JPS6380504A - 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】 童呈上曵肌貝立互 本発明は、高密度記録に適した磁気記録媒体に於ける磁
性素材としての強磁性金属粉微粒子の製造方法に関する
。

皿米反玉 磁気記録用磁性素材については、広い記録波長域での高
出力・低ノイズを計る為に、均一性の高い微細形状粒子
で、高い保磁力（ｌ（ｃ）を有し、飽和磁化（σＳ）・
残留磁化（σｒ）共に太き（、かつ角形比（Ｒｓ−σｒ
／σＳ）も可及的に大きい磁気特性が基本的に要求され
る。このうち、磁性素材としての磁性粉については、強
磁性金属粉が、その優れた磁気特性から、まずオーディ
オ用磁気テープの素材として実用化され、又、８ｍｍビ
デオ用素材として実用化されている。鉄を主要成分とし
た針状性金属粉微粒子の場合、Ｈｃ値及びσＳ値の充分
な高さに基づく優れた磁気的ポテンシャリティが利用さ
れている事となる訳であるが、通常は１μｍ以下の微粒
子である事から、空気に対する酸化活性が極めて強く、
優れた磁気特性を維持する事が、極めて困難であった。

従来、鉄を主体とする金属化合物を出発原料として水素
もしくは水素を主体とした還元性ガスによる加熱還元に
より磁気記録媒体に適した強磁性金属粒子を得る為には
、大別して、次に示す二種類の基本的な要素技術が必要
であるとする。

（１１還元性ガスによる加熱還元によって生じる焼結に
対して出発原料の形態を保持するために、焼結防止成分
を添加し、より均一で微細な粒子とする技術、および、 （２）該加熱還元された微細な強磁性金属粒子の酸化に
体する活性を低下させて安定化し、耐蝕性に優れた材料
とする技術、 である。

（１１に属する技術としては、Ｐ、Ｓｔ、ＡＩ及びＢ等
の焼結防止成分を出発原料である鉄を主体とする金属水
酸化物もしくは酸化物に共沈及び／又は被着により添加
し、水素還元による熱履歴によって生じる焼結を防止す
る方法が良く知られている。たとえば特開昭５７−２９
５２３．５９−１７１６１．５６−２８９６７、　５６
−１１４８３等がこれ等の技術である。

（２）に属する技術としては、還元により製造した微細
な強磁性金属粒子表面に酸化層をもうけ酸化防止効果を
持たせる方法が良く知られている。特開昭　５５−１２
５２０５等が挙げられる。更には、本発明者等が開発し
た方法として特願昭５９−２７３７１１に記述しである
通り酸化層を熱処理する事により一層耐酸化性に優れた
強磁性金属粉末を製造する事が出来る。又無機塩類を磁
性金属粉末に被着することによっても安定性を向上する
ことが出来る０例えば特開昭５３−８６７９８記載の技
術等が挙げられる。

日の”しよ゛と　る。　占 優れた磁気特性及び均一で微細な粒子を得る事を目的と
して還元工程以前に共沈又は被着により導入される焼結
防止成分は、粒子の形状保持効果を持つが、還元強磁性
粉末の酸化腐食に対する安定性付与効果は実質的に有し
ない、その為に強磁性粉末とした後、表面に酸化被膜を
もうけたり、更には、無機塩類又は有機物による被膜を
形成し安定性を増加する必要性があった。

この様に形状保持と酸化腐食に対抗する安定性の確保の
両方を同時に満足させる方法については従来全く知られ
ておらず、両者の効果を同時に発渾する画期的方法が望
まれていた。

。　占を”する、の 本発明者等は、優れた磁気特性を持ち又均−な粒子形状
の強磁性金属粉末でありかつ耐蝕性に優れた強磁性金属
粉末を一工程で達成する方法について鋭意検討した結果
、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、鉄を主体とする金属化合物を水素
もしくは水素を主体とする還元性ガス雰囲気下で加熱還
元し鉄を主体とする強磁性金属粉末を製造するに際して
、該還元途中でアルミニウム化合物を被着処理すること
を特徴とする強磁性金属粉末の製造方法である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明は上記のごとく、オキシ水酸化鉄、酸化鉄等の鉄
を主体とする金属化合物を出発原料として水素もしくは
水素を主体とした還元性ガス雰囲気下で加熱還元する際
に還元途中でアルミニウム化合物を被着するものである
が、このための具体的手段として、最も好ましくは、還
元性ガス中に揮発性の充分高いアルミニウム化合物を蒸
気として同伴させ、還元と共にアルミニウム化合物を被
着するものである。従って、同伴するアルミニウム化合
物としては、揮発性があり、水蒸気により容易に分解性
のものであり、且水素ガスを主体とする還元性ガスと混
合した場合爆発等の危険性の無い物であれば如何なるも
のでも使用することが出来る。このようなアルミニウム
化合物として、例えばアルミニウムのアルキル化合物、
アルコキシ化合物、ハロゲン化化合物、ハロゲン化アル
キル化合物及びこれ等の混合物等が好ましいものとして
挙げられる。そして、特に、蒸気圧が高く又還元反応に
対して有害なガスの発生が無く好適に利用出来るアルミ
ニウム化合物の具体的な例としては、例えばトリメチル
アルミニウム、ジメチルアルミニウムハイドライド、ト
リエチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムハイドラ
イト及びこれ等の混合物等のアルキルアルミニウム化合
物が挙げられる。

これらのアルミニウム化合物を気化させ、水素若しくは
水素を主体とする還元性ガス（即ち水素と鉄に対するア
ルゴン、ヘリウム、窒素、メタン等の不活性なガスの混
合ガス）に同伴させる方法としては、アルミニウム化合
物を５０〜２００°Ｃ程度の温度に加熱すると共に水素
ガスを導入する事により簡単に還元性ガスに同伴せしめ
る事が出来る。なお、水素を主体とするガス中の水素の
下限濃度は特に制限はないが、反応速度上の理由により
、実用上１〜１００χ、好ましくは５〜１００χの範囲
のものが好ましい。

かくして得た、アルミニウム化合物を同伴した還元性ガ
スを、出発原料の鉄を主体とする金属化合物であるオキ
シ水酸化鉄又は酸化鉄等に接触せしめることにより、該
オキシ水酸化鉄等が該還元性ガスにより還元されるが、
還元反応に伴って生じる水分のため、該ガス中に同伴さ
れているアルミニウム化合物蒸気は容易に加水分解し、
不揮発性のアルミニウム化合物、恐らくは不揮発性のア
ルミニウム水和物が生成する。該生成したアルミニウム
水和物は、還元鉄上に沈積し被着されるのである。

なお、アルミニウムの被着量は、ＡＩ／Ｆｅ＝０．０５
χ〜２０χ、好ましくは０．１χ〜１０χｉｔχ）であ
る。

本発明を実施するための還元温度としては、オキシ水酸
化鉄又は酸化鉄等の鉄を主体とした金属化合物が容易に
還元され、かつアルミニウム化合物が激しく分解を起こ
さないという要請から、２５０〜５００°Ｃ程度が好ま
しい。また、アルミニウム化合物の被着量は、本発明の
効果を奏するとともに、強磁性金属の磁気特性及び形状
が磁気記録材料として好適に製造出来なければならない
という要請を充足させるため、重量換算でＡＩ／Ｆｅ・
０．１〜０．００１程度が好ましい、この被着量は、還
元ガス量、アルミニウム化合物の種類、アルミニウム化
合物の加熱温度、還元ガス圧力及び還元時間等の操作因
子を適当に変えることにより、任意にコントロールする
ことが出来る。

本発明を実施するために装置としては、従来のオキシ水
酸化鉄等の還元装置に、アルミニウム化合物の気化装置
を付属併設したものが好適に使用可能である。第１図に
このような装置の一例を示す、なお、アルミニウム化合
物の気化装置としては、気化したアルミニウム化合物を
水素又は水素を主体とした還元性ガスに同伴せしめるこ
とができるようなものであれば良（、形式は特に限定さ
れないことは勿論である。

遣」１匹 以下実施例比較例により更に詳細に本発明の方法及び効
果を説明する。

実施例１ 原料として、針状オキシ水酸化鉄粉末を用意した。物性
測定したところＮ２ガス吸着法による比表面積（ＳＡ）
　６７．５ｍ！／ｇ　、電子顕微鏡観察による長袖と短
軸との比（Ｌ／Ｄ）　１２であつた。第１図に示す装置
を用意し、流動床式還元反応器１にこの針状オキシ水酸
化鉄を８８．８ｇ投入した。又アルミニウム化合物原料
槽４に、トリエチルアルミニウムを２０、Ｏｇ入れボン
ベ７より減圧弁８により圧力計９の指示で圧力を１．０
ｋｇ／ｃｎ＋”に調整して水素ガスを流した。流量計６
の指示で流量を１６．７ｍ３／＋ｉｎとした。アルミニ
ウム化合物加熱器５でトリエチルアルミニウムを加熱し
、８０°Ｃに調節した後、供給ガス加熱器３でトリエチ
ルアルミニウムの凝縮を避ける為に更に１００°Ｃに加
熱した。次に流動床式還元反応器１を加熱器２により加
熱し温度を３５０°Ｃに調整した。斯くして５時間還元
反応を行い、室温迄冷却した後、窒素ガスを導管ｌＯを
通して流し流動床式還元反応器１内部を窒素雰囲気下と
して、還元された強磁性金属粉末を抜き出した。該金属
粉末の物性測定を行ったところ、ＳＡ・５９．７ｍ”／
ｇであり振動試料型磁力計（ＶＳＭ）により外部磁場１
０ｋＯｅで測定したところＨｃ＝１３８００ｅ、ｔｙ　
ｓ＝１７０ｅｍｕ／ｇ、Ｒ３・０．４９０であった。該
金属粉末をトルエンに浸漬後玉乾を行い上記の物性測定
を行ったところ５Ａ＝４７．８ｎ＋２／ｇ　、　Ｈｃ＝
１４９００ｅ、σｓ＝１３５ｅｍｕ／ｇ　　、　Ｒｓ・
０．５２０であった。磁気記録用強磁性金属粉末として
優れた物性値を示した。該風乾鉄粉を５．Ｏｇ分取し５
０°Ｃ１８０χＲＨに調節した恒温恒温器に入れ劣化試
験を行った。６０時間後該鉄粉を取り出し飽和磁化につ
いて測定を行ったところ１２０ｅｍｕ／ｇであり、優れ
た耐蝕性を持つ強磁性金属粉末であることがわかった。

蛍光Ｘ線装置により該風乾鉄粉のＡＩ量を測定したとこ
ろ重量換算でＡＩ／Ｆｅ＝０．０４７であった。

実施例２〜６ 第１表に示したアルミニウム化合物を使用し、アルミニ
ウム化合物の加熱温度を変更した事を除いて、実施例１
と同様の実験を行った。得られた結果は第１表の通りで
ある。この結果使用したアルミニウム化合物の全てに対
し実施例１と同様の効果を奏することが分かった。

実施例７ 実施例１に使用した原料を４００°Ｃ３時間焼成して酸
化鉄とした。流動床式還元反応器１に７１．５ｇ投入し
た。その他の条件は、実施例１と同様にして強磁性金属
粉末の製造を行った。トルエン風乾後の物性値は、　５
Ａ＝４８．６　ｍ”／ｇ、　１Ｉｃ＝１４６５０ｅ　　
。

σ５−１２８　、Ｒ３＝０．５２４であった。実施例１
同様、電子顕微鏡観察の結果、原料粉の形状を良く残し
ていることが分かった。実施例１と同様の方法で劣化テ
ストを行った結果６０時間後の飽和磁化が１２１ｅｍｕ
／ｇであった。出発原料を酸化鉄としても充分効果を発
揮し磁気記録金属材料として優れた特性を持つ事が分か
った。

比較例１ 実施例１の針状オキシ水酸化鉄粉末を使用し、アルミニ
ウム化合物原料槽４は空とし、水素ガスだけで還元を行
った。その他の条件は、実施例１と同様にした。得られ
た結果を第１表に示した。

この結果、磁気特性及び形状共に石芸気記録金属材料と
して適さない強磁性金属粉末となった。

比較例２ 特開昭５７−１０６５２７及び５７−９６５０４記載の
方法により、Ｐ及びＳｉ成分を重量比でＰ／Ｆｅ＝０．
３／１００及びＳｉ／Ｆｅ・１．５／１００だけ含む針
状性オキシ水酸化鉄微粒子を製造し原料とした。物性測
定したところ、５Ａ＝４２．５ｍ２／ｇ　、　Ｌ／Ｄ＝
１３であった。次いで特開昭５８−４８６１２記載の方
法によりほう酸亜鉛の被着変性処理を加え乾燥粉砕後、
第１回の装置に投入し、水素ガスによる還元を行った。

得られた結果を第１表に示した。この結果、磁気特性及
び形状は磁気記録金属材料として優れた結果が得られた
が、耐蝕性に劣ることが分かった。

１思■媚果 上古の説明からも明かな様に、本発明に於いては、鉄を
主体とする金属化合物を水素もしくは水素を主体とする
還元性ガス雰囲気下で加熱還元し鉄を主体とする強磁性
金属粉末を製造するに際して、該還元途中でアルミニウ
ム化合物を被着処理することのみにより、形状特性及び
磁気特性に優れる上、さらに耐劣化性にも優れた磁気記
録金属材料を提供する事が出来るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する為の装置の一例を示す概略
説明図である。 図に於いて、１：流動床式還元反応器、２：加熱器、３
：供給ガス加熱器、４ニアルミニウム化合物原料槽、５
ニアルミニウム化合物加熱器、６：ｍ！計、７；ボンベ
、８：減圧弁、９：圧力計、１０：導管を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉄を主体とする金属化合物を水素もしくは水素を
   主体とする還元性ガス雰囲気下で加熱還元し鉄を主体と
   する強磁性金属粉末を製造するに際して、該還元途中で
   アルミニウム化合物を被着処理することを特徴とする強
   磁性金属粉末の製造方法。
2. （２）水素もしくは水素を主体とする還元性ガス中に易
   分解性のアルミニウム化合物蒸気を同伴せしめて導入す
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。