JPS60234904A - 磁性金属粉の製造法 - 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】 イぐ発明は、磁性利料として適した鉄を主体とする金槙
（メタル）粉の製造法に関するものである。

史に詳しくｄ７本発明の粒子長（長軸）が０．０５〜０
．５　Ｉｔ　ｔｎの範囲で１粒度分布幅が狭く１分散性
の優れたメタル粉の製造法に関するものである。

メタル粉を磁性制料に使用する場合、メタル粉ｌｒ＋　
）Ｌ′ｒＮＷＴヱ形件か今ν、久件箇歴寄、［ルｔ）・
ノｈ化）において高い分散性を有すること２粒子がよく
揃っていること１粒子長がなるべく小さいこと等の特性
が要求される。

これらの特性を満たすためには、メタル粉の前駆体であ
るオキシ水酸化鉄の各粒子がよく揃っていること、また
これら粒子が凝集を起こしていないこと、さらには加熱
還元処理において焼結を起こしていないこと等が必須条
件となる。一方オキシ水酸化鉄の粒子を揃え１分散性を
よくするためには、オキ７水酸化鉄の製造時に粒子の成
長を種種コントロールする必要があるが１粒子長が０．
０５〜０．５７７　ｍで２粒度分布幅が狭く、軸比（長
軸／短軸）をコントロールすることは非常に困難を伴う
・ 従来メタル粉の製造に関しては１例えば特開昭５８−１
５９３０号公報、特開昭５８−１５９３１５号公報、特
開昭５８−１７６９０３号公報、特開昭５８−１９２３
０７号公報等をはじめ、すでに多数提案されている。

しかしながらこれらの方法によると得られたメタル粉は
粒度分布幅が広く７粒子が不揃いであったり１寸だ塗料
化において分散性があ寸りよくない等の問題点がある。

ｔプζ例えば特公昭５９−５６２号公報には、水熱処理
してメタル粉を製造する方法が記載されているが、保磁
力の低いものしか得られてい々い。

本発明の第１の目的に５．保磁力等の磁気特性が優れて
、しかも粒度分布幅が狭く、さらには塗料化において分
散性の良好なメタル粉を製造することができる磁性メタ
ル粉の製造法を提供することにある。

本発明の第２の目的は、従来のメタル粉製造法の難点を
改良することができる磁性メタル粉の製造法を提供する
ことにある。

これら本発明の目的は、第一鉄塩およびニッケル塩と苛
性アルカリを反応させて鉄およびニッケルの水酸化物を
製造し、これに炭酸塩を加えた後。

２０〜７０℃の温度で酸素含有ガスを供給し、ニッケル
含有オキシ水酸化鉄を製造し９次いで１００〜２００℃
の温度で水熱処理を施した後、濾過。

乾燥し、還元カスで加熱還元してニッケル含有金属鉄粉
末にすることを特徴とする磁性金属粉の製造法によって
達成される。

本発明において、第一鉄塩としては硫酸第一鉄。

塩化第二鉄等が使用され、ニッケル塩としては硫酸ニッ
ケル、鞘酸ニッケル等が使用される。ニッケルの添加、
換言するとニッケル塩の使用は、メタル粉の磁気特性の
コントロールに有効であり。

寸だ塗料化における分散性の向上に寄均する。

第一鉄塩およびニッケル塩は、一般に水に溶解させて水
溶液にして使用される。水溶液中の第一鉄塩の濃度は、
０１〜１ｍ０ｔ／を程度が適当である。

ニッケル塩の使用量は、　Ｎｉ／Ｆｅ　（原子比）がｏ
、　ｏ　ｏ　ｉ〜０１にするのが望ましく、使用量が少
なずきるとその添加効果がなく多すぎると粒度分布幅が
広くなったり１分散性、磁気特性等に悪影響があったり
する。

苛性アルカリとしては、水酸化すトリウム、水酸化カリ
ウム等が使用され、普通水酸化ナトリウムが好適である
。苛性アルカリは一般には水溶液の形態で使用される。

苛性アルカリの使用量は。

第一鉄塩に対して１〜２倍当量が適当である。

第一鉄塩およびニッケル塩と苛性アルカリを反応させる
際の温度は、高すきると粒子が長大になり易いので７０
℃以下、好寸しくけ１０〜５０℃が望井しく７反応によ
って鉄およびニッケルの水酸化物が生成する。

鉄およびニッケルの水酸化物を生成させた後に加える炭
酸塩としては、鉄およびニッケルの水酸化物を炭酸塩に
することができるものであれば特に制限されないが、炭
酸す）　ＩＪウム１重炭酸すトリウム、炭酸アンモニウ
ム、重炭酸アンモニウム等のナトリウム捷たはアンモニ
アの炭酸塩が好適に使用される。炭酸塩の使用量は、水
酸化物に対して１〜２倍当量、好捷しくけ１１〜１５倍
当量が適当である。炭酸塩を加えることによって、鉄お
よびニッケルの水酸化物は、炭酸第一鉄、炭酸ニッケル
等に在るが、炭酸塩の使用量が少なすぎ〈、多すきても
多くしたことによる利点は特にない。

炭酸塩を加える際の温度は、２０〜７０℃が適当であり
、温度が高くなると粒度分布に悪影響が生じ易い。

酸素含有ガスの供給は２一般に炭酸塩を加えることによ
って炭酸第一鉄、炭酸ニッケル等を生成させたスラリー
に吹きこむ方法によって行われる。

酸素含有ガスとしては空気が便利に使用される。

酸素含有ガスＢ、Ｆｅ＋２の酸化速度と関連して生成す
る粒子の大きさに影響を及ぼし　、ｅ−１−２の酸化速
度が速すぎると粒子は微小になり、遅すぎると長大粒子
になり易いので、供給量を調節することによって適宜粒
子の大きさをコントロールするのが望ましい。

酸素含有ガスを供給してニッケル含有オキ／水酸化鉄に
する際の温度は均斉のとれた形状のよい粒子を生成させ
るうえで２０〜７０℃、好捷しくけ３０〜６０℃にする
必要がある。温度が高すぎジー呂群−１−九＋−１１＋
＋に＋２−Ｌノコに谷ノＩ４−詰；亜／虻ｎνノコにイ
Ｇ市百が広いメタル粉になり易く、磁気特性も悪くなり
易い。

本発明において酸素含有カスを供給してニッケル含有オ
キシ水酸化鉄にした後は、水熱処理を行う必要があるが
、水熱処理によってニッケル含有オキシ水酸化鉄の粒子
形状１粒度分布、軸比等がさらに改善され、メタル粉に
したときの分散性が非常によくなる。

水熱処理は、その温度が低すぎると長時間を要するだけ
でなく水熱処理による効果の発現が十分でなく、高すぎ
るとα−Ｆｅ２０３が生成するので。

水熱処理温度は１００〜２５０℃、特に１ｂＯ〜２３０
℃で行う必要がある。水熱処理時間は特に制限されない
が一般には０５〜５時間の範囲から選択される。

また水熱処理においては、ｐＨを１０以上、好１し、く
ば１０．５以上のアルカリ性に保持して行うのが効果的
てあ！２．ｐＨ調節には水酸化すトリウム、水酸化カリ
ウム等の苛性アルカリが好適に使用される。水熱処理に
は一般にオートクレーブが採用される。

水熱処理後のニッケル含有オキシ水酸化鉄は。

通常の方法によって濾過、乾燥する。々おＦ逸する際は
ｐＨが８程度になる寸で十分に水洗して不純物を除去す
るのが望ましい。また必要に応して水熱処理後、ニッケ
ル含有オキシ水酸化鉄をケイ酸す）　ＩＪウム等の如き
被覆材で粒子の表面処理を行うこともできる。

水熱処理を施し、濾過、乾燥したニッケル含有オキシ水
酸化鉄を還元ガスで加熱還元してニッケル含有金属鉄粉
末にするにあたっては、公知の加熱還元方法が採用され
る。還元ガスとしては一般に水素および窒素の混合ガス
が使用されるが７還元性のガスであわば特に制限されな
い。還元温度は一般に３５０〜５００℃の範囲から選択
される。

温度が低すぎると長時間を要し、高すきると粒子の形状
が悪くなる。還元装置としてはロータリーキルン、レト
ルト炉、流動還元炉等が使用される。

次に実施例および比較例を示し９本発明を説明する。

実施例１ 内容２０ｔの円筒型反応器に、硫酸第一鉄〔Ｆθ２８０
４・７Ｈ２０）　５２０．９７と硫酸ニッケルＣＮｉＳ
○４７Ｈ２ｆ）〕ｉ　６．０．！？とを蒸留水３ｔに溶
解さぜた溶ｒｊ、（Ｎ　ｉ、／Ｆｅ＝０．０３　）を入
れ７苛性ソーダしＮａＯＨ：］　１６５　？を蒸留水１
．５ｔに溶解させノー溶液を、温度４０℃に保持しなが
ら滴下して反応さぜ、鉄およびニッケルの水酸化物にし
だ。

この水酸化物のスラリーに炭酸アンモニウム（’　（Ｎ
Ｈ４）２Ｃｏ、、４−＋２ｏ　］２　ｓ　ｓ、ｓ　ｇを
蒸留水ろＬに溶解さぜメを溶液を加え、温度４０℃で６
時間攪拌し、炭酸第一鉄および炭酸ニッケルにし、温度
５０℃に保持して空気を４　ｔ／　ｍｉｎの流量で６時
間流通し、ニッケル含有オキシ水酸化鉄を生成させた。

次いてこのニッケル含ネオギン水酸化鉄のスラリーに、
苛性ソーダろｏｏｙを溶解させてから内容２０ｔのオー
トクレーブに仕込み、１８０℃で２時間水熱処理を施し
た。

水熱処理後、スラリーのｐＨが８になる壕で蒸留水で洗
浄し、ケイ酸ナトリウムＣＮａ、２Ｓｊ０３　）２０１
を徐々に加えてニッケル含有オキシ水酸化鉄の表面に被
着させて濾過し、１００℃で１０時間乾燥させてニッケ
ル含有オキ／水酸化鉄粉末を得た。

次いで流動還元炉に、ニッケル含有オギゾ水酸化鉄粉末
１００グを入れ、水素カスを４ｔ／ｍｉｎの流量で５時
間流し、４３０℃で還元してニッケル含有金属鉄粉末を
得だ。

得られたニッケル含有金属鉄粉末は、透過型電子顕微鏡
（ｒｇＭ）で粒子形状を観察した。ＴＥＭ写真によると
１粒子５０本の平均粒子長（長軸）は０．１８μｍであ
った。

丑た振動試イＩ式磁力削（ｖ　Ｓ　Ｍ　）で磁気特性を
測定した結果、保持力（Ｈｃ）は１４４００ｅで。

飽和磁化（σＢ）は１３５　ｅｍｕ／　ｆｉ’であった
。

また塗料化後の分散性および磁気特性を調べるために、
ニッケル含有金属鉄粉末２０重量部、塩化ビニル−酢酸
ビニル共重合体２．７重量部、メチルイソブチルケトン
１６，７重量部、トルエン１６．７正ｉＢ部および硬化
剤（商品名、コロネー）Ｌ）０８重量部をボールミルで
６０時間混合して塗料化し、得られた塗料を篩目が５μ
ｍの篩に通し。

篩上に残ったニッケル含有金篇鉄の量を調べた（全量篩
を通った場合を沖過率１００％とする）。

また塗料をポリエステルフィルム上に塗布し、保磁力を
測定した。その結果、濾過率は９７％、Ｈｃは１４６０
０ｅであった。

また軸比（長軸／短軸）、比表面積および粒度分布を測
定した結果、軸比は７．比表面積は５１ｍ２／２で９粒
度分布は平均粒子長に対し±（プラスマイナス）００２
μｍの範囲内にあった。

実施例２〜８ 実施例１において、Ｎｉ／Ｆｅ　（原子比）を０．０７
にかえた（実施例２）、炭酸アンモニウムを炭酸ナトリ
ウムにかえた（実施例３）、炭酸アンモニウムの使用量
を２９９１ｆにかえた（実施例４）。

空気流通時の温度を５０℃にかえた（実施例５）。

空気流量を１０Ａ／ｍｉｎにかえた（実施例６）。

水熱処理温度を２３０℃にかえた（実施例７）。

および還元温度と時間を４００℃、６時間にかえた（実
施例８）ほかは、実施例１と同様にしてニッケル含有金
属鉄粉末を製造した。

ニッケル含有金属鉄粉末の特性を実施例１と同様に測定
した結果は第１表に示す。

比較例１〜５ 実施例１において、水熱処理を施さなかった（比較例１
）、硫酸ニッケルを使用しなかった（比較例２）、空気
流通時の温度を８０℃にかえた（比較例口）、炭酸アン
モニウムを使用しなかった（比較例４）、および水熱処
理温度を２８０℃にかえた（比較例５）ほかは、実施例
１と同様にしてニッケル含有金属鉄粉末（なお比較例２
はニッケルを含有しない。）を製造し、実施例１と同様
に特性を測定した。その結果は第１表に示す。

せり￥船癒麺窃ホ　ＹｔＭ田解勅 手続補正書 昭和５９年　Ｚ月／ノＥ＋ 特許庁長官　殿 １、事件の表示 特願昭５９　８８４２５℃ ２、　発明の名称 磁性金属粉の製造法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 郵便番号　７５５ 山口県宇部市西本町１丁目１２番３２号（０２０ン宇部
興産株式会社 なし。自発補正。

５、？ｉｌｉ正の対象 発明の詳細な説明の欄および特許請求の範囲の欄 ６、補正の内容 （１）第３ページ、第２０行、ｒ２００Ｊの記載を１゛
＼ ｉ　５９．　）’３．１２１ ２５０」に補正する。

（２）第４ページ、第５行、「塩化第二鉄」の記載を１
塩化第一鉄」に補正する。

（３）第９ページ、第３行、ｒ　Ｆ　ｅ、Ｓ　Ｏ４−７
Ｈ，ＯＪの記載をｒ　Ｆ　ｅ　ＳＯ４・７　Ｈ２ＬＯＪ
に補正する。

（４）特許請求の範囲は別紙のとおり。

７、添付書類 （１，１特願昭５９−８８４２５号補正後の特許請求の
範囲を記載した別紙　１通 以上 特願昭５９−８８４２５号の補正後の特許請求の範囲 記 ［第一・鉄塩およびニッケル塩と苛性アルカリを反応さ
せて秩およびニッケルの水酸化物を製造し、これに炭酸
塩を加えた後、２０〜７０°Ｃの温度で酸素含有ガスを
供給し、ニッケル含有オキシ水酸化鉄を製造し、次いで
１００〜２５０　’ｃの温度で水熱処理を施した後、シ
ダ過、乾燥し、還元ガスで加熱還元してニッケル含有金
属鉄粉末にすることを特徴とする磁性金属粉の製造法。

」

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第一鉄塩およびニッケル塩と苛性アルカリを反応させて
   鉄およびニッケルの水酸化物を製造し７これに炭酸塩を
   加えた後、２０〜７０℃の温度で酸素含有ガスを供給１
   −、ニッケル含有オキ７水酸化鉄を製造し１次いで１０
   ０〜２００℃の温度で水熱処理を施した後、濾過、乾燥
   し、還元ガスで加熱還元してニッケル含有金属鉄粉末に
   することを特徴とする磁性金属粉の製造法。