JPS63105901A - Magnetic particle powder essentially consisting of iron alloy exhibiting spherical shape and its production - Google Patents

Magnetic particle powder essentially consisting of iron alloy exhibiting spherical shape and its production

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JPS63105901A
JPS63105901A JP61155595A JP15559586A JPS63105901A JP S63105901 A JPS63105901 A JP S63105901A JP 61155595 A JP61155595 A JP 61155595A JP 15559586 A JP15559586 A JP 15559586A JP S63105901 A JPS63105901 A JP S63105901A
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Abstract

PURPOSE:To obtain magnetic particle powder having good sphericity, grain size uniformity and large bulk density by oxidizing the ferrous hydroxide colloid obtd. by preliminarily adding water soluble silicate to a starting raw material while heating the same under prescribed conditions. CONSTITUTION:An aq. terrous salt soln. and 0.8-0.99 equiv. (with respect to ferrous salt) alkali hydroxide preliminarily added with the water soluble silicate are brought into reaction. A liquid contg. 0.1-5atomic% (in terms of Si with respect to Fe) said silicate and contg. the ferrous hydroxide colloid is prepd. While the liquid is kept heated to 70-100 deg.C, an oxygencontg. gas is permeated therethrough to oxidize the ferrous hydroxide. Further, >=1 equiv. (with respect to the remaining ferrous salt) alkali hydroxide is added thereto under the same heating and oxidizing conditions mentioned above. The magnetic particle powder having body centered cubic structure (X-ray diffraction diagram) of 0.5-2g/cm<3> bulk density and >=90emu/g saturation mangetization is thus obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カサ密度が0.5〜2.0 gladであっ
て、StをFeに対し0.1〜5.0原子%含有してお
り、且つ飽和磁化値が90 emu/g以上であって、
X線回折図形における体心立方構造を持つ鉄の(110
)面の回折ピークの強度1(I+。、とスピネル構造を
持つマグネタイトの(311)面の回折ピークの強度■
。11゜の強度比がIn+s+ /  (1(II@l
  + LzI(+ )で0.1〜1.0である球形を
呈した鉄合金を主成分とする磁性粒子からなる球形を呈
した鉄合金を主成分とする磁性粒子粉末及びその製造法
に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention provides a material having a bulk density of 0.5 to 2.0 grad and containing 0.1 to 5.0 at% of St to Fe. and has a saturation magnetization value of 90 emu/g or more,
Iron (110
) plane diffraction peak intensity 1 (I+.,) and the (311) plane diffraction peak intensity of magnetite with spinel structure■
. The intensity ratio of 11° is In+s+ / (1(II@l
A magnetic particle powder mainly composed of an iron alloy, which has a spherical shape and consists of magnetic particles mainly composed of an iron alloy, which has a spherical shape with + LzI (+) of 0.1 to 1.0, and a method for producing the same. It is.

本発明に係る球形を呈した鉄合金を主成分とする磁性粒
子粉末の主な用途は、静電複写用の磁性トナー及びキャ
リア等の材料粒子粉末である。
The main use of the spherical magnetic particle powder of the present invention, which is mainly composed of an iron alloy, is as a material particle powder for magnetic toners, carriers, etc. for electrostatic copying.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、静電複写機の普及はめざましく、それに伴い現像
剤である磁性トナー及びキャリア等の研究開発が盛んで
あり、その特性向上が要求されている。
In recent years, the spread of electrostatic copying machines has been remarkable, and along with this, research and development of magnetic toners and carriers, which are developers, are active, and improvements in their properties are required.

静電複写機用に用いられる現像剤は、トナーとトナーを
搬送するキャリアとからなり、従来から一般に使用され
ているこの種の現像剤には、二成分系現像剤と一成分系
現像剤とがある。
Developers used for electrostatic copying machines consist of toner and a carrier that transports the toner.This type of developer that has been commonly used in the past includes two-component developers and one-component developers. There is.

二成分系現像剤は、キャリアに一定粒度の鉄粉、ガラス
ピーズ等を用いて潜像へトナーを供給するものである。
A two-component developer uses iron powder, glass beads, or the like of a certain particle size as a carrier to supply toner to a latent image.

現在、キャリアとして、平均径50〜120μ−を有す
る鉄粉が広く用いられており、これらの鉄粉は、例えば
、酸化鉄粒子を還元性ガス中で加熱還元して得られた鉄
又は鉄合金を主成分とする磁性粒子粉末を一定の大きさ
に造粒した後加熱焼成する方法又は、上記鉄又は鉄合金
を主成分とする磁性粒子粉末を樹脂と混練し一定の大き
さに成形する方法等により得られる。
Currently, iron powders having an average diameter of 50 to 120μ are widely used as carriers, and these iron powders are, for example, iron or iron alloys obtained by heating reduction of iron oxide particles in a reducing gas. A method of granulating magnetic particles whose main component is to a certain size and then heating and firing them, or a method of kneading the magnetic particles whose main component is iron or iron alloy with a resin and molding them to a certain size. etc.

一方、−成分系現像剤は、磁性トナーと呼ばれ、トナー
自身が感磁性を持つことにより、キャリアを用いること
なくトナー自身で搬送と現像を行うものであり、磁性粒
子粉末を合成樹脂中に分散させた一定粒度の粉末である
On the other hand, a -component developer is called a magnetic toner, and because the toner itself is magnetically sensitive, it is transported and developed by itself without using a carrier, and magnetic particles are mixed into a synthetic resin. It is a dispersed powder with a constant particle size.

近年、静電複写機は、複写の高速度化の傾向にあり、そ
れに伴い、磁気トナーに対しては搬送性の向上が要求さ
れ、搬送性を向上させる為には、磁性トナー用磁性粒子
粉末として飽和磁化σS及び残留磁化σrが共に大きい
ことが要求される。
In recent years, there has been a trend toward higher copying speeds in electrostatic copying machines, and as a result, there is a demand for improved conveyance of magnetic toner. As such, both the saturation magnetization σS and the residual magnetization σr are required to be large.

この事実は、例えば、特公昭57−60765号公報の
「・・・・搬送性の向上の為には、磁気トナー粒子の磁
化の強さ、即ち、残留磁束Brが高いことが必要であり
、そのような特性を有する磁性トナー粒子を得る為には
該磁気トナーの原料である粒状磁性粒子粉末ができるだ
け大きな飽和磁化σSと高い保磁力を有することが必要
である・・・・、」なる記載から明らかである。
This fact is reflected in, for example, Japanese Patent Publication No. 57-60765, which states, ``...In order to improve conveyance, it is necessary that the strength of magnetization of magnetic toner particles, that is, the residual magnetic flux Br, be high; In order to obtain magnetic toner particles having such characteristics, it is necessary that the granular magnetic particle powder, which is the raw material for the magnetic toner, has as large a saturation magnetization σS as possible and a high coercive force. It is clear from this.

また、磁性粒子粉末の飽和磁化σ3及び残留磁化σrが
共に大きい場合には、磁性トナーの製造に際して磁性粒
子粉末゛と橿脂の比率を広範囲に変えることが可能とな
り、磁性トナーの電気抵抗を高くしたり、磁性トナーの
帯電性が制御し易く、この点からも有利である; 更に、磁性粒子粉末の残留磁化σrが適度に高い値であ
る場合には、磁気トナーの磁気ドラム上での穂立ちが良
く、画像濃度を高くする効果があり、また、磁性粒子粉
末の飽和磁化σSの向上は色彩の鮮明なカラートナーを
製造する場合においても重要である。即ち、磁性トナー
の飽和磁化σSは、例えば、特開昭59−220747
号公報の「・・・・磁性トナーの飽和磁化の強さが25
〜45e■u/gである場合に必要とされる画像濃度(
この場合1.3mg/cd)が得られる。・・・・」な
る記載の通り、一定の値になるように調整されるが、飽
和磁化の大きい磁性粒子粉末を使用すれば含有量を少な
くすることができ、その結果、着色剤としての頗料粒子
や染料粒子を多量に使用できるからである。
In addition, if both the saturation magnetization σ3 and the residual magnetization σr of the magnetic particle powder are large, it is possible to vary the ratio of the magnetic particle powder and the resin over a wide range when manufacturing the magnetic toner, and the electrical resistance of the magnetic toner can be increased. Moreover, it is easy to control the charging property of the magnetic toner, which is advantageous from this point of view; furthermore, when the residual magnetization σr of the magnetic particle powder is a suitably high value, the spikes of magnetic toner on the magnetic drum can be easily controlled. It has the effect of improving the appearance and increasing the image density, and improving the saturation magnetization σS of the magnetic particles is also important when producing color toner with vivid colors. That is, the saturation magnetization σS of the magnetic toner is determined by, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-220747.
The publication states, ``...The strength of saturation magnetization of magnetic toner is 25.
〜45e■u/g, the required image density (
In this case, 1.3 mg/cd) is obtained. As described in ``...'', the content is adjusted to a constant value, but if magnetic particle powder with high saturation magnetization is used, the content can be reduced, and as a result, it becomes the main coloring agent. This is because a large amount of dye particles and dye particles can be used.

従来、磁性トナー用磁性粒子粉末としては、一般にマグ
ネタイト粒子粉末が用いられているが、該マグネタイト
粒子の飽和磁化σ3は高々85esu/g程度と低いも
のであり、このことが磁性トナーの搬送性の向上に限度
を与える主因となり、また、カラートナーの色彩を不鮮
明なものとしていた。
Conventionally, magnetite particles have been generally used as magnetic particles for magnetic toner, but the saturation magnetization σ3 of the magnetite particles is as low as about 85 esu/g, which affects the transportability of the magnetic toner. This is the main reason for limiting improvement, and also makes the colors of color toners unclear.

尚、マグネタイト粒子の大きさを大きくすることによっ
て、飽和磁化が90emu/g程度のものが得られる場
合もあるがこの場合には■(11゜)/ (1(+11
11+113111)が0となり、残留磁化σrが4 
emu/g程度となってしまう。
Incidentally, by increasing the size of the magnetite particles, a saturation magnetization of about 90 emu/g can be obtained in some cases, but in this case, ■(11°)/(1(+11
11+113111) becomes 0, and the residual magnetization σr becomes 4.
It becomes about emu/g.

最近、複写の高速化、高画質化に伴い、搬送性の向上及
び解像度の向上や黒調並びに中間調の両方が出やすくし
かも白地かぶりのない画像の鮮明化に適する特性を備え
た磁気トナー用磁性粒子粉末として、前述した鉄又は鉄
合金を主成分とする磁性粒子粉末がある。
Recently, as copying speeds and image quality have increased, magnetic toner has been developed that has characteristics suitable for improving transportability, improving resolution, and sharpening images that produce both black and intermediate tones without fogging. Examples of magnetic particles include the above-mentioned magnetic particles whose main component is iron or iron alloy.

上述した通り、鉄又は鉄合金を主成分とする磁性粒子粉
末は、大きな飽和磁化を存する為、磁性トナー及びキャ
リア等の材料粒子粉末として好ましいものであるが、更
に、高性能の磁性トナー及びキャリアを得ようとすれば
、鉄又は鉄合金を主成分とする磁性粒子粉末の造粒に際
して、又は、樹脂中への混練に際して充填性の高い粒子
粉末であることが必要であり、その為には、粒子形状が
出来るだけ等友釣、殊に球形であって粒度が均斉であり
、しかも、粒子相互間における凝集性が少ない粉末であ
り、その結果、カサ密度が大きい粉末であることが要求
される0球形性が向上することによって充填性が高い鉄
又は鉄合金を主成分とする磁性粒子粉末を得ることがで
きれば、粉末を最密充填させることができる為、磁性ト
ナー及びキャリアの性能を向上させることができる。
As mentioned above, magnetic particles mainly composed of iron or iron alloy have large saturation magnetization and are therefore preferable as material particles for magnetic toners and carriers. In order to achieve this, it is necessary to have particles with high filling properties when granulating magnetic particles mainly composed of iron or iron alloys, or when kneading into resin. It is required that the particle shape is as uniform as possible, especially spherical, and the particle size is uniform, and that there is little cohesion between the particles, and as a result, the powder has a large bulk density. 0 If it is possible to obtain magnetic particle powder mainly composed of iron or iron alloy, which has high packing properties due to improved sphericity, the powder can be packed in the closest density, thereby improving the performance of magnetic toner and carrier. be able to.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

球形性が向上した鉄又は鉄合金を主成分とする磁性粒子
粉末は、現在量も要求されているところであるが、前述
した公知方法により得られる粒子粉末は、未だ、球形性
の高い粒子とは言い難い。
Although there is a current demand for magnetic particles mainly composed of iron or iron alloys with improved sphericity, the particles obtained by the above-mentioned known methods are still not considered particles with high sphericity. It's hard to say.

即ち、周知の鉄又は鉄合金を主成分とする磁性粒子粉末
は、第一鉄塩水溶液とアルカリ水溶液との反応により得
られた水酸化第一鉄コロイドを含む懸濁液に空気等の酸
素含有ガスを吹き込む所謂、湿式法によりマグネタイト
粒子を生成させ、該マグネタイト粒子を出発原料とし前
述した通り、還元性ガス中で加熱還元することにより得
られるが、湿式法により得られるマグネタイト粒子粉末
は、−aに、粒状又は立方状粒子であり、乾燥粉末は、
粒子相互間における凝集性が強固なものであり、従って
、該マグネタイト粒子を出発原料として加熱還元して得
られる鉄又は鉄合金を主成分とする磁性粒子粉末も当然
、粒状又は立方状粒子であり、粒子相互間における凝集
性が強固なものである。
That is, the well-known magnetic particles mainly composed of iron or iron alloys are produced by adding oxygen such as air to a suspension containing ferrous hydroxide colloid obtained by the reaction of a ferrous salt aqueous solution and an alkaline aqueous solution. Magnetite particles are produced by a so-called wet method in which gas is blown into them, and the magnetite particles are used as a starting material and are heated and reduced in a reducing gas as described above, but the magnetite particle powder obtained by the wet method is - a, granular or cubic particles, dry powder;
The cohesiveness between the particles is strong, and therefore, the magnetic particles mainly composed of iron or iron alloy obtained by heating and reducing the magnetite particles as a starting material are naturally granular or cubic particles. , the cohesion between the particles is strong.

粒状又は立方状のマグネタイト粒子以外に湿式法により
球形を呈したマグネタイト粒子粉末を得る為の試みもな
されており、例えば、特開昭49−35900号公報及
び特開昭60−71529号公報に記載の方法がある。
In addition to granular or cubic magnetite particles, attempts have also been made to obtain spherical magnetite particles using a wet method, such as those described in JP-A-49-35900 and JP-A-60-71529. There is a method.

しかしながら、特開昭49−35900号公報に記載の
方法により得られるコバルト含有マグネタイト粒子粉末
は、後述する比較例2に示す通り、得られる粒子の球形
性は不充分であって粒度が不均斉であり、しかも、粒子
相互間における凝集性が強固なものである。これは、硫
酸第一鉄及び硫酸コバルトとアルカリ金属の炭酸塩とか
ら得られる炭酸鉄の加水分解反応により生成されるもの
であるから、コバルトフェライト核粒子が急速に析出生
成される為、形状の充分な制御ができなかったものと考
えられる。
However, as shown in Comparative Example 2 below, the cobalt-containing magnetite particles obtained by the method described in JP-A-49-35900 have insufficient sphericity and asymmetric particle sizes. Moreover, the cohesion between the particles is strong. This is produced by the hydrolysis reaction of iron carbonate obtained from ferrous sulfate and cobalt sulfate and an alkali metal carbonate, so cobalt ferrite core particles are rapidly precipitated and formed, resulting in a change in shape. It is thought that sufficient control was not possible.

また、特開昭60−71529号公報に記載の方法によ
り得られるマグネタイト粒子は、球形性及び粒子相互間
における凝集性がかなり改良されたものではあるが、耐
熱性が劣る為加熱還元時に焼結が進みやすく、該マグネ
タイト粒子を出発原料として加熱還元して得られた鉄を
主成分とする磁性粒子粉末の球形性及び粒子相互間にお
ける凝集性は未だ充分とは言えない、これは、マグネタ
イト核粒子の生成及び該マグネタイト核粒子の成長が緻
密且つ均一に行われていない為、加熱還元時に、出発原
料粒子の粒子形状を充分維持することができず、形状が
くずれてしまう為と考えられる。
In addition, although the magnetite particles obtained by the method described in JP-A-60-71529 have considerably improved sphericity and cohesiveness between particles, they have poor heat resistance and are sintered during thermal reduction. The sphericity and inter-particle cohesiveness of the iron-based magnetic particles obtained by heat reduction using the magnetite particles as a starting material are still not sufficient. This is thought to be because the particle formation and the growth of the magnetite core particles are not performed densely and uniformly, so the particle shape of the starting raw material particles cannot be sufficiently maintained during thermal reduction, resulting in the shape being distorted.

上述した通り、球形性の向上した鉄又は鉄合金を主成分
とする磁性粒子粉末を製造する方法の確立が強く要望さ
れている。
As mentioned above, there is a strong desire to establish a method for producing magnetic particles whose main component is iron or iron alloy with improved sphericity.

〔問題点を解決する為の手段〕[Means for solving problems]

本発明者は、球形性の向上した鉄又は鉄合金を主成分と
する磁性粒子粉末を製造する方法について種々検討を重
ねた結果、本発明に到達したのである。
The present inventor has arrived at the present invention as a result of various studies on a method for producing magnetic particle powder whose main component is iron or iron alloy with improved sphericity.

部ち、本発明は、カサ密度が0.5〜2.0 g/c+
1であって、SiをFeに対し0.1〜5.0原子%含
有しており、且つ飽和磁化の値が90elIIJ/g以
上であって、X線回折図形における体心立方構造を持つ
鉄の(110)面の回折ピークの強度1(11゜) と
スピネル構造を持つマグネタイトの(311)面の回折
ピークの強度1+31゜の強度比がII(to+/ (
l(1t。)+10111 )で0.1〜1.0である
ことを特徴とする球形を呈した鉄合金を主成分とする磁
性粒子からなる球形を呈した鉄合金を主成分とする磁性
粒子粉末及び第一鉄塩水溶液と該第一鉄塩水溶液中の第
一鉄塩に対し0.80〜0.99当量の水酸化アルカリ
とを反応して得られた水酸化第一鉄コロイドを含む第一
鉄塩水溶液に加熱しながら酸素含有ガスを通気して上記
水酸化第一鉄コロイドを酸化するにあたり、前記水酸化
アルカリ又は前記水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩
水溶液のいずれかにあらかじめ水可溶性ケイ酸塩をFe
に対し5itf4算で0.1〜5.0原子%添加し、次
いで、70〜100℃の温度範囲で加熱しながら酸素含
有ガスを通気した後、該加熱酸化条件と同一の条件下で
、水酸化第一鉄コロイドを酸化後の反応母液中に残存す
る第一鉄塩に対し1.00当量以上の水酸化アルカリを
添加することにより球形を呈したStを含存するマグネ
タイト粒子を生成させ、次いで、該球形を呈したSiを
含存するマグネタイト粒子を還元性ガス中で加熱還元す
ることよりなる球形を呈した鉄合金を主成分とする磁性
粒子からなる球形を呈した鉄合金を主成分とする磁性粒
子粉末の製造法である。
Partly, the present invention has a bulk density of 0.5 to 2.0 g/c+
1, contains 0.1 to 5.0 at% of Si relative to Fe, has a saturation magnetization value of 90elIIJ/g or more, and has a body-centered cubic structure in its X-ray diffraction pattern. The intensity ratio of the diffraction peak intensity 1 (11°) of the (110) plane of magnetite and the intensity 1 + 31° of the diffraction peak of the (311) plane of magnetite having a spinel structure is II (to + / (
1 (1t.) + 10111) of 0.1 to 1.0, magnetic particles mainly composed of spherical iron alloy. Contains a ferrous hydroxide colloid obtained by reacting a powder and an aqueous ferrous salt solution with an alkali hydroxide in an amount of 0.80 to 0.99 equivalent to the ferrous salt in the aqueous ferrous salt solution. In oxidizing the ferrous hydroxide colloid by passing an oxygen-containing gas through the ferrous salt aqueous solution while heating it, either the alkali hydroxide or the ferrous salt aqueous solution containing the ferrous hydroxide colloid. Add water-soluble silicate to Fe in advance
0.1 to 5.0 at. After oxidizing the ferrous oxide colloid, 1.00 equivalents or more of alkali hydroxide is added to the ferrous salt remaining in the reaction mother liquor to produce spherical St-containing magnetite particles, and then The main component is an iron alloy that has a spherical shape and is made of magnetic particles whose main component is an iron alloy that has a spherical shape by heating and reducing the spherical Si-containing magnetite particles in a reducing gas. This is a method for producing magnetic particle powder.

〔作 用〕[For production]

先ず、本発明において最も重要な点は、加熱還元に際し
て、出発原料として第一鉄塩水溶液と該第一鉄塩水溶液
中のFe”に対し0.80〜099当量の水酸化アルカ
リとを反応して得られた水酸化第一鉄コロイドを含む第
一鉄塩水溶液に加熱しながら酸素含有ガスを通気して上
記水酸化第一鉄コロイドを酸化するにあたり、前記水酸
化アルカリ又は前記水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄
塩水溶液のいずれかにあらかじめ水可溶性ケイ酸塩を添
加し、次いで、70〜100℃の温度範囲で加熱しなが
ら酸素含有ガスを通気した後、該加熱酸化条件と同一条
件下で、水酸化第一鉄コロイドを酸化後の反応母液中に
残存する第一鉄塩に対し1.00当量以上の水酸化アル
カリを添加することにより得られた球形性の向上したマ
グネタイト粒子を用いた点である。
First, the most important point in the present invention is that during thermal reduction, a ferrous salt aqueous solution as a starting material is reacted with an alkali hydroxide in an amount of 0.80 to 099 equivalents to Fe'' in the ferrous salt aqueous solution. In oxidizing the ferrous hydroxide colloid by passing an oxygen-containing gas through the ferrous salt aqueous solution containing the ferrous hydroxide colloid obtained by heating, the alkali hydroxide or the ferrous hydroxide colloid is A water-soluble silicate is added in advance to any of the ferrous salt aqueous solutions containing iron colloids, and then an oxygen-containing gas is bubbled through while heating in the temperature range of 70 to 100°C, and then the heating oxidation conditions are the same as those of the heating oxidation conditions. Magnetite particles with improved sphericity obtained by adding 1.00 equivalent or more of alkali hydroxide to the ferrous salt remaining in the reaction mother liquor after oxidizing the ferrous hydroxide colloid under the following conditions. The point is that .

本発明において、球形を呈した鉄合金を主成分とする磁
性粒子が得られる理由について、本発明者は、出発原料
である球形を呈したマグネタイト粒子がその生成機構に
起因して球形性を制御しながら緻密且つ均一に生成され
たものである為、加熱還元時においてもその球形性を維
持できたものと考えている。即ち、本発明に係る球形を
呈したマグネタイト粒子は、水可溶性ケイ酸塩の添加に
よって生成マグネタイト核の生成が緻密且つ均一に行わ
れた結果、マグネタイト核が等友釣に成長し、次いで該
球形性の向上した球形を呈したマグネタイト粒子表面に
マグネタイトが緻密且つ均一にエピタキシャル成長した
ものと考えられる。
In the present invention, the reason why spherical magnetic particles mainly composed of iron alloys are obtained is that the spherical magnetite particles, which are the starting materials, control the sphericity due to the generation mechanism. However, since it was produced densely and uniformly, we believe that it was able to maintain its sphericity even during thermal reduction. That is, in the spherical magnetite particles according to the present invention, as a result of the addition of water-soluble silicate, the generation of magnetite nuclei is dense and uniform, and as a result, the magnetite nuclei grow equidistantly, and then the sphericity It is considered that magnetite epitaxially grew densely and uniformly on the surface of magnetite particles exhibiting an improved spherical shape.

従来マグネタイト粒子の生成にあたり、水可溶性ケイ酸
塩を添加するものとして、例えば、特公昭55−282
03号公報及び特開昭58−2226号公報に記載の方
法がある。
Conventionally, when producing magnetite particles, water-soluble silicate is added, for example, in Japanese Patent Publication No. 55-282.
There are methods described in No. 03 and Japanese Patent Application Laid-open No. 58-2226.

しかしながら、上記のいずれの方法も球形を呈したマグ
ネタイト粒子粉末に関するものではなく、また、添加し
た水可溶性ケイ酸塩は、生成マグネタイト粒子粉末を加
熱焙焼してマグネタイト焼結体とするか又は、赤色酸化
鉄とする際の焙焼時における粒子成長を制御するという
作用効果を有するものであり、水溶液中に生成する球形
を呈したマグネタイト粒子の粒子形状を制御するという
本発明における水可溶性ケイ酸塩の作用効果と全く相違
するものである。
However, none of the above methods relates to spherical magnetite particles, and the added water-soluble silicate is either heated and roasted to form a magnetite sintered body, or The water-soluble silicic acid in the present invention has the effect of controlling particle growth during roasting when producing red iron oxide, and controls the particle shape of spherical magnetite particles generated in an aqueous solution. This effect is completely different from that of salt.

次に、本発明実施にあたっての諸条件について述べる。Next, various conditions for implementing the present invention will be described.

本発明における第一鉄塩水溶液としては、硫酸第一鉄、
塩化第−鉄等が用いられる。
The ferrous salt aqueous solution in the present invention includes ferrous sulfate,
Ferrous chloride or the like is used.

本発明における水酸化アルカリは、水酸化ナトリウム、
水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、水酸化マ
グネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属の
酸化物及び水酸化物を使用することができる。
The alkali hydroxide in the present invention includes sodium hydroxide,
Alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide, alkaline earth metal oxides and hydroxides such as magnesium hydroxide and calcium hydroxide can be used.

本発明における水酸化第一鉄コロイドを沈澱させる為に
使用する水酸化アルカリの量は、第一鉄塩水溶液中のF
e”に対し0.80〜0.99当量である。
In the present invention, the amount of alkali hydroxide used to precipitate the ferrous hydroxide colloid is determined by the amount of F in the ferrous salt aqueous solution.
The amount is 0.80 to 0.99 equivalent to "e".

0.80当量以下又は0.99当量以上であ場合には、
球形を呈したマグネタイト粒子を生成することが困難で
ある。
If it is 0.80 equivalent or less or 0.99 equivalent or more,
It is difficult to produce spherical magnetite particles.

本発明における水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩反
応水溶液に酸素含有ガスを通気する際の反応温度は70
℃〜100℃である。
In the present invention, the reaction temperature when oxygen-containing gas is passed through the ferrous salt reaction aqueous solution containing ferrous hydroxide colloid is 70°C.
℃~100℃.

70℃以下である場合には、針状晶ゲータイト粒子が混
在し、100℃以上でも球形を呈したマグネタイト粒子
は生成するが工業的ではない。
If the temperature is 70° C. or lower, acicular goethite particles are mixed, and even if the temperature is 100° C. or higher, spherical magnetite particles are produced, but this is not suitable for industrial use.

酸化手段は酸素含有ガス(例えば空気)を液中に通気す
ることにより行う。
The oxidation means is carried out by passing an oxygen-containing gas (for example, air) into the liquid.

本発明において使用される水可溶性ケイ酸塩としてはナ
トリウム、カリウムのケイ酸塩がある。
Water-soluble silicates used in the present invention include sodium and potassium silicates.

水可溶性ケイ酸塩の添加量は、Feに対してSi換算で
0.1〜5.0原子%である。
The amount of water-soluble silicate added is 0.1 to 5.0 atomic % based on Fe in terms of Si.

0.1原子%以下である場合には、出発原料である球形
性の優れた球形を呈したマグネタイト粒子粉末を得るこ
とができない。
If it is less than 0.1 atomic %, it is impossible to obtain the starting material, magnetite particle powder exhibiting a spherical shape with excellent sphericity.

5.0原子%以上である場合には、添加した水可溶性ケ
イ酸塩が単独で析出し、球形を呈したマグネタイト粒子
中に混在する。
When the amount is 5.0 atomic % or more, the added water-soluble silicate precipitates alone and is mixed in spherical magnetite particles.

本発明における水可溶性ケイ酸塩は、生成する球形を呈
したマグネタイト粒子の形状に関与するものであり、従
って、水可溶性ケイ酸塩の添加時期は、水酸化第一鉄コ
ロイドを含む第一鉄塩反応水溶液中に酸素含有ガスを通
気してマグネタイト粒子を生成する前であることが必要
であり、水酸化アルカリ又は、水酸化第一鉄コロイドを
含む第一鉄塩水溶液のいずれかに添加することができる
The water-soluble silicate in the present invention is involved in the shape of the generated spherical magnetite particles. It is necessary to generate magnetite particles by passing an oxygen-containing gas into the salt reaction aqueous solution, and it is added to either an alkali hydroxide or a ferrous salt aqueous solution containing a ferrous hydroxide colloid. be able to.

第一鉄塩水溶液中に水可溶性ケイ酸塩を添加する場合に
は、水可溶性ケイ酸塩を添加すると同時に5iftとし
て析出する為、出発原料粒子である球形性の向上した球
形マグネタイト粒子を得ることができない。
When water-soluble silicate is added to the ferrous salt aqueous solution, it is precipitated as 5ift at the same time as the water-soluble silicate is added, so it is possible to obtain spherical magnetite particles with improved sphericity as starting raw material particles. I can't.

添加した水可溶性ケイ酸塩は、はぼ全量が生成マグネタ
イト粒子粉末中に含有され、後出実施例に示される通り
、得られたマグネタイト粒子粉末は、添加量とほぼ同量
を含有している。
Almost the entire amount of the added water-soluble silicate is contained in the produced magnetite particle powder, and as shown in the examples below, the obtained magnetite particle powder contains almost the same amount as the added amount. .

本発明における水酸化第一鉄コロイドの酸化後の母液中
に残存するFe”に対して添加する水酸化アルカリの量
は、1.00当量以上である。
In the present invention, the amount of alkali hydroxide added to Fe'' remaining in the mother liquor after oxidation of the ferrous hydroxide colloid is 1.00 equivalent or more.

1.00当量以下ではFe”が全量沈澱しない、1.0
0当量以上の工業性を勘案した量が好ましい量である。
If the amount is less than 1.00 equivalent, the entire amount of Fe'' will not precipitate, 1.0
A preferable amount is 0 equivalent or more in consideration of industrial efficiency.

本発明における反応母液中に残存するFe”に対し水酸
化アルカリを添加する際の反応温度及び酸化手段は、前
出水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩水溶液に酸素含
有ガスを通気する際の条件と同一でよい。
In the present invention, the reaction temperature and oxidation means when adding alkali hydroxide to Fe'' remaining in the reaction mother liquor are as follows: The conditions may be the same as those for .

本発明における加熱還元温度は、550℃以下である。The heating reduction temperature in the present invention is 550°C or lower.

550℃以上である場合には、還元反応が急激に進行し
て球形を呈した粒子の変形と粒子及び粒子相互間の焼結
を引き起こしてしまう。
If the temperature is 550° C. or higher, the reduction reaction rapidly progresses, causing deformation of the spherical particles and sintering of the particles and the particles themselves.

本発明においては、完全に鉄合金まで還元されている必
要はなく、鉄合金とマグネタイトとの混合相の場合でも
本発明における効果は十分に発揮されるものであり、X
線回折図形における体心立方構造を持つ鉄の(110)
面の回折ピークの強度!。1゜、とスピネル構造を持っ
マグネタイトの(311)面からの回折ピークの強度1
1HI( の強度比が■(目01/(1(目or  +
  L2+n  )で0.1〜1.0となることが必要
である。従って加熱還元温度の下限は特に制限されるも
のではない。
In the present invention, it is not necessary to completely reduce the iron alloy to an iron alloy, and even in the case of a mixed phase of an iron alloy and magnetite, the effects of the present invention can be sufficiently exhibited.
(110) of iron with body-centered cubic structure in line diffraction pattern
Intensity of surface diffraction peak! . 1°, and the intensity of the diffraction peak from the (311) plane of magnetite with a spinel structure is 1
The intensity ratio of 1HI( is ■(th 01/(1(th or +
L2+n) must be 0.1 to 1.0. Therefore, the lower limit of the heating reduction temperature is not particularly limited.

I(I+。、/  (ItI(o+  + ItffI
(+ 3が0.1より小さな値の場合は、磁場を0にし
たときの残留磁化σrの値が、7 emu/g以下とな
って好ましくない。
I(I+.,/(ItI(o+ + ItffI
(If +3 is smaller than 0.1, the value of residual magnetization σr when the magnetic field is set to 0 will be 7 emu/g or less, which is not preferable.

本発明における加熱還元にあたっては、球形を呈したマ
グネタイト粒子の粒子表面を、あらかじめ、焼結防止効
果を有するCu、 Ni、 AI、Mg、 Zn等の一
種又は二種以上で被覆しておいてもよい。
In the thermal reduction in the present invention, the particle surface of the spherical magnetite particles may be coated in advance with one or more types of Cu, Ni, AI, Mg, Zn, etc., which have a sintering prevention effect. good.

本発明における加熱還元後の鉄合金を主成分とする磁性
粒子粉末は周知の方法、例えば、トルエン等の有機溶剤
中に浸漬する方法及び還元後の鉄合金を主成分とする磁
性粒子粉末の雰囲気を−H不活性ガスに置換した後、不
活性ガス中の酸素含有量を徐々に増加させながら最終的
に空気とすることによって徐酸化する方法等により空気
中に取り出すことができる。
In the present invention, the magnetic particle powder mainly composed of an iron alloy after thermal reduction can be produced by a well-known method, for example, by immersing it in an organic solvent such as toluene, and in the atmosphere of the magnetic particle powder mainly composed of an iron alloy after reduction. After replacing the inert gas with -H inert gas, the inert gas can be taken out into the air by gradual oxidation by gradually increasing the oxygen content in the inert gas and finally converting it into air.

〔実施例〕〔Example〕

次に、実施例並びに比較例により本発明を説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to Examples and Comparative Examples.

尚、以下の実施例並びに比較例における平均粒子径は電
子顕微鏡写真から測定した数値の平均値で示し、吸油量
及びカサ密度はJIS K 5101に記載の方法によ
り測定し、着色力は測色用試験片を東京電色製測色色差
針(TC−50)を用いて測色して得られたL(if 
(明度)で示した。L値が低い程、着色力が優れたもの
であり、分散性が良好であることを示す、測色用試験片
は、鉄合金を主成分とする磁性粒子粉末0.5g及びチ
タン白1.5gとヒマシ油1.5ccをツーバ一式マー
ラーで練ってペースト状とし、このペーストにクリヤラ
ッカー4.5gを加えて混練し塗料化して、ミラコート
紙上に6ailのアプリケーターを用いて塗布すること
によって得た。
In addition, the average particle diameter in the following Examples and Comparative Examples is shown as the average value of numerical values measured from electron micrographs, the oil absorption amount and bulk density were measured by the method described in JIS K 5101, and the coloring power was measured by the method described in JIS K 5101. L(if
(brightness). The lower the L value, the better the coloring power and the better the dispersibility.The colorimetric test piece was made of 0.5g of magnetic particle powder mainly composed of iron alloy and titanium white 1. 5g of castor oil and 1.5cc of castor oil were kneaded with a two-wheeled muller to make a paste, and 4.5g of clear lacquer was added to this paste and kneaded to form a paint, which was obtained by applying it onto Miracoat paper using a 6ail applicator. .

粒子中のSi量は、「螢光X&lI分析装置3063M
型」 (理学電機工業製)を使用し、JIS K 01
19の螢光X線分析通則に従って、螢光X線分析を行う
ことにより測定した。
The amount of Si in the particles was determined using the Fluorescent
JIS K 01
The measurement was carried out by performing fluorescent X-ray analysis according to the general rules for fluorescent X-ray analysis in No. 19.

また、飽和磁化σS及び残留磁化ffの値は東英工業製
のVSMを用いて外部磁場の10 KOaまでかけて測
定した。
In addition, the values of saturation magnetization σS and residual magnetization ff were measured using a VSM manufactured by Toei Kogyo, applying an external magnetic field up to 10 KOa.

X線回折図形は理学電機特製のX線回折装置によってF
eの特性)IKαを用いて自動測定したものであり、t
ut。l 、IT3111 はそれぞれ、体心立方構造
を持つ鉄の(1,1,0)面からの回折ピークのxwA
強度、及びスピネル構造を持つマグネタイトの(3,1
,1)面からの回折ピークのX線強度の計数値である。
The X-ray diffraction pattern was obtained using a special X-ray diffraction device manufactured by Rigaku Denki.
Characteristics of e) were automatically measured using IKα, and t
ut. l and IT3111 are the xwA of the diffraction peak from the (1,1,0) plane of iron with a body-centered cubic structure, respectively.
(3,1) of magnetite with strength and spinel structure
, 1) is the count value of the X-ray intensity of the diffraction peak from the surface.

図1にはこれらの強度比と飽和磁化σS及び残留磁化σ
rとが相関を持っていることを示している0本発明にお
いて得られた鉄合金を主成分とする磁性粒子粉末の特性
値として上記X線回折図形の強度比をI(11゜、/ 
 (1<I(@+  + 1+3□)〕で表示した。
Figure 1 shows these intensity ratios, saturation magnetization σS, and residual magnetization σ
The intensity ratio of the X-ray diffraction pattern is expressed as I (11°, /
(1<I(@++1+3□)].

く球形を呈したマグネタイト粒子粉末の製造)実施例1
〜101.比較例1〜3; 実施例I Pa” 1.5mol/ 1を含む硫酸第一鉄水溶液2
0m+をあらかじめ、反応器中に準備されたFeに対し
Si換算で0.3原子%を含むようにケイ酸ソーダ(3
号)(Sing 28.55wt%) 18.99を添
加して得られた2、85−NのNaOH水溶液201に
加え(Fe”に対し0.95当量に該当する。)、po
 6.9、温度93℃においてFe(OR)tとを含む
第一鉄塩水溶液の生成を行った。
Production of magnetite particle powder exhibiting a spherical shape) Example 1
~101. Comparative Examples 1 to 3; Example I Ferrous sulfate aqueous solution 2 containing 1.5 mol/1 of Pa”
0m+ was added in advance to the reactor with sodium silicate (3 at.
No.) (Sing 28.55 wt%) 18.99 was added to the 2,85-N NaOH aqueous solution 201 obtained by adding (corresponding to 0.95 equivalent to Fe''), po
6.9, an aqueous ferrous salt solution containing Fe(OR)t was produced at a temperature of 93°C.

上記Fe (OH) xを含む第一鉄塩水溶液に温度9
3℃において毎分100A!の空気を240分間通気し
てマグネタイト粒子を含む第一鉄塩水溶液を生成した。
The above ferrous salt aqueous solution containing Fe (OH)
100A per minute at 3℃! 240 minutes to produce a ferrous salt aqueous solution containing magnetite particles.

次いで、上記マグネタイト粒子を含む第一鉄塩水溶液に
1.58−NのNaOH水溶液21を加え(Fe”に対
し1.05当量に該当する。 ) 、pH11,8、温
度93℃において毎分201の空気を60分間通気して
マグネタイト粒子を生成した。
Next, 1.58-N NaOH aqueous solution 21 was added to the ferrous salt aqueous solution containing the magnetite particles (corresponding to 1.05 equivalents to "Fe"), and the solution was heated at 201/min at pH 11.8 and temperature 93°C. of air was passed through the tube for 60 minutes to generate magnetite particles.

生成粒子は、常法により、水洗、p別、乾燥、粉砕した
The produced particles were washed with water, separated from P, dried, and crushed by a conventional method.

得られたマグネタイト粒子粉末は、図2に示す電子顕微
鏡写真(x20,000)かQ明らかな通り、粒子相互
間のからみ合い等がなく、平均粒子径が0.22μ−の
球形を呈した粒子であった。
As is clear from the electron micrograph (x20,000) shown in Figure 2, the obtained magnetite particles are spherical particles with an average particle diameter of 0.22 μ-, without entanglement between the particles. Met.

また、この球形を呈したマグネタイト粒子粉末は、螢光
X線分析の結果、Feに対しStを0.29原子%含育
したものであって、カサ密度0゜57g/aJ、吸油量
17■1/100g及びL値34.8であり、分散性の
り極めて良好なものであった。
Further, as a result of fluorescent X-ray analysis, this spherical magnetite particle powder contained 0.29 at% of St to Fe, had a bulk density of 0°57 g/aJ, and an oil absorption of 17 cm. The dispersibility was 1/100 g and the L value was 34.8, and the dispersibility was extremely good.

実施例2〜10 水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩反応水溶液の生成
における第一鉄塩水溶液の種類、濃度並びに使用量、水
酸化アルカリの種類、濃度並びに使用量、水可溶性ケイ
酸塩の種類、添加量並びに添加時期、残存Fe”の沈澱
における水酸化アルカリの種類並びに使用量及び各工程
における反応温度を種々変化させた以外は実施例1と同
様にしてマグネタイト粒子粉末を得た。
Examples 2 to 10 Type, concentration and usage amount of ferrous salt aqueous solution in production of ferrous salt reaction aqueous solution containing ferrous hydroxide colloid, type, concentration and usage amount of alkali hydroxide, water-soluble silicic acid Magnetite particle powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that the type, amount and timing of addition of the salt, the type and amount of alkali hydroxide used in the precipitation of residual Fe, and the reaction temperature in each step were varied. .

この時の主要製造条件及び生成マグネタイト粒子粉末の
緒特性を表1に示す。
Table 1 shows the main manufacturing conditions and the properties of the produced magnetite particles.

実施例2〜10で得られたマグネタイト粒子粉末は、電
子顕微鏡観察の結果、いずれも粒子相互間のからみ合い
等がなく球形を呈した粒子であった。
As a result of electron microscopic observation, the magnetite particles obtained in Examples 2 to 10 were all spherical particles with no entanglement between particles.

比較例I Fe”° 1.5 mol/ lを含む硫酸第一飲水溶
液201を、あらかじめ、反応器中に準備された3、4
5−NのNaOH水溶液201に加え(Fe”に対し1
.15当量に該当する。 ) 、pH12,8、温度9
0℃においてFe(Off)xを含む第一鉄塩水溶液の
生成を行った。
Comparative Example I A sulfuric acid primary drinking water solution 201 containing 1.5 mol/l of Fe”° was prepared in advance in a reactor.
In addition to 5-N NaOH aqueous solution 201 (1 for Fe”)
.. This corresponds to 15 equivalents. ), pH 12.8, temperature 9
A ferrous salt aqueous solution containing Fe(Off)x was produced at 0°C.

上記Fe(OH) !を含む第一鉄塩水溶液に温度90
℃において毎分1001の空気を220分間通気してマ
グネタイト粒子を生成した。
Above Fe(OH)! A ferrous salt aqueous solution containing
Magnetite particles were produced by blowing air at 1001/min for 220 minutes at .

得られたマグネタイト粒子粉末は、図3に示す電子顕微
鏡写真(x 20.000)から明らかな通り、六面体
を呈した粒子であった。
The obtained magnetite particles were hexahedral particles, as is clear from the electron micrograph (x 20,000) shown in FIG.

この六面体を呈したマグネタイト粒子粉末は、平均粒子
径が0.17μ−であり、カサ密度0.25g/aJ、
吸油f#29裁1/100g及びL値40.lであった
This hexahedral magnetite particle powder has an average particle diameter of 0.17 μ-, a bulk density of 0.25 g/aJ,
Oil absorption f#29 1/100g and L value 40. It was l.

比較例2 Fe”″ 1.5 mol/jlを含む硫酸第一鉄水溶
液20j1を、あらかじめ、反応器中に準備された1、
92−NのNaOH水溶液201に加え(Fe”・に対
し0.64当量に該当する。 ) 、ptl 4.8、
温度90℃においてFe(OH)gを含む第一鉄塩水溶
液の生成を行った。
Comparative Example 2 An aqueous ferrous sulfate solution 20j1 containing 1.5 mol/jl of Fe"" was prepared in advance in a reactor.
In addition to 92-N NaOH aqueous solution 201 (corresponds to 0.64 equivalent to Fe"), ptl 4.8,
A ferrous salt aqueous solution containing g of Fe(OH) was produced at a temperature of 90°C.

上記Fe(OH)xを含む第一鉄塩水溶液に温度90℃
において毎分1001の空気を190分間通気してマグ
ネタイト粒子を生成した。
The temperature of the ferrous salt aqueous solution containing Fe(OH)x is 90°C.
Magnetite particles were generated by blowing air at 100 l/min for 190 minutes.

得られたマグネタイト粒子粉末は、図4に示す電子顕微
鏡写真(X20,000)から明らかな通り、不定形粒
子であった。
The obtained magnetite particles were irregularly shaped particles, as is clear from the electron micrograph (X20,000) shown in FIG.

この不定形のマグネタイト粒子粉末は、平均粒子径が約
0.19μ−であり、カサ密度0.34g/cj、吸油
量27m1/100g及びL値39.0であった。
This amorphous magnetite particle powder had an average particle diameter of about 0.19 μ-, a bulk density of 0.34 g/cj, an oil absorption of 27 m1/100 g, and an L value of 39.0.

比較例3 Pe”  1.5 mol/ 1を含む硫酸第一鉄水溶
液20gを、あらかじめ、反応器中に準備された2、8
5−NのNazCO1水溶液20Ilに加え(pe!+
に対し0.95当量に該当する。 ) 、pH6,6、
温度90℃においてFeCO5を含む第一鉄塩水溶液の
生成を行った。
Comparative Example 3 20 g of ferrous sulfate aqueous solution containing 1.5 mol/1
In addition to 20 Il of 5-N NazCO1 aqueous solution (pe!+
This corresponds to 0.95 equivalent. ), pH6.6,
A ferrous salt aqueous solution containing FeCO5 was produced at a temperature of 90°C.

上記FeCO5を含む第一鉄塩水溶液に温度90℃にお
いて毎分1001の空気を240分間通気してマグネタ
イト粒子を含む第一鉄塩水溶液を生成した。
A ferrous salt aqueous solution containing magnetite particles was produced by passing air through the ferrous salt aqueous solution containing magnetite particles at a rate of 100 l/min for 240 minutes at a temperature of 90°C.

次いで、上記マグネタイト粒子を含む第一鉄塩水溶液に
1.58−NのNaOH水溶液21を加え(Fe”″に
対し1.05当量に該当する。 ) 、pH11,6、
温度90℃において毎分2Mの空気を60分間通気して
マグネタイト粒子を生成した。
Next, 1.58-N NaOH aqueous solution 21 was added to the ferrous salt aqueous solution containing the magnetite particles (corresponding to 1.05 equivalent to Fe''), pH 11.6,
Magnetite particles were generated by blowing 2M air per minute for 60 minutes at a temperature of 90°C.

生成粒子は、常法により、水洗、炉別、乾燥、粉砕した
The generated particles were washed with water, separated in an oven, dried, and pulverized by a conventional method.

得られたマグネタイト粒子粉末は、図5に示す電子顕微
鏡写真(X20,000)に示す通り、不定形で球形と
は言い難い粒子であった。
As shown in the electron micrograph (X20,000) shown in FIG. 5, the obtained magnetite particles had an irregular shape and could hardly be called spherical.

このマグネタイト粒子粉末の平均粒子径は約0.12μ
mであり、カサ密度0.299/cj、吸油量23m+
1/100g及びL値38.4であった。
The average particle diameter of this magnetite particle powder is approximately 0.12μ
m, bulk density 0.299/cj, oil absorption 23m+
It was 1/100g and the L value was 38.4.

く球形を呈した鉄又は鉄合金 を主成分とする磁性粒子粉末の製造〉 実施例11〜20  比較例4; 実施例11 実施例1で得られたStを含有する球形を呈したマグネ
タイト粒子粉末を用い、該球形を呈したマグネタイト粒
子粉末120gを31の一端開放型レトルト容器中に投
入し、駆動回転させながらHzガスを毎分30!の割合
で通気し、還元温度400℃で180分間還元した。
Production of spherical magnetic particles mainly composed of iron or iron alloy> Examples 11 to 20 Comparative Example 4; Example 11 Spherical magnetite particles containing St obtained in Example 1 Using a spherical magnetite particle powder, 120 g of the spherical magnetite particles were put into a No. 31 retort container with one end open, and Hz gas was supplied at a rate of 30 per minute while driving and rotating the container. The mixture was aerated at a rate of 400° C. and reduced at a reduction temperature of 400° C. for 180 minutes.

還元して得られた鉄合金を主成分とする磁性粒子粉末は
、空気中に取り出したとき急激な酸化を起こさないよう
に、一旦、トルエン中に浸漬して、これを蒸発させるこ
とにより、粒子表面に安定な酸化被膜を施した。
The magnetic particles mainly composed of iron alloy obtained by reduction are immersed in toluene and evaporated to prevent rapid oxidation when taken out into the air. A stable oxide film is applied to the surface.

得られた鉄合金を主成分とする金属粒子粉末は、図6及
び図7に示す電子顕微鏡写真(X 10.000及びX
20.0OO)から明らかな通り、粒子相互間のからみ
合い等がなく、平均径が0.22μmの球形を呈した粒
子であった。
The obtained metal particle powder whose main component is an iron alloy is shown in the electron micrographs (X 10.000 and
20.0OO), there was no entanglement between the particles, and the particles were spherical with an average diameter of 0.22 μm.

また、この球形を呈した鉄合金を主成分とする磁性粒子
粉末は、螢光X線分析の結果、Feに対しSiを0.2
94原子%含有したものであって、カサ密度0.75 
god、吸油量24.5ml/100gであり、磁性は
飽和磁化tfs 123.Oemu/g 、残留磁化t
yr 11.Oemu/gs保磁力1350sであって
、In+u/ (1I(+u+ 1+3111 )は0
.48であった。
In addition, as a result of fluorescent X-ray analysis, this spherical magnetic particle powder mainly composed of iron alloy has a Si content of 0.2% compared to Fe.
Contains 94 atom% and has a bulk density of 0.75
God, oil absorption is 24.5ml/100g, and magnetism is saturation magnetization TFS 123. Oemu/g, residual magnetization t
yr 11. Oemu/gs coercive force 1350s, In+u/ (1I(+u+ 1+3111)) is 0
.. It was 48.

実施例12 実施例2で得られたStを含有する球形を呈したマグネ
タイト粒子の水洗終了後のプレスケーキ1515g(固
形分として1000gに相当する。)を水151中に投
入し、強力攪拌機により分散スラリーとした。このとき
のスラリーのpuは8.9であった。
Example 12 After washing the spherical magnetite particles containing St obtained in Example 2, 1515 g of press cake (corresponding to 1000 g as solid content) was put into 151 water and dispersed with a strong stirrer. It was made into a slurry. The pu of the slurry at this time was 8.9.

つづいて酢酸を用いてpHをを6.0に調整した後、N
i (CH,C00)z ’ 48zOを32.28 
(Ni/Feとして1.Oat%に相当する)を溶解し
た溶液を添加し10分間攪拌混合した。続いてMg(C
HsCOO) t・4H20を19.5g(Mg/Fe
として0.7 at%に相当する)を溶解した溶液を添
加した。充分に攪拌混合して均一化した後アンモニア水
を用いてpHを9.3に調整した後濾過、乾燥した。
Subsequently, the pH was adjusted to 6.0 using acetic acid, and then N
i (CH,C00)z' 48zO to 32.28
(corresponding to 1.0at% as Ni/Fe) was added and mixed with stirring for 10 minutes. Next, Mg(C
HsCOO) t・4H20 at 19.5g (Mg/Fe
(corresponding to 0.7 at%) was added. After thoroughly stirring and mixing to make the mixture homogeneous, the pH was adjusted to 9.3 using aqueous ammonia, followed by filtration and drying.

このようにして得られた、NiとMg化合物とで表面被
覆処理を施したSi含をの球形を呈したマグネタイト粒
子粉末120gを実施例11と同様にして430℃で9
0分間加熱還元した。引き続き窒素ガス雰囲気中で室温
まで冷却した後、Ntガス51/win、空気21/I
(inの割合の混合ガスを通気し、酸化による発熱によ
り温度が40℃に到達したら空気の流れを遮断してNt
ガスのみを通気するようにして、発熱がなくなるまで表
面酸化処理を行った。更にNヨガス流量を次第に0とし
、空気のみを通気しても再び発熱しないことを確認して
Ni、 Mg、 Siを含有する鉄合金を主成分とする
金属粒子粉末を空気中に取り出した。
120 g of Si-containing spherical magnetite particles obtained in this way were subjected to surface coating treatment with Ni and Mg compounds, and heated to 430° C. in the same manner as in Example 11.
The mixture was heated and reduced for 0 minutes. After cooling to room temperature in a nitrogen gas atmosphere, Nt gas 51/win, air 21/I
(Aerate the mixed gas at a ratio of
The surface oxidation treatment was carried out by venting only gas until the heat generation disappeared. Further, the N yoga flow rate was gradually reduced to 0, and after confirming that no heat was generated again even if only air was passed through, metal particles powder whose main component was an iron alloy containing Ni, Mg, and Si was taken out into the air.

得られた鉄合金を主成分とする金属粒子粉末は図8に示
す電子顕微鏡写真(X 20 、000)から明らかな
通り、粒子相互間のからみ合いが少なく、平均粒子径が
0.24μ−の球形を呈した粒子であった。
As is clear from the electron micrograph (X 20 , 000) shown in FIG. 8, the obtained metal particle powder containing iron alloy as a main component has little entanglement between the particles and has an average particle diameter of 0.24μ. The particles were spherical.

また、この球形を呈した鉄合金を主成分とする磁性粒子
粉末は、螢光X線分析の結果、Feに対してSiを0.
471原子%、Feに対しNiを1.03原子%、Fe
に対し?Igを0.702原子%含有したものであって
カサ密度0.86g/aj、吸油123.4ml/10
0gであり、磁気特性は、飽和磁化σSが105.5 
eo+u/g、、残留磁化σrが10.6 emu/g
、保磁力1150eであって、In+e+ /  (E
、+ro+  + Ls+u )は0.31であった。
Further, as a result of fluorescent X-ray analysis, this spherical magnetic particle powder mainly composed of iron alloy has a Si content of 0.00% compared to Fe.
471 atomic%, 1.03 atomic% Ni to Fe, Fe
Against? Contains 0.702 at% Ig, bulk density 0.86 g/aj, oil absorption 123.4 ml/10
0g, and the magnetic properties are that the saturation magnetization σS is 105.5
eo+u/g, residual magnetization σr is 10.6 emu/g
, coercive force 1150e, In+e+ / (E
, +ro+ + Ls+u) was 0.31.

実施例13〜20 出発原料の種類、添加金属の種類及ケ加熱還元温度を種
々変化させた以外は、実施例11.12と同様にして鉄
合金を主成分とする磁性粒子粉末を得た。この時の主要
製造条件及び緒特性を表2に示す。
Examples 13 to 20 Magnetic particle powders containing iron alloy as the main component were obtained in the same manner as in Examples 11 and 12, except that the types of starting materials, the types of added metals, and the heating reduction temperature were varied. Table 2 shows the main manufacturing conditions and characteristics at this time.

尚、実施例15と16は実施例11と同様にしてトルエ
ン中に取り出したものであり、実施例20はトルエン中
に酸化性ガスを導入して表面酸化処理したものである。
In Examples 15 and 16, the samples were taken out in toluene in the same manner as in Example 11, and in Example 20, an oxidizing gas was introduced into toluene to perform surface oxidation treatment.

実施例13〜20で得られた鉄合金を主成分とする磁性
粒子粉末は、電子顕微鏡観察の結果、いずれも粒子相互
間のからみ合い等がなく球形を呈した粒子であった。
As a result of electron microscopy, the magnetic particles obtained in Examples 13 to 20, each consisting mainly of an iron alloy, had a spherical shape with no entanglement between the particles.

比較例4 ケイ酸ソーダ(3号)を添加しなかった以外は、実施例
1と同様にして球形を呈したマグネタイト粒子粉末を生
成し、該マグネタイト粒子粉末を出発原料として実施例
11と同様にして鉄合金を主成分とする磁性粒子粉末を
得た。
Comparative Example 4 A spherical magnetite particle powder was produced in the same manner as in Example 1, except that sodium silicate (No. 3) was not added, and the same procedure as in Example 11 was carried out using the magnetite particle powder as a starting material. Magnetic particle powder containing iron alloy as the main component was obtained.

得られた鉄合金を主成分とする磁性粒子粉末は、図9に
示す電子顕微鏡写真(X20.0OO)から明らかな通
り、球形状態が保たれている部分もあるが、Si含有に
よる結晶の緻密化が低い為に焼結が進み、形状の変形及
び粒子相互間における凝集が著しいものであった。
As is clear from the electron micrograph (X20.0OO) shown in Fig. 9, the obtained magnetic particles mainly composed of iron alloy maintain a spherical shape in some parts, but the crystals are dense due to the Si content. Sintering progressed due to the low oxidation, resulting in significant shape deformation and agglomeration between particles.

〔効 果) 本発明に係る球形を呈した鉄合金を主成分とした磁性粒
子粉末は、前出実施例に示した通り、球形性の向上した
球形を呈した粒子であって粒度の均斉な粒子であり、そ
の粒子形状に起因して粒子相互間における凝集性が少な
く、その結果、カサ密度が大きいものであるから、現在
、最も要求されている静電複写用の磁性トナー及びキャ
リア等の磁性材料粉末として好適である0Mi性トナー
及びキャリアの製造に際して、本発明により得られた球
形性の向上した球形を呈した鉄合金を主成分とする磁性
粒子粉末を用いた場合には最密充填が可能であるので磁
性トナー及びキャリアの性能向上が可能となる。
[Effects] As shown in the previous example, the spherical magnetic particle powder of the present invention, which is mainly composed of an iron alloy, is a spherical particle with improved sphericity and a uniform particle size. Due to the shape of the particles, there is little cohesiveness among particles, and as a result, the bulk density is large. In the production of 0Mi toner and carrier, which are suitable as magnetic material powder, close-packing is achieved when magnetic particle powder mainly composed of an iron alloy and exhibiting a spherical shape with improved sphericity obtained by the present invention is used. This makes it possible to improve the performance of magnetic toner and carrier.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図1は、鉄合金を主成分とする磁性粒子粉末の飽和磁化
as及び残留磁化σrと1+11111/ ([111
61+Ls+n)との関係を示すものである。 図2乃至図5は、いずれもマグネタイト粒子粉末の粒子
形態(構造)を示す電を顕微鏡写真(X20.000)
であり、図2は実施例1で得られた球形を呈したマグネ
タイト粒子粉末、図3は比較例1で得られた六面体を呈
したマグネタイト粒子粉末、図4は比較例2で得られた
不定形のマグネタイト粒子粉末、図5は比較例3で得ら
れた球形性の不充分なマグネタイト粒子粉末である。 図6乃至図9は、いずれも鉄合金を主成分とする磁性粒
子粉末の粒子形B(構造)を示す電子顕微鏡写真であり
、図6及び図7は、実施例11で得られた鉄合金を主成
分とする磁性粒子粉末(倍率は、それぞれXIo、00
0. X20,000) 、図8は実施例2で得られた
鉄合金磁性粒子粉末(X20,000)、図9は、比較
例4で得られた鉄合金磁性粒子粉末(X20.000)
である。
Figure 1 shows the saturation magnetization as and residual magnetization σr of magnetic particles mainly composed of iron alloy and 1+11111/([111
61+Ls+n). Figures 2 to 5 are microscopic photographs (X20.000) showing the particle morphology (structure) of magnetite particles.
2 shows the spherical magnetite particles obtained in Example 1, FIG. 3 shows the hexahedral magnetite particles obtained in Comparative Example 1, and FIG. 4 shows the magnetite particles obtained in Comparative Example 2. Regular-shaped magnetite particle powder, FIG. 5 shows magnetite particle powder with insufficient sphericity obtained in Comparative Example 3. 6 to 9 are electron micrographs showing the particle shape B (structure) of magnetic particles mainly composed of iron alloy, and FIGS. Magnetic particle powder mainly composed of (magnification is XIo, 00
0. 8 is the iron alloy magnetic particle powder obtained in Example 2 (X20,000), FIG. 9 is the iron alloy magnetic particle powder obtained in Comparative Example 4 (X20,000)
It is.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)カサ密度が0.5〜2.0g/cm^3であって
、SiをFeに対し0.1〜5.0原子%含有しており
、且つ飽和磁化の値が90emu/g以上であって、X
線回折図形における体心立方構造を持つ鉄の(110)
面の回折ピークの強度I(110)とスピネル構造を持
つマグネタイトの(311)面の回折ピークの強度I(
311)の強度比がI(110)/〔I(110)+I
(311)〕で0.1〜1.0であることを特徴とする
球形を呈した鉄合金を主成分とする磁性粒子からなる球
形を呈した鉄合金を主成分とする磁性粒子粉末。
(1) The bulk density is 0.5 to 2.0 g/cm^3, the Si content is 0.1 to 5.0 atomic % relative to Fe, and the saturation magnetization value is 90 emu/g or more. And X
(110) of iron with body-centered cubic structure in line diffraction pattern
The intensity of the diffraction peak of the (110) plane and the intensity of the diffraction peak of the (311) plane of magnetite with a spinel structure I(
311) is I(110)/[I(110)+I
(311)] is 0.1 to 1.0. A spherical magnetic particle powder mainly composed of an iron alloy.
(2)第一鉄塩水溶液と該第一鉄塩水溶液中の第一鉄塩
に対し0.80〜0.99当量の水酸化アルカリとを反
応して得られた水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩水
溶液に加熱しながら酸素含有ガスを通気して上記水酸化
第一鉄コロイドを酸化するにあたり、前記水酸化アルカ
リ又は前記水酸化第一鉄コロイドを含む第一鉄塩水溶液
のいずれかにあらかじめ水可溶性ケイ酸塩をFeに対し
Si換算で0.1〜5.0原子%添加し、次いで、70
〜100℃の温度範囲で加熱しながら酸素含有ガスを通
気した後、該加熱酸化条件と同一の条件下で、水酸化第
一鉄コロイドを酸化後の反応母液中に残存する第一鉄塩
に対し1.00当量以上の水酸化アルカリを添加するこ
とにより球形を呈したSiを含有するマグネタイト粒子
を生成させ、次いで、該球形を呈したSiを含有するマ
グネタイト粒子を還元性ガス中で加熱還元することを特
徴とする球形を呈した鉄合金を主成分とする磁性粒子か
らなる鉄合金を主成分とする磁性粒子粉末の製造法。
(2) Ferrous hydroxide colloid obtained by reacting a ferrous salt aqueous solution with an alkali hydroxide in an amount of 0.80 to 0.99 equivalent to the ferrous salt in the ferrous salt aqueous solution. In oxidizing the ferrous hydroxide colloid by passing an oxygen-containing gas through the ferrous salt aqueous solution while heating, either the alkali hydroxide or the ferrous salt aqueous solution containing the ferrous hydroxide colloid. A water-soluble silicate was added in advance to Fe in an amount of 0.1 to 5.0 atomic % in terms of Si, and then 70%
After bubbling oxygen-containing gas while heating in the temperature range of ~100°C, the ferrous hydroxide colloid is converted to the ferrous salt remaining in the reaction mother liquor after oxidation under the same heating oxidation conditions. 1.00 equivalent or more of alkali hydroxide is added to produce spherical Si-containing magnetite particles, and then the spherical Si-containing magnetite particles are heated and reduced in a reducing gas. A method for producing magnetic particle powder mainly composed of an iron alloy, which is composed of magnetic particles mainly composed of an iron alloy and exhibiting a spherical shape.
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