JPS59562B2 - 強磁性金属粉末およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は鉄を主体とする強磁性金属粉末およびその製
造方法に関し、その目的とするところは耐食性に優れた
強磁性金属粉末を提供することにある。

強磁性金属粉末は、一般にα−オキシ水酸化鉄粉末など
を加熱還元することによつて製造さ札この製造の際使用
されるα−オキシ水酸化鉄粉末は、通常、第一鉄塩水溶
液にアルカリ水溶液を加えて水酸化第一鉄の沈澱物を生
成し、これを空気酸化して得られたものが使用されてい
る。

ところが、前記の方法では水酸化第一鉄の成長がよく軸
比の大きいα−オキシ水酸化鉄粉末が得られて強磁性金
属粉末の軸比が大きくなるものの比表面積が小さくて微
細なものが得られに＜く、その結果これを加熱還元して
得られた強磁性金属粉末は酸化され易く耐食性に欠ける
難点があつた。

この発明者らはかかる欠点を改善するため種々検討を行
なつた結果、α−オキシ水酸化鉄粉末を製造するに際し
、３価の鉄イオンを含有する水溶液を当量以上のアルカ
リ水溶液中に３０℃以下の温度で添加し反応させて水酸
化第二鉄を生成し、さらに熟成した後、この水酸化第二
鉄をオートクレーブ中で水熱反応させると、粒度分布が
均一でかつ軸比が小さくて微細化されたα−オキシ水酸
化鉄粉末が得られ、その結果これを加熱還元すると焼結
も生じにくく、長軸径が３００ｎｍ以下、軸比が５以下
でかつＢＥＴ法による比表面積が４型層２／ Ｖ以下の
微細で比表面積が小さくかつ粒度分布の均一な強磁性金
属鉄粉末が得られ耐食性が改善されることを見いだし、
この発明をなすに至つた。この発明方法によれば、３価
の鉄イオンを含有する水溶液を当量以上のアルカリ水溶
液中に加えて水酸化第二鉄を生成する際、この生成反応
を３０℃以下の温度で行ない、さらに熟成しているため
、水酸化第二鉄の成長が適度に調整され、このようにし
て得られた水酸化第二鉄をオートクレープ中で水熱反応
させると粒度分布が均一でかつ軸比が小さくて微細化さ
れたα−オキシ水酸化鉄粉末が得られる。

従つてこのα−オキシ水酸化鉄粉末は加熱還元しても軸
比が小さいため焼結が生じにくく、加熱還元により粒度
分布が均一でかつ微細で比表面積の小さな強磁性金属粉
末が得ら札比表面積が小さいため空気中の酸素等によつ
ても酸化されにくく耐食性が改善される。この発明にお
いて３価の鉄イオンを含有する水溶液をアルカリ水溶液
中に加えて水酸化第二鉄を生成する際の反応温度は、３
０℃以上で行なうと水酸化第二鉄の成長を適度に調整で
きず水熱反応させたとき粒度分布が均一で微細なα−オ
キシ水酸化鉄が生成されないおそれがあるため３０℃以
下の温度で行なうのが好ましく、低温になるほど水酸化
第二鉄の成長の調整が容易であるため２０℃以下の温度
で行なうのがより好ましい。

また熟成は１００℃以下で１０分以上、通常は常温で３
０分以上、好ましくは３〜７０時間行なうのがよく、熟
成時間が短かすぎると水酸化第二鉄の成長が不充分であ
り、長すぎると成長が過度に進み、粒度分布が均一なも
のが得られない傾向にある。３価の鉄イオンを含有する
水溶液は、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、硝酸第二鉄などの
各種可溶性の第二鉄塩の内から１種もしくは２種以上を
水に溶解するか、あるいは塩化第一鉄、硫酸第一鉄、硝
酸第一鉄などの各種可溶性の第一鉄塩の内から１種もし
くは２種以上を水に溶解した後酸化剤等で酸化して調製
さ３価の鉄イオンが含有された状態で使用される。

この３価の鉄イオンを含有する水溶液を添加するアルカ
リ水溶液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の苛
性アルカリ水溶液が好適なものとして使用され、使用量
は水酸化第二鉄の沈澱を良好に生成させ、かつ水酸化第
二鉄の粒径を適度なものとするため３価の鉄イオンに対
して当量以上であれば充分であり、反対に、アルカリ濃
度が所定濃度以上で反応させると、生成物が不均質とな
り、粒度分布を拡げるので遊離のアルカリ濃度が１モル
／ｔ以下となるような範囲で使用するのが好ましい。

このように３価の鉄イオンを含有する水溶液を当量以上
のアルカリ水溶液中に３０℃以下の温度で添加し反応さ
せて水酸化第二鉄を生成し、さらに常温で熟成を行なう
と水酸化第二鉄の成長が適度に調整された懸濁液が得ら
れ、この懸濁液をオートクレーブ中に入れて水熱反応を
行なうと粒度分布が均一でかつ軸比が小さい微細なα−
オキシ水酸化鉄粉末が得られる。

オートクレーブ中での水熱反応は１２０℃以下の温度で
行なうと結晶化に長時間を要し、２５０℃以上の温度で
行なうとα−Ｆｅ２Ｏ３粉末が混在してくるため１２０
〜２５０℃の範囲の温度で行なうのが好ましく、１５０
〜２２０℃の範囲の温度で行なうのがより好ましい。

このようにして生成されたα−オキシ水酸化鉄粉末は、
次いで水洗、ろ過、乾燥させた後、還元ガス、たとえば
水素気流中で３００〜６００℃の温度で加熱還元すると
、長軸径が３００ｎｍ以下、軸比が５以下でＢＥＴ法に
よる比表面積が４０ｍ２／ｔ以下の粒度分布が均一でか
つ軸比が小さく微細で比表面積の小さな強磁性金属粉末
が得られ耐食性が改善される。

なお、α−オキシ水酸化鉄粉末を加熱還元するに当たつ
ては加熱還元時のα−オキシ水酸化鉄粉末粒子の焼結や
形崩れをより良好に防止するためケイ素化合物あるいは
アルミニウム化合物を加熱還元前のα−オキシ水酸化鉄
粉末粒子表面に被着して、焼結防止処理等を施こしても
よい。

次に、この発明の実施例について説明する。

実施例 １ 塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３・６Ｈ２０）１０モルを水３０
１に溶解した塩化第二鉄水溶液と、水酸化ナトリウム６
０モルを水６０１に溶解した水酸化ナトリウム水溶液を
調製し、温度１０℃で塩化第二鉄水溶液を水酸化ナトリ
ウム水溶液中に加え褐色の沈澱を得た。

次いでこれを常温で１８時間熟成した後、上澄液の一部
を除去し、その残りをオートクレーブ中に入れ、１８０
℃で１時間水熱反応を行なつた。反応終了後、生成した
黄色の沈澱物を水洗、ろ過、乾燥してα−オキシ水酸化
鉄粉末を得た。得られたα−オキシ水酸化鉄粉末は長軸
径が２００ｎｍ、短軸径が５０ｎｍ１軸比は４．０で、
ＢＥＴ法による比表面積は２８ｍ２／ｔであつた。次に
、得られたα−オキシ水酸化鉄粉末８００ｔを水４０１
に分散させ、この分散懸濁液中に、１モル／ｔ濃度の水
酸化ナトリウム水溶液１０ｔと１モル／ｔ濃度のオルト
ケイ酸ナトリウム水溶液１．３１を加え、攪拌しつつ炭
酸ガスを吹き込んでＰＨ８以下となるまで中和して粒子
表面にケイ酸ゾルを沈着した。

次いで水洗、乾燥を行ない、粒子表面にケイ素化合物を
被着したα−オキシ水酸化鉄粉末を得た。次に、粒子表
面にケイ素化合物が被着されたα−オキシ水酸化鉄粉末
８００′７を石英ボード中に展開し、管状電気炉内に載
置して水素ガスを２０１／分の速度で通気し、４５０℃
で加熱還元して強磁性金属鉄粉末を得た。

このようにして得られた強磁性金属鉄粉末は、長軸径が
１８０ｎｍ１短軸径が５０ｎｍ１軸比が３．６でＢＥＴ
法による比表面積は２８ｍ２／ｔであつた。

このようにして得られた強磁性金属鉄粉末を使用し、の
組成からなる組成物をボールミル中で７２時間混合分散
して磁性塗料を調製した。

この磁性塗料を厚さ１２μｍのポリエステルベースフイ
ルム上に乾燥厚が４μｍとなるように塗布、乾燥し、表
面処理を行なつた後、所定の巾に裁断して磁気テープを
つくつた。実施例 ２ 実施例１において、α−オキシ水酸化鉄・＼のケイ素化
合物の被着処理を省いた以外は実施例１と同様にして、
長軸径１５０ｎｍ、短軸径５０ｎｍ、軸比３でＢＥＴ法
による比表面積２５ｍ２／ｔの強磁性金属鉄粉末を得、
さらにこの強磁性金属鉄粉末を使用して実施例１と同様
にして磁気テープをつくつた。

比較例 硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２０）１０モルを水４０
ｔに溶解した硫酸第一鉄水溶液と、水酸化ナトリウム７
０モルを水４０ｔに溶解した水酸化ナトリウム水溶液を
調製し、温度２５℃で硫酸第一鉄水溶液中に水酸化ナト
リウム水溶液を加え淡緑色の沈澱を得た。

次いでこの懸濁液を恒温水槽中で５０℃に加温しながら
毎分１０１の空気を懸濁液中に吹き込み６時間酸化反応
を行なつて黄色沈澱物を得、水洗、ろ過、乾燥してα−
オキシ水酸化鉄粉末を得た。得られたα−オキシ水酸化
鉄粉末は長軸径が２７０ｎｍ１短軸径が３０ｎｍ１軸比
が９で、ＢＥＴ法による比表面積は４８ｍ２／ｔでであ
つた。次にこのα−オキシ水酸化鉄粉末に実施例１と同
様にしてケイ素化合物の被着処理を行ない、さらに実施
例１と同様にして加熱還元を行なつて、長軸径が２７０
ｎｍ１短軸径が３０ｎｍ、軸比が９で、ＢＥＴ法による
比表面積が４５ｍ７ｙの強磁性金属鉄粉末を得、さらに
この強磁性金属鉄粉末を使用して実施例１と同様にして
磁気テープをつくつた。

各実施例および比較例で得られた強磁性金属鉄粉末につ
いて耐食性を試験した。

耐食性試験は、得られた強磁性金属鉄粉末を６０℃、９
０％ＲＨの条件下に放置し、所定の期間毎に飽和磁化量
を測定して行なつた。なお測定値は放置前の強磁性金属
鉄粉末の飽和磁化量を１００％とし、これとの比較値（
低下率）で表わした。下記第１表はその結果である。

フ 上表から明らかなように、この発明で得られた強磁性金
属鉄粉末（実施例１および２）は従来の強磁性金属鉄粉
末（比較例）に比し、いずれも飽和磁化量の低下が少な
く、このことからこの発明によつて得られる強磁性金属
鉄粉末は耐食性に優れていることがわかる。

また、各実施例および比較例で得られた磁気テープにつ
いて、保磁力（Ｈｃ）、残留磁束密度（Ｂｒ）、角型（
Ｂｒ／Ｂｓ），ＤＣＳ／ＮおよびＡＣＳ／Ｎを測定し、
耐食性を試験した。

耐食性試験は、得られた磁気テープを６０℃、９０％Ｒ
Ｈの条件下に放置し、所定の期間毎に最大磁束密度を測
定して行なつた。

なお測定値は放置前の磁気テープの最大磁束密度を１０
０％とし、これと比較した値（低下率）で表わした。下
記第２表はその結果である。

上表から明らかなように、この発明の強磁性金属粉末を
使用して得られた磁気テープ（実施例１および２）は、
従来の磁気テープ（比較例）に比し、いずれも残留磁束
密度、角型が高くてＤＣＳ／ＮおよびＡＣＳ／Ｎが低く
、また最大磁束密度の低下が小さく、このことからこの
発明の強磁性金属粉末を使用して得られる磁気記録媒体
は磁気特性および消去特性に優れるとともに耐食性に優
れていることがわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長軸径が３００ｎｍ以下、軸比が５以下でかつＢＥ
   Ｔ法による比表面積が４０ｍ＾２／ｇ以下の鉄を主体と
   した金属磁性粉末。 ２ ３価の鉄イオンを含有する水溶液を当量以上のアル
   カリ水溶液中に３０℃以下の温度で添加し反応させて水
   酸化第二鉄を生成し、さらに熟成した後、この水酸化第
   二鉄をオートクレーブ中で水熱反応させてα−オキシ水
   酸化鉄粉末を生成し、ろ過、乾燥後、この生成粉末を還
   元ガスで加熱還元して金属鉄粉末とすることを特徴とす
   る強磁性金属粉末の製造方法。