JPS60154502A - 金属磁性粉末の安定化法 - 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、磁気記録用金属磁性粉末の安定化法に関する
。

更に詳しくは１本発明は、金属鉄または鉄を主成分とす
る合金磁性粉末に気相でケイ素化合物と水とを交互に接
触させて粉末粒子表面に５ｉ０２被膜を形成させ、金属
鉄まだは鉄を主成分とする合金磁性粉末（以下、金属磁
性粉末と総称する。）の酸化安定性を改良する方法に関
するものである。

金属磁性粉末の製法はすでに多数提案されている。代表
的な製法としては、各種の方法で得られるオキシ水酸化
鉄や酸化鉄または鉄以外の金属。

例えばＮｉ＋　Ｃ！Ｏ＋　Ｏｒ＋　Ｍｎ＋　Ｃｕ＋　Ｚ
ｎ＋　Ｆｉｔ　Ｖ等の金属を含むオキシ水酸化鉄や酸化
鉄を、水素の如き還元性ガス雰囲気中でろ００〜５００
°Ｃ程度の温度で加熱還元して金属磁性粉末にする加熱
還元法がある。

しかし上述の方法で得られる金属磁性粉末粒子は、１１
０μ程度と非常に小さく、比表面積が３０〜６０ｍシ′
グ程度で、還元終了後冷却してそのまま空気中にとりだ
すと、激しく酸化されてし甘うだめ・何らかの方法で安
定化しなければ空気中にとりだせないという問題点があ
る。

それ故従来金属磁性粉末の安定化については。

種々の提案がある。例えば（１）還元終了後の金属磁性
粉末を冷却してトルエン、キンレン等の有機溶剤中に浸
漬した後空気中にとりだして溶剤を徐々に蒸発させて粉
末粒子の表面に酸化被膜を形成させる方法、（２）還元
終了後、２０〜１００°Ｃ程度の比較的低温下に低酸素
分圧雰囲気丁で金属磁性粉末粒子表面を酸化して酸化被
膜を形成さぜる方法。

（３）金属磁性粉末と有機溶剤および種々の化合物。

例えば高級脂肪酸塩、ケイ素化合物、リン化合物。

アルミニウム化合物等とを混合し、これら化合物の被膜
を粉末粒子表面に形成させる方法等が提案されている。

しかしながら従来の安定化法で得られた金属磁性粉末は
、これを空気中に放置すると、徐々に酸化が進行して磁
気特性、特に飽和磁化（Ｍｅ）が経時的に低下すること
が多く、空気中にとりだした後の酸化安定性に問題が残
されている。例えば後記比較例１および２からも明らか
であるように。

上記（１）および（２）の如き安定化法で得られた金属
磁性粉末は、これを７日間６０°Ｃで９０％相対湿度下
に放置する劣化テストによると、２５〜３５係飽和磁化
が低下する。また従来の安定化法は、安定化操作が煩雑
であったり９寸だ期待した安定化効果が十分に発現され
ない場合が多く、改善の余地がある。

本発明者らはこれらの実情に鑑み、酸化安定性のすぐれ
た金属磁性粉末を簡単な操作で工業的に製造することを
目的として、金属磁性粉末の安定化について鋭意研究を
行った結果、金属磁性粉末に気相でケイ素化合物と水と
を交互に接触させると、粉末粒子表面に緻密で均質なケ
イ素化合物被膜が形成され、きわめてすぐれた酸化安定
性を示す金属磁性粉末が容易に得られることを知見し。

本発明に到った。

本発明は、金属鉄または鉄を主成分とする合金粉末に気
相でケイ漱化合物と水とを交互に接触させることを特徴
とする金属磁性粉末の安定化法に関するものである。

本発明において安定化に供される金属磁性粉末は、金属
鉄磁性粉末および鉄を主成分とする合金磁性粉末である
。鉄を主成分とする合金磁性粉末の鉄以外の金属として
は、従来この種の磁気記録用磁性粉末に用いられている
Ｎｉ＋　Ｃ！Ｏ＋　Ｏｒ＋　Ｍｎ＋　Ｃ！ｕ＋Ｚｎ＋Ｔ
ｉ＋Ｖ等を挙げることができる。これら金属磁性粉末は
どのような方法で製造されたものでもよいが一般には従
来公知の種々の方法で得られた上記鉄以外の金属を含有
または含有しないオキシ本酸化鉄、酸化鉄等を水素の如
き還元性ガス雰囲気中で３００〜５００°Ｃ程度の温度
で加熱還元する方法で製造したものが使用される。

ケイ素化合物としては、気化し易く、まだ加水分解し易
い化合物であればいずれでもよく１次の一般式（１）お
よび（２）で表わされる化合物が好適である。

ＲｎＳ　ｉ　（ＯＲ”）４−ｎ・・・・・（１）（式中
Ｒ１はアルキル基、水素原子または・・ロゲン原子を示
し　Ｒ２はアルキル基を示し、ｎは０゜１．２または６
である。）　。

ＳｌＲ３ｍＸ４．、−］ｌＩｌ・・・・・（２）（式中
Ｒ３は・・ロゲン原子、水素原子またはアルキル基を示
し９ｍは０，１．２または６である。）式（１）で表わ
されるケイ素化合物のＲ１よびＲ’ｌ／）アルキル基と
しては、メチル、エチル、プロピル。

ブチル等炭素数１〜４の低級アルキル基が、またＲ１の
・・ロゲン原子としては塩素、臭素等が好適である。

式（１）で表わされるケイ素化合物の代表的なものとし
ては、テトラメトキシシラン、テトラエトキ７７ラン、
テトラプロポキンシラン、テトラブトキ／ンラン等のテ
トラアルコキシシラン、トリットキシクロルシラン、ト
リエトキシクロルシラン。

トリプロポキシクロルシラン、トリブトキシクロルシラ
ン、メトキシトリクロルシラン、ジメトキシジクロルシ
ラン、エトキジトリクロルシラン。

ジエトキシジク口ルンラン、トリメトキングロモシラン
、トリエトキシブロモ７ラン、二重キシトリブロモシラ
ン等のアルコキシン・ロゲノソラン。

メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキンシラン
、メチルトリプトキシシラン、エチルトリニドキシンラ
ン、エチルトリニドキシンラン。

ブチルトリニドキシンラン、ジメチルシェドキンシラン
、ジメチルジブトキンシラン、トリメチルメトキシシラ
ン、トリメチルエトキシンラン、ｌ−リエチルイソグロ
ボキシシラン、トリブチルエトキシ７ラン等のアルコキ
シアルキルシランの如きケイ酸エステルが挙げられる。

また式（２）で表わされるケイ素化合物のＸのノ・ロゲ
ン原子としては塩素、臭素、ヨウ素等が好適で。

アルキル基としては炭素数１〜４の低級アルキル基が好
適である。

式（２）で表わされるケイ素化合物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。

四臭化ケイ素、−水素化三臭化ケイ素、四ヨウ化ケイ素
、−水素化三ヨウ化ケイ素、モノメチル三塩化ケイ素、
ジメチルニ塩化ケイ素、モノエチル三塩化ケイ素、ジエ
チル二塩化ケイ素、モノメチル三臭化ケイ素、ジエチル
二塩化ケイ素の如きノ・ロゲン化ケイ素が挙げられる。

これらケイ素化合物は、それ自体公知の適当な方法２例
えば窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性カメ雰囲気下
に適宜に加温、冷却等により蒸気圧に応じた分圧下で気
下する方法、θ１１点以七の分解しない温度範囲内で直
接気化する方法、まだケイ素化合物を、トルエン、ベン
ゼン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪
族炭化水素。

アルコール類、エーテル類、四塩化炭素等ケイ素化合物
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、ヘリウム等の不活性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等で気体状態にして使用
される。

気体状態にしたケイ素化合物は、これ単独で使用しても
キャリアガスに同伴させて使用してもよい。キャリアガ
スとしては非酸化性ガス、例えば窒素、アルゴン、ヘリ
ウム等が挙げることができる。

また水もケイ素化合物と同様にそれ自体公知の方法で１
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させる方法で
水蒸気の状態で使用される。

金属磁性粉末に気相でケイ素化合物と水とを交互に接触
させるにあたっては、どのような方法を採用してもよい
が、一般にはオキシ水酸化鉄や酸化鉄の還元性ガス雰囲
気下での加熱還元終了後。

引き続き還元性ガスにかえて気体状態にしたケイ素化合
物と水とを交互に供給する方法が採用される。また接触
は固定床、流動床９回転レトルト。

ロータリーキルン等いずれで行ってもよいが、な　１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金
属磁性粉末の表面にケイ素化合物被膜を形成させること
ができるので好適である。

またケイ素化合物と水とを気相で金属磁性粉末に交互に
接触させる際は、最初にケイ素化合物を接触させ９次い
で水を接触させる方法を採用するのが最も効果的である
。交互に接触させる回数は一般には２〜２０回程度、好
ましくは一〜１５回程度であるが、特に制限はｉく、ケ
イ素化合物の被着量がＳ　ｉ　０２換算で金属磁性粉末
に対し０．１〜１５重量％、好ましくは１〜１０重量％
になるように、交互に接触させるのが適当である。ケイ
素化合物の被着量が少なすぎると・期待される効果の発
現が不十分になり、まだ多すぎると磁気特性が悪くなる
。ケイ素化合物の被着量の調節は、接触条件２例えばケ
イ素化合物を同伴させたキャリアガスの流量、濃度、接
触時間、接触回数等を適宜かえることによって行うのが
適当である。

最初にケイ素化合物を接触させ２次いで水を接触させる
方法による場合、゛まず金属磁性粉末粒子表面にケイ素
化合物が被着し２粒子表面に被着したケイ素化合物は１
次いで水との接触によって加水分解され、実質的に８１
０２になって粒子表面に均一な５ｉ０２の薄い被膜が形
成される。ケイ素化合物を接触させ１次いで水を接触さ
せる操作をくり返すことによってＳ　ｉ　０２の薄い被
膜が粒子表面に重ねられ、緻密で耐久性のよい被膜を容
易に形成させることができ９発火性のな〜、＼きわめて
酸化安定性のすぐれた磁気特性のよい金属磁性粉末が得
られる。

金属磁性粉末に気相でケイ素化合物と水とを交互に接触
させ鼠際の温度は、使用するケイ素化合物の種類にもよ
るが、温度が低すぎるとケイ素化合物の加水分解速度が
遅（５ｉ０２被膜の形成が不十分になりやすく、また高
すぎると金属磁性粉末粒子の形崩れが起り磁気特性の低
下をきたしやすくなるので、一般には室温〜５００°Ｃ
程度の温度。

好ましくは１００〜３５０°Ｃの温度が適当である。

次に実施例および比較例を示す。

各側において金属磁性粉末の劣化テストは、安定化処理
した金属磁性粉末を、７日間６０°Ｃで９０チ相対湿度
下に放置した後、飽和磁化（Ｍｅ　）を測定する方法で
行った・ 実施例１ 鉄に対してニッケルを５原゛子チ含むゲーサイト（平均
長軸０．２μｍ）の顆粒状粉末３０グを、内径５０１ｍ
の流動床反応管に入れ、空気を４Ｎｔ／％の流量で流通
させながら流動状態下、６５０°Ｃで１時間焼成した。

つづいて３７０°Ｃにて、水素を４Ｎη分の流量で流通
させながら５時間還元して。

金属磁性粉末とした。引きつづき、同装置内に。

気化温度６０°Ｃのテトラエトギン７ランをくぐらせた
窒素ガスを４Ｎ々扮の流量で１０分間流した。

次いで、５０°Ｃの水をくぐらせた窒素ガスを４Ｎ々分
の流量で３分間流した。以後同様の方法で、テトラエト
キシンラフ６分間次いで水６分間の接触処理を１０回く
り返した。

室温まで冷却した後、金属鉄磁性粉末を空気中。

に取り出したが発火はしなかった。またケイ素化合物の
被着量は５１０２　として金属磁性粉末に対して６．０
重量％であった。

接触処理後の金属磁性粉末の保磁力（Ｈｅ）、飽和磁化
（Ｍｓ）、残留磁化（Ｍｒ）等の磁気特性および劣化テ
ストの結果を第１表に示す。

実施例２〜１０ 実施例１と同様の方法でケイ素化合物の種類。

接触処理条件等を第１表に記載のとおりにかえて実施例
１と同様の金属磁性粉末の接触処理を行った。接触処理
後の金属磁性粉末の磁気特性および劣化テストの結果を
第１表に示す。なお接触処理後の金属磁性粉末はいずれ
も空気中に取り出しても発火しなかった。

比較例１ 実施例１と同様に焼成還元して金属磁性粉末とした後、
これをトルエン中に取り出し、風乾させて、空気中で発
火しない金属磁性粉末を得だ。磁気特性と劣下テストの
結果を第１表に示す。

比較例２ 実施例１と同様に焼成還元して金属磁性粉末としだ後、
室温にまで冷却し、窒素ガスを４　Ｎ　ＩＡ＞の流量で
流しながら反応器内が５０°Ｃを越えないように空気を
入れ、空気を０１容ｆ１．％から１００容量％１で徐々
に増加させ、空気中で発火しない金属磁性粉末を得た。

磁気特性と劣下テストの結果を第１表に示す。

比較例３ 比較例１のトルエン中にテトラエトキンシランを金属磁
性粉末に対して２０重量％になるように入れておいだほ
かは、比較例１と同様にして金属磁性粉末を得た。磁気
特性と劣化テストの結果を第１表に示ず７、 比較例４ 比較例１のトルエン中にシリコンオイルを金属磁性粉末
に対して２０重量％になるように入れておいたほかは、
比較例１と同様にして金属磁性粉末を得た。磁気特性と
劣化テストの結果を第１表に示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属鉄または鉄を主成分とする合金磁性粉末に気相でケ
   イ素化合物と水とを交互に接触させると七を特徴とする
   金属磁性粉末の安定化法。