JPH033614B2 - - Google Patents

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JPH033614B2
JPH033614B2 JP60020971A JP2097185A JPH033614B2 JP H033614 B2 JPH033614 B2 JP H033614B2 JP 60020971 A JP60020971 A JP 60020971A JP 2097185 A JP2097185 A JP 2097185A JP H033614 B2 JPH033614 B2 JP H033614B2
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JP
Japan
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particles
fine particles
iron oxide
magnetite
magnetic
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JP60020971A
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English (en)
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JPS61183125A (ja
Inventor
Norinaga Fujishige
Meiji Tsuruta
Akira Chiba
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kashima Oil Co Ltd
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Kashima Oil Co Ltd
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Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology, Kashima Oil Co Ltd filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
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Publication of JPS61183125A publication Critical patent/JPS61183125A/ja
Publication of JPH033614B2 publication Critical patent/JPH033614B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は磁性素材として有用なγ−酸化鉄(γ
−Fe2O3)微粒子の製造法に関するものである。
さらに詳しくいえば、本発明は、特に磁性流体や
各種有用物質の分離回収などに用いられる磁性材
料として好適な、水や各種有気溶媒に対する分散
性に優れ、かつ熱的及び磁気的安定性に優れたγ
−酸化鉄微粒子を効果的に製造する方法に関する
ものである。 従来の技術 従来、鉄の酸化物であるマグネタイトやγ−酸
化鉄は強磁性を有していることから、その粉末は
磁性材料として、例えば磁気テープ、磁気デイス
ク、磁気切符などの磁気記録材料や、磁心、永久
磁石、記憶素子などのフエライト材料に広く用い
られている。 特に、γ−酸化鉄はマグネタイトに比べて、常
温における化学的及び磁気的安定性に優れている
ため、ステレオ、テープデツキ、カーステレオな
どのオーデイオ機器やビデオテープレコーダなど
の発展と相まつて、その需要は急速に伸びてい
る。 また、最近では、マグネタイト粒子やγ−酸化
鉄粒子の新しい用途として、磁性流体としての利
用が注目されており、例えば、各種シーリング
材、潤滑軸受、油水の捕捉や分離回収、ダンパ
ー、磁気インク、センサー、医薬品、農薬などへ
の応用が考えられている。 さらに、マグネタイト粒子やγ−酸化鉄粒子
は、各種有用物質の分離回収にも利用されてい
る。例えば、該粒子の表面に重金属吸着剤や各種
イオン吸着剤などを固定化し、所望の有用物質を
選択的に捕捉させたのち、磁場によりこのものを
効率よく回収分離するなどの用途に利用されてい
る。 ところで、磁気テープなどの磁気記録材料用磁
性材料として用いられるマグネタイト粒子やγ−
酸化鉄粒子は、これまで、湿式法で得られた針状
のオキシ水酸化鉄を電気炉中で加熱酸化する方法
によつて製造されている。例えば、マグネタイト
粒子の一般的製法として、第二鉄塩を水に溶か
し、この溶液にアルカリを添加し、そのまま加熱
酸化して針状のα−オキシ水酸化鉄粒子を製造
し、この粒子を水洗乾燥後、電気炉中において
600℃の温度で約3時間加熱脱水してα−酸化鉄
(α−Fe2O3)粒子としたのち、還元してマグネ
タイト粒子を得る方法が行われている(特開昭58
−60632号公報)。 また、γ−酸化鉄粒子は、このようにして得ら
れたマグネタイト粒子を加熱して徐々に昇温し、
200℃の温度で約1時間保持することにより製造
されている。 ところで、このような方法で製造されたマグネ
タイト粒子及びγ−酸化鉄粒子は、長軸方向の長
さが0.3〜0.5μm、長軸/短軸の長さ比が8〜10
の針状を呈し、磁気的性質の優れたものである
が、前記の方法で得られたマグネタイト粒子やγ
−酸化鉄粒子を磁性流体として、あるいは有用物
質の分離回収材の担体として使用する場合、粒子
が大きすぎて溶媒に対する分散安定性が悪く、ま
た比表面積が小さいなどの問題がある。 他方、磁性流体や有用物質の分離回収材の担体
として使用される酸化鉄微粒子(粒径数100Å)
の製造法としては、第一鉄塩と第二鉄塩とを含む
水溶液にアルカリを添加して、マグネタイト微粒
子を得る共沈法(特開昭57−175754号公報)が知
られている。しかしながら、このように水溶液中
に分散した状態で生成されるマグネタイト微粒子
は、水和水や吸着水などを完全にとり除くことが
できないために、極性の低い溶媒に対する分散性
が悪く、また、空気中において磁気的に不安定で
あるなどの欠点がある。 したがつて、磁気的安定性が良好であり、かつ
各種溶媒に対する分散性に優れた強磁性酸化鉄微
粒子の開発が望まれていた。 発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、このような要望にこたえ、粒
径が100Å程度で、水及び各種有機溶媒に対する
分散性に優れ、かつ熱的及び磁気的安定性の良好
な強磁性酸化鉄微粒子を提供することにある。 問題点を解決するための手段 本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、脱水処理
したマグネタイト微粒子を非水溶媒中に均一に分
散させ、所定の温度で加熱酸化して得られたγ−
酸化鉄微粒子が前記目的に適合することを見出
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至つ
た。 すなわち、本発明は、脱水処理したマグネタイ
ト微粒子を非水溶媒中に均一に分散させたのち、
100℃以上の温度で加熱酸化することを特徴とす
るγ−酸化鉄微粒子の製造法を提供するものであ
る。 本発明方法で用いるマグネタイト粒子は、粒径
が数100Å程度の微粒子であることが必要であり、
通常前記のように、第一鉄塩と第二鉄塩とを含む
水溶液からの共沈法で得られる。このマグネタイ
ト微粒子はイオン交換水などで洗浄後用いられる
が、非水溶媒中で加熱酸化する前に、該微粒子表
面に吸着した水分を除去しておくことが必要であ
り、この水分除去法としては、次の2方法が好適
である。 すなわち、第1の方法はイオン交換水で洗浄後
のマグネタイト微粒子をアセトン又はメタノー
ル、エタノール、プロパノールなどの極性の強い
低級アルコールで洗浄して、吸着水分を除去する
方法である。このようにして吸着水分を除去した
マグネタイト微粒子は非水溶媒中に均一に分散さ
せ、加熱酸化する。第2の方法は、イオン交換水
で洗浄後のマグネタイト微粒子を非水溶媒中に加
え、加熱して脱水する方法である。このようにし
て加熱脱水されたマグネタイト微粒子は、そのま
ま該非水溶媒中に均一に分散させた状態でさらに
高い温度に加熱し、酸化する。 本発明方法において、マグネタイト微粒子を均
一に分散させ、加熱酸化させるための媒体として
は、好ましくは100℃以上の沸点を有する非水溶
媒が用いられる。この非水溶媒としては、例えば
デシルアルコール、ケロシン、シリコンオイルな
どが好適である。特にデシルアルコールのように
親水基を有する溶媒は、その親水基が酸化鉄微粒
子表面に存在する水酸基に吸着するため、該粒子
の分散安定性が高められるので好ましい。また、
シリコンオイルのように、ケロシンなどに比べて
酸素溶解性の高い溶媒は、酸化速度を速めるの
で、γ−酸化鉄の生成時間が短くなる。 このようにして、マグネタイト微粒子を非水溶
媒中に均一に分散させたのち、加熱酸化すること
により、所望のγ−酸化鉄粒子が得られる。この
際、必要ならば酸素や空気を吹き込みながら加熱
酸化を行つてもよい。反応温度は100℃以上、好
ましくは100〜180℃の範囲で選ばれる。 また、γ−酸化鉄微粒子が生成するまでの加熱
時間は、マグネタイト粒子の粒径、分散媒の種
類、かきまぜの程度、加熱温度、酸素や空気の吹
込みの有無などによつて左右されるが、一般にマ
グネタイト粒子の粒径が小さいほど、酸素溶解性
の高い溶媒ほど、かきまぜが強いほど、加熱温度
が高いほど、γ−酸化鉄微粒子の生成までの加熱
時間は短くなる。 なお、電気炉などにより大気中で加熱酸化して
得られたマグネタイト粒子は熱的に安定であり、
本発明の方法によりγ−酸化鉄に変えることは困
難である。 このようにして得られたγ−酸化鉄微粒子は、
通常の方法により溶媒と分離してとり出してもよ
いし、また磁石により凝集させて溶媒を除去して
もよい。このγ−酸化鉄微粒子は前記の非水溶媒
中に均一に分散することはもちろんのこと、アセ
トンで洗浄することにより、水媒体中にも均一に
分散する。 発明の効果 本発明方法によると、マグネタイト微粒子のγ
−酸化鉄微粒子への酸化反応を非水溶媒中におい
て行うために、マグネタイト微粒子のかきまぜや
反応系の温度コントロールが容易となり、その結
果酸化反応を均一に進行させることができる。ま
た、該粒子が媒体中に均一に分散した状態で酸化
反応が行われるため、粒子同士の凝集や反応容器
への付着による粒子の不均一や損失を防止するこ
とができる。 本発明方法により得られるγ−酸化鉄微粒子の
粒子形態は、溶媒中に分散させたマグネタイト微
粒子の形状を保持するため、例えば共沈法により
得られた微細なマグネタイト粒子を用いることに
より、微細なγ−酸化鉄粒子を得ることができ
る。 本発明方法で得られたγ−酸化鉄微粒子は水や
各種有機溶媒に対する分散性に優れ、かつ熱的及
び磁気的安定性に優れたものであつて、磁性素材
として磁気記録材料やフエライト材料などに用い
うることはもちろんのこと、磁性流体や、有用物
質の分離回収材の担体として特に有用である。 実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明す
る。 実施例 1 共沈法で製造したマグネタイト粒子約20gをア
セトンでデカンテーシヨンを数回繰り返して洗浄
後、磁石で強制的に沈降させてアセトンを除去し
たのち、500mlのデシルアルコール中に均一に分
散させた。次いでこの分散液を加熱して150℃の
温度に保持した状態でかきまぜたところ、30分後
に、デシルアルコール中に分散した黒色粒子は茶
褐色粒子に変化した。この粒子を取り出し、アセ
トンで洗浄後、真空乾燥してパウダー状の試料を
得た。 このものは、走査型電子顕微鏡によると、加熱
処理前のマグネタイト粒子の粒子形態を保持して
おり、微細な粒子が凝集して粒径700Å以上の塊
状粒子を形成していることが分つた。また、X線
回折分析を行い、その結果を表に示す。この表か
ら、得られた試料はγ−酸化鉄であることが明ら
かである。 実施例 2 市販の磁性物体をアセトンで洗浄することによ
つて、オレイン酸を部分的に除去したマグネタイ
ト微粒子を回収し、この微粒子20gを500mlのデ
シルアルコール中に均一に分散したのち加熱し、
170℃の温度に保持した状態でかきまぜながら、
毎時50の速度で空気を通じた。1時間経過した
時点で微粒子の色が黒色から茶褐色に変化したの
で、該微粒子を取り出し、アセトンで洗浄後、真
空乾燥してパウダー状の試料を得た。 このものは実施例1で得たものと同様の粒子形
態を有し、粒径700Å以上の塊状粒子を形成して
いた。またX線回折分析を行い、その結果を表に
示す。この表から分るように、得られた試料はγ
−酸化鉄であることが確認された。 実施例 3 実施例2と同様にして得たマグネタイト粒子約
20gを300mlのケロシン中に均一に分散したのち
加熱し、170℃の温度に保持した状態でかきまぜ
たところ、1時間後にケロシン中に分散した黒色
粒子は茶褐色に変化した。この粒子を取り出しア
セトンで洗浄後、真空乾燥してパウダー状の試料
を得た。 このものは、実施例1で得たものと同様の粒子
形態を有し、粒径700Å以上の塊状粒子を形成し
ていた。また、X線回折分析を行い、その結集を
表に示す。この表から、このものはγ−酸化鉄で
あることが明らかである。
【表】 この表のX線回折分析値においては、(311)の
反射面からの回折像が最も強く観測され、この強
度を100としたときの他の反射面からの回折像の
相対強度は、それぞれ(440)が53、(220)が34、
(333)と(511)が33、(400)が24であつた。 したがつて、実施例2及び3については、強度
の高い4点についての値が文献値と一致し、同定
されたため、(400)についての強度測定は省略し
た。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 脱水処理したマグネタイト微粒子を非水溶媒
    中に均一に分散させたのち、100℃以上の温度で
    加熱酸化することを特徴とするγ−酸化鉄微粒子
    の製造法。 2 脱水をアセトン又はアルコールのような親水
    性溶媒で洗浄することにより行う特許請求の範囲
    第1項記載の製造法。 3 アルコールがメタノール、エタノール又はプ
    ロパノールである特許請求の範囲第2項記載の製
    造法。 4 脱水を非水溶媒中で加熱することにより行う
    特許請求の範囲第1項記載の製造法。
JP60020971A 1985-02-07 1985-02-07 γ−酸化鉄微粒子の製造法 Granted JPS61183125A (ja)

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JPS61183125A JPS61183125A (ja) 1986-08-15
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