JPS6126708A - 磁性金属粉末の製造方法 - Google Patents

磁性金属粉末の製造方法

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JPS6126708A
JPS6126708A JP59144475A JP14447584A JPS6126708A JP S6126708 A JPS6126708 A JP S6126708A JP 59144475 A JP59144475 A JP 59144475A JP 14447584 A JP14447584 A JP 14447584A JP S6126708 A JPS6126708 A JP S6126708A
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JP
Japan
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goethite
soln
salt
aqueous solution
feooh
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Pending
Application number
JP59144475A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Goto
後藤 武司
Tomiyoshi Kubo
久保 富義
Yoshiichi Inoue
井上 芳一
Shinya Ando
信也 安藤
Masao Imamura
今村 政雄
Tsukasa Shibata
柴田 司
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.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気テープ及び磁気ディスク)どの磁気記録
媒体の原料の磁性粉末で、特に高密度磁気記録用に最適
と言われている高い保磁力と飽和磁束密度を有する強磁
性鉄粉の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に磁気記録体の原料粉(記録素子)としては、r−
Pe103 あるいは’FeBO4が使用されているが
、金属鉄を主成分とする磁性鉄粉と比較して、磁気特性
に劣シ記録密度の向上あるいはノイズ特性など感度の向
上には限界があシ、特に次世代のビデオ・テープ・レコ
ーダーと言われている8a+VTR用の磁気テープには
、メタル・テープが不可欠であることは周知である。
メタル・テープの原料の磁性鉄粉は、α−オキシ水酸化
鉄(ゲータイト、以下、α−FeOOHと記す)あるい
はα−へマタイト(以下、α−Fe20Bと記す)など
の針状粉末を水素ガスにて乾式還元によシ製造するのが
一般的な方法である。
この時、出発原料であるα−FeOOHは第1鉄塩水溶
液と苛性ソーダなどのアルカリ水溶液とを窒素ガスなど
の不活性ガス中で強力に攪拌・混合して、水酸化第1鉄
の沈殿物を生成させ、引き続き空気などの酸化性ガスを
吹き込むことによシ製造される。
磁性鉄粉の生成には更にα−Fe00Hを脱水・焼成し
てα−Fe20B  とし、最後に水素ガスで加熱還元
して得られる。この金属鉄の形状は針状晶で、特に長軸
方向の収縮は避けられないが、出発原料のα−FeOO
Hの形状を保持したもので、針状晶が崩れていないこと
、かつ、粒子間の焼結が発生していない仁とが、磁気特
性、塗布オープ化における分散・配向性及びテープの前
面平滑性を良好な状態にするためには必須な条件である
。従って、脱水・焼成及び水素還元には精度の高い条件
制御が必要であるが、脱水に先立って、α−FeOOH
粒子の表面にケイ素化合物、アルミニウム化合物あるい
はクロム化合物などを被着させ、脱水・焼成の段階でS
in、 、 A4. o、あるいはCir、 OB な
どの比較的高温度の融点を有する強固ガ酸化物に変化さ
せて熱処理工程における粒子間の焼結や形崩れを防止す
る対策が取られていることは周知である。
すなわち、α−p’eoOH合成以降、種々の対策で針
状晶を保持しつつ鉄粉を生成させることが配慮されてい
るため、最終製品である鉄粉の磁気特性の大半は出発原
料のα−FeOOHで決定されると言っても過言ではな
い。
従って、出発原料のα−pe6oaの粒度及び粒度分布
を正確に制御することが所定の磁気特性を有する鉄粉を
得るために是非必要であるが、更に分枝状の粒子は、そ
の後の熱処理工程で焼結や形崩れに大いに影響するため
、α−FeOOHの形状も枝分れがなく、粒度の揃った
、しかも熱処理での収縮を考慮し、所定の寸法の鉄粉を
得るため、α−FeOOHの適正な寸法を得るために種
々の検討がされてきた。
一般にα−Felon合成は、pH11以上の高アルカ
リ域において、空気による酸化反応で行うと針状で比較
的に粒子の凝集が少ないことが知られているが、更に、
特開昭58−52028号公報に見られるように、空気
を間けつ的に導入したシ、特開昭57−77055号公
報のように、酸化反応を高速(前半)及び低速(後半の
反応)の二段に分ける反応方式でα−FeOOHの粒径
を制御する方法と、特開昭57L5802号公報及び特
開昭59−41453号公報のようにFe (OH) 
!  とN1及びアルカリ土類金属を共存させ、酸化反
応でN1化合物及びアルカリ土類金属化合物を共沈させ
てα−FeOOH粒子の内、あるいは粒子の表面に捕捉
させたシ、更に後者ではN1の外にOr、 Siの化合
物を共沈させたりしてα−FeOOHの形状寸法を制御
する方式など検討されてきたが、その効果は一応認めら
れるが、十分達成されたとは言い難いものである。つま
シ、ニッケルなどの元素を添加した場合、晶析したα−
FeOOHの粒径は比較的揃い、枝分れも少ないが、こ
の目的が達成されるためKは、添加量を相当多くする必
要があるため、α−Fe00Hに捕捉されなかった遊離
の水酸化ニッケルが混在する。この遊離粒のため熱処理
工程で焼結が起ったシ、あるいは塗料〜塗膜化において
分散及び配向性を阻害し、α−FeOOH粒子そのもの
は初期の目的とする形状に近いものであるにもかかわら
ず、テープの磁気特性が意外と低値となることがある。
更に、α−FeOOHの形状均一化に効果ある添加元素
としてSlが有効である。
水ガラスなどのケイ素化合物を予め反応液に配合した場
合、酸化反応によるα−FeOOH合成時の液の粘匿が
低く、攪拌・混合の効率が高く、従って反応系内の液温
及び液中の溶解成分の濃度とか、晶析したα−FeOO
’Hの核の分布など反応要因が系内均一になっているた
め、生成し九〇−FeOOEの粒子径は一段と均一化さ
れる。しかし、添加量が必要以上に多い場合には、脱水
・焼成における単一結晶の成長が著しく押えられ、従っ
て脱水孔の拡散が進まず、また水素還元でも粒子の表面
近くに混在する5101粒子のため、還元反応が抑制さ
れ、最終的に得られた鉄粉性、飽和磁束密度が著しく低
値なものとなる。しかし、81の添加量が必要以上に少
ない場合には熱処理工程での結晶成長が激しく、形骸粒
子全体の形崩れまで進み、保磁力の低下が起こるため、
Siの適正添加量は厳しく制限されるものである。
〔発明の目的〕
本発明の目的位、分校がなく、かつ粒度の揃った針状晶
のα−FeOOHを提供することにある。
〔発明の構成〕
本発明は、第1鉄塩水溶液をアルカリ水溶液で中和して
得られた水酸化物を酸化性ガスと接触ささせて酸化する
ことにより針状ゲータイト粒子(α−FeOOH)を生
成させ脱水還元処理を行い磁性金属粉末を製造する方法
において、 (1)  鉄に対して1〜10重量−のニッケル塩及び
[11〜[L4重量−のケイ素の水可溶性塩を第1鉄塩
水溶液に溶解させ、該第1鉄塩水溶液をアルカリ水溶液
でアルカリ当量比(20H−/ye” )5〜9で中和
し、鉄及びニッケルの水酸化物を生成させ、 (2)反応温度30〜60℃で連続的に2〜4時間で酸
化反応を7終させてゲータイトを生成させる第1工程、 (3)  次に、pH11以上の高アルカリ領域におい
て80℃以上で水熱処理することにより遊離水酸化ニッ
ケル粒を溶解し、ゲータイトの表面に強固に再析出させ
てゲータイトを生成させる第2工程、 を経ることを特徴とする磁性金属粉末の製造方法にある
本発明で使用させる第1鉄塩としては、塩化第1鉄、硫
酸第1鉄、硝酸第1鉄などをあげることができる。
アルカリとしては苛性ソーダ、苛性カリなどをあけるこ
とができる。
酸化性ガスとしては空気または10%vo1以上の酸素
を含む空気と窒素ガスとの混合ガスをあげることができ
る。
ケイ素の水可溶性塩としてはケイ酸ソーダ、ケイ酸、ケ
イ酸カリなどをあげることができる。
ニッケル塩としては塩化ニッケル、硫酸ニッケル、硝酸
ニッケルなどをあげることができる。ニッケル塩の添加
量はFeに対して1〜10重量%、好ましくは5〜7M
量チである。
〔発明の効果〕
本発明による効果は、Ni及びSlの同時添加によシ比
較的短時間で粒径が比較的均一で枝分かれのないα−F
eOOH粒子が得られることにある。
更に、Ni塩の添加量はFeに対してN1換算で1〜1
0重量%、好ましくは5〜7重量%、水可溶性ケイ酸塩
の添加量はFeに対して81換算でα1〜14重量%と
し、また基本的反応条件としては、アルカリ当量比(2
oa−/re2+)を3〜9)反応液温度を30〜60
℃、また空気を連続的に供給する酸化反応時間を2〜4
時間に限定することによj5、Ni及びSlの添加効果
が一段と向上する。
更に本発明の特徴は、前述の遊離水酸化ニッケルのα−
FθOOH合成以降の各処理工程での弊害を防止するた
め、α−FeOO)1合成後にpH11以上の高アルカ
リ領域において80℃以上で5時間以上の水熱熟成処理
を施すことにより、遊離水酸化ニッケルの溶解・再析出
を行い、遊離水酸化ニッケル粒をα−’Fe00H粒子
の表面に強固に被着させ、α−FeOOH粒子そのもの
の有する特性が製品の鉄粉で引き出せることにある。
実施例1 電解鉄480tを塩酸水溶液(35%HCA 2.(H
ゆを純水24kgに混合)に溶解させ、Fe”十濃度2
0%のFe0L1水溶液24A’を作シ、これにN1”
+濃度20%のN1Ct、水溶液(Fe04と同様に純
水を使用)1.441を加え、更にNaOH水溶液(濃
度(1175t/d)24Atを加えアルカリ当量で理
論値の約6倍量(−o’l)とした。この間、窒素ガス
(N、)を5Nt/Mの流量で強力攪拌しながら30分
間導入した。窒素ガス導入に際して、ケイ酸ソーダ(5
183号、 5i−IA4vt%)を添加し、微細なF
e (OH) 、及びN1(OH)、粒子を含むスラリ
ー溶液中のケイ酸がFeに対してS1換算でα25重量
%になるように調整した。
更に懸濁液をN、ガスを導入しながら30分で40℃ま
で昇温し、次にN、ガスを空気に交換し5 Nt/Mの
流量で馬てい型の軟管ノズル(ノズル孔径:1φt(2
0個))よシ導入した。
空気導入開始よシ2時間30分で針状、黄色のゲータイ
ト(α−IFeOOH)が生成した。反応終了時のスラ
リーの粘度は159 c−pであった。この懸濁液のp
Hは1五5であった。
空気導入を停止し、液温を100℃に昇温し、強力な攪
拌のもとに20時間保持した後、濾過・水洗し、ろ液の
pH9,5まで低下させ水分70%を含むα−IFeO
OHのケーキを約25609回収した。
このケーキを純水481で懸濁しくスラリーのpHは約
10でh−>た)更にケイ酸ソーダ(Na、5i04の
濃度α5モル/ L ) 0. 7 /を強力攪拌のも
とに全量を添加し80℃に昇温した。攪拌機には特殊機
化工業製のホモミキサー(型式S型)を使用した。約5
時間保持の後、硝酸水溶液(115モル/l)を徐々に
添加し5時間でpH6まで低下させた。常温まで冷却後
、前述と同様の方法で濾過・水洗を行った。回収したα
−Felonケーキの組成は、Feに対してSi : 
L20 wtl、 Ni: 6.27vtチであった。
このケーキを70℃で24時間でE燥後、725℃で1
時間、大気中で脱水・焼成してヘマタイト(α−Fe、
03)とし、更にFetolをa5kgを分取し460
℃で水素還元し、鉄粉(α−Fe)525fを得た。水
素還元に使用した反応炉は内部にガス分散板を有する内
径130鬼のステンレス・レトルト内(流動層)で行っ
た。
生成し九α−Feは空気に触れさせることなくトルエン
に浸漬させ、一部を分取して通常の空気風乾にて乾燥さ
せ、東英製作所の振動試料型磁気測定器(V、8.M)
で磁気特性値及び比表面積をBFiT法(高滓製作所 
マイクロメリテックス−2200)で測定した結果を表
1に示す。
熱処理工程での焼結及び粒子の形崩れが防止され、保磁
力も高く優れた特性を示すものであった。
また、第1図は、810.被着前のα−Felonの電
子顕微鏡組織を示すが、枝分れも少なく、粒径も比較的
揃った針状晶であることがわかる。また・この(Z−F
eOOHの結晶のNνI’e−627vrm、BしIs
−(124wtlであっ丸比較例1 実施例1のα−FeOOH合成時のケイ酸塩の添加のみ
を省力し、その他の工程は全て実施例1と同一の条件で
処理したものである。反応には5時間を要し、終了時の
スラリーの粘度は618 c、pと高い。表1の磁気特
性でわかるようにHaも小さく、粒子の異常成長及び形
崩れが起っていることがうかがわれる。
第2図は6i02被着前のα−FeOOHを示すが、粒
子径のバラツキが目立つものであった。このα−FeO
OHの結晶のBi/F@(α018wt*、Ni/Fe
−&14wt%であツ島比較例2 実施例1のα−FeOOH合成時のケイ酸塩の添加量の
約2倍量投入した。またα−FeOOH合成時のアルカ
リ当量比(20H−/Fe” +)を五5に低下、また
α−FeOOH合成に要した時間は約5時間であった。
更に実施例1と同様の方法でα−Feにし、表1及び第
3図に示すように針状性が崩れ、板状あるいは八面体の
粒子も混存するもので、磁気特性も著しく低値であった
。このα−FeOOHの結晶のSt/Ire−0.45
wt1. Ni/FIe−&05wt%であった。
比較例3 実施例1の810.被着前の100℃x 20 hrの
特性値は表1に示すように実施例1と大きな違いはない
が、実際、生成した鉄粉を塗料化し、ポリエステル・シ
ート(東し製、厚み;14μm)の上に塗布し、外部磁
場によシ配向させ、乾燥後の塗膜の特性を測定した表2
の結果よシ判断すると分散・配向性の点で実施例と大き
な相違が認められる。つtb、角型比及び充填性が悪く
、残留磁束密度で大きな差が生じた。
【図面の簡単な説明】
第1図す実施例1で得らJまたE :L 024A着前
Cσ−向)OCIBiの結晶を示t−電r顕微鏡でり′
直(倍率30.000倍)である。 第2図は比較例1で得られノC,S ]、02被着前の
α−FeOOHの結晶を示−1電子顕微鏡写真(倍率3
へ00n、倍)である。 第5図(」、比較例2で得られ/れE3102被着前の
Q−FoooHの結晶を示−J′電子顕微鐘写真(倍率
30.000倍)である。 第4図は比較例5で得られ71C8:1.02’$、m
前の(Z−F’ 000Hの結晶を・示J′電子顕微鏡
写真(倍率5へ000倍)(rある。 特許出願人 東洋四達工業株式会社 第1図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 第1鉄塩水溶液をアルカリ水溶液で中和して得られた水
    酸化物を酸化性ガスと接触させて酸化することにより、
    針状ゲータイト粒子を生成させ脱水還元処理を行い磁性
    金属粉末を製造する方法において、 1)鉄に対して1〜10重量%のニッケル塩及び0.1
    〜0.4重量%のケイ素の水可溶性塩を第1鉄塩水溶液
    に溶解させ、該第1鉄 塩水溶液をアルカリ水溶液でアルカリ当量 比(20H^−/Fe^2^+)3〜9で中和し、鉄及
    びニッケルの水酸化物を生成させ、 (2)反応温度30〜60℃で連続的に2〜4時間で酸
    化反応を終了させてゲータイトを 生成させる第1工程、 (3)次に、pH11以上の高アルカリ領域において、
    80℃以上で水熱処理することに より、遊離水酸化ニッケル粒を溶解し、ゲ ータイトの表面に強固に再析出させてゲー タイトを生成させる第2工程、 を経ることを特徴とする磁性金属粉末の製造方法。
JP59144475A 1984-07-13 1984-07-13 磁性金属粉末の製造方法 Pending JPS6126708A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107282938A (zh) * 2017-07-12 2017-10-24 河南科技大学 一种稀土掺杂钨粉及其制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58126905A (ja) * 1982-01-22 1983-07-28 Toyo Soda Mfg Co Ltd 鉄又は鉄を主成分とする磁性金属粉末の製造方法
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