JPS62112703A - 酸化皮膜を有する強磁性金属粉末の製造方法 - 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】 本発明は金属粉末の安定化処理に関するもので、特に鉄
を主成分とする強磁性金属粉末の安定化処理に関するも
のである。

近年磁気記録媒体の磁性材料として、鉄を主成分とする
針状強磁性金属粉末が注目され用いられるようになった
。この針状強磁性粉末はゲータイト酸化鉄を加熱脱水、
還元処理して得られ、従来の酸化鉄系磁性材料と比較し
て保磁力、飽和磁化に優れ高密度記録の達成が可能であ
るが、耐酸化安定性が劣るという最大の欠点をもつ。

特に最近の記録機器のコンパクト化並びに長時間記録化
にともない磁気記録テープの特性の向上、高出力、低ノ
イズが要求され、磁性金属は微粒子化の傾向にある。

ところがこのような金属微粒子は比表面積が犬きく化学
的に極めて活性であり、大気中に取り出すと急激な酸化
反応による発熱や発火が起こる。そのため金属微粒子を
液相中あるいは気相中において酸素含有ガスと接触せし
め、該金属微粒子表面に酸化皮膜を形成することにより
安定化処理する方法が従来よ９行なわれている。

しかしながら上記方法により処理した金属磁性粉末は大
気中に長く放置しておくと、磁気特性の劣化が起こり、
また密封容器中に長期間貯蔵径大気中に取シ出すと酸化
皮膜を形成し安定化処理した筈の金属磁性粉末が再活性
化し発熱あるいは発火するという現象が生じ上記安定化
処理のみでは充分ではなく、その取扱い及び貯蔵上問題
を含む。

この原因については明らかではないが密封貯蔵期間中に
おける酸化皮膜の経時変化、例えば皮膜層酸素の磁性粉
粒子表面内での拡散、あるいは粒子内部金属原子の皮膜
表面への拡散などによる再活性化などが考えられる。

本発明者らはこれを改善し再活性化を抑制し貯蔵期間中
における酸化皮膜の経時変化を防止した金属磁性粉末の
安定化方法を検討してきた結果、以下の方法によりこれ
が解決できることを見い出し本発明に到達したものであ
る。

本発明は有機溶媒中または気相中で鉄を主成分とする金
属磁性粉末を酸素含有ガスと接触せしめ該金属粉末に酸
化皮膜を形成させ一次安定化した後に、有機溶媒中にお
いて不活性気体雰　−囲気下で加熱処理を行いしかる後
に、再度有機溶媒中または気相中において酸素含有ガス
と接触させることにより前記鉄を主成分とする金属磁性
粉末を安定化する方法である。

本発明の最大の特徴は金属磁性粉末の酸化皮膜の経時変
化、密封貯蔵期間中における再活性化を防止するところ
にある。

再活性化の原因については明らかではないが、例えば酸
化皮膜の不均一性による皮膜層酸素の磁性粉粒子表面層
での拡散、または粒子内部の金属原子の皮膜表面への拡
散などが考えられる。

このような原子の拡散は室温においては非常にゆっくり
進行するものと考えられる。本発明においては加熱処理
することによって酸化皮膜の経時変化を促進し、再活性
化させた後に有機溶媒中または気相中において酸素含有
ガスと接触せしめて均一で緻密な酸化皮膜を形成させ、
経時変化の少ない、長期密封貯蔵後の再活性化もなく空
気中に取シ出しても発熱、発火しない安定な金属磁性粉
末を提供するところに特徴がある。

本発明の方法は、磁気記録媒体として用いる全ての鉄を
主成分とする強磁性金属粉末に適用できる。その鉄を主
成分とする強磁性金属粉末の例としては、オキシ水酸化
鉄、ヘマタイト、マグネタイト、マグネタイト等や各種
合金タイプの酸化鉄を還元して得られる強磁性金属粉末
を挙げることができる。

前記−次安定化酸化皮膜形成処理において有機溶媒中で
酸素含有ガスと強磁性金属粉末を接触させる際、強磁性
金属粉末は、成形されたベレット状でも有機溶媒中で粗
粉砕したスラリー状でもよいが、ペレット状だと造粒物
の内部と表面で粒子の酸化皮膜厚が不均一になり、その
後の加熱処理に長時間を要するため好ましくはスラリー
状とした方が良い。−次安定化処理を気相中で行う場合
は取扱いの都合上磁性粒子を成形造粒したベレット状の
ものが好ましい。

加熱処理の温度は８００Ｃ〜３００℃が好ましい。より
好ましくは９０〜２００℃が良い。

８０℃以下だと加熱処理の効果を得るのに長時間を要し
実用的ではない。加熱処理温度の上限は使用する有機溶
媒の沸点により定まシ、必要に応じて加圧下で実施して
もよい。

加熱処理時間は温度とのかね合いで決まるものであるが
０．５〜２４時間が好ましい。より好ましくは１〜５時
間が良い。０．５時間以下だと加熱処理の効果が殆んど
得られず、２４時間以上だとそれ以上の効果が得られず
経済的ではない。

本発明において加熱処理及びその前後の酸素含有ガスと
の接触処理において使用し得る有機溶媒としては前記強
磁性粉末に対して不活性なものカ好マシく、ベンゼン、
トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキ
サン等の炭化水素類、アセトン、メチルエチルケトン、
メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン
類、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジブチルフタレート等の
エステル類、メタノール、エタノール、ｎ−ブタノール
等のアルコール類及ヒバーフルオルブチルハイドロフラ
ン、バーフルオルキシレン等の７ツノ系溶媒類等を例示
することができる。その使用量は前記強磁性金属粉末の
２重量倍以上が好ましい。

本発明における加熱焼鈍前後の酸化処理に使用し得る酸
素含有ガスとしては酸素及び空気をＮ、　、　Ｈｅ、　
Ａｒ、　Ｎｅなどの不活性気体の内の少なくとも一種で
希釈したものが使用できるが通常は空気をＮ、で希釈し
た混合気体を用いるのが安価で実用的である。前記加熱
処理前後の酸素含有ガスとの接触処理時の温度は１０〜
９０℃が好ましい。前記加熱処理前の酸素含有ガスとの
接触処理時間は５〜２４時間が好ましい。前記加熱処理
後の酸素含有ガスとの接触時間は１〜１２時間が好まし
い。

前記加熱処理時に使用できる不活性気体としては前記不
活性気体のうちいずれでもよいが、Ｎ２を使うのが工業
的に安価で実用的である。

本発明における効果の原因については必ずしも明らかで
はないが、加熱処理を行うことにより、酸化皮膜の不均
一に帰因する皮膜層酸素の粒子表面内での拡散や粒子内
部の金属原子の皮膜表面への拡散を促進しその後再び表
面酸化することにより、酸化皮膜の均一性や結晶性が向
上し、均一で緻密な酸化皮膜が形成され、大気中におい
ても保磁力や飽和磁化の劣化が少なく、長期密封貯蔵径
大気中に取り出しても発熱や発れるものではない。

実施例１ 保磁力（Ｈｃ）　１５１１　Ｑｅ、飽和磁化（（ＦＳ）
　１５　Ｑｅｍｕ／ｉ、角形比０．５１５の磁気特性を
有する鉄を主成分とする強磁性金属粉末１．５に９をト
ルエン３０ゆ中にてスラリー状とし撹拌装置、加熱装置
及び通気装置を付けた耐圧性の反応容器に入れ１３０　
ｒｐｍで撹拌しながらこれに予熱器を経て空気をＮ、で
希釈した酸素５チを含有する５０℃のガスを９０！廓で
下部よシ吹込み５０℃で１２時間反応を行った。予熱器
を経て１００°ＣのＮ！ガスを６０１７ｍで下部より吹
込み酸素ガスを除去後１００℃に加熱してひき続き４時
間加熱処理を行った。５０℃に冷却後再び前記酸素含有
ガスを吹込み５０℃で２時間反応を行い、その後トルエ
ンを除去乾燥した。

この磁性粉末の磁気特性ＦｉＨｃ：１５０５０ｅ、σＳ
：　１２９　ｅｍｕ／ｇ、Ｒ８：０．５０９であった。

耐酸化安定性は空気中６０℃９０％ＲＨの条件下で３日
間放置後のσＳの低下率ΔσＳ（（安定化後のσＳ−安
定性テスト後のσ５）ｘ１ｏｏ／（安定化後のσＳ）　
）で評価しその値は５．４％であった。

開封テスト（前記安定化処理後の磁性粉末１−を乾燥後
密封容器に入れ当初の雰囲気を空気とし３５℃で１０日
間貯貯蔵量封した際の上昇温度又は発火を調べる。）は
開封後２時間で１℃であった。

実施例２ 実施例１と同じ磁気特性を有する強磁性金属粉末を用い
、加熱処理時間を２４時間とした以外は実施例１と同様
にして処理を行った。その磁気特性等を表１に示す。

実施例３ Ｈｃ　１４５２０ｅ　、　ｃｒｓ　１５４　ｅｍｕ／ｉ
、Ｒ５０，５１１の磁気特性を有する強磁性金属粉末を
用い加熱温度ｆｔ３気圧で加圧下１５０℃で４時間加熱
処理をした以外は実施例１と同様な処理を行った。

その磁気特性等を表１に示す。

比較例１ 実施例１と同じ磁気特性を有する強磁性金属粉末を用い
加熱処理条件を７０℃、２４時間とした以外は実施例１
と同様にして処理を行った。

その磁気特性等を表１に示す。

比較例２ 実施例３と同じ磁気特性を有する強磁性金属粉末を用い
加熱処理時間を０．４時間とした以外は実施例３と同様
な処理を行った。その磁気特性等を表１に示す。

比較例３ 実施例１と同じ磁気特性を有する強磁性金属粉末１．５
　ｋｇをトルエン３０時中にてスラリー状とし実施例１
と同様な反応容器に入れｌ　３　Ｑ　ｒｐｍで撹拌しな
がらこれに予熱器を経て空気をＮ。

で希釈した酸素５％を含有する５０℃のガスを９０１／
ｒｒｒｉｙｒで下部より吹込み５０°Ｃで１２時間反応
を行った後トルエンを濾過除去しその後乾燥した。

この微性粉末の磁気特性はＨＣｌ５１５０ｅ、σＳ１３
７ｅｍｕ／９、Ｒｓ　ｏ、　５１６であった。耐酸化安
定性はΔσｓ２４％であった。開封テストの結果は開封
後１〜２分で赤熱し酸化暴走反応に至った。

比較例４ 実施例１と同じ磁気特性を有する強磁性金属粉末を用い
反応温度を９０℃とした以外は比較例３と同様な処理を
行った。

その磁気特性を表１に示す。

比較例５ 実施例１と同じ磁気特性を有する強磁性金属粉末を用い
反応時間を４８時間とした以外は比較例４と同様な処理
を行った。

その磁気特性等を表１に示す。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機溶媒中または気相中において酸素含有ガスと
   接触させ表層部を酸化させた鉄を主成分とする強磁性金
   属粉末を、有機溶媒中に分散させ不活性気体雰囲気下で
   加熱処理後、有機溶媒中または気相中において酸素含有
   ガスと接触させることを特徴とする酸化皮膜を有する強
   磁性金属粉末の製造方法。
2. （２）前記加熱処理温度が８０〜３００℃であることを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の方法。
3. （３）前記加熱処理温度が９０〜２００℃であることを
   特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載の方法。
4. （４）前記加熱処理時間が０．５〜２４時間であること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項ないし第（３）
   項のいずれかに記載の方法。
5. （５）前記加熱処理時間が１〜５時間であることを特徴
   とする特許請求の範囲第（４）項記載の方法。
6. （６）前記加熱処理及びその前後の処理における前記有
   機溶媒の量を前記鉄を主成分とする強磁性金属粉末の２
   重量倍以上とすることを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項ないし第（５）項のいずれかに記載の方法。
7. （７）前記有機溶媒が強磁性金属粉末に対して不活性な
   有機溶媒であることを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項ないし第（６）項のいずれかに記載の方法。
8. （８）前記加熱処理前後の前記酸素含有ガスとして空気
   もしくは酸素ガスに窒素、ヘリウム、アルゴン及びネオ
   ンのうち少なくとも一種からなる不活性気体を希釈ガス
   として混合したものを用いることを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項ないし第（７）項のいずれかに記載の
   方法。
9. （９）前記加熱処理に用いる不活性気体として窒素、ヘ
   リウム、アルゴン及びネオンのうち少なくとも一種を用
   いる特許請求の範囲第（１）項ないし第（８）項のいず
   れかに記載の方法。