JPS6011234A - 磁性粉末の製造法 - 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】 本発明は、針状オキシ水酸化鉄粉末、針状酸化鉄粉末な
どを酸化、還元など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
じる針状形状−の崩れ（形崩れ）や粒子間の焼結を防止
し、磁気記録媒体用としてすぐれた磁気特性を有する磁
性粉末を製造する方法に関するものである。

針状オキシ水酸化鉄粉末、針状酸化鉄粉末などを、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、一般に保磁力（Ｈｃ）が高く
、角形比（ＭｒＡｍ）の大きなものが有用であるが穿保
磁力は磁性粉末粒子の形状異方性に２寸だ角形比は針状
形状の均一性によるところが大きいため、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。

従来針状形状の崩れや粒子間の焼結を防止する方法の１
つとして、熱処理にさきだって針状オキシ水酸化鉄粉末
、針状酸化鉄粉末などにアルミニウム化合物を被着させ
ておく方法がある。

例えば、特開昭５６−１３４１１号公報にはアルミナゾ
ルを、まだ特開昭５８−６０５（１６号公報には水酸化
アルミニウム等を使用して、アルミニウム化合物を被着
させる方法が記載されている。

しかしながら本発明者らの研究によると、単にアルミニ
ウム化合物を混合したり、アルミニウム化合物の溶液に
浸漬したシする方法では針状オキシ水酸化鉄、針状酸化
鉄などの粉末粒子表面へのアルミニウム化合物の被着が
不均一にカリ易く。

熱処理して磁性粉末にしてもアルミニウム化合物の形状
保持効果を十分に発現させることができなかったりして
、磁気特性は満足できるものではなかった。

本発明者らは、これらの実情に鑑み、従来法で針状オキ
シ水酸化鉄や針状酸化鉄２例えば針状ヘマタイ゛トなど
にアルミニウム化合物を被着させる方法の難点を改良す
ることができ、形崩れや粒子間の焼結がなく、磁気特性
のすぐれた針状の磁性粉末を製造することができる工業
的製法を開発することを目的として鋭意研究を行った結
果、針状の磁性粉末を製造する際、熱処理にさきだって
針状オキシ水酸化鉄粉末や針状酸化鉄粉末などの出発原
料に気体状態のアルミニウム化合物を接触させると、簡
単な操作で出発原料の表面にアルミニウム化合物を均一
に被着させることができ、その後熱処理して針状の磁性
粉末を製造しても熱処理によって生じる形崩れや粒子間
の焼結を効果的に防止することができ、磁気特性のすぐ
れた針状の磁性粉末が得られることを知見し２本発明に
到った。

本発明は、針状オキシ水酸化鉄粉末または針状酸化鉄粉
末を出発原料とし、これら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出発原料を気体状態
のアルミニウム化合物と接触させることを特徴とする磁
性粉末の製造法に関するものである。

本発明によると簡単な操作で、かつ短時間２例えば１０
分程度気体状態のアルミニウム化合物を接触させるだけ
で粒子表面に均一にアルミニウム化合物を被着させるこ
とが可能になるだけでなく。

少ない量のアルミニウム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。

分散性のよい均一な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容易に製造することができる
。

本発明において、気体状態のアルミニウム化合物と接触
させる針状オキシ水酸化鉄粉末、針状酸化鉄粉末などの
出発原料は、従来公知のいずれの方法で製造されたもの
でもよい。針状オキシ水酸化鉄粉末としては、α−Ｆｅ
ＯＯＨ，β−Ｆ　ｅ　ＯＯＨｒ　ｒ−ＦｅＯＯＨなどい
ずれの粉末でもよいが、なかでもゲーサイトと呼ばれる
α−ＦｅＯＯＨの粉末が好適に使用される。また針状酸
化鉄粉末としてはＦｅｄ。

Ｆｅ２０３１　Ｆｅ３０４などの針状粉末を挙げること
ができ、なかでもヘマタイトと呼ばれるα−ｐｅ２０３
粉末が好適に使用される。また針状オキシ水酸化鉄粉末
や針状酸化鉄粉末などには、コバルト、マンガン、ニッ
ケル、　亜鉛、ＩＪン、チタン、クロム、ケイ素などを
はじめ、その他種々の金属成分が少量台まれていてもよ
い。

アルミニウム化合物としては、気体状態にして出発原料
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Ａｔ２　ｏ３になシやすい易加水分解性のアルミニウ
ム化合物が好適である。

易加水分解性のアルミニウム化合物としては。

式（１）で表わされるアルミン酸エステル、および三塩
化アルミニウム、三臭化アルミニウムなどの三ハロゲン
化アルミニウムを挙げることができる。

ＸｎＡｔ（ＯＲ）３−ｎ　（１） （式中又はハロゲン原子を示し、Ｒはアルキル基を示し
、ｎは０，１または２である。）式（１）で表わされる
アルミン酸エステルにおいて。

Ｒのアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、
ブチルなど炭素数１〜４のアルキル基が。

またＸのハロゲン原子としては塩素、臭素などが好適で
ある。

式（１）で表わされるアルミン酸エステルの代表的なも
のとしては、アルミン酸トリメチル、アルミン酸トリエ
チル、アルミン酸トリプロピル、アルミン酸トリブチル
、モノクロロジエトキシアルミニウム、ジクロロモノエ
トキシアルミニウム、モノブロモジエトキシアルミニウ
ム、ジブロモモノエトキシアルミニウム、モノフロロジ
ブトキシアルミニウム、モノブロモジブトキシアルミニ
ウムなどが挙げられる。

これらアルミニウム化合物は、それ自体公知の適当な方
法２例えば不活性ガス雰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
分解しない温度範囲内で直接気化する方法、またアルミ
ニウム化合物を、トルエン、ベンゼンなどの芳香族炭化
水素、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素、アル
コール類、エーテル類、四塩化炭素などアルミニウム化
合物と反応しない有機溶媒の溶液としてこれに窒素、ア
ルゴン、ヘリウム、空気などの使用するアルミニウム化
合物に対して不活性なガスを通じることで平衡蒸気圧に
応じた分圧下で気化する方法などで気体状態にし使用さ
れる。

気体状態にしたアルミニウム化合物は、これを単独で使
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アルミニウム化合物に対
して不活性なガス、例えば空気、窒素、アルゴン、ヘリ
ウムなどを挙げることができる。

針状オキシ水酸化鉄粉末、針状酸化鉄粉末など出発原料
と気体状態のアルミニウム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２回転レト
ルトなどを用い、気体状態のアルミニウム化合物を流通
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
アルミニウム化合物を均一に被着させることができるの
で好適である。

被着させるアルミニウム化合物の量（被着量）は、その
量が少なすぎると形崩れや焼結防止効果が少さく、ｆた
あまシ多すぎると磁化が小さくなるので、一般には出発
原料に対してＡｚ２ｏ３換算で０．００５〜５重量％、
好ましくは０．０１〜３１〜３重量％のが望ましい。被
着量は、接触条件２例えばアルミニウム化合物を同伴し
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よって調節するのがよい。

本発明において、気体状態のアルミニウム化合物と接触
させた針状オキシ水酸化鉄粉末、針状酸化鉄粉末など出
発原料は、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。

還元などの熱処理すると、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たマグネタイト
、マグヘマイト、金属鉄などの針状の磁性粉末が得られ
る。

例えば針状のマグネタイト粉末は、アルミニウム化合物
を被着させたα型の針状オキシ水酸化鉄粉末を酸素含有
ガス雰囲気下に３００〜７００°Ｃで加熱脱水してヘマ
タイトにし２次いで水素、−酸化炭素などの還元性ガス
雰囲気下に２５０〜５００°Ｃで還元する方法やアルミ
ニウム化合物を被着させたヘマタイト粉末を上記と同様
に環元する方法で製造することができ、−！た針状のマ
グヘマイト粉末は上記と同様にして製造したマグネタイ
ト粉末を酸素含有ガス雰囲気下に２００〜４００°Ｃで
酸化する方法で製造することができ、また針状の金属鉄
粉末は、上記と同様にして製造したヘマタイト粉末、マ
グネタイト粉末、マグヘマイト粉末などを２５０〜５０
０°Ｃで還元する方法などで製造することができる。勿
論これら以外の方法でマグネタイト、マグヘマイト、金
属鉄などの針状の磁性粉末を製造してもさしつかえない
。

次に実施例および比較例を示す。

実施例１ 長軸平均０．２３１ｆｒＬ＋平均軸比１５の針状オキシ
水酸化鉄（ゲーサイト）粉末３０Ｓ’を、底部にガラス
フィルタを設けた内径４８圏鎖の円筒形の石英管に充填
した。

次いでアルミン酸トリエチルの溶液中に空気を室温で流
通させ、空気をキャリアーとしてアルミン酸トリエチル
を１容量チ含む空気を、ゲーサイト粉末が充填された上
記石英管に２ｔ／ｍｉｎの流量で流し、ゲーサイト粉末
を流動化させながら１０分間、室温でゲーサイト粉末に
アルミン酸トリエチルを接触させた。ゲーサイト粉末へ
のアルミノ酸トリエチルの被着量は粉末に対してＡｚ２
ｏ３換算で０．１重量係であった。

アルミン酸トリエチルが被着したゲーサイト粉末は、こ
れを空気雰囲気下に６００°Ｃで１時間加熱脱水した後
、６２０°Ｃで１時間水素気流中で還元し９次いで空気
雰囲気下に２５０°Ｃで１時間酸化して、マグヘマイト
の針状の磁性粉末を得た。

この針状のマグヘマイト粉末は透過型電子顕微鏡（ＴＥ
Ｍ）での観察によると、長軸平均は０．２０μｍで、平
均軸比は８であった。また振動試料式磁力計で磁気特性
を測定した結果、保磁力（Ｈｃ）。

３５００ｅ、飽和磁化（Ｍｍ）　ニア　２．５　ｅｍｕ
／ｒ＋角形比（Ｍｒ／Ｍｍ）　：０．４５であった。

実施例２ 実施例１と同様の方法でアルミン酸トリエチルをＡ７．
、ｏ３換算で０．２重量波着させたゲーサイト粉末を６
００°Ｃで１時間空気雰囲気下に加熱脱水し。

３７０’Ｃで５時間水素気流中で還元して金属鉄にした
後、安定化させるために冷却してトルエンの中にとりだ
し、トルエンを自然蒸発させて金属鉄の針状磁性粉末を
得た。

ＴＦｉＭによると、長軸平均は０．２０μｍで、平均軸
比は８であった。また磁気特性は＋　Ｈｃ：１３６００
ｅ＋　Ｍｍ：１６３．Ｏｅｍｕ／ＩＦ、　Ｍｒ／Ｍｍ：
　０．４９であった。

実施例３〜８ 実施例１のアルミン酸トリエチルのかわりに。

他のアルミニウム化合物を用いたほかは、実施例１と同
様の方法で、Ａｚ２ｏ３換算０．２重量％被着させたゲ
ーサイトを得た後、実施例１または２と同様にして熱処
理し、マグヘマイトまたは金属鉄の針状磁性粉末を得た
。結果を第１表に示す。

実施例９〜１２ 実施例１のゲーサイトに換えて、長軸平均０．２μｍ、
平均軸比８のへマタイト粉末を用い、他は同様にして、
祐０３換算で０．３重量％被着したヘマタイト粉末を得
た。これを３２０°Ｃで１時間水素　□気流中で還元し
た後、２５０°Ｃで空気中で１時間酸化してマグヘマイ
トの針状磁性粉末を得た。

結果を第１表に示す。

々お実施例１〜１２では、針状形状の崩れや粒子間の焼
結は、はとんど認められなかった。

比較例１ 実施例１と同様のゲーサイト粉末１０１を水１００’ｆ
）ｍＪに懸濁させた後、アルミン酸トリエチルのエタノ
ール溶液（５グ／１００Ｗｌｌ）を徐々に加えて室温で
１０時間攪拌した。これをＦ別、乾燥して、アルミン酸
トリエチルをＡｔ２ｏ３換算で１重量多波着させたゲー
サイトを得た後、実施例１と同様に熱処理してマグヘマ
イトの磁性粉末を得た。ＴＥＭによると、このマグヘマ
イト粉末は。

粒子間に部分的に焼結が認められ、針状形を保持してい
ない粒子がかなりあった。磁気特性は。

Ｈｃ：３２５０８１　Ｍｍ　７０．Ｏｅｍｕ／ｆｆ＋　
Ｍｒ／Ｍｍ　０．３７であった。

上■佼例　２ 比較例１と同様にして、液相でアルミン酸トリエチルを
Ａｔ２０３換算で１重量係被着させたゲーサイトを、実
施例２と同様にして熱処理し、金属鉄の磁性粉末を得た
。

ＴＦｉＭによると、この金属鉄粉末の粒子は球状に近い
形状のものが多く２粒子間の焼結が認められた。磁気特
性は、Ｈｃ　：１２’　０００ｅ、　Ｍｍ’：　１’　
５２．Ｏｅｍｕ／Ｌ　Ｍｒ／Ｍｍ　Ｏ，，４１であった
。

特許出願人　宇部興産株式会社 ９１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 針状オキシ水酸化鉄粉末または針状酸化鉄粉末を出発原
   料とし、これら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出発原料を気体状態のアルミニ
   ウム化合物と接触させることを特徴とする磁性粉末の製
   造法。