JPS5953601A

JPS5953601A - 安定な強磁性金属粉末の製造方法

Info

Publication number: JPS5953601A
Application number: JP57145457A
Authority: JP
Inventors: Kazunobu Tomimori; 富盛　和宣; Takeshi Tobisawa; 飛沢　猛; Katsuhiko Kawakami; 河上　克彦
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1982-08-24
Filing date: 1982-08-24
Publication date: 1984-03-28

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、磁性鉄粉をはじめとする強磁性金属粉末の製
造方法に関する。特に高い保磁力と大きな飽和磁化とを
有する強磁性金属粉末を微粒子状態で安定に製造するこ
とを目的とする。その主な用途は、磁気記録テープ用の
磁性材料粉末である。

近年、磁気記録装置の小型化に伴い、高記録密度性能お
よび高出力特性を有し、さらに周波数特性に優れた磁性
材料が必要とされるようになった。磁性金属粉末は、高
い保磁力と大きな飽和磁化とを有し、まさに時代の要請
に合致した性能を有する磁性材料である。その反面、製
造工程での火災発生の危険性、貯蔵中の磁気特性の劣化
、磁性塗料製造工程中での触媒活性発現による塗料のゲ
ル化といった問題点をかかえている。その理由は、磁気
記録媒体に適した１μｍ以下の粒径にすると、磁性金属
粉末は比表面積が１０〜５０ｍ２／ｇと大きくなり、化
学的に非常に活性になるためである。

磁性金属粉末の安定化方法としては、大別して次の３つ
の方法がとられている。

（１）少量の酸素により磁性金属粉末をおだやかに酸化
し、表面に薄い酸化被膜を形成させる。

（２）有機溶媒に浸漬することにより、磁性金属粉末を
溶存酸素で酸化し、表面に酸化被膜を形成させた後、口
過、乾燥を行う。

（３）酸化剤の水溶液に浸漬することにより、磁性金属
粉末の表面に耐酸化被膜を形成させ、口過、水洗、水溶
液有機溶剤による洗浄を行った後、乾燥する。

（１）の方法はたとえば特開昭４８−７９１５３号明細
書に記載されている。この方法は上述の３つの方法の中
では金属磁性粉末の取り出しが最も簡単であるが、酸化
の程度を正確に制御することに難点がある。（２）の方
法は特開昭４９−９７７３８号、特開昭４９−１３５８
３５号および特開昭４７−１２９５８号などの明細書に
より開示されており、最もよく知られた方法である。し
かし、この方法はきわめて着火性に富む、製造直後の微
粒子状磁性金属粉末を、可燃性有機溶媒と接触させる点
に根本的な問題点をかかえている。（３）の方法を記載
したものとしては、たとえば特開昭５３−４１７９８号
および特開昭５１−１１２４６５号等の明細書である。

この方法では満足な磁性特性値を有する磁性金属粉末は
得られていない。酸化剤の代りにアルカリ化合物を用い
、有機溶剤を全く使用しないことを特徴とする方法も特
公昭５６−１２２８２号および同５６−１２２８３号明
細書により開示されているが、得られる磁性金属粉末の
磁性特性値は十分満足とはいえない。

本発明者等は、このような現状を鑑み、鋭意研究を続け
た結果、水溶液として使用可能な腐食抑制剤を磁性金属
粉末の安定化処理に用いることを試み、好結果を得て本
発明を完成させるに至った。

従来、腐食環境においかれた金属を保護するために腐食
抑制剤を腐食環境に添加するという簡単な方法が知られ
ている。金属防蝕技術便覧（日本学術振興会編、日刊工
業新聞社、１９７５年出版、Ｐ．５４６）によれば、腐
食抑制剤は、大別して無機系化合物と有機系化合物とに
分けられる。前者は、水中の溶存酸素の作用と相俟って
、金属表面で化学変化を起し、金属表面を不動態化する
とわれれ、後者は、金属表面になんらの変化を起すこと
なく吸着し、緻密な膜を形成し、金属表面を腐食性物質
と接触させないように保護する、といわれる。

本発明においては、上述の無機系化合物、すなわち亜硝
酸塩、ホウ酸、ホウ酸塩、ケイ酸塩、リン酸塩、モリブ
デン酸塩、タングステン酸塩、炭酸塩、重炭酸塩および
硝酸塩が使用される。また、リン酸塩の場合には、それ
とマグネシウム、カルシウムまたは亜鉛の塩とを組み合
せて使用するのが更に好適である。ほかに硫酸亜鉛や過
ホウ酸も使用したが、それらを用いた場合に得られる磁
性金属粉末の磁気特性値は、それほど優れたものではな
い。またクロム酸塩および重クロム酸塩は、よく知られ
た腐食抑制剤であるが、六価クロムの毒性を考慮し、使
用しなかった。

得られる金属磁性粉末の磁気特性値（保磁力Ｈｃ，最大
磁束密度σｍ，角形比σｒ／σｍ）から考えて、各処理
剤の使用量を、金属磁性粉末に対する重量％で表すと、
次のとうりである。亜硝酸ナトリウムの場合には、５〜
１０００％の広い範囲にわたり使用できるが、２５％以
下ではσｍ値が若干低下するし、１００％以上では使用
量が多すぎることを考えると、２５〜１００％の範囲が
好適といえる。

ホウ酸、ホウ酸ナトリウム、およびホウ酸アンモニウム
の場合には、おのおの５０〜５００％、５０〜１０００
％、および５０〜１０００％の範囲で好結果を与えるが
、実際には５０〜１００％で十分である。

ケイ酸ナトリウム（２号）は、５〜１０００％の範囲で
満足すべき結果を与えるが、１０〜１００％の範囲が好
適といえる。

メタリン酸ナトリウムの場合には、比較的使用量が少な
い。１１．５〜２３％の範囲で満足すべき結果を与える
。

モリブデン酸ナトリウムおよびタングステン酸ナトリウ
ムの場合には、これらの水への溶解度から考えて１０〜
１００％が実際的である。これらは酸化力が弱いためか
、得られた鉄粉の一部は乾燥時に燃焼した。空気吹き込
みを併用するなどの方策を講じることが必要と思われる
。

炭酸ナトリウムおよび重炭酸ナトリウムの場合には、１
０〜５００％の範囲にわたり使用することができるが、
実際には５０〜１００％で十分である。

硝酸ナトリウムの場合には、使用量を多くすると、得ら
れる金属磁性粉末のσｍ値に低下がみられる。従って１
０〜１００％が好適範囲である。メタリン酸ナトリウム
と酢酸マグネシウムの組み合せの場合には、前者を０．
８〜２４％、後者を１．６〜３２％の範囲で使用するこ
とができる。

しかし、一方が少量の場合には、得られた磁性金属粉末
が乾燥中に燃焼することがある（後述の表２中、試料番
号１１ｃと１１ｅの結果を参照）。したがって、前者を
３〜２４％、後者を３〜３２％の範囲で使用することが
望ましい。

メタリン酸ナトリウムと酢酸カルシウムの組み合せでは
、おのおの２．４〜２３０％および０．８〜９０％の範
囲で使用してさしつかえない。しかし、処理剤の量は少
なすぎると、得られた磁性金属粉末は空気中で燃焼する
場合（表２、１２ａおよび１２ｃ）があるし、多すぎる
と磁性金属粉末のσｍ値が低下する。好ましい使用量は
、メタリン酸ナトリウムが５〜１００％、酢酸カルシウ
ムが５〜５０％の範囲である。

一方、メタリン酸ナトリウムと酢酸亜鉛との組み合せに
おいては、おのおのを０．８〜１６％および１．６〜３
２％の範囲で使用することができる。使用量が少ない場
合に得られた磁性金属粉末が空気中で燃焼すること（表
２、１３ｃ）を考えると、メタリン酸ナトリウムを３〜
１６％、酢酸亜鉛を５〜３２％の範囲で使用することが
望ましい。

一方、処理液の温度は、得られる磁性金属粉末の磁気特
性値にきわめて大きな影響を及ぼす。６０℃以上の温度
で処理すると、得られる磁性金属粉末のσｍおよび特に
ＩＩｃ値は、その磁性金属粉末の針状性が全く失われて
いることがわかる。したがって、処理液の望ましい温度
範囲は５０℃以下、実際的には、１０〜５０℃の範囲が
好適といえる。

なお、本発明における強磁性金属粉末とは、鉄、鉄−コ
バルト、鉄−コバルト−ニッケル、鉄−コバルト−ニッ
ケル−クロム等の微細針状粉末のことである。

以下、実施例をあげて本発明を詳細に説明する。表１お
よび表２に処理剤と処理剤の量、処理液の温度、および
得られた磁性鉄粉の磁気特性値を示す。磁気特性値は、
振動型磁力計により１０Ｋ０ｅの磁場で測定した。実施
例１〜１３中、処理剤の濃度の違いは、試料番号のアル
ファベット文字により示した。尚、実施例１〜１０およ
び比較例１〜３を表１に示し、実施例１１〜１３を表２
に示す。

実施例１平均粒径０．８μｍ、軸比２０のゲーサイトを原料に用
いた。このゲーサイトを、鉄原子に対して０．８原子％
ケイ酸カリウムを含む水溶液に浸漬し、口過、乾燥を行
なうことにより、焼結防止処理を施した。処理ずみゲー
サイトを電気炉中、４５０℃で３０分間、水素気流下に
還元した。

電気炉内を２５℃に冷却した後、窒素気流下に還元鉄粉
を取り出し、鉄粉（０．３１ｇ）に対して、５〜１００
０ＷＴ％の亜硝酸ナトリウムを含む、２５℃に保たれた
水溶液（５０ｍｌ）に浸漬した。２時間静置した後、口
過、水洗、アセトンによる洗浄を行い、安定化された強
磁性鉄粉を得た。

実施例２亜硝酸ナトリウムの代りに、鉄粉に対して５０〜１００
０ＷＴ％のホウ酸を用いた以外は、実施例１と全く同様
の方法により安定化された磁性鉄粉を得た。

実施例３亜硝酸ナトリウムの代りに、鉄粉に対して５０〜１００
０ＷＴ％のホウ酸ナトリウムを用いた以外は、実施例１
と全く同様の方法により安定化された磁性鉄粉を得た。

実施例４亜硝酸ナトリウムの代りに、鉄粉に対して５０〜１００
０ＷＴ％のホウ酸アンモンを用いた以外は実施例１と全
く同様の方法により安定化された磁性鉄粉を得た。

実施例５亜硝酸ナトリウムの代りに、鉄粉に対して５〜１０００
ＷＴ％のケイ酸ナトリウム２号を用いた以外は、実施例
１と全く同様の方法により安定化された磁性鉄粉を得た
。

実施例６亜硝酸ナトリウムの代りに、鉄粉に対して２．３〜２３
０ＷＴ％のメタリン酸ナトリウムを用いた以外は、実施
例１と全く同様の方法により安定化された磁性鉄粉を得
た。

実施例７亜硝酸ナトリウムの代りに、鉄粉に対して１０〜１００
ＷＴ％のモリブデン酸アンモンを用いた以外は、実施例
１と全く同様の方法により安定化を試みた。処理剤が５
０ＷＴ％の場合のみ、安定化された鉄粉を得た。他の場
合には、乾燥時に鉄粉は燃焼した。

実施例８亜硝酸ナトリウムの代りに、鉄粉に対して１０〜１００
ＷＴ％のタングステン酸アンモンを用いた以外は、実施
例１と全く同様の方法により安定化された磁性鉄粉を得
た。

実施例９亜硝酸ナトリウムの代りに、鉄粉に対して１０〜５００
ＷＴ％の塩酸ナトリウムを用いた以外は、実施例１と全
く同様の方法により安定化された磁性鉄粉を得た。

実施例１０亜硝酸ナトリウムの代りに、鉄粉に対して１０〜５００
ＷＴ％の重炭酸ナトリウムを用いた以外は、実施例１と
全く同様の方法により安定化された磁性鉄粉を得た。

比較例１実施例１と同様の方法により、ゲーサイトを還元して得
た鉄粉（０．３１ｇ）を、２５℃に保たれた蒸留水（５
０ｍｌ）に浸漬した。２時間静置した後、口過、水洗を
行い、減圧下に乾燥して磁性鉄粉を得た。

比較例２鉄粉に対して、５０ＷＴ％の亜硫酸ナトリウムを含む水
溶液の温度を、２５℃から６０℃に変えた以外は実施例
１と全く同様の方法で磁性鉄粉を得た。

比較例３鉄粉に対して、５０ＷＴ％の亜硝酸ナトリウムを含む水
溶液の温度を、２５℃から８０℃に変えた以外は実施例
１と全く同様の方法で磁性鉄粉を得た。

実施例１１平均粒径０．８μｍ、軸比２０のゲーサイトを原料に用
いた。このゲーサイトを、鉄原子に対して０．８原子％
のゲイ酸カリウムを含む水溶液に浸漬し、口過、乾燥を
行うことにより、焼結防止処理を施した。処理ずみゲー
サイトを電気炉中、４５０℃で３０分間、水素気流下に
還元した。

電気炉内を２５℃に冷却した後、窒素気流下に還元鉄粉
を取り出し、鉄粉（０．３１ｇ）に対して０．７９〜２
３．８％のメタリン酸ナトリウムと１．５９〜３２．４
％の酢酸マグネシウムとを含む、２５℃に保たれた水溶
液（５０ｍｌ）に浸漬した。２時間静置した後、口過、
水洗、アセトンによる洗浄を行い、減圧下に乾燥して安
定化された磁性鉄粉を得た。

実施例１２鉄粉（０．３１ｇ）に対して２．３８〜２３０％のメタ
リン酸ナトリウムと０．８１〜８９．８％の酢酸カルシ
ウムを含む水溶液（５０ｍｌ）を用いた以外は、実施例
１１と全く同様の方法により安定化された磁性鉄粉を得
た。

実施例１３鉄粉（０．３１ｇ）に対して０．７９〜３１．８％のメ
タリン酸ナトリウムと１．５９〜３１．８％の酢酸亜鉛
を含む水溶液（５０ｍｌ）を用いた以外は、実施例１１
と全く同様の方法により安定化された磁性鉄粉を得た■

Claims

【特許請求の範囲】

１．針状性水酸化酸化鉄または酸化第二鉄を主成分とす
る原料を、還元性ガスにより還元して得た磁性金属粉末
を腐蝕抑制剤の水溶液に浸漬することを特徴とする安定
な強磁性金属粉末の製造方法。
２．腐蝕抑制剤が、亜硝酸塩、ホウ酸、ホウ酸塩、ケイ
酸塩、リン酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、
炭酸塩、重炭酸塩、または硝酸塩である特許請求の範囲
第１項記載の方法。
３．腐蝕抑制剤の使用量が、磁性金属粉末に対して５〜
１０００重量％の範囲である特許請求の範囲第１または
２項記載の方法。
４．腐蝕抑制剤が、リン酸塩とマグネシウム、カルシウ
ムまたは亜鉛の塩との組合せである特許請求の範囲第１
項記載の方法。
５．腐蝕抑制剤の使用量が、磁性金属粉末に対して０．
８〜２３０重量％の範囲である特許請求の範囲第４項記
載の方法。
６．腐蝕抑制剤の水溶液の温度を、１０〜５０℃に保つ
ことを特徴とする特許請求の範囲第１、２、３、４また
は５項記載の方法。