている水素雰囲
気中での還元法を用いることができ、還元条件も通常の
場合と同様に、ほぼ250〜550℃、1〜5時間程度
でよい。
なお、還元によって形成された微細な鉄粉を、そのまま
空気中に取り出すと、急激な酸化反応によって爆発など
の起こる恐れがあるので、従来公知の方法を用いて、各
鉄粉の表面に薄い酸化膜を形威し、このような障害の発
生を防止する。
上記説明から明らかなように、本発明は、ケイ素のアル
コレートとゲーサイトの強い親和性を利用しているため
、水ガラスなどを用いた従来の方法よりも、はるかにす
ぐれた特性を有する磁性鉄粉を製造することができ、ま
た、シリコンオイルを用いる場合のように、人体に有害
な有機溶媒を用いる必要もないので、磁性鉄粉の工業的
生産に極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図および第3図は、それぞれ、ゲーサイト
に対するケイ素化合物添着量と得られた鉄粉の保磁力、
角型比および飽和磁化の関係を示す曲線図である。 1 .3.5・・・・・・本発明によって得られた関係
、2,4.6・・・・・・従来方法によって得られた関
係。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 下記工程を含む磁性鉄粉の製造方法。 (a) ケイ素のアルコレートをゲーサイトと接触さ
    せた後、加熱脱水して酸化鉄を形或する工程。 (b) 上記酸化鉄を還元して鉄粉を形成する工程。 2 上記ケイ素のアルコレートの量は上記ゲーサイトの
    ほぼ0.5〜4モル係である特許請求の範囲第1項記載
    の磁性鉄粉の製造方法。 3 上記ケイ素のアルコレートは、S i ( OCR
    3)4tS s (OC2H5 ) 4 − S t
    (OC3H7 ) 4およびS t ( OC4 0,
    ) 4なる群から選ばれる特許請求の範囲第1項もしく
    は第2項記載の磁性鉄粉の製造方法。
JP55115719A 1980-08-22 1980-08-22 磁性鉄粉の製造方法 Expired JPS5847844B2 (ja)

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JPS5739508A JPS5739508A (en) 1982-03-04
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JPS58159305A (ja) * 1982-03-17 1983-09-21 Hitachi Maxell Ltd 金属磁性粉末の製造方法
JPS5947301A (ja) * 1982-09-08 1984-03-17 Fuji Photo Film Co Ltd 強磁性金属粉末

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