JPS5921363B2 - 針状晶金属鉄磁性粒子粉末の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、針状晶金属鉄磁性粒子粉末の製造法に関する
ものである。

更に詳しくは、針状晶と粒度を保持継承しており、また
、樹枝状粒子が混在しておらず、粒子表面並びに粒子内
部の結晶性の度合が高められた実質的に高密度な粒子粉
末であることに起因して、磁気特性においては大きな飽
和磁束密度σｓと高い保磁力Ｈｃを有し、粉体特性にお
いては、高分散性、高配向性、高充填性を有する磁気記
録用磁性材料として特に適した針状晶金属鉄磁性粒子粉
末を容易に製造することができる新規技術手段を提供す
ることを目的とする。

Ｊ 近年、磁気記録再生用機器の小型軽量化が進むにつ
れて、磁気テープ、磁気ディスク等の記録媒体に対する
高性能化の必要性が益々生じてきている。

すなわち、高記録密度、高感度特性、高出力特性、殊に
、周波数特性の向上が要求される。磁ク 気記録媒体に
対する上記のような要求を満足させる為に適した磁性材
料の特性は、大きな飽和磁束密度と高い保磁力を有する
ことである。ところで、従来から磁気記録媒体に用いら
れている磁性材料は、マグネタイト、マグヘマイト、二
酸化クロム等の磁性粉末であり、これらの磁性粉末は飽
和磁束密度σＳ７Ｏ／８５ｅｍｕ／Ｚ保磁力Ｈｃ２５Ｏ
〜５０００ｅを有するものである。

殊に、上記酸化物磁性粒子粉末のσｓ最大８５ｅｍｕ／
ｙ程度であり、一般にはσＳ７Ｏ〜８０ｅｍｕ／Ｆ７で
あることが再生出力並びに記録密度に限度を与えている
主因となつている。更に、ＣＯを含有しているＣＯ−マ
グネタイトやＣＯ−マグヘマイト磁性粉末も使用されて
いるが、これらの磁性粒子粉末は保磁力Ｈｃが４００〜
８０００ｅと高いという特徴を有するが、これに反して
飽和磁束密度σｓが６０〜７０ｅ債県１と低いものであ
る。最近、高出力並びに高密度記録に適する特性を備え
た磁性粒子粉末すなわち、大きな飽和磁束密度と高い保
磁力を有する磁性粒子粉末の開発が盛んであり、そのよ
うな特性を有する磁性粒子粉末は、第一鉄塩水溶液とア
ルカリとを反応させ空気酸化し（通常湿式反応という）
て得られる針状晶ゲータイト粒子又は、該針状晶ゲータ
イト粒子を加熱脱水して得られる針状晶ヘマタイト粒子
を出発原料とし、該出発原料を還元性ガス中３５０℃程
度の比較的低い温度で長時間還元することにより得られ
る針状晶金属鉄磁性粒子粉末である。

針状晶金属鉄磁性粒子粉末の保磁力Ｈｃは次に示すよう
な関係式により表わすことができる。Ｈｃ−Ｋ・（Ｎｂ
−Ｎａ）・Ｍｓ この関係式において Ｋは粒子の結晶性の度合に （Ｎｂ−Ｎａ）は粒子の形状（針状性）にまた、Ｍｓは
粒子の化学組成に 関係する項である。

この関係式から明らかなように、針状晶金属鉄磁性粒子
粉末の保磁力の向上をはかるためには、出発原料である
針状晶ゲータイト粒子の針状晶を保持継承させることと
生成物針状晶金属鉄磁性粒子の結晶性の度合を高めるこ
とが必要である。

従来、針状晶金属鉄磁性粒子粉末の製造にあたつて、前
述したように３５０℃程度の還元反応が可能な可及的に
低い温度で多量の還元性ガスを用い、長時間をかけて加
熱還元処理が行なわれているのは、針状晶ゲータイト粒
子の針状晶をいかに保持継承するかということを第一に
配慮したためである。これは例えば特公昭４９−７３１
３号公報に次のように記載されている。

針状晶金属鉄磁性粒子粉末は「微粉砕した酸化水化物を
水素または他のガス発生還元剤により還元することによ
り作ることも知られている。

還元を実際上使用しうる速度で行うために３５０℃以上
の温度で行う必要がある。しかしながら、このために生
成した金属粒子が融着し、磁気記録用材料として望まし
くない。これに対して還元を３５０℃以下の温度で行う
場合には、生成する金属粒子が互に融着しないために好
ましいけれども還元時間が長くなり、実際上望ましくな
い。」。しかし、低温での加熱還元処理を採用すること
により粒子の針状晶を比較的よく保持継承することはで
きても、生成される針状晶金属鉄磁性粒子は、結晶性の
度合が小さくその為、保磁力Ｈｃも小さい値のものとな
る。

針状晶ゲータイト粒子、又は、針状晶ヘマタイト粒子を
還元性ガス中で加熱還元する温度が高ければ高い程、結
晶性の度合が高められ、且つ大きな飽和磁束密度を有す
る針状晶金属鉄磁性粒子粉末が得られることが知られて
いる。

しかし、加熱還元する温度が高くなると、この金属鉄磁
性粒子粉末の針状晶粒子の変形と粒子および粒子相互間
の焼結が著しくなり、得られた金属鉄磁性粒子粉末の保
磁力が極度に低下することになる。

一方、磁気テープ、磁気デイスク等磁気記録媒体の出力
特性、感度特性は、残留磁束密度Ｂｒに依存し、残留磁
束密度Ｂｒは磁性粒子粉末のビークル中での分散性、塗
膜中での配向性及び充填性に依存している。

そして、ビークル中での分散性、塗膜中での配向性及び
充填性を向上させるためには、ビークル中に分散させる
磁性粒子粉末が針状晶を有し、且つ、粒度が均斉であり
、また、樹枝状粒子が混在していないことが要求される
。

このような特性を有する磁性粒子粉末を得る為には、出
発原料である針状晶ゲータイト粒子粉末が針状晶を有し
、且つ、粒度が均斉であり、また樹枝状粒子が混在して
いないことが必要である。上述したように、針状晶金属
鉄磁性粒子粉末の製造過程においては、まず、出発原料
として針状晶を有し、且つ、粒度が均斉であり、また、
樹枝状粒子が混在していない針状晶ゲータイト粒子を生
成させることが必要であり、次に、いかにしてこの針状
晶及び粒度を保持継承させながら、加熱還元して結晶性
の度合が高められた実質的に高密度な針状晶金属鉄粒子
粉末とするかが大きな課題となつてくる。

本発明者は、長年に亘り、針状晶ゲータイト粒子の製造
及び開発にたずさわつているものであるがその研究過程
において、針状晶を有し、且つ、粒度が均斉であり、ま
た、樹枝状粒子が混在していない針状晶ゲータイト粒子
を得る方法を既に開発している。

例えば、次に述べるようである。即ち、針状晶を有し、
且つ、粒度が均斉であり、また、樹枝状粒子が混在して
いない針状晶ゲータイト粒子は、Ｆｅ（０Ｈ）２を含む
ＰＨｌｌ以上の水溶液を得るに際して使用するアルカリ
水溶液にあらかじめ水可溶性ケイ酸塩をＦｅに対しＳｉ
換算で０．１〜１，７原子？となるように添加しておき
、次いで、該アルカリ水溶液と第一鉄塩水溶液とを反応
させて微細で均斉なＦｅ（０Ｈ）２を含むＰＨｌｌ以上
の水溶液を得、しかる後、酸化することにより得ること
ができる。この方法について説明すれば次のようである
。従来、ＰＨｌｌ以上のアルカリ領域で得られた針状晶
ゲータイト粒子は、一般に粒度が不均斉で樹枝状粒子が
混在しているが、これは、針状晶ゲータイト粒子の前駆
体であるＦｅ（０Ｈ）２のフロツクが不均斉であると同
時に、Ｆｅ（０Ｈ）２のフロツクを構成しているＦｅ（
０Ｈ）２の粒子そのものが不均斉であること、更に、Ｆ
ｅ（０Ｈ）２を含む水溶液から針状晶ゲータイト核粒子
の発生と該針状晶ゲータイト核粒子の成長が同時に生起
し、しかもゲータイト生成反応が終了するまで幾重にも
新しい核が発生することに起因する。

前述した様に、Ｆｅ（０Ｈ）２を含むＰＨｌｌ以上の水
溶液を得るに際して使用するアルカリ水溶液にあらかじ
め水可溶性ケイ酸塩をＦｅに対しＳｉ換算で０．１〜１
．７原子？となるように添加しておき、次いで、該アル
カリ水溶液と第一鉄塩水溶液とを反応させた場合には、
Ｆｅ（０Ｈ）２のフロツクを十分微細で均斉なフロツク
にすると同時ＫＦｅ（０１−］）２のフロツクを構成し
ているＦｅ（０Ｈ）２粒子そのものを十分微細で均斉な
粒子とすることができ、更に、水可溶性ケイ酸塩がＦｅ
（０Ｈ）２を含む水溶液から針状晶ゲータイト粒子を生
成する際の酸化反応を抑制する効果を有することに起因
して、針状晶ゲータイト核粒子の発生と該針状晶ゲータ
イト核粒子の成長を段階的に行うことができるため、粒
度が均斉であり、また、樹枝状粒子が混在しない針状晶
ゲータイト粒子を得ることができる。

上記の方法において使用される水可溶性ケイ酸塩として
はナトリウム、カリウムのケイ酸塩がある。アルカリ水
溶液への水可溶性ケイ酸塩の添加量は、Ｆｅに対しＳｌ
換算で０．１〜１．７原子％である。

水可溶性ケイ酸塩の添加量がＦｅに対しＳｉ換算で０，
１原子？以下である場合には、粒度が均斉で樹枝状粒子
が混在していない針状晶粒子を得る効果が十分ではなく
、１．７原子？以上である場合は粒状のマグネタイト粒
子が混入してくる。図１は、反応鉄（Ｆｅ２＋）濃度、
反応液のＰＨ、反応温度、空気の通気量が一定の条件下
において、アルカリ水溶液への水可溶性ケイ酸塩の添加
量と針状晶ゲータイト粒子の生成反応時間の関係図であ
る。

図中、曲線Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ反応鉄（Ｆｅ２＋）濃
度が０．３ｍ０レＴ，Ｏ．４ｍＯレＴ，Ｏ．７ｍＯレｌ
の場合である。図に示すように、反応鉄（Ｆｅ２＋）濃
度、反応液のＰＨ、反応温度、空気の通気量が一定であ
るにもかかわらず、水可溶性ケイ酸塩の添加量の増加に
伴つて、針状晶ゲータイト粒子の生成反応時間が著しく
短縮されるのは、Ｆｅ（０Ｈ）２のフロツク及びＦｅ（
０Ｈ）２のフロツクを構成しているＦｅ（ＨＯ）２粒子
ど溶存酸素との接触反応が非常に効率よく行われた為と
考えられる。

このことは、水可溶性ケイ酸塩の添加量の増加に伴つて
、Ｆｅ（０Ｈ）２のフロツクが十分微細化され、均斉化
されると同時にＦｅ（０Ｈ）２のフロツクを構成してい
るＦｅ（０Ｈ）２粒子そのものも微細化され、均斉化さ
れていることを示すものと考えられる。図２は、アルカ
リ水溶液への水可溶性ケイ酸塩の添加量と図１の場合と
全く同一の反応条件のもとで生成された針状晶ゲータイ
ト粒子の比表面積との関係を示したものである。

図中、曲線Ａ，Ｂ，Ｃｌはそれぞれ反応鉄濃度が０．３
ｍ０１／Ｔ．，Ｏ．４ｍＯレΔ０．７ｍ０１／ｌの場合
である。一般に、反応鉄濃度を一定にした場合、針状晶
ケータイト粒子の生成反応時間が短くなるに従つて粒子
の比表面積が大きくなる傾向がある。

しかし、上記方法において、図１に示されるように、針
状晶ゲータイト粒子の生成反応時間が短縮しているにも
かかわらず粒子の比表面積がほぼ一定値を示しているの
は、水可溶性ケイ酸塩が、Ｆｅ（０Ｈ）２を含む水溶液
を酸化して針状晶ゲータイト粒子を生成する際の酸化反
応を抑制する効果を有し、その結果、針状晶ゲータイト
核粒子の発注と該針状晶ゲータイト核粒子の成長が段階
的に起るためと考えられる。次に、いかにして上記に詳
述した方法により得られた針状晶を有し、且つ、粒度が
均斉であり、また、樹枝状粒子が混在していない針状晶
ゲータイト粒子の針状晶と粒度を保持継承させながら加
熱還元して、結晶性の度合が高められた実質的に高密度
な針状晶金属鉄磁性粒子とするかが問題となる。

前述したように、低温での加熱還元処理を採用すること
により、粒子の針状晶と粒度を比較的よく保持継承でき
ても、生成される針状晶金属鉄磁性粒子は、結晶性の度
合が小さいものである。

加熱還元する温度が高ければ高いほど、結晶性の度合が
高められるが、一方で金属鉄磁性粒子粉末の針状晶粒子
の変形と粒子および粒子相互間の焼結が著しくなり、保
磁力が極度に低下する。殊に粒子の形状は加熱温度の影
響を受けやすく、特に雰囲気が還元性である場合には、
粒子成長が著しく、単一粒子が形骸粒子の大きさを越え
て成長し、形骸粒子の外形は漸次消え、粒子形状の変形
と粒子および粒子相互間の焼結を引き起す。その結果、
保磁力が低下するのである。本発明者は、本発明におい
て用いられる微量のＳｉを含有している粒度が均斉であ
り、また、樹枝状粒子が混在していない針状晶ゲータイ
ト粒子を３００℃付近で加熱脱水して得られた針状晶ヘ
マタイト粒子を出発原料とし、該出発原料を還元性ガス
中で加熱還元して針状晶金属鉄粒子とする場合の粒子形
状の変形と粒子及び粒子相互間の焼結現象について詳細
に検討した。

即ち、図３は、本発明において用いられる微量のＳｉを
含有（Ｆｅに対しＳｉ換算で１．１原子％）している粒
度が均斉であり、また、樹枝状粒子が混在していない針
状晶ゲータイト粒子を加熱脱水して得た微細なヘマタイ
ト単一粒子群からなる平均長軸長さ０．５０μｍであり
、且つ、比表面積が１３０ｍ／Ｆ７である針状晶形骸粒
子を水素気流中４００℃で加熱還元して針状晶金属鉄磁
性粒子とする加熱還元過程における加熱還元生成粒子の
還元度Ｘ（ＦｅＯｘ，ｌ．５〉Ｘ＞Ｏ）と比表面積の関
係を示したものである。

図３かられかるように、加熱還元の進行に伴つて生成粒
子の比表面積が急激に小さくなつてくるのは、粒子形状
の変形と粒子及び粒子相互間の焼結が急激に生起したこ
とを示している。

この現象について以下に詳細に説明する。

本発明において用いられる針状晶ゲータイト粒子は、微
量のＳｉを含有しており、出発原料として用いた針状晶
ヘマタイト粒子も又Ｓｉを含有したものとなる。

一般にＳｉを含有している針状晶ゲータイト粒子から得
られる針状晶ヘマタイト粒子はその粒子表面並びに粒子
内部には、脱水により発生する多数の空孔が存在し、こ
の空孔は加熱温度が上昇するにつれて少なくなるが、一
方、加熱温度が８００゜Ｃを越えて高くなると焼結が進
んで針状晶粒子がくずれることが知られている。

このことは、特開昭４８−８３１００号公報に次のよう
に記載されている。微量のＳｉを含有する針状晶ゲータ
イト粒子は「脱水処理中、またはそれに続く焼き戻し（
針状晶ヘマタイト粒子の高温加熱処理）作業中に、針状
晶が焼結することなく８００℃までの温度の使用が可能
である。

」従来から、出発原料として、一般に用いられている針
状晶ヘマタイト粒子は、針状晶ゲータイト粒子を３００
℃付近の温度で加熱脱水することにより得られ、針状晶
ゲータイト粒子の外形を残した針状晶形骸粒子であり、
この形骸粒子は、多数の単一粒子を連結した凝集粒子か
らなる。

この場合、針状晶ゲータイト粒子を３００℃付近の比較
的低温で加熱脱水するのは、針状晶ゲータイト粒子の針
状晶をいかに保持継承するかを第一に配慮したためであ
る。しかし、３００℃付近の比較的低温で加熱すること
により得られた針状晶ヘマタイト粒子は、針状晶を保持
継承したものではあるが、一方単一粒子の粒子成長が十
分ではなく、従つて粒子の結晶性の度合が小さいもので
ある。殊に、微量のＳｉを含有している針状晶ゲータイ
ト粒子を常法により３００℃付近の低温で加熱脱水した
場合は、周知の様にＳｌの粒子成長抑制効果に起因して
、結晶性の度合が更に小さいものとなる。その為、微量
のＳｉを含有している針状晶ヘマタイト粒子は、粒子表
面並びに粒子内部に空孔が多数存在し、比表面積の大き
なものしか得られない０図４は、平均長軸長さが０．５
５μｍであり、且つ、比表面積が３８Ｔｒ１／ｙである
微量のＳｌを含有（Ｆｅに対しＳｉ換算で１．１原子％
）している粒度が均斉であり、また、樹枝状粒子が混在
していない針状晶ゲータイト粒子を加熱脱水して針状晶
ヘマタイト粒子とする過程において、脱水速度の具なる
条件下において生成された粒子の脱水率と比表面積との
関係を示したものである。

図中、曲線Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ脱水速度が７．２モ
ル／分、２．０モル／分、０．２５モル／分の場合であ
る。図４から明かなように脱水速度を変化させることに
より得られる微量のＳｌを含有している針状晶ヘマタイ
ト粒子粉末の比表面積は異なり、脱水速度を遅くする程
、比表面積が小さい針状晶ヘマタイト粒子粉末を得るこ
とができるが、高々５０〜８０ｍ２／ｙ位である。この
ように、粒子成長が十分でなく、従つて、粒子の結晶性
の度合が小さい微量のＳｉを含有している針状晶ヘマタ
イト粒子を還元性ガス中で加熱還元した場合、加熱還元
過程における単一粒子の粒子成長即ち、物理的変化が急
激である為、単一粒子の均一な粒子成長が生起し難く、
従つて、単一粒子の粒子成長が急激に生起した部分では
、粒子及び粒子相互間の焼結が生起し、粒子形状がくず
れやすくなると考えられる。

また、加熱還元過程においては酸化物から金属への急激
な体積収縮が生起することにより粒子形状は一層くずれ
やすいものとなる。

更に、加熱還元過程における加熱処理は、雰囲気が還元
性である為、単一粒子の粒子成長という物理的変化と同
時に還元反応という化学的変化が生起する。

その為、針状晶を保持継承した針状晶金属鉄磁性粒子粉
末を得るためには物理的変化と化学的変化を同時に制御
することが必要があり、従つて加熱還元処理に非常に長
時間を要し、また、還元性ガスも多量に必要としたので
ある。加熱還元処理に長時間を必要とするということは
、生成粒子の粒子形状の変形と粒子及び粒子相互間の焼
結を更に進行させる原因となる。上述したように、加熱
還元過程における粒子形状の変形と粒子及び粒子相互間
の焼結が生起する原因としては、単一粒子の粒子成長が
急激である為単一粒子の均一な粒子成長が生起しがたい
こと、酸化物から金属への急激な体積収縮が生起するこ
と、及び単一粒子の粒子成長という物理的変化と還元反
応という化学的変化とが同時に生起することが考えられ
る。

そこで、本発明者は、上記の現象を鑑み、加熱還元過程
に先立つて、単一粒子の粒子成長という物理的変化と還
元反応という化学的変化とが同時に生起しないような非
還元性雰囲気下において加熱焼成して単一粒子の十分、
且つ、均一な粒子成長をはかることにより、結晶性の度
合が高められた実質的に高密度であり、且つ、針状晶を
保持継承している出発原料としておけば、加熱還元過程
では化学的変化を主体に行えばよいから加熱還元過程に
おける粒子の変形と粒子及び粒子相互間の焼結が防止で
きるのではないかと考えた。

そして、本発明者は、本発明において用いられる微量の
Ｓｉを含有している針状晶ヘマタイト粒子を非還元性ガ
ス中加熱焼成して単一粒子の十分、且つ、均一な粒子成
長をはかることにより、結晶性の度合が高められた実質
的に高密度であり、且つ、針状晶を保持継承している出
発原料ヘマタイト粒子を得るべく種々検討した結果、本
発明に到達したのである。

即ち、本発明は、Ｆｅ（０Ｈ）２を含むＰＨｌｌ以上の
水溶液を得るに際して使用するアルカリ水溶液にあらか
じめ水可溶性ケイ酸塩をＦｅに対しＳｌ換算で０．１〜
１．７原子％となるように添加しておき、次いで、該ア
ルカリ水溶液と第一鉄塩水溶液とを反応させて、微細で
均斉なＦｅ（０Ｈ）２を含むＰＨｌｌ以上の水溶液を得
、しかる後、酸化して針状晶ゲータイト粒子を生成させ
、次いで該生成ゲータイト粒子を済別、水洗、乾燥後、
加熱脱水することにより得られた平均長軸長さが０．３
〜２．０μｍであり、且つ、ＢＥＴ法による比表面積が
５０〜３００ｗ１／７であつて、針状晶ゲータイ卜粒子
の長軸長さと軸比とを保持継承した針状晶ヘマタイト粒
子を、加熱水蒸気と非還元性ガスとからなる雰囲気下に
おいて水蒸気分圧−ＦＬ７Ｐｓ＋Ｐｉ（Ｐｓは水蒸気分
圧、Ｐｉは非還元性ガス分圧）３０〜１００％、温度３
５０〜７００℃の範囲で加熱焼成することにより、平均
長軸長さが０．１〜１．５μｍであり、且つ、ＢＥＴ法
による比表面積が１０〜３０イ／Ｖである針状晶を継承
している実質的に高密度な針状晶ヘマタイト粒子とした
後、該針状晶ヘマタイト粒子を還元性ガス中３５０〜６
００℃の温度範囲で加熱還元することにより針状晶金属
鉄磁性粒子を得ることよりなる針状晶金属鉄磁性粒子粉
末の製造法である。

本発明の構成、効果を説明すれば以下の通りである。

先ず、本発明の基礎とする諸知見について述べる。

一般に微量のＳｉを含有している針状晶ゲータイト粒子
を３００℃付近で加熱脱水して得られた微量のＳｉを含
有している針状晶ヘマタイト粒子は前述したように針状
晶を保持継承したものではあるが、一方、単一粒子の粒
子成長が十分ではなく、従つて結晶性の度合が非常に小
さいものである。

このような結晶性の度合が小さい微量のＳｉを含有して
いる針状晶ヘマタイト粒子でも、更に、焼きもどし等の
加熱焼成をすることにより単一粒子の粒子成長をはかる
ことができ、従つて、結晶性の度合も高めることができ
る。前述した様に、微量のＳｉを含有している針状晶ヘ
マタイト粒子を非還元性ガス中加熱焼成する温度が高く
なる程効果的に単一粒子の粒子成長をはかることができ
、従つて、結晶性の度合が高められた針状晶ヘマタイト
粒子とすることができる力ζ ８００℃以上になると単
一粒子が形骸粒子の大きさを越えて成長し、針状晶粒子
の変形と粒子および粒子相互間の焼結をひき起すことが
知られている。

さらに、微量のＳｉを含有している出発原料の針状晶を
保持継承することができる８００℃以下の温度範囲にお
いてできるだけ高い温度で加熱焼成して、単一粒子の粒
子成長をはかり、従つて結晶性の度合が高められた微量
のＳｉを含有している針状晶ヘマタイト粒子を得る方法
が知られているＯ例えば、特開昭５２−９５０９７号公
報には次のように記載されている。

「Ｓｉを吸着または混入せしめたα−ＦｅＯＯＨまたは
α−Ｆｅ２Ｏ３粒子を適切な熱処理条件のもとで」加熱
焼成することにより「粒子間相互の焼結を抑制して針状
性を保持しながら脱水・封孔性は促進せしめ」、結晶の
「完全性の高い」針状晶ヘマタイト粒子を得ることがで
きる。

この方法における「適切な熱処理条件」とは、実施例の
記載によれば、微量のＳｉを含有している針状晶ゲータ
イト粒子をアルゴン、大気等の非還元性雰囲気中、７０
０〜８００℃の温度で加熱焼成するものである。

即ち、微量のＳｉを含む針状晶ヘマタイト粒子を加熱焼
成して単一粒子成長をはかり、従つて結晶性の度合を高
めようとすれば、７００℃以上の温度が必要であり、７
００℃以下の温度では、Ｓｉの粒子成長抑制効果により
、かえつて単一粒子の粒子成長がさまたげられ結晶性の
度合が非常に小さいものしか得られないのである。

このように、７００℃以上という高温で加熱焼成するこ
とは精度の高い設備、高度な技術を必要とし、工業的、
経済的とは言えない。

そこで、本発明者は、上述した事実に鑑み、非還元性雰
囲気中において、７００℃以下のできるだけ低い温度で
本発明により用いられる微量のＳｉを含有している針状
晶ヘマタイト粒子を加熱焼成して、単一粒子の十分、且
つ、均一な粒子成長をはかることにより結晶性の度合が
高められた針状晶ヘマタイト粒子とすることについて更
に、検討を重ねた。その結果、本発明において用いられ
る微量Ｇｉを含有している針状晶ゲータイト粒子を加熱
脱水して得られた平均長軸長さが０．３〜２．０μｍで
あり、且つ、ＢＥＴ法による比表面積が５０〜３００ｍ
１１であつて針状晶ゲータイト粒子の長軸長さと軸比と
を保持継承した針状晶ヘマタイト粒子を、加熱水蒸気と
非還元性ガスとからなる雰囲気下において水蒸気分圧＋
−（Ｐｓは水蒸気分圧、Ｐｉは非還元性ガス分圧）３０
〜１００％、温度３５０〜７００℃の範囲で加熱焼成す
ることにより平均長軸長さが０．１〜１．５１１ｍ１で
あり、且つ、ＢＥＴ法による比表面積が１０〜３０イ／
Ｖである針状晶ヘマタイト粒子とした場合には、結晶性
の度合が高められた実質的に高密度であり、且つ、針状
晶を保持継承した針状晶ヘマタイト粒子を得ることがで
きるという知見を得た。これについて更に詳述すれば次
の様である。

微量のＳｉを含有している針状晶ゲータイト粒子が加熱
脱水して針状晶ヘマタイト粒子となる過程は、ヘマタイ
トの単一粒子の発生と該単一粒子の成長とからなるもの
で、この脱水反応を急激に生起させると生成ヘマタイト
の単一粒子の均一な粒子成長が生起しがたくなる。その
為に、単一粒子の急激な粒子成長は、粒子及び粒子相互
間の焼結を惹起し、形骸粒子の粒子形状の変形をもたら
すので、針状晶を保持継承することが困難となる。そこ
で、本発明者は、結晶性の度合が高められた実質的に高
密度であり、且つ、針状晶を保持継承している微量のＳ
ｉを含有している針状晶ヘマタイト粒子を得るためには
、ヘマタイトの単一粒子の核の発生時期と該単一粒子の
核の成長時期を別別に制御することが必要であると考え
た。即ち、まずヘマタイトの単一粒子の核の発生時期に
は、核の成長を制御することが必要である。

ヘマタイトの単一粒子の核の発生時期とは、厳密に言え
ば針状晶ゲータイト粒子の脱水率が１００％に達した時
点であるが、工業的規模において、この時点で反応を停
止することは不可能であり、又、その判定は非常に困難
である。しかし、通常の針状晶ヘマタイト粒子を得る方
法によれば前述した特公昭４８−１５７５９号公報に記
載の如く、針状晶を保持継承している範囲のヘマタイト
形骸粒子は比表面積が大きく、従つて、微細で均斉なヘ
マタイト単一粒子群から成るものである。

本発明者は、この現象について詳細な検討を行い、前述
の図４の説明で詳述した如く、脱水速度と本発明におい
て用いられる微量のＳｉを含有している生成ヘマタイト
形骸粒子の比表面積の関連性を実験で確め、その結果、
脱水速度を制御することと微量のＳｉを含有している生
成ヘマタイト形骸粒子の比表面積（ＢＥＴ法）の値から
、ヘマタイト単一粒子の核の発生時期を判定することが
できることを可能としたのである。

尚、ゲータイト粒子の脱水反応は加熱温度が２５０℃以
上で生起することが知られているが、その脱水速度は、
一般に加熱温度が高い程速くなるが、加熱速度や雰囲気
の圧力等によつても変化つするものである。

次に、本発明において用いられる微量のＳｉを含有して
いる微細なヘマタイトの単一粒子の多数の核からなる針
状晶形骸粒子を加熱焼成して形骸粒子の針状晶を保持継
承させながら、単一粒子の多数の核の十分な成長をはる
かには、形骸粒子の大きさを越えない範囲で単一粒子の
粒子成長を制御することが必要である。

そこで、本発明者は、非還元性雰囲気中において、７０
０℃以下のできるだけ低い温度で微量のＳｉを含有して
いる微細なヘマタイト単一粒子の多数の核からなる針状
晶形骸粒子を加熱焼成して、単一粒子の十分な、且つ、
均一な粒子成長をはかることにより結晶性の度合が高め
られた針状晶形骸粒子とすることについて検討した。

その結果、微量のＳｉを含有している微細なヘマタイト
単一粒子の多数の核からなる粒度の均斉な針状晶形骸粒
子を加熱水蒸気と非還元性ガスとからなる雰囲気下にお
いて水蒸気分圧，！旨、３０〜１００７０の範囲で加熱
焼成した場合には、６，７００℃以下の温度で微量のＳ
ｉを含有している７ヘマタイト単一粒子の十分な、且つ
、均一な粒子成長をはかることができ、従つて結晶性の
度合が高められた実質的に高密度な針状晶ヘマタイト粒
子を得ることができることを知つたのである。

今、本発明者を行つた数多くの実験例から、その一部を
抽出して説明すれば次の通りである。図５は、異なる加
熱焼成雰囲気下において本発明において用いられる微量
のＳｉを含有している針状晶ヘマタイト粒子を加熱焼成
して得られた焼成粒子の比表面積と加熱焼成温度との関
係図である。即ち、平均長軸長さ０．５５μｍ１比表面
積１３０イ／９の微量のＳｉを含有（Ｆｅに対しＳｉ換
算で１．１原子７０）している微細なヘマタイト単一粒
子の多数の核からなる針状晶形骸粒子粉末３００９を容
積３１の一端開放型レトルト容器に投入し、駆動回転さ
せながら各々異なる加熱焼成雰囲気下において、３００
〜８００℃の各温度で９０分間加熱焼成して得られた針
状晶ヘマタイト粒子粉末の比表面積と加熱焼成温度との
関係を示したものである。

図中、曲線Ａは空気中、曲線Ｂは非還元性ガスとしてＮ
２ガスを用い、且つ、水蒸気分圧畜、が７５７０の場合
、曲線Ｃは非還元性ガスとしてＮ２ガスを用い、且つ、
水蒸気分圧丁！背〒が９５％の場合である。

図かられかるように、加熱焼成雰囲気の水蒸気分圧下！
凸可が７５７０１９５７０の場合には７００℃以下の加
熱焼成温度で比表面積が３０イ／９以下の微量のＳ１を
含有している針状晶ヘマタイト粒子粉末を得ることがで
きる。

即ち、単一粒子の十分な、且つ、均一な粒子成長により
結晶性の度合が高められた実質的に高密度な微量のＳｉ
を含有している針状晶ヘマタイト粒子粉末を得ることが
できるのである。このことから、加熱焼成雰囲気中にお
ける水蒸気分圧が微量のＳｌを含有している針状晶へマ
タイト粒子の単一粒子の粒子成長に非常に効果的に働い
たものと考えられる。ところで、従来、ヘマタイト粒子
の粒子成長に関する技術として針状晶ヘマタイト粒子粉
末の段階で非還元性ガス中５００℃乃至６００℃以上の
温度で加熱焼成するものとしては、例えば特公昭３９−
２０９３９号公報、特公昭４０−１１７３３号公報、特
公昭５０−３００３７号公報、特公昭５２−２８１２０
号公報及び米国特許第４０５２３２６号記載の方法があ
る。しかし、これらはいずれ．も加熱焼成雰囲気中の水
蒸気分圧については全く考慮していない。また、水蒸気
を用いて針状晶ヘマタイト粒子の粒子成長を生起させる
ものとしては、例えば、粉体粉末冶金協会昭和４４年度
秋期講演概要集２１に記載の（１）及び（２）の方法が
ある。

（１）の方法は、針状晶ゲータイト粒子を水蒸気中（Ｎ
２ガスを２５℃、５０℃、７０℃、９０℃の各温度に保
つた水中に通す）で３５０℃３０分間加熱して針状晶ヘ
マタイト粒子を得る方法である。この方法は、針状晶ヘ
マタイト粒子の調整に関するものではなく、針状晶ヘマ
タイト粒子の生成に関するものであり、しかも、この方
法による場合は、針状晶ゲータイト粒子から針状晶ヘマ
タイト粒子の生成にあたつて、単一粒子の核の発生時期
と該単一粒子の核の成長時期が同時に生起する為、単一
粒子の多数の核の均一な成長が生起しにく＼、その制御
が困難であり、この為、針状晶を保持継承することが難
しい。（２）の方法は、針状晶ゲータイト粒子を空気中
で３５０℃、３０分間加熱して得られた針状晶ヘマタイ
ト粒子をオートクレーブを用いて水蒸気圧の高い状態で
加熱するものであり、密閉容器中における加熱温度の変
化に対応する水蒸気圧の変化が針状晶ヘマタイト粒子の
粒子成長に及ぼす影響を観察したものである。

この方法について詳述すれば、オートクレーブ中１５０
〜３５０℃の温度で針状晶ヘマタイト粒子を加熱する方
法であり、周知の水の状態図からも明らかなように、水
と水蒸気の存在下で針状晶ヘマタイト粒子を処理する所
謂［水熱処理法」であつて、この為ヘマタイト単一粒子
の核の発生時期を制御する工程を含まないので、針状晶
を保持継承することが難しい。

また、同文献によれば、この方法に於て、被処理物とし
て針状晶ゲータイト粒子を用いた場合には、生成ヘマタ
イト粒子は粒状粒子となると記載されている。この現象
は、オートクレーブ中の高温、高圧下で針状晶ゲータイ
ト粒子からヘマタイト粒子の生成に於て、ヘマタイト単
一粒子の核の発生時期と単一粒子の核の成長時期が同時
でしかも、急激に生起する為、針状晶の保持継承が困難
となり、針状晶形骸粒子の大きさを越える粒子成長の結
果、生成ヘマタイトは粒状粒子となるものと考えられる
。

次に、従来法における加熱還元過程においては、還元性
ガスとして水素を使用する場合、酸化鉄粒子と水素ガス
とが反応して水蒸気が発生する。

このように水蒸気を含む還元性雰囲気は、単一粒子の粒
子成長への影響が著しく、従つて、単一粒子は過度に粒
子成長し、粒子および粒子相互間の焼結と変形を引き起
す原因となつている。その為、従来は、酸化鉄粒子と水
素ガスとの反応によつて発生した水蒸気をできるだけ少
なくするような努力をしているのである。例えば、水蒸
気を発生しない一酸化炭素を還元ガスとして使用する例
もある。即ち、特公昭３９−５００９号公報に次のよう
に記載されている。「針状粒子相互間のジッターを防ぐ
ためには水蒸気分圧が極めて重要であつて、還元気圏中
の水素の分圧および流速が重要である事実が判明した。
」 「水蒸気分圧を低く保つことが望ましい。］従つて
［水蒸気分圧を低くする為に水素使用の場合その流量を
増大する必要がある。」 ［還元気圏の水蒸気分圧が１
時間以上０．０５気圧（水蒸気分圧５７０）を越えると
著しい粒子の凝集が起つて来ることが傾向的に認められ
た。」「水蒸気分圧によつて粒子相互の凝集を防ぐには
還元ガスとして一酸化炭素ガスを使用するのが良い。

一酸化炭素と酸化鉄との反応により生ずる二酸化炭素ガ
スには粒子を凝集させる効果が認められないからである
。」次に、本発明方法実施にあたつての諸条件について
述べる。

本発明において用いられるＳｉを微量に含有している針
状晶ゲータイト粒子を加熱脱水して得られた針状晶ヘマ
タイト粒子は、平均長軸長さが０．３〜２．０μｍ１比
表面積が５０〜３００ｍ／９であり、針状晶ゲータイト
粒子の長軸長さと軸比とを保持継承したものである。

平均長軸長さが０．３μｍ以下、２，０ｐ．ｍ以上の粒
子は、磁気記録用磁性粉用原料として好ましくない。通
常、比表面積が５０ｍ２／９以下の微量のＳｉを含有し
ているヘマタイト粒子を得ることはむずかしい。

何故ならば形骸粒子の針状晶を保持させる為には緩慢な
脱水速度で行う必要があり、その為長時間の脱水処理工
程となり、工業的に好ましくない。一方、過激な脱水条
件下では比地面積が５０ｗ１／９以下のヘマタイト粒子
を得ることができるが最早や、針状晶の粒子形状を保持
継承したものとはいえない、比表面積が３００ｍ２／９
以上であつても本発明方法を実施することは可能である
が、脱水速度を早めたとしても得られるヘマタイト粒子
の比表面積は高々３００イ／９位である。

針状晶ゲータイト粒子の長軸長さと軸比とを保持継承し
た針状晶ヘマタイト粒子は微細なヘマタイト単一粒子の
多数の核からなる形骸粒子であり、これは針状晶の保持
継承を配慮したものである。本発明における水蒸気分圧
丁ｆ凸可が３０％以下である場合には、比表面積が３０
ｒｒ１／９以下の微量のＳｉを含有している針状晶ヘマ
タイト粒子を得るために高温を必要とし、また、管理巾
がせまくなるので制御がむずかしい。

比表面積が３０イ／９以下の微量のＳｉを含有している
針状晶ヘマタイト粒子を安定して短時間に効界的に得よ
うとすれば水蒸気分圧丁ｆ凸可が５０〜１００であるこ
とが好ましい。水蒸気分圧の制御は、水蒸気流量計を用
いて加熱水蒸気の流量を制御することにより行うことが
できる。本発明における非還元性ガスとは、空気、窒素
ガス等を用いることができる。

本発明における加熱焼成温度が３５０℃以下である場合
は、比表面積が３０イ／９以上の微量のＳｌを含有して
いる針状晶ヘマタイト粒子を得るのに長時間を要し効果
的ではない。

７００℃以上である場合は、精度の高い設備、高度な技
術を必要とし工業的、経済的ではない。

工業資材の材質および設備構造面から経済ｌを考慮した
場合、４５０〜６５０℃の温度範囲が好ましい。本発明
における加熱焼成して得られた微量のＳｌを含有してい
る針状晶ヘマタイト粒子粉末の平均長軸長さは、０．１
〜１．５μｍであり、且つ、比表面積は１０〜３０ｗ１
／９である。

ヘマタイト粒子の針状性と高密度化を考慮すれば平均長
軸長さは、０．１〜１．５μｍであることが好ましい。
比表面積が１０ｗ１／ｆ！以下のものは針状晶粒子の粒
子形状がくずれた粒子であり、該粒子を用いて得た金属
鉄磁性粒子粉末もまた、針状晶が不良な為磁気記録用磁
性材料として好ましくない。比表面積が３０イ／９以上
である場合は、針状晶ヘマタイト粒子の単一粒子の粒子
成長が十分であるとは言いがたく、従つて、結晶性の度
合が高められたものとは言い得ない。本発明において、
還元性ガス中加熱還元する温度が３５０℃以下である場
合、還元反応の進行が遅く長時間を要す。

また、６００℃以上である場合には、還元反応が急激に
進行して針状晶粒子の変形と粒子および粒子相互間の焼
結を引き起してしまう。しかも、還元性ガス中６００℃
以上という高温で加熱還元するということは、精度の高
い設備、高度な技術を必要とし、工業的、経済的とは言
えない。還元反応の速度、粒子の形状と粒子および粒子
相互間の焼結、更に工業資材および設備構造面などを考
慮した場合、４５０℃以上５５０℃以下が好ましい。次
に、本発明の効果について述べる。

上述した通りの本発明によれば、出発原料粒子の針状晶
と粒度を保持継承しており、また、樹枝状粒子が混在し
ておらず、単一粒子の十分な、且つ、均一な粒子成長に
起因して粒子表面並びに粒子内部の結晶性の度合が高め
られた実質的に高密度な針状晶金属鉄磁性粒子粉末を得
ることができる。

このようにして得られた針状晶金属鉄磁性粒子粉末は、
磁気特性においては大きな飽和磁束密度σＳと高い保磁
力Ｈｃを有し、粉体特性においては、高分散性、高配向
性、高充填性を有するので現在最も要求されている高出
力、高感度、高記録密度用磁性粒子粉末として好適なも
のである。

また、磁性塗料の製造に際して、上記の針状晶金属鉄磁
性粒子粉末を用いた場合にはビークルへの分散性が良好
であり、塗膜中での配向性及び充填性が極めてすぐれ、
好ましい電磁気変換特性を有する磁気記録媒体を得るこ
とができるのである。更に、本発明方法を実施すること
により、常法による加熱還元過程に先立つて単一粒子の
粒子成長という物理的変化を十分生起させることができ
るので、加熱還元過程においては還元反応という化学的
変化を主体に行えばよい為、加熱還元時間が短縮でき、
また、還元ガスの使用効率も大巾に向上させることがで
き、生成粒子について言えば粒子および粒子相互間の焼
結や変形といつた粒子形態への悪影響もない。次に、実
施例並びに比較例により、本発明を説明する。

尚、実験例、実施例および比較例における比表面積はい
ずれもＢＥＴ法により、Ｓｌ量は、ＪＩＳＧｌ２ｌ２の
Ｓｉ分析法により測定した。

〈針状晶ゲータイト粒子粉末の製造〉 実施例１〜４、比較例１； 実施例 １ Ｆｅ２＋１．２３ｍ０１を含む硫酸第一鉄水溶液６０１
を、あらかじめ、反応器中に準備されたＦｅに対しＳｉ
換算で１．２原子７０を含むようにケイ酸ソーダ（３号
）、（ＳｌＯ２２８．５５Ｗｔ％）１８４９を添加して
得られた８．４０〜Ｎ（７）ＮａＯＨ水溶液４０１に加
え、ＰＨｌ３．Ｏ、温度３５℃においてＦｅ（０Ｈ）２
の生成を行つた。

上記Ｆｅ（０Ｈ）２を含む水溶液に温度４５℃において
、毎分１５０１の空気を１２時間通気して針状晶ゲータ
イト粒子を生成した。

酸化反応終点は、反応液の一部を抜き取り、塩酸酸性に
調整した後、赤血塩溶液を用いてＦｅ２＋の青色呈色反
応の有無で判定した。

生成粒子は常法により、水洗、ｐ別、乾燥、粉砕した。

得られた針状晶ゲータイト粒子は、電子顕微鏡観察の結
果、平均長軸長さ０．５０ｔｔｍ１軸比（長軸：短軸）
１２：１であり、且つ、粒度が均斉で樹枝状粒子が混在
しないもので比表面積は２６．２イ／ｇであつた。実施
例 ２〜４ 第一鉄塩水溶液の種類、Ｆｅ２＋濃度、ＮａＯＨ水溶液
の濃度、水可溶性ケイ酸塩の添加量を種々変化させた以
外は、実施例１と全く同様にして針状晶ゲータイト粒子
を生成した。

この時の主要製造条件及び特性を表１に示す。

実施例２〜４で得られた斜状晶ゲータイト粒子粉末は、
いずれも、電子顕微鏡観察の結果、粒度が均斉で樹枝状
粒子が混在しないものであつた。比較例 １水可溶性ケ
イ酸塩を添加しないで、他の諸条件は実施例２と全く同
様にして針状晶ゲータイト粒子粉末を生成した。

この時の主要製造条件及び特性を表１に示す。得られた
針状晶ゲータイト粒子粉末は、電子顕微鏡観察の結果、
粒度が不均斉であり樹枝状粒子が混在していた。く原料
針状晶ヘマタイト粒子粉末の生成〉実施例５〜８、比較
例２； 実施例 ５ 実施例１で得られた針状晶ゲータイト粒子粉末５０００
９を空気中３５０℃で加熱脱水（脱水速度２．２モル／
分）して針状晶ヘマタイト粒子粉末を得た。

得られた針状晶ヘマタイト粒子粉末は、平均長軸長さ０
．５０μｍ１軸比（長軸：短軸）１２：１で斜状晶ゲー
タイト粒子の長軸長さと軸比とを保持継承した微細なヘ
マタイト単一粒子群から成る針状晶形骸粒子であり、且
つ、比表面積は１３８ｗＩ／ｇであつた。実施例６〜８
、比較例２ 針状晶ゲータイト粒子粉末の種類、加熱脱水速度及び加
熱温度を種々変化させた以外は実施例５と全く同様にし
て針状晶ヘマタイト粒子粉末を得た。

得られた針状晶ヘマタイト粒子粉末の主要製造条件及び
諸特性を表２に示す。〈針状晶ヘマタイト粒子粉末の調
整〉 実施例９〜２１、比較例３〜６： 実施例 ９ 実施例５の針状晶ヘマタイト粒子粉末５００９を容積７
２の一端開放型レトルト容器に投入し、駆動回転させな
がら空気と水蒸気をレトルト内に通気し、レトルト内の
水蒸気分圧（＋）を８５７０に保持しつ＼３７０℃の温
度で２００分間加熱焼成した。

得られた針状晶ヘマタイト粒子粉末は、平均長軸長さ０
．５０μｍ１軸比（長軸：短軸）１８：１であり、且つ
、比表面積が２７Ｔ！Ｉ／９であつた。実施例１０〜２
１、比較例４〜５ 原料の種類、非還元性ガスの種類、水蒸気分圧、焼成温
度及び焼成時間を種々変化させた以外は実施例９と全く
同様にして針状晶ヘマタイト粒子粉末を得た。

得られた針状晶ヘマタイト粒子粉末の主要製造条件及び
諸特性を表３に示す。比較例 ３ 水蒸気の吹込みをしないで気温３０℃、湿度８０７０の
空気を用いた以外は実施例１１と全く同様にして針状晶
ヘマタイト粒子粉末を得た。

得られた針状晶ヘマタイト粒子の諸特性を表３に示す。
比較例 ６比較例１で得られた針状晶ゲータイト粒子粉
末をそのま＼使用した以外は、実施例１１と全く同様に
して針状晶ヘマタイト粒子粉末を得た。

得られた針状晶ヘマタイト粒子粉末は、平均長軸長さ１
．５０μｍ１軸比（長軸：短軸）３：１で粒子形状の変
形と粒子および粒子相互間の焼結を引き起したものであ
り、また、比表面積は８イ／９であつた。〈針状晶金属
鉄磁性粒子粉末の製造〉 実施例２２〜３７、比較例７〜１３； 実施例 ２２ 実施例９で得られた針状晶ヘマタイト粒子粉末３２０９
を容積７１の一端開放型レトルト容器に投入し、駆動回
転させながら、Ｈ２ガスを毎分２．２１の割合で通気し
還元温度４５０℃で還元して針状晶金属鉄粒子粉末を得
た。

還元して得られた針状晶金属鉄粒子粉末は、空気中に取
り出したとき急激な酸化を起さないように、−旦、トル
エン中に浸漬してこれを蒸発させる安定化処理を施した
。

このようにして得た針状ノ晶金属鉄粒子粉末は、電子顕
微鏡観察の結果、針状晶を保持継承しており平均長軸長
さ０．４５μｍ１軸比（長軸：短軸）１５：１であつた
。

また、保磁力Ｈｃは１６８５０ｅ１飽和磁束密度σＳは
１７２ｅｍｕ／９であつた。実施例２３〜３７、比較例
８〜１２ 針状晶ヘマタイト粒子粉末の種類及び還元温度を種々変
化させた以外は、実施例２２と全く同様にして金属鉄粒
子粉末を得た。

得られた金属鉄粒子粉末の諸特性を表４に示す。尚、電
子顕微鏡観察の結果、実施例２３〜３７で得られた金属
鉄粒子粉末は針状晶を保持継承し粒度が均斉であり、ま
た、樹枝状粒子が混在していないものであつたが、比較
例８〜１２で得られた金属鉄粒子粉末は、粒子の変形と
粒子及び粒子相互間の焼結をひき起したものであつた。

比較例 ７ 比較例１で得られた針状晶ゲータイト粒子粉末をそのま
ま使用した以外は、実施例２２と全く同様にして金属鉄
粒子粉末を得た。

得られた金属鉄粒子粉末は、電子顕微鏡観察の結果、粒
子の変形と粒子及び粒子相互間の焼結をひき起したもの
であり、平均長軸長さ１．８５μｍ１軸比（長軸：短軸
）３：１であつた。また、保磁力Ｈｃは４０００ｅ１飽
和磁束密度σＳは１５６ｅｍｕ／９であつた。比較例
１３実施例５で得られた針状晶ヘマタイト粒子粉末３５
０！ｌを容積７１の一端開放型レトルト容器に投入し、
駆動回転させながら水素ガス２．２１／分と水蒸気を通
気しながら、レトルト内の水蒸気分圧（下１ｈ可但しＰ
ｒは水素ガス分圧）を４０７０に保持しつ＼、４５０℃
で加熱還元して金属鉄粒子粉末を得た。

得られた金属鉄粒子粉末は、電子顕微鏡観察の結果、粒
子の変形と粒子及び粒子相互間の焼結をひき起したもの
であり、平均長軸長さ１．３５μｍ１軸比（長軸：短軸
）３：１であつた。また、保磁力Ｈｃは４４８０ｅ１飽
和磁束密度σＳは１４５ｅｍｕ／９であつた。

【図面の簡単な説明】

図１は、アルカリ水溶液への水可溶性ケイ酸塩の添加量
と針状晶ゲータイト粒子の生成反応時間との関係図であ
る。 図中、曲線Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ反応鉄（Ｆｅ２つ濃
度が０．３ｍ０１／１．．０．４ｍ０１／１１０．７ｍ
０１／ｌの場合である。 図２は、アルカリ水溶液への水可溶性ケイ酸塩の添加量
と針状晶ゲータイト粒子の比表面積との関係を示したも
のである。 図中、曲線Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ反応鉄（Ｆｅ２＋）
濃度が０．３ｍ０１／１１０．４ｍ０１／１１ ０．７
ｍ０１／ｌの場合である。図３は、Ｓｉを含有（Ｆｅに
対しＳｉ換算で１．１原子７０）している針状晶ゲータ
イト粒子を加熱脱水して得た微細なヘマタイト単一粒子
群からなる比表面積が１３０ｍ２／ｆ！の針状晶形骸粒
子粉末を水素気流中４００℃で加熱還元して針状晶金属
鉄粒子粉末とする加熱還元過程における加熱還元生成粒
子の還元度と比表面積との関係図である。図４は、Ｓｌ
を含有（Ｆｅに対しＳｌ換算で１．１原子７０）してい
る針状晶ゲータイト粒子を加熱脱水して針状晶ヘマタイ
ト粒子とする過程において、脱水速度の異なる条件下に
おいて生成された粒子の脱水率と比表面積の関係図であ
る。図中、曲線Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ脱水速度が７．
２モル／分、２，０モル／分、０．２５モル／分の場合
である。 図５は、異なる加熱焼成雰囲気下においてＳｌを含有（
Ｆｅに対しＳ１換算で１．１原子７０）している針状晶
ヘマタイト粒子粉末を加熱焼成して得られた焼成粒子の
比表面積と加熱焼成温度との関係図である。 図中、Ａは空気中、Ｂは非還元性ガスとしてＮ２−よ五
−ガスを用い、且つ、水蒸気分圧Ｐ，＋Ｐ１が７５７０
の場合、Ｃは非還元性ガスとしてＮ２ガスを用い、且つ
、水蒸気分圧丁！占〒が９５％の場合である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｆｅ（ＯＨ）＿２を含むＰＨ１１以上の水溶液を得
   るに際して使用するアルカリ水溶液にあらかじめ水可溶
   性ケイ酸塩をＦｅに対しＳｉ換算で０．１〜１．７原子
   ％となるように添加しておき、次いで、該アルカリ水溶
   液と第一鉄塩水溶液とを反応させて、微細で均斉なＦｅ
   （ＯＨ）＿２を含むＰＨ１１以上の水溶液を得、しかる
   後、酸化して針状晶ゲータイト粒子を生成させ、次いで
   、該生成ゲータイト粒子を、濾別、水洗、乾燥後、加熱
   脱水することにより得られた平均長軸長さが０．３〜２
   ．０μｍであり、且つＢＥＴ法による比表面積が５０〜
   ３００ｍ＾２／ｇであつて針状晶ゲータイト粒子の長軸
   長さと軸比とを保持継承した針状晶ヘマタイト粒子を、
   加熱水蒸気と非還元性ガスとからなる雰囲気下において
   、水蒸気分圧Ｐｓ／Ｐｓ＋Ｐｉ（Ｐｓは水蒸気分圧、Ｐ
   ｉは非還元性ガス分圧）３０〜１００％、温度３５０〜
   ７００℃の範囲で加熱焼成することにより、平均長軸長
   さが０．１〜１．５μｍであり、ＢＥＴ法による比表面
   積が１０〜３０ｍ＾２／ｇである針状晶を継承している
   実質的に高密度な針状晶ヘマタイト粒子を還元性ガス中
   ３５０℃〜６００℃の温度範囲で加熱還元することによ
   り針状晶金属鉄磁性粒子を得ることを特徴とする針状晶
   金属鉄磁性粒子粉末の製造法。 ２ 加熱水蒸気と非還元性ガスとからなる雰囲気下にお
   いて水蒸気分圧Ｐｓ／Ｐｓ＋Ｐｉ（Ｐｓは水蒸気分圧、
   ｐｉは非還元性ガス分圧）が５０〜１００％である特許
   請求の範囲第１項記載の針状晶金属鉄磁性粒子粉末の製
   造法。 ３ 加熱焼成温度が４５０℃〜６５０℃の温度範囲であ
   る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の針状晶金属鉄
   磁性粒子粉末の製造法。 ４ 還元性ガス中の加熱還元温度が４５０〜５５０℃の
   温度範囲である特許請求の範囲第１項乃至第３項のいず
   れかに記載の針状晶金属鉄磁性粒子粉末の製造法。