JPS597321B2 - 発火金属粉末を安定化する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリマーを形成する化合物にて金属粉末を処理
することに依り発火金属粉末を安定化する方法に係る。

強磁性金属粉末は磁気記録担体として重要性を増大して
来ている。

その磁気的性質に於て優れているこれ等物質の歇点はそ
の発火性質に存する。発火作用の原因としては、一方に
於ては５０乃至２０００Λの粒子大を有する金属粉末の
極めて著しい微粒性及びこれより生ずる大きい自由表面
が認められる。他方に於ては格子歪も原因として語られ
る（Ｈｏｌｌｅｍａｎｎ−Ｗｉｂｅｒｇ、、Ｌｅｈｒｂ
ｕｃｈｄｅｒ・ａｎｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎＣｈｅｍｉ
ｅ）１９６４年第３９８頁参照）。勿論金属粉末の発火
性質を熱処理に依り除去することはできる。然し乍ら熱
処理に際し、微粒状金属粉末に於ては、特に針状粒子よ
りの金属粉末に於ては、凝結操作に依り粒子大が著しく
高められる。然し乍ら強磁性金属粉末に於ける保磁力は
１００乃至５００λの粒子大に於て極大に達し、且つこ
の範囲外に於ては著しく低下するから、良好な磁気的性
質を達成するためには、粒子大をこの範囲に維持しなけ
ればならない。従て熱処理は金属粉末の発火性質を除去
するためには適しない。次に金属粒子を制御された酸化
に依り酸化物層にて被覆するようにして、発火金属粉末
を安定化することも公知である。

このことは、最初少量の酸素を含有し且つその酸素濃度
が反応の進行中に徐々に高められる不活性瓦斯を導くこ
とに依り行われることができる（独乙国特許公開公報第
２０２８５３６号参照）。比較的薄い酸化物層を生成す
る他の可能性は、発火金属粉末を少量の酸素を溶解含有
している溶剤中に浸漬することである。溶剤の蒸発後試
料はもはや発火性ではない。然し乍らこれ等方法は、再
現性を得ることが困難であると言う欽点を有する。更に
粒子の部分的酸化に依り金属粉末の有効磁気成分が減少
され、従て金属粉末の磁気的性質例えば飽和磁化及び残
留磁化はマイナスの影響を受ける。従て発火鉄粉末をテ
トラエチレングリコールジメチルアクリラートのベンゾ
ール溶液中に添加し、ベンゾールを蒸発せしめ、続いて
加熱することに依り鉄粒子の表面上に鉄粒子を酸化に対
して保護するポリマー層を生成せしめるようにして、発
火鉄粉末を安定化することが既に試みられた（Ｍ．ＲＯ
ｂｂｉｎｓ，．Ｊ．Ｈ．Ｓｗｉｓｈｅｒ，．Ｈ．Ｍ．Ｇ
ｌａｄｓｔＯｎｅ及びＲ．Ｃ．ＳｈｅｒｗＯＯｄ，．Ｊ
．ＥｌｅｃｔｒＯｃｈｅｍ．ＳＯｃ．ｌｌ７、１３７、
１９７０参照）。

然し乍らこの方法もなお満足すべきものではない。然る
に、５０λ〜２０００λの粒子寸法の発火金属粉末に、
ポリマー層を形成する化合物としてアルキレンオキシド
を使用するときは、アルキレンオキシドにて前記金属粉
末を処理することにより、上記金属粉末上にポリマー層
を形成して、発火金属粉末が有利に安定化することが知
られた。

アルキレンオキシドに依る金属粉末の処理は液状相中に
於て行うことができる。然し乍ら処理は瓦斯状アルキレ
ンオキシドにて特に有利に行われる新規の方法に依り発
火金属粉末は、簡単な方法にて例えば発火金属粉末上に
或は中に瓦斯状アルキレンオキシドを導くこと或は通過
せしめることに依り安定化される。本発明方法は、強磁
性発火金属粉末例えば場合に依りコバルト又はニツケル
を含有する鉄粉末の処理のために特に適する。発火金属
粉末の製造は、公知の方法にて５００℃までの温度殊に
２５０乃至４００℃の温度に於て瓦斯状還元剤殊に水素
又は水素含有瓦斯を作用せしめることに依り所属の粉末
状酸化金属を還元することに依り行われるのが殊に適当
である。磁気録音のために特に適する針状強磁性の主と
して鉄を含有する金属ピグメントの製造のためには、場
合に依りなおコバルト叉はニツケルを含有する針状酸化
鉄例えばα−ＦｅＯＯＨ、γ−Ｆｅ２Ｏ３、Ｆｅ３Ｏ４
、α−Ｆｅ２Ｏ３を使用するのが殊に適当である。斯か
る金属粉末の製造は例えば独乙国特許公開公報第２４３
４０５８号及び同第２４３４０９６号（独乙国特許願Ｐ ２４３４Ｏ５８．７及び同Ｐ２４３４Ｏ９６．３）中に
記載されている。

アルキレンオキシドとしては、一般に炭素原子２乃至８
個を有するものが使用される。

エチレンオキシド又はプロピレンオキシドを使用するの
が殊に適当である。アルキレンオキシドを瓦斯状にて使
用するのが有利である。

アルキレンオキシドは不活性瓦斯例えば窒素又はアルゴ
ンにて稀釈されていることができ、又は稀釈されずに使
用されることができる。アルキレンオキシドに依る金属
粉末の処理は、２０乃至２５０℃殊に４０乃至１５０℃
の温度に於て行われるのが適当である。処理は一般に常
圧又は加圧に於て行われる。加圧を使用する場合、圧力
は一般に５気圧まで殊に１．５気圧までである。アルキ
レンオキシドに依る金属粉末の処理は、重合を助長する
触媒の不在に於て行われることができる。然し乍ら公知
の方法にて追加的に重合触媒を使用することが適当であ
ることもある。触媒としては殊にルイス酸又はルイス塩
基が使用される。瓦斯状触媒を使用するのが殊に適当で
ある。ルィス酸としては例えばＢＦ３が使用される。適
当なルイス塩基は例えばアンモニア、アミン例えばアル
キルアミン、ピリジンである。触媒は一般にアルキレン
オキシドに関し０．０１乃至１０重量％殊に０．１乃至
５重量％の量に於て使用される。然し乍らルイス塩基例
えばアミン及び特にアンモニアは前記の量よりも多量に
於て、例えばアルキレンオキシドに関し１００重量％ま
での量に於ても使用されることができる。この場合同様
に接触作用する附加生成物が形成されることがある。例
えばエチレンオキシド及びアンモニアを使用する場合に
は、濃度比に応じて同様に接触作用する附加生成物とし
てモノエタノールアミン、ジエタノールアミン又はトリ
エタノールアミン又はその混合物が得られる。アルキレ
ンオキシドの必要量は、処理さるべき金属粉末の密度及
び表面性質に及び粒子大に適合せしめられる。

当業者にとつては、個々の場合に必要量を探究すること
は僅かの試験に依り容易に可能である。必要なアルキレ
ンオキシド量は加圧下にて操作する場合には比較的僅少
である。然し乍らアルキレンオキシドに依る金属粉末の
処理が常圧に於て又は僅かの加圧に於て行われ得ること
は本方法の利点である。金属粉末の金属粒子上にポリマ
ー量を形成するために必要なアルキレンオキシド量に比
し過剰に於てアルキレンオキシドを使用するのが殊に適
当である。一般にアルキレンオキシドの量は金属粉末１
７につき０．５乃至６７殊に２乃至４７である。強磁性
金属粉末の金属粒子上にポリマー層を形成するための従
来公知の方法の欽点は、層厚がしばしば余りに高く、従
てこのために残留磁化及び飽和磁化に対する値が不都合
な影響を受けた点に存した。

これに反し本発明方法に依り、金属粒子上に於て比較的
薄いポリマー層が得られ、従て本発明方法に依り得られ
た強磁性金属粉末の残留磁化及び飽和磁化に対する値は
、未処理の強磁性発火金属粉末の相当する値とは実際上
達わない。本発明方法に依り得られた強磁性金属粉末の
更に他の利点は、これ等金属粉末が著しく分散性であり
且つ磁気録音のために使用される点に存する。これに反
し従来公知の方法に依り得られたポリマー被覆された金
属粒子を有する強磁性金属粉末に於ては、しばしばポリ
マー保護層と磁気録音担体の結合剤との不利な反応が起
り、このために分散性が著しく悪化される。本発明方法
の有利な実施形に於ては、発火金属粉末はその製造直後
アルキレンオキシドにて、殊に発火金属粉末が製造され
たと同一の装置例えば回転管炉又は流動反応器中にて処
理される。

発火金属粉末を同一装置中にて処理する場合には、発火
金属粉末をその安定化のための装置中に注ぎ移すこと、
及びこれに伴う金属粉末と空気一酸素との接触の特別の
危険が回避される。本発明方法に依り得られた金属ピグ
メントが湿潤雰囲気中に於ても充分に長い時間に亘つて
その安定性を保持することは驚くべきことであつた。

何となればアルキレンオキシド例えばエチレンオキシド
のポリマーは公知のように優れた水溶性を有するからで
ある。２５℃及び相対空気湿度６０％に於ける２４時間
後の（１）、並びに２５゜Ｃ及び水飽和雰囲気に於ける
２４時間後の（２）、安定化された生成物（０）の磁気
値がこのことを示す。

前記表中並びに後記の例中磁気値Ｈｃ，．Ｍｍ及びＭｒ
は、１６０ＫＡ／ｍの磁界強度に於て振動磁力計にて測
定された。

次の諸例に於て強磁性発火金属粉末の安定化の成果は、
磁気的性質の測定に依り判定された。試料を先づ窒素下
にて注ぎ移し且つ磁気的に測定した。その生成物の第２
の試料を、空気中にて２５℃及び比空気湿度６０％に於
て先づ細かく磨砕し、続いて多数回転しつつ２４時間２
５℃及び相対空気湿度６０％に於て空気にさらした。第
２の試料の次の磁気的測定に於て残留磁化は元の測定の
ものの９０％以上であつて、従て生成物は安定であつた
。例１ 針状α−ＦｅＯＯＨより水素にて還元することに依り製
造された針状の発火鉄ピグメント３７を、回転管炉中に
於て３０分間内に１２０℃に於てエチレンオキシド１０
ｙにて瓦斯処理した。

冷却後生成物を窒素下にて取り出し、且つ第１の試料に
於て次の磁気値が測定された：第２の試料を２５℃及び
相対空気湿度６０％に於て２４時間空気にさらした。

その後に次の磁気値が測定された：例１に於て製造され
た鉄ピグメント３７を、３０分間内に６０℃に於てエチ
レンオキシド１５ｙにて処理した。

窒素下にて取り出された試料の磁気値は下記の通りであ
つた：２４時間２５℃及び相対空気湿度６０％に於て空
気にさらされた試料に於て次の磁気値が測定された：例
３ 例１に於けるようにして製造された発火鉄ピグメント３
ｙを、３分間内で０．１気圧の弱い過圧下にて１００℃
に於てエチレンオキシド１０７及びアンモニア５ｙにて
処理した。

生成物はもはや発火性でなかつた。窒素下にて取り出さ
れた試料の磁気値は下記の通りであつた：２４時間２５
℃及び相対空気湿度６０％に於て空気にさらされた試料
に於て下記の磁気値が測定された：例４ 例１に於けるようにして製造された発火鉄ピグメント３
ｙを、３０分間内に４０℃に於て窒素１５ｔにて稀釈し
てエチレンオキシド６ｙ及び三弗化硼素０．１７にて処
理した。

生成物はもはや発火性でなかつた。窒素下にて取り出さ
れた試料の磁気値は下記の通りであつた：２４時間２５
℃及び相対空気湿度６０％に於て空気にさらされた試料
に於て、次の磁気値が測定された：例５ 例１に於けるようにして得られた発火鉄粉末３７を、約
４０℃に於て気化され且つ担体瓦斯としての窒素１５ｔ
と共に導入されたプロピレンオキシド２０ｙにて、３０
分間内に１２０℃に於て０．１気圧の弱い過圧下にて処
理した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ５０Å〜２０００Åの粒子寸法の発火金属粉末を、
   ポリマーを形成する化合物にて処理することにより、金
   属粒子上にポリマー層を形成して安定化する方法におい
   て、ポリマーを形成する化合物としてアルキレンオキシ
   ドを使用することを特徴とする発火金属粉末を安定化す
   る方法。 ２ 金属粉末の処理を瓦斯状アルキレンオキシドにて行
   うことを特徴とする特許請求の範囲１項記載の方法。 ３ 金属粉末の処理を瓦斯状触媒の存在に於てアルキレ
   ンオキシドにて行うことを特徴とする特許請求の範囲２
   項記載の方法。