JPS5848612A - 強磁性鉄粉の製造方法 - Google Patents

強磁性鉄粉の製造方法

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JPS5848612A
JPS5848612A JP56146186A JP14618681A JPS5848612A JP S5848612 A JPS5848612 A JP S5848612A JP 56146186 A JP56146186 A JP 56146186A JP 14618681 A JP14618681 A JP 14618681A JP S5848612 A JPS5848612 A JP S5848612A
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関口 晴夫
Kazufuyu Sudou
須藤 和冬
Sadao Kobayashi
貞雄 小林
Nobuhiro Fukuda
福田 信弘
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/20—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds
    • B22F9/22—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds using gaseous reductors

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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】 本発明は強磁性鉄粉の製造方法に関し、さらに詳しくは
磁気テープ、磁気ドラム、磁気ディスクなどの高密度磁
気記録媒体としての用途を有する強磁性鉄粉の製造方法
に関する。
従来、針状のα−Fe00Hやα−Fe、0.のような
オキシ水酸化物や酸化物(以下針状のゲーサイト等と略
称する。)を加熱下還元して強磁性鉄粉を製造する方法
は知られている。しかし乍ら、従来の方法では、加熱下
還元するに際して原料である針状のゲーサイト等の折損
、破壊、さらには焼結が不可避的に生じていた。これを
改良する方法としてホウ酸やホウ酸塩を溶解した水溶液
中に酸化物もしくはオキシ水酸化物を浸漬した後、加熱
還元して強磁性金属粉末を製造する特公昭54−428
32の方法が知られている。この方法による場合は、ホ
ウ酸やホウ酸塩を溶解している多量の溶媒を蒸発除去し
なければならず、多量のエネルギーを必要とし、更に溶
媒中に溶解しているホウ酸やホウ酸塩は溶媒を蒸発、除
去するに際して、溶媒とともに蒸発界面へと移動し、粉
体内部にホウ酸やホウ酸塩の濃度分布が不可避的に生じ
、このその結果としてこれは磁気特性の低下をもひき起
こしている。
本発明はこれらの問題点を解決することを目的としだも
のであシ、針状のゲーサイト等の前処理−材料として硼
酸亜鉛を使用することによシ、高密度磁気記姦媒体とし
て有用な鉄粉を安価に製造する方法を提供するものであ
る。
すなわち本発明は1.針状のゲーサイト等を還元雰囲気
中で゛、加熱下還元して強磁性鉄粉体を得るに際し、該
針状のゲーサイト等を硼酸亜鉛と混合分散し、加熱還元
するものであシ、好ましくは、加熱、還元する工程が(
a)非還元性雰囲気下に 。
350℃以上に加熱する工程と、その後(b)還元性雰
囲気下に加熱し、還元する工程とよりなる鉄粉の製造方
法である。
針状のゲーサイト等と硼酸亜鉛とを混合分散させるだめ
には、らいかい機、ロール式混合機、攪拌式混合機、ボ
ールミルのような混合機を用いて実施することができる
。さらに、混合分散させるにあたって便利なことは硼酸
亜鉛の水に対する溶解度は常温で0.1重量%未満と極
めて小さいので、水を分散媒として用いることができる
ことである。
水以外の媒体については、硼酸亜鉛を溶解しないか、又
は溶解しても溶解度が1重量%に満だない極めて小さい
溶解度を有する媒体であれば、これらを分散媒として用
いることが許される。というのは、分散媒は濾過又は蒸
散によシ、硼酸亜鉛から分離されるが、溶解度が大きい
場合には、硼酸亜鉛は濾過に際して分散媒とともに炉液
側に移行したり、前記の特公昭54742832におい
ても指摘した如く、蒸散に際して硼酸亜鉛の濃度分布に
不均一が生じるからである。硼酸亜鉛の添加量は硼素と
鉄の原子量比で0.05 / 100〜5/100であ
り、好ましくは0.2/100〜2 /100の範囲で
ある。
この範囲の下限以下では効果が顕著でなく、上限を越え
ると領域においては硼酸亜鉛で鉄を希釈することになり
磁気特性の低下をひきおこす。
本発明の強磁性鉄粉体は、鉄を主体とするものであシ、
90重量%以上を含むものである。
硼酸亜鉛を混合分散された針状のゲーサイト等は非還元
性雰囲気下、たとえば空気中で350℃以上、好ましく
は400〜500℃に30分間〜4時間加熱される。こ
の加熱によってオキシ水酸化物(α−FeOOH)は酸
化物(α−Few Oj) ヘと転嫁し、硼酸亜鉛は針
状のゲーサイト等となじむようである。
この工程を経た免で次の還元工程に移行するが、還元工
程はH,ガス又はH,ガスを含む混合ガスを200〜4
50℃好ましくは350〜400℃で該ゲーサイト等に
作用させる工程である。該ゲーサイト等に対するH!ガ
スの供給速度は気体空間速度(GH5V)で表示すれば
、0.1〜10 ON1/gr −Fe/hr4好まし
くは2〜5ONL’gr−Fe/hrの範囲が適当であ
る。この範囲よシ少ない量では反応の進行が遅く現実的
ではなく、またこれより多い量では反応器内の圧損が増
大するので反応操作上必ずしも適切とはいえない。
更に反応温度についても前記条件からはずれると、低温
側では反応進行速度が遅く、反応完結に長時間を要して
現実的ではなくなり、高温側では反応速度が早すぎるた
め不必要な粒子破損、破壊、さらには焼結をまねきやす
くなる傾向がある。
本発明においては、他の元素の共存、たとえばSi’、
P、/IJ、Ni 、%Cr SMn、 Cu等が共存
していても、本発明の効果は何ら妨げられるものではな
い。
本発明の一つの特徴としては、還元温度を低下させるこ
とができたことである。従来法によれば還元温度を低下
させると、充分な磁気特性が発現しないが、本発明では
350℃〜400℃の範囲の還元温度でも充分な磁気性
能が観察される。
また、本発明により得られる鉄粉の形態には、高倍率の
電子顕微鏡観察によれば、原料としたゲーサイト等の形
態を殆んど完全に保持しておシ、粒子の破損、破壊、さ
らには粒子間の焼結のような現象は殆んど観察されない
。そしてこの鉄粉末の磁気特性は例えば保磁力(He)
でみると11粒子の太きさや針状比で変化するが375
℃で還元したときHc = 1340  (Oe)と極
めて高い値を示していることからも優れたものであるこ
とが理解される。これは高密度磁気記録媒体用材料とし
て要求される性能を満足しており磁気テープとした後の
磁気特性もこれを裏付けるものであり、特に良分散性の
極めて実用価値の高いものである。
次に実施例をあげ本発明を具体的に説明する。
実施例1 機で30分間かきまぜ、硼酸亜鉛をα−Fe OOHに
分散させた。ついで加熱炉に入れ空気の雰囲気で450
±5℃の温度で2時間加熱した後冷却し取りだした。こ
れを面倍率の透過型電子顕微鏡で観察したところ穴の少
ないα−Fe20.が確認された(第1図)。別に、硼
酸亜鉛を添加しなかったα−FeOOHを同じ条件で熱
処理したものを観察したところ、α−FeOOHは大き
い穴から成るα−Fe。
03に転移していた(第2図)。 このように硼酸亜鉛
は熱処理の時すでにα−Fe、O,となじむことを確認
した。以上が加熱工程であり、つぎに還元工程に移行す
る。加熱工程′で得られたα−Fe、 0350grを
反応ガス予熱器を有する内径38mmのステンレス鋼管
製反応器へ充填し、H2ガスをGH5V = 20 N
fi  Hz/gr−Fe/hrの供給速度で導入l−
で、375℃で7時間還元を行なった。還元後N!ガス
で置換して冷却したのち反応器より還元された鉄粉をと
りだしトルエン中に浸漬した。
この内の一部をホウロウ製のバット上に拡げてトルエン
を蒸散させた。トルエンを蒸散させた鉄粉(以後風乾鉄
粉と称す)について磁気特性を測定した。磁気測定は直
流型の磁気履歴曲線測定器を用いて最高磁場3.7KO
eの磁場中で実施した。
保磁力(Hc) −13400e、飽和磁化(σ、)=
171emu/gr、角型比(0170g ) = 0
.60であシ、非常に優れた磁気特性を示すことがわか
った。これにたいして上記の硼酸亜鉛を添加しなかった
α−Fe20、を同じ還元条件で鉄にまで還元した。得
られた鉄粉の磁気特性はHc=5200eσt+ = 
176 emu/gr、σr/σ、 = 0.34であ
シ、本発明に比して、磁気特性が極めて低下しているこ
とがわかった。高倍率の電子顕微鏡で観察した結果、本
発明においては鉄粉に還元された後も依然として針状性
が保持されていたのに対して、比較のための例によった
鉄粉は焼結状態で観察され、もはや針状性は保持されて
いなかった。
実施例2 本実施例は、B / Fe = 0.2/100におい
て、加熱条件を400℃、2時間とした例である。その
他の条件は実施例1と同じである。すなわち針状のα−
FeOOH100tに対し硼酸亜鉛1.2grを加え攪
拌式混合機で30分間か@まぜ硼酸亜鉛をα−Fe00
Hに分散させた。これを加熱炉に入れ空気の雰囲気で4
00±5℃で2時間加熱した後とシだした。
加熱工程で得られたα−Fe、0.5δgrを実施例1
と同様の反応器で還元した。得られた鉄粉の磁気特性を
測定したところHc = 11000e 1  σ、=
152emu/gr、0170g = 0.54であり
、高密度磁気記録材料として充分な性能を有していた。
実施例3 本実施例は、B/Fe = 2/100において加熱条
件を500℃2時間とした例である。針状のα−FeO
OH100gm”にたいし、硼酸亜鉛11.2grと低
電導度水10100Oを加え、らいかい機で1時間混合
した。
ついでNo、5CF紙(東洋口紙製品名)を用いて吸引
ろ過した後乾燥機に入れ、150℃で10時間乾燥して
水分を蒸散させた後、加熱炉に入れ空気の雰囲気で50
0±5℃で2時間加熱した後とりだした。加熱工程で得
られたα−Few Os 50 grを実施例1と同様
の反応器に入れ、H,ガスをGH5V=2ONfi −
Ha/gr−Fe/hrの供給速度で導入して、400
℃で5時間還元した。実施例1に準じて風乾して得た鉄
粉の磁気特性についてはHc=12900e 。
σs = 162 emu/gr 、σr/σ、 = 
0.58であった。本実施例で得た鉄粉は経口変化によ
る磁気特性の低下が非常に少ないものであった。
実施例4〜8 第1表に示した原料及び条件で実施して得だ鉄粉につい
て、第1表にあわせ述べられている磁気特性を得た。第
1表以外の諸条件は実施例1及び3に準じた。
実施例9 実施例1で得られた磁性鉄粉25 grを25%熱可塑
性ポリウレタン樹脂のメチルエチルケトン溶液10 g
r 、メチルエチルケトン38 gr 、  シリコン
系添加剤0.05 grとともにステンレス製容器に入
れ、アルミナ製ビーズを分散用媒体としてペイントコン
ディショナーで8時間処理してミルペースとした。この
ミルペースにさらに該ポリウレタン樹脂のメチルエチル
ケトン溶液を10 gr追加し、さらにメチルエチルケ
トンを加えて粘度を調整し、磁性塗料とした。この磁性
塗料を12μm厚さの強化ホリエチレンテレフタレート
フィルムにブレードコーターを用いて、乾燥後の磁性層
の厚みが約4μmになるように塗布し、磁界を通して磁
性粉の配向を行なった後、熱風乾燥を行ない、カレンダ
ーロールを通して平滑化を行なって評価用テープを得た
。このテープの磁性特性はHc = 1305061B
r /Bs = 0.83、配向度2.5という極めて
良好な値を示した。Br/Bs、  配向度が高いのは
鉄に還元されるまで型状性が保持されておシ、磁性鉄粉
が分散性にすぐれていることを示すものである。硼酸亜
鉛で処理するこの分散性にすぐれる磁へ 性−粉が得られる。本発明者の別の発明である酸化硼素
による処理に比して実に25%も配向度が向上した。
【図面の簡単な説明】
第1図は硼酸亜鉛で処理したα−FeOOHの加熱工程
を経た後の透過型電子顕微鏡写真(100,Oo。 倍)である。 第2図は未処理のα−FeOOHの加熱工程を経た後の
透過型電子顕微鏡写真(ioo、ooo倍)である。 第   1   図 第   2   図 手  続  補  正  書 (方式)1、事件の表示 昭和56年特許願第 146186 号2、発明の名称 強磁性鉄粉の製造方法 3補正をする者 昭和57年1月26日(発送) 6補正の内容 (1)明細書の13頁7行の「α−reα封月とあるを
[α−Fe008粒子と訂正する。 (2)同13頁\8行の「経た後の」とあるを[経た三
井東圧化学株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鉄を主体とするオキシ水酸化物又は酸化物を還元
    雰囲気中で加熱下還元して強磁性鉄粉を得るに際し、該
    オキシ水酸化物又は酸化物を硼酸亜鉛と混合分散して加
    熱還元することを特徴とする強磁性鉄粉の製造方法。
  2. (2)加熱還元する工程が(a)非還元性雰囲気下に3
    50℃以上に加熱する工程と、(b)還元性雰囲気下に
    加熱して還元する工程とよシ成る特許請求範囲第1項記
    載の方法。
JP56146186A 1981-09-18 1981-09-18 強磁性鉄粉の製造方法 Granted JPS5848612A (ja)

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