JPH0341963B2 - - Google Patents
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- JPH0341963B2 JPH0341963B2 JP57115593A JP11559382A JPH0341963B2 JP H0341963 B2 JPH0341963 B2 JP H0341963B2 JP 57115593 A JP57115593 A JP 57115593A JP 11559382 A JP11559382 A JP 11559382A JP H0341963 B2 JPH0341963 B2 JP H0341963B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/06—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
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- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
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- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
本発明は、磁気記録用磁性材料として用いられ
る針状形強磁性鉄粉の製造技術に関し、詳しくは
ゲーサイトを脱水して得たヘマタイトを特定の条
件下で焼成処理して針状性良好な強磁性鉄粉を得
る技術に関する。 従来、磁気用磁性材料としては、針状であるγ
−Fe2O3やFe3O4などの酸化鉄、あるいはこれら
にCoをドープした酸化鉄が用いられている。し
かしながら、最近の磁気記録の高密度化の要請に
応じるには、これらの酸化鉄系の磁性材料では性
能不足であつて、鉄を主成分とする強磁性金属粉
が求められている。 針状形強磁性鉄粉に要求される性能としては、
金状形が良好であること、粒径分布が狭いこと、
磁気特性が十分であること、酸化安定性が良好で
あること、比表面積が最適であることなどのあら
ゆる特性の綜合結果が良好であることが要求され
る。 針状形強磁性鉄粉の製造方法には、種々の方法
が知られているが、工業的に主に行なわれている
のは、針状形ゲーサイトをH2、COなどの還元性
ガスにより還元する乾式還元法である。 ゲーサイトを乾式還元して針状形強磁性鉄粉を
製造する方法としては、既にいくつか提案されて
いる。 例えば特公昭56−39682、特開昭56−23201、特
開昭56−20105などがある。 しかしこれらに記された技術では、磁気特性、
比表面積、電子顕微鏡写真で観察される形状や粒
径分布、酸化安定性、磁気テープに作成したとき
のテープ特性など種々の評価法で評価した場合、
これらの特性が必ずしも十分であるとは言えな
い。 たとえば第一に、鉄粉の磁気特性値が低い。す
なわち特公昭56−39682に示されている通り、金
属粉の抗磁力（Hc）、飽和磁束密度（σs）が示さ
れているが、いずれも金属鉄粉として期待される
値よりも低い。 つぎに、酸化安定性が不十分である。すなわち
特開昭56−23201における金属鉄粉は、空気中、
60℃、90％RHの条件下において促進テストを行
うと、飽和磁束密度が大きく低下してしまう。 更に、これら先行技術により得られた金属鉄粉
を用いて作製した磁気テープでは、抗磁力、残留
磁束密度、角形比などの特性が良くない。例えば
特開昭56−20105の方法で得た金属鉄粉を用いて
作成した磁気テープの特性値は、きわめて不十分
である。 この様な問題は、金属鉄粉製造時において針状
形を保持する技術が、酸化鉄系のそれに比べて格
段と難かしいことに主たる原因があり、このこと
のゆえに、磁気特性、酸化安定性、比表面積、磁
気テープとしたときの特性など種々の特性がすべ
て良好である金属鉄粉を得ることを困難にしてい
る。酸化鉄系の磁性粉の製造は、古くから行なわ
れており、針状形保持の技術は完成されている
が、この技術をそのまま金属鉄粉の製造に適用し
ても旨くゆかない。そして、前記の様に、ゲーサ
イトの乾式還元法により強磁性金属鉄粉を製造す
るために、いくつかのい新しい方法が提案されて
はいるが、それぞれ未だ何らかの問題点を残して
おり、記録用磁性材料としては未だ満足しうるも
のではない。これらの公知の方法においても、な
お未だ金属鉄粉における針状形保持の困難さを十
分に克服し得ていないために、例えば磁気特性に
おいて高い特性を得ようとすれば比表面積の制御
に無理が生じたり、あるいは酸化安定性を向上さ
せようとすれば、磁気テープを作成したときの特
性を犠性にせざるを得ないといつた様に、綜合的
に高性能を得るには至つていない。 参考の為にここで、酸化鉄に比較して金属鉄粉
の針状形保持の困難性がいかなる理由に基くかに
ついてのべる。 ここでまず針状形の保持とはどういう意味なの
かについて説明する。 ゲーサイトから還元鉄を製造する工程には、脱
水してヘマタイトにする工程と、更に還元する工
程に分けられる。ヘマタイト化工程ではゲーサイ
トの脱水が起こり、１個の単結晶から成り立つて
いた針状形のゲーサイト粒子には多数の脱水孔が
生じ、いくつかのヘマタイト単結晶の集合体すな
わち多結晶へと変換する。ついで還元を受けるこ
とにより、Feの単結晶の集合体となる。この時、
Feの単結晶集合体の外形が、出発物であるゲー
サイト粒子の針状形をよく保持していることが望
まれる。これを妨げる針状形の崩壊もしくは針状
形のひずみには、ヘマタイト化の工程及び気相還
元の工程で、針状粒子がいくつかの破片に折れた
り、２つ以上の針状粒子が焼結して塊状になつた
り、弓状にわん曲したりすることがある。 針状形の崩壊もしくはひずみにより生じる、破
片粒子、塊状粒子、わん曲粒子等は、粒径分布拡
大の原因となつたり、磁気特性特に抗磁力、角形
比の低下や、テープ作製時の配向性の悪化の原因
となる。 酸化鉄粉の金属鉄粉の調整上の相異点として
は、第１に還元率で比較すれば、ゲーサイト中に
含まれている全酸素量のうち、マグネタイトを製
造する場合には、脱水で25％、還元で8.3％の酸
素が除去されるにすぎないが、金属鉄粉を製造す
る場合には、脱水で25％、還元で75％のすべての
酸素が除去される。したがつて、還元時間が長く
なり、針状形保持の困難さが増す。 第２に結晶構造について比較すれば、ヘマタイ
トとマグネタイトもしくはマグヘマタイトは、酸
素分子の最密充填構造を基本として、鉄が酸素を
介して結合することにより結晶が構築されている
点でよく似ているのに対して、金属Feは、酸素
分子を保有せずFe原子同志のみで結晶が構築さ
れている点で、大きく異なる。したがつて、還元
の進行にともなつて、粒子内部からの針状形崩壊
が発生しやすい。 第３に、密度がヘマタイトでは5.30ｇ／cm3、マ
グネタイトでは5.19ｇ／cm3に対して、Feでは7.86
ｇ／cm3と大きく異なる。したがつて、還元の進行
に伴う針状形のひずみが生じやすい。 本発明者らは、上記に述べた技術上の問題を解
決することを目的とし、還元鉄の針状形保持の困
難さを克服するために鋭意努力を重ねた結果、針
状晶ゲーサイトから得たヘマタイトを特定の焼成
処理することがきわめて有効であることを見い出
し、本発明を完成した。 すなわち本発明は、針状晶ゲーサイトを500℃
未満で脱水して得たヘマタイトを、雰囲気中の水
蒸気濃度が５容量％以下でありかつ温度が500℃
以上において焼成処理することを特徴とする改良
された強磁性鉄粉の製造方法である。 本発明に云う針状晶ゲーサイトは、公知の技術
により合成される針状晶ゲーサイトを用いてよ
い。例えば、硫酸鉄を過剰のカセイソーダ液と混
合したのち含酸素ガスを吹込んで針状晶ゲーサイ
トを得る、いわゆるアルカリ法ゲーサイト、塩化
鉄溶液に低PHの条件下で含酸素ガスを吹込んで針
状晶ゲーサイトを得る、いわゆる酸性法ゲーサイ
トのいずれであつてもよい。 また、ゲーサイトを合成する際にあらかじめ、
特許請求の範囲第二項に特定した各種の元素すな
わちCr、Zn、Ni、Si、Mn、Coなどの鉄以外の
成分を、第１鉄塩水溶液もしくはアルカリ水溶液
に添加したのち、含酸素ガスを吹込んで合成され
た、副成分を含有した針状晶ゲーサイトを用いる
ことは本発明の効果をより一層顕著ならしめる。 更に、ゲーサイトの表層部に、Si、Zn、Ni、
Cr、Co、Mn、Ｂ、Snなどの鉄以外の成分を被
着させておくことも本発明の効果を助長する。 ゲーサイトから脱水過程を経たまゝのヘマタイ
トは、きわめて多孔性に富み低密度であつて、こ
れをそのまま還元して得られた金属粉は、多孔性
であるためか磁気特性が低く、また、崩壊しやす
いために磁気記録用磁性材料としてはあまり有用
でなはない。 本発明者らは長年の研究により、ゲーサイトを
脱水して得たヘマタイトを特定の条件下で焼成処
理することが、すぐれた品質を有する磁気記録用
強磁性鉄粉を得る上できわめて有効であることを
見出し、本発明を完成するに到つた。 脱水過程で発生する水分は、原料ゲーサイトに
対し重量比で約10v％であり、加熱炉内の水分濃
度としては容易に5v％以上の高濃度に達するの
で、本発明を実施するためには、焼成処理過程に
移行する前に、加熱炉内の水分をパージしておく
必要がある。加熱炉内の水分パージ方法として
は、加熱炉内に乾燥空気を通気する方法、炉の開
口部から水分を拡散させる方法、脱水工程終了時
点でヘマタイトを別の加熱炉へ移した上で焼成を
行う方法等があるが、いずれを用いてもかまわな
い。 本発明の特定する条件を外した場合即ち焼成処
理過程で雰囲気中の水分濃度を5v％以上とした
場合には、得られた鉄粉の磁気特性が良くない。
この理由は針状晶ヘマタイトが高温下において焼
結を生じやすくなるからではないかと思われる。
焼結したヘマタイトを還元して得られる還元鉄粉
は、針状形のそこなわれた鉄粉であるために、磁
気記録用磁性材料としては、磁気特性が不足して
おり、また、テープ塗布時の配向性も悪く、さら
には、充填性が高くないために、高品質の磁気テ
ープを得ることができない。 本発明の実施における加熱方式としては、横型
回転炉が便利に用いられるが、流動層方式、固定
床方式などいずれの方式を用いてもよい。 なお、本発明の実施により得られるヘマタイト
を還元する方法は公知のいづれの技術も適用でき
る。 本発明の実施により得られた強磁性鉄粉のすぐ
れている点は、第１に、良好な磁気特性を有する
ことである。金属鉄粉は、従来の酸化鉄系の磁性
材料に比べ、抗磁力で２〜３倍、飽和磁化力で２
倍ときわめて大巾に向上している点に最大の利点
を有するが、この利点が本発明の実施により十分
に発揮されている。 第２に、酸化安定性が高いことである。これ
は、本発明の方法により得られる強磁性鉄粉を、
空気中、60℃、90％RHの条件下において劣化促
進テストを行うことにより、その磁気特性の劣化
が小さいことで判定される。 第３に、本発明の方法を実施して得られる強磁
性鉄粉を用いて製造したテープは、抗磁力、残留
磁束密度、角形比において、従来の水準に比して
飛躍的に向上している。 以下実施例より、本発明を具体的に説明する。 実施例 １ 硫酸第１鉄水溶液を、カセイソーダ水溶液を添
加したのち、35℃において19時間空気を吹込んで
針状晶ゲーサイトを得た。このゲーサイトを水中
に分散させたのち、ケイ酸ナトリウムの水溶液を
添加してFeに対してSiが0.5％となる様被着処理
したのち、乾燥させた。この乾燥粉を横型転動炉
へ入れ、480℃まで昇温したのち、乾燥空気を通
気することにより炉内水分をパージし、ついて
550℃に保持しながら75時間焼成処理を行なつた。
この焼成処理過程での雰囲気中の水分は、0.05容
量％であつた。得られたヘマタイトを常法により
還元して鉄粉を得た。この鉄粉の磁気特性は、
Hc＝1250Oe、σs＝175emu／ｇ、σr／σs＝0.51で
あり、鉄粉の比表面積は30m2／ｇであつて、電子
顕微鏡写真により観察したところ、良好な針状形
を認めた。 実施例 ２ 硫酸第一鉄水溶液に、硫酸クロム水溶液をFe
に対するCr換算で0.2％、硫酸亜鉛水溶液をFeに
対するZe換算で0.6％添加したのち、アルカリ水
溶液と混合し、40℃において12時間空気を吹込ん
でゲーサイトを得た。このゲーサイトを水中に分
散させたのち、ケイ酸ナトリウムの水溶液を添加
してFeに対してSiが0.5％となるよう被着処理し
たのち、乾燥させた。この乾燥粉を実施例１と同
一の方法により脱水・焼成及び還元を行なつて、
鉄粉を得た。この鉄粉の特性は表１の通りで、い
ずれも、必要なる磁気特性と、適正なる鉄粉の比
表面積及び良好なる針状形を持つていた。 実施例 ３ 硫酸第１鉄水溶液を、カセイソーダ水溶液を添
加したのち、35℃において19時間空気を吹込んで
針状晶ゲーサイトを得た。このゲーサイトを水中
に分散させたのち、ケイ酸ナトリウムの水溶液を
添加してFeに対してSiが0.5％となる様被着処理
したのち、乾燥させた。この乾燥粉を流動層に入
れ、N2通気下480℃まで昇温した。ついでこのヘ
マタイトを横型転動炉に移し550℃にて7.5時間焼
成した。この焼成過程での雰囲気中の水分は、
4.0容量％であつた。得られたヘマタイトを常法
により還元して鉄粉を得た。この鉄粉の特性は表
１の通りで、いずれも、必要なる磁気特性と、適
正なる鉄粉の比表面積及び良好なる針状形を持つ
ていた。 実施例 ４ 硫酸第１鉄水溶液を、カセイソーダ水溶液を添
加したのち、35℃において５時間空気を吹込んで
針状晶ゲーサイトを得た。このゲーサイトを水中
に分散させたのち、ケイ酸ナトリウムの水溶液を
添加してFeに対してSiが0.5％となる様被着処理
したのち、乾燥させた。この乾燥粉を横型転動炉
へ入れ480℃まで昇温したのち、乾燥空気を通気
することにより炉内水分をパージし、ついで550
℃に保持しながら7.5時間焼成処理を行なつた。
この焼成処理過程での雰囲気中の水分は、0.05容
量％であつた。得られたヘマタイトを常法により
還元して鉄粉を得た。この鉄粉の特性は表１の通
りで、いずれも、必要なる磁気特性と、適正なる
鉄粉の比表面積及び良好なる針状形を持つてい
た。 比較例 １ 硫酸第１鉄水溶液を、カセイソーダ水溶液を添
加したのち、35℃において19時間空気を吹込んで
針状晶ゲーサイトを得た。このゲーサイトを水中
に分散させたのち、ケイ酸ナトリウムの水溶液を
添加してFeに対してSiが0.5％となる様被着処理
したのち、乾燥させた。この乾燥粉を横型転動炉
へ入れ、480℃まで昇温したのち、炉内水分をパ
ージすることなく、550℃に保持しながら7.5時間
焼成処理を行なつた。この焼成処理過程での雰囲
気中の水分は、20〜15容量％であつた。得られた
ヘマタイトを常法により還元して得た鉄粉の特性
を表１に示す。磁気特性が良好でなく、金属粉の
比表面積が適正な範囲を外れており、しかも針状
形が不良であつた。 実施例 ５〜８ 実施例１〜３で得られた強磁性鉄粉（P1〜P3）
23重量部、ポリウレタン系樹脂４重量部、トルエ
ン16重量部からなる混合物をボールミル中で15時
間撹拌分散した後、さらに、上記ポリウレタン系
樹脂11重量部、トルエン46重量部をポールミル中
に加え、１時間撹拌分散して磁性塗料を調製し
た。 得られた磁性塗料を、厚さ21μｍのポリエステ
ルフイルムに乾燥厚みが5μｍとなる様塗布し、
磁界を通して強磁性鉄粉の配向を行なつた後乾燥
し、次いで磁性層表面をカレンダー処理により鏡
面加工した後、所定の幅に裁断して磁気テープを
得た。 得られた磁気テープの抗磁力（Hc）、残留磁束
密度及び角形比を測定した値を表２に示す。いず
れも良好な特性値を示している。 比較例 ２ 比較例１で得られた強磁性鉄粉（Ｐ−４）よ
り、実施例５〜８と全く同一の方法で磁気テープ
を得た後、抗磁力（Hc）、残留磁束密度及び角形
比を測定した値を表２に示す。いずれも磁気テー
プとしての特性値が不十分である。 実施例 ９〜12 実施例１〜４で得られた強磁性鉄粉（Ｐ−１〜
Ｐ−４）を、空気中、60℃、90％RHの雰囲気下
で24時間放置した後の磁気特性を表３に示す。い
ずれも、特性の低下が少なく酸化安定性が高いた
めに磁気特性の劣化が小さい。 比較例 ３ 比較例１で得られた強磁性鉄粉（Ｐ−４）を、
実施例９〜12と全く同一条件で放置した後の磁気
特性を表３に示す。いずれも酸化安定性が低いた
めに、磁気特性の劣化が大きい。
る針状形強磁性鉄粉の製造技術に関し、詳しくは
ゲーサイトを脱水して得たヘマタイトを特定の条
件下で焼成処理して針状性良好な強磁性鉄粉を得
る技術に関する。 従来、磁気用磁性材料としては、針状であるγ
−Fe2O3やFe3O4などの酸化鉄、あるいはこれら
にCoをドープした酸化鉄が用いられている。し
かしながら、最近の磁気記録の高密度化の要請に
応じるには、これらの酸化鉄系の磁性材料では性
能不足であつて、鉄を主成分とする強磁性金属粉
が求められている。 針状形強磁性鉄粉に要求される性能としては、
金状形が良好であること、粒径分布が狭いこと、
磁気特性が十分であること、酸化安定性が良好で
あること、比表面積が最適であることなどのあら
ゆる特性の綜合結果が良好であることが要求され
る。 針状形強磁性鉄粉の製造方法には、種々の方法
が知られているが、工業的に主に行なわれている
のは、針状形ゲーサイトをH2、COなどの還元性
ガスにより還元する乾式還元法である。 ゲーサイトを乾式還元して針状形強磁性鉄粉を
製造する方法としては、既にいくつか提案されて
いる。 例えば特公昭56−39682、特開昭56−23201、特
開昭56−20105などがある。 しかしこれらに記された技術では、磁気特性、
比表面積、電子顕微鏡写真で観察される形状や粒
径分布、酸化安定性、磁気テープに作成したとき
のテープ特性など種々の評価法で評価した場合、
これらの特性が必ずしも十分であるとは言えな
い。 たとえば第一に、鉄粉の磁気特性値が低い。す
なわち特公昭56−39682に示されている通り、金
属粉の抗磁力（Hc）、飽和磁束密度（σs）が示さ
れているが、いずれも金属鉄粉として期待される
値よりも低い。 つぎに、酸化安定性が不十分である。すなわち
特開昭56−23201における金属鉄粉は、空気中、
60℃、90％RHの条件下において促進テストを行
うと、飽和磁束密度が大きく低下してしまう。 更に、これら先行技術により得られた金属鉄粉
を用いて作製した磁気テープでは、抗磁力、残留
磁束密度、角形比などの特性が良くない。例えば
特開昭56−20105の方法で得た金属鉄粉を用いて
作成した磁気テープの特性値は、きわめて不十分
である。 この様な問題は、金属鉄粉製造時において針状
形を保持する技術が、酸化鉄系のそれに比べて格
段と難かしいことに主たる原因があり、このこと
のゆえに、磁気特性、酸化安定性、比表面積、磁
気テープとしたときの特性など種々の特性がすべ
て良好である金属鉄粉を得ることを困難にしてい
る。酸化鉄系の磁性粉の製造は、古くから行なわ
れており、針状形保持の技術は完成されている
が、この技術をそのまま金属鉄粉の製造に適用し
ても旨くゆかない。そして、前記の様に、ゲーサ
イトの乾式還元法により強磁性金属鉄粉を製造す
るために、いくつかのい新しい方法が提案されて
はいるが、それぞれ未だ何らかの問題点を残して
おり、記録用磁性材料としては未だ満足しうるも
のではない。これらの公知の方法においても、な
お未だ金属鉄粉における針状形保持の困難さを十
分に克服し得ていないために、例えば磁気特性に
おいて高い特性を得ようとすれば比表面積の制御
に無理が生じたり、あるいは酸化安定性を向上さ
せようとすれば、磁気テープを作成したときの特
性を犠性にせざるを得ないといつた様に、綜合的
に高性能を得るには至つていない。 参考の為にここで、酸化鉄に比較して金属鉄粉
の針状形保持の困難性がいかなる理由に基くかに
ついてのべる。 ここでまず針状形の保持とはどういう意味なの
かについて説明する。 ゲーサイトから還元鉄を製造する工程には、脱
水してヘマタイトにする工程と、更に還元する工
程に分けられる。ヘマタイト化工程ではゲーサイ
トの脱水が起こり、１個の単結晶から成り立つて
いた針状形のゲーサイト粒子には多数の脱水孔が
生じ、いくつかのヘマタイト単結晶の集合体すな
わち多結晶へと変換する。ついで還元を受けるこ
とにより、Feの単結晶の集合体となる。この時、
Feの単結晶集合体の外形が、出発物であるゲー
サイト粒子の針状形をよく保持していることが望
まれる。これを妨げる針状形の崩壊もしくは針状
形のひずみには、ヘマタイト化の工程及び気相還
元の工程で、針状粒子がいくつかの破片に折れた
り、２つ以上の針状粒子が焼結して塊状になつた
り、弓状にわん曲したりすることがある。 針状形の崩壊もしくはひずみにより生じる、破
片粒子、塊状粒子、わん曲粒子等は、粒径分布拡
大の原因となつたり、磁気特性特に抗磁力、角形
比の低下や、テープ作製時の配向性の悪化の原因
となる。 酸化鉄粉の金属鉄粉の調整上の相異点として
は、第１に還元率で比較すれば、ゲーサイト中に
含まれている全酸素量のうち、マグネタイトを製
造する場合には、脱水で25％、還元で8.3％の酸
素が除去されるにすぎないが、金属鉄粉を製造す
る場合には、脱水で25％、還元で75％のすべての
酸素が除去される。したがつて、還元時間が長く
なり、針状形保持の困難さが増す。 第２に結晶構造について比較すれば、ヘマタイ
トとマグネタイトもしくはマグヘマタイトは、酸
素分子の最密充填構造を基本として、鉄が酸素を
介して結合することにより結晶が構築されている
点でよく似ているのに対して、金属Feは、酸素
分子を保有せずFe原子同志のみで結晶が構築さ
れている点で、大きく異なる。したがつて、還元
の進行にともなつて、粒子内部からの針状形崩壊
が発生しやすい。 第３に、密度がヘマタイトでは5.30ｇ／cm3、マ
グネタイトでは5.19ｇ／cm3に対して、Feでは7.86
ｇ／cm3と大きく異なる。したがつて、還元の進行
に伴う針状形のひずみが生じやすい。 本発明者らは、上記に述べた技術上の問題を解
決することを目的とし、還元鉄の針状形保持の困
難さを克服するために鋭意努力を重ねた結果、針
状晶ゲーサイトから得たヘマタイトを特定の焼成
処理することがきわめて有効であることを見い出
し、本発明を完成した。 すなわち本発明は、針状晶ゲーサイトを500℃
未満で脱水して得たヘマタイトを、雰囲気中の水
蒸気濃度が５容量％以下でありかつ温度が500℃
以上において焼成処理することを特徴とする改良
された強磁性鉄粉の製造方法である。 本発明に云う針状晶ゲーサイトは、公知の技術
により合成される針状晶ゲーサイトを用いてよ
い。例えば、硫酸鉄を過剰のカセイソーダ液と混
合したのち含酸素ガスを吹込んで針状晶ゲーサイ
トを得る、いわゆるアルカリ法ゲーサイト、塩化
鉄溶液に低PHの条件下で含酸素ガスを吹込んで針
状晶ゲーサイトを得る、いわゆる酸性法ゲーサイ
トのいずれであつてもよい。 また、ゲーサイトを合成する際にあらかじめ、
特許請求の範囲第二項に特定した各種の元素すな
わちCr、Zn、Ni、Si、Mn、Coなどの鉄以外の
成分を、第１鉄塩水溶液もしくはアルカリ水溶液
に添加したのち、含酸素ガスを吹込んで合成され
た、副成分を含有した針状晶ゲーサイトを用いる
ことは本発明の効果をより一層顕著ならしめる。 更に、ゲーサイトの表層部に、Si、Zn、Ni、
Cr、Co、Mn、Ｂ、Snなどの鉄以外の成分を被
着させておくことも本発明の効果を助長する。 ゲーサイトから脱水過程を経たまゝのヘマタイ
トは、きわめて多孔性に富み低密度であつて、こ
れをそのまま還元して得られた金属粉は、多孔性
であるためか磁気特性が低く、また、崩壊しやす
いために磁気記録用磁性材料としてはあまり有用
でなはない。 本発明者らは長年の研究により、ゲーサイトを
脱水して得たヘマタイトを特定の条件下で焼成処
理することが、すぐれた品質を有する磁気記録用
強磁性鉄粉を得る上できわめて有効であることを
見出し、本発明を完成するに到つた。 脱水過程で発生する水分は、原料ゲーサイトに
対し重量比で約10v％であり、加熱炉内の水分濃
度としては容易に5v％以上の高濃度に達するの
で、本発明を実施するためには、焼成処理過程に
移行する前に、加熱炉内の水分をパージしておく
必要がある。加熱炉内の水分パージ方法として
は、加熱炉内に乾燥空気を通気する方法、炉の開
口部から水分を拡散させる方法、脱水工程終了時
点でヘマタイトを別の加熱炉へ移した上で焼成を
行う方法等があるが、いずれを用いてもかまわな
い。 本発明の特定する条件を外した場合即ち焼成処
理過程で雰囲気中の水分濃度を5v％以上とした
場合には、得られた鉄粉の磁気特性が良くない。
この理由は針状晶ヘマタイトが高温下において焼
結を生じやすくなるからではないかと思われる。
焼結したヘマタイトを還元して得られる還元鉄粉
は、針状形のそこなわれた鉄粉であるために、磁
気記録用磁性材料としては、磁気特性が不足して
おり、また、テープ塗布時の配向性も悪く、さら
には、充填性が高くないために、高品質の磁気テ
ープを得ることができない。 本発明の実施における加熱方式としては、横型
回転炉が便利に用いられるが、流動層方式、固定
床方式などいずれの方式を用いてもよい。 なお、本発明の実施により得られるヘマタイト
を還元する方法は公知のいづれの技術も適用でき
る。 本発明の実施により得られた強磁性鉄粉のすぐ
れている点は、第１に、良好な磁気特性を有する
ことである。金属鉄粉は、従来の酸化鉄系の磁性
材料に比べ、抗磁力で２〜３倍、飽和磁化力で２
倍ときわめて大巾に向上している点に最大の利点
を有するが、この利点が本発明の実施により十分
に発揮されている。 第２に、酸化安定性が高いことである。これ
は、本発明の方法により得られる強磁性鉄粉を、
空気中、60℃、90％RHの条件下において劣化促
進テストを行うことにより、その磁気特性の劣化
が小さいことで判定される。 第３に、本発明の方法を実施して得られる強磁
性鉄粉を用いて製造したテープは、抗磁力、残留
磁束密度、角形比において、従来の水準に比して
飛躍的に向上している。 以下実施例より、本発明を具体的に説明する。 実施例 １ 硫酸第１鉄水溶液を、カセイソーダ水溶液を添
加したのち、35℃において19時間空気を吹込んで
針状晶ゲーサイトを得た。このゲーサイトを水中
に分散させたのち、ケイ酸ナトリウムの水溶液を
添加してFeに対してSiが0.5％となる様被着処理
したのち、乾燥させた。この乾燥粉を横型転動炉
へ入れ、480℃まで昇温したのち、乾燥空気を通
気することにより炉内水分をパージし、ついて
550℃に保持しながら75時間焼成処理を行なつた。
この焼成処理過程での雰囲気中の水分は、0.05容
量％であつた。得られたヘマタイトを常法により
還元して鉄粉を得た。この鉄粉の磁気特性は、
Hc＝1250Oe、σs＝175emu／ｇ、σr／σs＝0.51で
あり、鉄粉の比表面積は30m2／ｇであつて、電子
顕微鏡写真により観察したところ、良好な針状形
を認めた。 実施例 ２ 硫酸第一鉄水溶液に、硫酸クロム水溶液をFe
に対するCr換算で0.2％、硫酸亜鉛水溶液をFeに
対するZe換算で0.6％添加したのち、アルカリ水
溶液と混合し、40℃において12時間空気を吹込ん
でゲーサイトを得た。このゲーサイトを水中に分
散させたのち、ケイ酸ナトリウムの水溶液を添加
してFeに対してSiが0.5％となるよう被着処理し
たのち、乾燥させた。この乾燥粉を実施例１と同
一の方法により脱水・焼成及び還元を行なつて、
鉄粉を得た。この鉄粉の特性は表１の通りで、い
ずれも、必要なる磁気特性と、適正なる鉄粉の比
表面積及び良好なる針状形を持つていた。 実施例 ３ 硫酸第１鉄水溶液を、カセイソーダ水溶液を添
加したのち、35℃において19時間空気を吹込んで
針状晶ゲーサイトを得た。このゲーサイトを水中
に分散させたのち、ケイ酸ナトリウムの水溶液を
添加してFeに対してSiが0.5％となる様被着処理
したのち、乾燥させた。この乾燥粉を流動層に入
れ、N2通気下480℃まで昇温した。ついでこのヘ
マタイトを横型転動炉に移し550℃にて7.5時間焼
成した。この焼成過程での雰囲気中の水分は、
4.0容量％であつた。得られたヘマタイトを常法
により還元して鉄粉を得た。この鉄粉の特性は表
１の通りで、いずれも、必要なる磁気特性と、適
正なる鉄粉の比表面積及び良好なる針状形を持つ
ていた。 実施例 ４ 硫酸第１鉄水溶液を、カセイソーダ水溶液を添
加したのち、35℃において５時間空気を吹込んで
針状晶ゲーサイトを得た。このゲーサイトを水中
に分散させたのち、ケイ酸ナトリウムの水溶液を
添加してFeに対してSiが0.5％となる様被着処理
したのち、乾燥させた。この乾燥粉を横型転動炉
へ入れ480℃まで昇温したのち、乾燥空気を通気
することにより炉内水分をパージし、ついで550
℃に保持しながら7.5時間焼成処理を行なつた。
この焼成処理過程での雰囲気中の水分は、0.05容
量％であつた。得られたヘマタイトを常法により
還元して鉄粉を得た。この鉄粉の特性は表１の通
りで、いずれも、必要なる磁気特性と、適正なる
鉄粉の比表面積及び良好なる針状形を持つてい
た。 比較例 １ 硫酸第１鉄水溶液を、カセイソーダ水溶液を添
加したのち、35℃において19時間空気を吹込んで
針状晶ゲーサイトを得た。このゲーサイトを水中
に分散させたのち、ケイ酸ナトリウムの水溶液を
添加してFeに対してSiが0.5％となる様被着処理
したのち、乾燥させた。この乾燥粉を横型転動炉
へ入れ、480℃まで昇温したのち、炉内水分をパ
ージすることなく、550℃に保持しながら7.5時間
焼成処理を行なつた。この焼成処理過程での雰囲
気中の水分は、20〜15容量％であつた。得られた
ヘマタイトを常法により還元して得た鉄粉の特性
を表１に示す。磁気特性が良好でなく、金属粉の
比表面積が適正な範囲を外れており、しかも針状
形が不良であつた。 実施例 ５〜８ 実施例１〜３で得られた強磁性鉄粉（P1〜P3）
23重量部、ポリウレタン系樹脂４重量部、トルエ
ン16重量部からなる混合物をボールミル中で15時
間撹拌分散した後、さらに、上記ポリウレタン系
樹脂11重量部、トルエン46重量部をポールミル中
に加え、１時間撹拌分散して磁性塗料を調製し
た。 得られた磁性塗料を、厚さ21μｍのポリエステ
ルフイルムに乾燥厚みが5μｍとなる様塗布し、
磁界を通して強磁性鉄粉の配向を行なつた後乾燥
し、次いで磁性層表面をカレンダー処理により鏡
面加工した後、所定の幅に裁断して磁気テープを
得た。 得られた磁気テープの抗磁力（Hc）、残留磁束
密度及び角形比を測定した値を表２に示す。いず
れも良好な特性値を示している。 比較例 ２ 比較例１で得られた強磁性鉄粉（Ｐ−４）よ
り、実施例５〜８と全く同一の方法で磁気テープ
を得た後、抗磁力（Hc）、残留磁束密度及び角形
比を測定した値を表２に示す。いずれも磁気テー
プとしての特性値が不十分である。 実施例 ９〜12 実施例１〜４で得られた強磁性鉄粉（Ｐ−１〜
Ｐ−４）を、空気中、60℃、90％RHの雰囲気下
で24時間放置した後の磁気特性を表３に示す。い
ずれも、特性の低下が少なく酸化安定性が高いた
めに磁気特性の劣化が小さい。 比較例 ３ 比較例１で得られた強磁性鉄粉（Ｐ−４）を、
実施例９〜12と全く同一条件で放置した後の磁気
特性を表３に示す。いずれも酸化安定性が低いた
めに、磁気特性の劣化が大きい。
【表】
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 針状晶ゲーサイトを500℃未満で脱水して得
たヘマタイトを、雰囲気中の水蒸気濃度が５容量
％以下でありかつ温度が500℃以上において焼成
処理することを特徴とする、改良された強磁性鉄
粉の製造方法。 ２ 針状晶ゲーサイトが、周期律表第ｂ族、第
族、第族に属する金属、錫、マンガン、チタ
ン、珪素、硼素、ビスマス、鉛、リン、アンチモ
ン、クローム、モリブデン、タングステンから成
る群より選ばれた１種又は２種以上の元素を含有
するゲーサイト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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57115593A JPS596502A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 改良された強磁性鉄粉の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57115593A JPS596502A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 改良された強磁性鉄粉の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS596502A JPS596502A (ja) | 1984-01-13 |
| JPH0341963B2 true JPH0341963B2 (ja) | 1991-06-25 |
Family
ID=14666441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57115593A Granted JPS596502A (ja) | 1982-07-05 | 1982-07-05 | 改良された強磁性鉄粉の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS596502A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2732463B2 (ja) * | 1988-01-07 | 1998-03-30 | コニカ株式会社 | 磁気記録媒体 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5921922B2 (ja) * | 1979-08-10 | 1984-05-23 | 戸田工業株式会社 | 針状晶Ｆｅ−Ｃｏ−Ｚｎ合金磁性粒子粉末の製造法 |
| DE2935358A1 (de) * | 1979-09-01 | 1981-03-26 | Basf Ag, 67063 Ludwigshafen | Verfahren zur herstellung nadelfoermiger ferromagnetischer eisenteilchen und deren verwendung |
| JPS5690904A (en) * | 1979-12-25 | 1981-07-23 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Production of ferromagnetic metal powder |
-
1982
- 1982-07-05 JP JP57115593A patent/JPS596502A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS596502A (ja) | 1984-01-13 |
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