JPS59213626A - 針状酸化鉄粉末の前処理法 - Google Patents

針状酸化鉄粉末の前処理法

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JPS59213626A
JPS59213626A JP58084982A JP8498283A JPS59213626A JP S59213626 A JPS59213626 A JP S59213626A JP 58084982 A JP58084982 A JP 58084982A JP 8498283 A JP8498283 A JP 8498283A JP S59213626 A JPS59213626 A JP S59213626A
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JP
Japan
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iron oxide
acicular
oxide powder
powder
particles
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JP58084982A
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English (en)
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Kyoji Odan
恭二 大段
Hiroshi Miura
洋 三浦
Koji Ishichi
浩二 石地
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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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、磁性粉末の製造に使用される針状酸化鉄粉末
をケイ素化合物で前処理する方法の改良に関するもので
ある。
更に詳しくは、本発明は、針状酸化鉄粉末を酸化、還元
々との熱処理して針状のマグネタイト、マグヘマイト、
金属鉄などの磁性粉末を製造する際に生しる針状形状の
崩れ(形崩れ)や粒子間の焼結を防止[〜、磁気記録媒
体用としてずぐれた磁気特性を有する磁性粉末を製造す
ることを目的とした針状酸化鉄粉末の前処理法に関する
ものである。
針状酸化鉄粉末を、目的とする磁性粉末の種類に応じて
適宜熱処理し、磁気テープ、磁気ディスクなどの磁気記
録媒体用として使用される針状のマグネタイト、マグヘ
マイト、金属鉄などの磁性粉末を製造する方法はすでに
よく知られている。
磁気記録媒体用としては、一般に保持力(Hc)が高く
、角形比(Mr/Mn)の大きなものが有用であるが、
保持力は磁性粉末粒子の形状異方性に、また角形比は針
状形状の均一性によるところが太きいため、針状酸化鉄
粉末を熱処理して磁性粉末を製造する際、熱処理によっ
て針状形状が崩れたり、粒子間に焼結が生じたりすると
、得られる磁性粉末の磁気特性が悪くなる。
それ故、針状酸化鉄粉末を熱処理して磁性粉末を製造す
るに際しては、できるだけ原料の針状形状を崩さ、ない
ように、まだ粒子間の焼結を生じさせないように種々の
工夫をして熱処理している。
針状形状の崩れや粒子間の焼結を防止する方法の代表的
なものとしては、熱処理にさきだって針状酸化鉄粉末を
ケイ素化合物で前処理する方法がある。
例えば(1)α−Fe203 、r −Fe2O3など
の針状酸化鉄を含む懸濁液のPI−1を調整し、ケイ酸
ナトリウムの如きケイ酸塩を加えて5102を析出させ
、針状酸化鉄粒子をSiO2で被覆する方法(特開昭4
.9−41299号公報、特開昭52−153198号
公報、特開昭57−580/1 号公報) 、[2+シ
リコンオイルを有機溶媒、水などに浴解または懸濁さぜ
、これにα−Fe2031 γ−Fe203HF’e、
、O,、などの針状酸化鉄粉末を浸漬して針状酸化鉄粉
末をシリコンオイルで被膜り゛る方法(特公昭5:3−
11.512号公報、特開昭55−85605号公報、
峙じ11昭57−60001号公報)などが知られてい
る。
しかしながら(1)の方法では、 P)]調整、ろ過、
水洗など操作が炉雑、になり、水洗時に8102が脱離
したり、丑だ酸化鉄粒子とSiO2粒子との混合物にな
ったり、 5in2の粗大粒子が生成し、酸化鉄粒子に
不均一に被着し、たりして熱処理後の磁気特性に悪影響
を及ぼしたり、前処理効果を十分に発揮させることがで
きなかつたりする。まだ(2)の方法では、溶媒コスト
が高くなったり、熱処理によりシリコンオイルの大部分
を占める有機基が分解するため、SiO2の被膜が不均
一になったりする卸点かあり、(1)の場合と同様磁気
特性に悪影響を及ぼしたり、前処理効果を十分に発揮さ
せることができなかつたりする。
まだ特開昭!52−153198号公報には、ケ゛−サ
イトをケイ素のアルコレートと接触させることについて
の記載、詳しくはケ゛−サイトが懸濁したアルカリ件ス
ラリにテトラアルコキシノランのアルコール溶液を加え
て撹拌、熟成し、ろ過、水洗、乾燥してケ゛−サイトを
前処理する方法が記載されているが、針状酸化鉄粉末の
前処理については勿論のこと気相で接触させることにつ
いては何も開示が々い。またこの方法をたとえ針状酸化
鉄粉末の前処理に採用したとしても、この方法では札、
拌と熟成に長時間を要する、被着しだ5iOz、ケイ素
のアルコレートなどが脱離しやすい、また操作が煩雑で
ある、ケイ素のアルコレートを加水分解した辺1合に5
102の和犬粒子が生成しやすく、5IO2の破LMが
不均一になったりする。
本発明者らは、これらの実情に鑑み、ケイ素化合物で針
状酸化鉄粉末を前処理する従来法の難点を改良すること
を目的として研究を行った結果、前処理を溶液中で行う
従来法にかえて、針状酸化鉄粉末に気体状態のケイ素化
合物を接触させる方法(気相法)によると、簡単な操作
で酸化鉄粒子表面にケイ素化合物を均一に被着ないし吸
着さぜることかできその後熱処理して針状の磁性粉末を
製造する際、熱処理によって生じる形崩れや粒子間の焼
結を効宋的に防止することができ、磁気特性のすぐれた
針状の41り4性粉末を製造できることを知見し、本発
明に到った。
本発明は、針状酸化鉄粉末を熱処理して針状のイ朶性粉
末を製造する際、熱処理にさきたって針状酸化鉄粉末を
気体状)Jりのケイ素化合物と接触させることを特徴と
する針状酸化鉄粉末の前処理法に関するものである。
本発明においては、前処理を気相法で行うので溶液中で
11う〒ノJ′−来法の灯点を容易に改良するととがで
き、谷だ簡単な操作で、かつ短時間、例えば10分程度
気体状態のケイ素化合物を接触させるだけで粒子表面に
均一にケイ素化合物を被%fiさせることが可能になる
だけでなく、少ない量のケイ素化合物で形崩れや粒子間
の焼結防止効果を十分に発揮させることができる。
本発明において、針状酸化鉄粉末としては、FeO、α
−Fe2031 γ−Fe2e3. Fe3O4などの
粉末を挙げることがでひ、これらにはコバルト、マンガ
ン、ニッケル、亜鉛、クロム、アルミニウム、リン、チ
タンなど秤々の他の金属成分が少量含壕れていてもよい
。針状酸化鉄粉末はどのような方法で製造したものでも
よいが、針状性のよいものが好適に使用される。
ケイ素化合物としては、気体状態にして針状酸化鉄粉末
と接触させることができるようなものであればいずれも
使用できるが、接触もしくは熱処理によって加水分解し
てS i 02になりやすい易加水分解性のケイ素化合
物が好適である。
易加水分解性のケイ素化合物としては、式(1)で表わ
されるケイ酸エステル、式(2)で表わされるハロゲン
化ケイ素などを挙げることができる。
R15i (OR2)イー11           
    ・・・(1)(式中R,1はアルキル基、水素
原子またはハロケ゛ン原子を示し、R2はアルキル基を
示し、nは0゜1.24たは3である。) 式(1)で表わされるケイ酸エステルにおいて、R1゜
R2のアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル
、ブチルなと炭素数1〜4のアルキル基が、またR1の
ハロケ゛ン原子としては塩素、臭素などが好適である。
式(i)で表わされるケイ酸エステルの代表的なものと
しては、テトラメトキジプラン、テトラエトキシプラン
、テトラプロポキシ7ラン、テトラブトキシシランなど
のテトラアルコキシシラン、トリメトキシクロル7ラン
、トリエトキシクロルシラン、トリフ10ポキゾクロル
シラン、トリプトキ7りロルシラン、メトキシトリクロ
ルシラン、ソメトキシジクロルシラン、エトキシトリク
ロル7ラン、ソエトキ7ソクロルシラン、トリメトキシ
ブロモシラン、トリエトキシブロモシラン、エトキシト
リブロモシランなどのアルコキシハロゲンシラ/、トリ
メトキシ7ラン、ジメトキシシラン、モノメトキシシラ
ン、トリエトキシシラン、ジェトキシシラン、ジェトキ
シシランなどの水系化アルコキシシラン、メチルトリメ
トキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ
ブトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルト
リエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチ
ルジェトキシシラン、ジメチルジブトキシ7ラン、l・
リメチルメトキシ7ラン、トリノチルエトキ’/’7ラ
ン、トリエテルイソン0ロボキシシラノ、トリブチルニ
ドキシンランなどのアルコキシアルキルシランなどが挙
けられる。
S I R”B X4−m、、、 (2)(式中R3は
ハロゲン原子、水素原子またはアルキル基金示し、mは
0,1.2 または3である。) 式(2)で表わされるハロゲン化ケイ素において、Xの
ハロゲン原子としては塩素、美累などが好ましい。
式(2)で表わされるハロゲン化ケイ素の代表的なもの
としては、四塩化ケイ素、−水素化三塩化ケイ素、モノ
メチル三J7a化ケイ累、ジメチルニ塩化ケイ素、四臭
化ケイ糸、−水素化三臭化ケイ素、七ツメチル三臭化ケ
イ素、ジメテルニ美化ケイ素、四塩化ケイ素などが挙げ
られる。
これらケイ素化合物は、それ自体分類の適当な方法、例
えば不活性ガス募囲気下に適宜に加温、冷却等により蒸
気圧に応じた分圧下で気化する方法、沸点以上の分ノI
Iイしない温度1蛇囲内で直接気化する方法、舊たケイ
素化合物全、トルエン、ベンゼンなどの芳にノM炭化水
素、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪ノ次炭化水素、アル
コール類、エーテル類、I2!!I塩化炭素などケイ誦
化合物と反応しない有イ幾溶媒の溶液としてこれに鷺素
、アルゴン、ヘリウム、空気などの不活性ガス勿通じる
ことで平衡蒸気圧にj、6じ7こ分圧下で気化する方法
などで気体状態にして使用ぜれる。
気体状態にしたケイ素化合物は、これ葡羊独で使用して
も、キャリアガスに同伴させて使用してもよい。キャリ
アガスとしては使用するケイ素化合物に対して不活性な
ガス、例えば空へ11窒素、アルゴン、ヘリウムなどを
挙げることができる。
針状酸化鉄粉末と気体状態のケイ素化合物とはどのよう
な方法で接触させてもよく、一般には固定床、流動床、
回転レトルトなどを用い、ケイ素化合物を流通させて接
触させる方法が採用される。
なかでも流動床で接触させる方法は最も容易かつ効果的
に粉末粒子表面にケイ素化合物を均一に被着ないし吸着
させることができるので好適である。
被着ないし吸着させるケイ素化合物の量(被着量)は、
その景が少なすぎると形部れや焼結防止効果が小さく、
またあまり多すぎると磁化が小さくなるので、一般には
針状酸化鉄粉末に対してSiO2換算で0.005〜5
重量く、好ましくは0.01〜2重量係にするのが望ま
しい。被着量は、接1独条件、例えばケイ素化合物を同
伴しこれを含有したキャリアガスの流量、濃度、流通時
間、温度などを適宜かえることににって調節するのがよ
い。
本発明において、気体状態のケイ素化合物と接触させて
前処理した針状酸化鉄粉末(dl、それ自体公知の方法
で目的とする針状の磁性粉末の種類に応じて酸化、還元
なとの熱処理すると、磁気記録媒体用として好適に使用
することができる磁気特性のすぐれ/こマグネタイト、
マグヘマイト、金属鉄なとの企1状の磁性粉末が借られ
る。
例え1ば、前処理した針状酸化鉄粉末としてα〜Fe2
αを1吏用した場合、これを250〜500℃で水素、
−酸化炭素なとで還元すると針状マグネタイトぢ分末が
彷らJLl  このマグネタイトをさらに芹元すると針
状金属鉄粉末が得られる。寸だ上記マグネタイトを酸素
含有ガス雰囲気下に200〜400℃で酸化すると針状
マグネタイト粉末が得られる。寸た前処理した針状酸化
鉄粉末としてγ−Fe、、Q3を使用した場合、これを
250〜500℃で水素、−酸化炭素なとで還元すると
針状マグネタイト粉末か得られ、これをさらに還元する
と針状金属鉄粉末が得られる。寸だ前処理した針状酸化
鉄粉末としてマグネタイトを使用した場合、例えばこれ
を水素、−酸化炭素などで200〜500℃で還元する
と針状金属鉄粉末が得られる3、実施例1 長袖平均0.28μm1平均軸比I3の針状酸化鉄(α
−Fe2e3)粉末3o2を、底部にガラスフィルタを
設けた内径48陥φの円筒形の石英管に充填した。
次いでテトラエトキシシランC8i (OC2Hi )
4 〕に室温で空気(キャリアガス)を流通させて工ト
ラエi・キシ7ランを気化させ、テトラエトキ7シラフ
3容汝愛同伴した空気を、針状酸化@粉末を充填した上
記石英管に2t/mInの流量で10分間室温で流し、
針状酸化鉄粉末を流動化させながら接触させた。針状酸
化鉄粉末に被着したテトラエトキシ7ラン(被着量)は
針状酸化鉄粉末に対しS t O2換算で0.2重量係
であった。
テトラエトキンシランで前処43Jj した針状酸化鉄
粉末(a −Fe203)は、これを370℃で5時間
水素気流中で還元して金属鉄にし、トルエン中にとりた
し、トルエン金自然蒸発させて安定化した金ノ両鉄の針
状(磁性粉末を得た。
この金1.・」シ秩の針状磁性粉末は、透過型′電子顕
微鏡(TEIVI)での四路によると、長軸平均は0.
20μmη、平均軸比は8であジ、ff1l゛状形状の
崩れや粒子間の焼結は認められなかった。振動試T=’
1式磁ノJ計で1jll i Lだ磁気特性−:、保持
力(J7IC) l 4.200e、胞オ[」磁化(1
〜’1m) ] 63.2 emu/9、角形比(iV
Ir/Mm)0゜51であった。
実施例2 丈施圀1と同様の針状酸化鉄d末を大流例1と1’Jイ
Uiにしてテトシエトギ7ノランで「)ム処理した後、
320 ’Cて1時間水素気流中で還元し、次いで25
0℃て]11j“1i]空気雰囲気下に順化してマグヘ
マイトの眉゛状1滋件紛禾を得た。
J゛JCj質によると、火・IQ1+平Jりは帆22μ
m・平均軸比は8であり、ツ1状形状の崩れや粒子11
4」のb′6結ば6、召められな刀1つた。i+fi気
ti等伯ユは、He : 358Oe 、 +VLm 
: 7 ::l 、 J emu/ ?、rJJ’r/
Mm : 0.4.8でめった。
比較例1 実施例1と同様の針状酸化鉄粉末257を水]、 00
0 mlに懸濁させた後、テトシエトキシンラン10 
’j/lのエタノール浴液を1. OOme除々に加え
て室幅で10時間撹拌した後、50時間放置熟、戎させ
7y。
次いでろ過、水洗して120℃で2/1時間乾燥してテ
トラエトキンシランで前処理した針状酸化鉄粉末を得た
。ケイ素の含有且はSiO□換算で113重量係であっ
た。
次いでデトラエトキシシランで前処理した針状1液化、
鉄粉末は、これを実施例2と同様に熱処(111(窯化
〜)還元→酸化)してマグヘマイト粉末を(4)だ。
TEMによると、このマグヘマイト粉末1は、粒: 7
0.1 emu/f 、 Mr/Mm: 0.37であ
った。
比較6’lJ 2 比較例1と同様に前処理したα−Fe203を、実施例
」と同号)兵に$処1:JjIをして金属鉄の磁性粉末
を得た。
T E Mによれは、粒子間の焼結、形の崩れがみられ
、針状を保トチしてない粒子が認められた。
磁気!l:f141Eは、HC: 1,201.0e 
、Mm:155.9emu/’il Mr/Mm : 
0.41であった。
実施例3〜16 実施例1のテトラエトキ′/7ランにかえて泥1表に記
載のケイ素化合物を使用し、実施例1と同様に前処理し
て被茄量が第1表に記載の回状酸化鉄粉末を州だ後、実
施例1丑たd゛実施例3と同様に熱処J)’114 し
て金属鉄すたはマグヘマイトの針状磁性粉末を得た。た
たし実施例5〜10.15〜]6は前処理の14のキャ
リアガスとして空気にかえてシ゛ソ素ガスをイリ・用し
た。
TEMによると、長7.”々1j平均および平均軸比は
第1表のとおりてあり、振動試料式磁力計て?J!jj
定した磁気特性は第1表のとおりであった。なおいずれ
の実施[二1]においても磁性粉末粒子の形部れや粒。
早開の焼結は特に認められなかった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 針状酸化鉄粉末を熱処理して針状の磁性粉末を製造する
    際、熱処理にさきだって針状酸化鉄粉末を気体状態のケ
    イ素化合物と接触さぜることを特徴とする針状酸化鉄粉
    末の前処理法。
JP58084982A 1983-05-17 1983-05-17 針状酸化鉄粉末の前処理法 Pending JPS59213626A (ja)

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