JPS6173303A - 強磁性針状磁性鉄粉の製造法 - Google Patents

強磁性針状磁性鉄粉の製造法

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JPS6173303A
JPS6173303A JP59193988A JP19398884A JPS6173303A JP S6173303 A JPS6173303 A JP S6173303A JP 59193988 A JP59193988 A JP 59193988A JP 19398884 A JP19398884 A JP 19398884A JP S6173303 A JPS6173303 A JP S6173303A
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JP
Japan
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powder
iron powder
magnetic iron
acicular magnetic
magnetic
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JP59193988A
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English (en)
Inventor
Toshinori Ishibashi
石橋 俊則
Kiyotake Morita
森田 潔武
Hiroshi Kato
寛 加藤
Masato Suzuki
進木 正人
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気テープ等の高密度記録媒体として利用され
る強磁性金属粉末の製造法に関する。
〔従来の技術〕
強磁性金属鉄粉は、その高い抗磁力()(c 1000
0e以上)及び高い磁化量(0510100e/9以上
)の特性を生かして磁気テープ等における記録密度の高
密度化の技術動向に呼応して需要が拡大している。いわ
ゆるメタルテープがそれである。
メタルテープ用強磁性金属鉄粉は、性能及びコストの優
位性から、前駆体の針状酸化鉄粉もしくは針状含水酸化
鉄粉をN2等で加熱還元せしめる方法で製造されている
メタルテープは従来の液化物系磁性材料を用いたいわゆ
るオキサイドテープ()(c300〜8000e)より
もHcが高くこれを使用するためには専用のヘッドが必
要である。しかして強磁性金属鉄粉のHcを酸化物針状
磁性粉なみに低下せしめえたら高σ5の特徴を生かして
オキサイドテープの性能の改良が期待できる。
Hcを下げる技術として強磁性金属鉄粉をアンモニアで
窒化しFe、Nとする方法が知られているがFe4Nは
酸化安定性が悪く実用化されていない。
また強磁性金属鉄粉の針状比を5以下にして番Hcを下
げることも公知であるが、この場合は配向性、充てん性
が著しく悪化するためやはり実用化されていない。
これに対し強磁性金属鉄粉をNi等で合金化する方法は
原理的に優れており、期待される方法であるが200〜
5000eという太幅なHcの低下のためには、前駆体
の針状酸化鉄もしくは含水酸化鉄の合成段階及び/又は
被着段階で合金成分であるNi等を多量に添加する必要
がある。この場合得られる強磁性金属鉄粉は組成的な不
均一性、分散性、配向性の悪化等によりこれを磁性塗料
としフィルムに塗布して磁気テープとするような磁気記
録材料として使用することが困難であるという問題があ
った。
Hcを4000e低下させるためには、強磁性金属鉄粉
中のFe 100原子あたりNiの合金成分を40原子
相当導入せねばならない。
しかるに前駆体である針状酸化鉄もしくは含水酸化鉄の
結晶合成段階でNiやCu等の合金化成分なドープする
方法は、まずα−FeoOH等の含水酸化鉄については
Fe′100原子に対し高々10出発原料とした強磁性
金属鉄粉は分散性、充てん性等が悪く実用に耐えない。
又、酸化鉄については、フェライトの沈でん形式方法を
利用すれば原理的にFe 100原子あたり50原子の
成分を導入できるが得られたフェライトは立方体状とな
るため針状形が必要であるメタルテープ用の強磁性金属
鉄粉の原料には使えない。
以上の通り前駆体の沈でん形成時にNiやCu等をドー
プする方法ではドープ可能量が小さいため太幅なHcの
低下手段としては使えない。一方被着段階でNiやCu
を添加する方法は特開昭58−42704、特願昭57
−127469等に開示された方法が公知である。この
場合、例えば従来の被着方法を使って酸化鉄もしくは含
水酸化鉄の表面にNiとSiと被着させると、比較例■
に示すようにNiの被着がFe 100原子あたり40
原子相当の多量被着であると被着成分の偏析や酸化鉄も
しくは含水酸化鉄の数本を包含した被着等が起こり、か
かる状態の被着前駆体を加熱・還元させて得た強磁性金
属鉄粉は配向性・充てん性が悪く、また磁気的な分布も
大きくメタルテープとして使用出来ない。かかる問題を
生起せしめない被着量の上限はFe 100原子あたり
高々10原子にすぎずHcの低下手段としては不満足で
ある。
本発明の目的は分散性・充てん性等の特性を悪化させず
に強磁性金属鉄粉をNi等で合金化しHcな下げる方法
を提供することにある。
〔本発明の開示〕
即ち、本発明は、F e3o、 、r −F e203
またはFe3O4と1−Fe、O,との中間組成で(F
eO)x・Fe2O,(0<X<1)で表わされる針状
磁性酸化鉄粉末の表面にFeとN【から成る複合酸化物
をエピタキシャル成長させる第一の工程と、エピタキシ
ャル成長させた針状磁性酸化鉄粉末にシリカ、アルミナ
等の焼結防止成分を被着する第二の工程と、第二の工程
で得た針状磁性酸化鉄粉末を加熱還元してNiを合金成
分として含む針状磁性鉄粉とする第三の工程からなる強
磁性針状磁性鉄粉の製造法、である。
ここで第一の工程におけるエピタキシャル成長とはFe
50.、r−Fe203またはFe3O4と1−F e
30゜との中間組成で(FeO)x−Fe、03(0〈
Xく1)で表わされるスピネル型結晶の表面に、同じス
ピネル型結晶のNiフェライト等を成長させる方法で、
たとえば「粉体および粉末冶金」第27巻第1号P1に
はCOフェライトのエピタキシャル生成方法が開示され
ている。
具体的にはγ−F e203の種結晶の存在下第1鉄塩
及び他の金属塩を溶解させ次いでN aOHなどのアル
カリを添加させて上記鉄及び他の金属の水酸化物を共沈
させ次いで適当な温度及び時間熟成させることで行われ
る。共沈の際のpH1温度、熟成のための温度、時間或
は、種結晶及び金属塩などの濃度についてそれぞれ組み
合せによって広い範囲の条件が選択でき、所望のエピタ
キシャル成長を行わせる条件について得られる結晶微粒
子の形状等を観察しながら最適の条件を定める必要があ
るが、上記文献に示された方法でCoのかわりにNiを
使用することでNiフェライトのエピタキシャル成長を
行うことが可能である。漕吻吻鴫シリカやアルミナ等の
耐熱成分の被着は第一の工程の後で行なうことが望まし
く、エピタキシャル成長と耐熱成分の被着を同時に行な
うと、本発明の様に逐次性なった場合にくらべて得られ
た強磁性金属鉄粉のテープ特性が劣る。但し、同時に行
なう方法で得たテープ特性が劣る強磁性金属鉄粉でも実
用上問題はない。
耐熱成分の被着を省略すると、強磁性金属鉄粉が焼結す
る。
以下実施例及び比較例で本発明を具体的に説明する。
実施例1 原子比でNi2+//Fe2+が0.5 になるように
硫酸ニッケル及び硫酸第一鉄の水溶液を作り、該水溶液
に長軸的0.3μm、比表面積33 trj/Qのγ−
FC203粉末を分散させた。
次に、この懸濁液中にNaOH水溶液を中和当量の1.
2倍相当加えNi2+とFe2+の水酸化物を共沈させ
たのち、かくはんしながら80℃まで昇温し3時間維持
した。80°C3時間維持後懸濁液を30℃に冷却後3
号水ガラスを懸濁液に添加し硝酸でpHを8に調整した
後硝酸カルシウムな仕込みr−Fe203100重量部
あたり0.3重量部添加して濾過・水洗・乾燥しNi、
Fe、Si、Caを被着したγ−Fe203粉末を得た
該被着粉の一部をサンプリングして観察するとFig電
子顕微鏡で観察すると長軸的0.4μmで粒子−木一本
が独立しており、エピタキシャル成長の際にr −F 
e20.粉末の表面以外の所への偏析も見られない良好
な性状の粉末であることが認められた。
上記被着粉をH2気流計420℃で還元しN i /F
 e=38/100の原子比からなる強磁性金属鉄粉な
得た。
得られた強磁性金属鉄粉はHc67nOe、σ5115
emu/9  比表面積25m/りで電子顕微鏡で観察
すルト粒子間焼結が無く、エピタキシャル生長サセた1
 −F e203の良好な形態が引き継がれたものであ
ることが認められた。
比較例1 比表面積32m7り長軸的0.4ttのα−FeOOH
をNaOHでpHを10に調整した水溶液中に分散8た
。次にこの懸濁液中に3号水ガラスを浮がし、引き続い
て硫酸−ニッケル水溶液とN aOHを懸濁液のpHを
9に保ちながら添加し添加終了から2時間維持した後硝
酸カルシウムを添加し、ひき続いて濾過、水洗、乾燥し
てNi 、Fe 、Si 、Caを被着したα−FeO
OH粉末を得た。  ・該被着粉の一部をサンプリング
して観察するとFe 100重量部に対してNi37.
Si1.1.Can、01重量部からなる組成の比表面
積68靜/gの粉末である。
又、電子顕微鏡で観察すると粒径約30nmで恐ら(N
i(OH)2から成ると思われる沈でん物がα−F e
oOHの3〜4本を包含する様に被着されており、かつ
α−FeOOHの表面以外にも偏析が認められた。
上記被着粉をH2気流中420℃で還元しNi/Fe二
37/100の原子比からなる強磁性金属鉄粉を得た。
得られた強磁性金属鉄粉はl−1c 7400e、σ、
115emu/9  比表面積29m7りで電子顕微鏡
で観察すると還元前段階の粒子性状を引き継いだ粒子3
〜4本が包含された強磁性金属鉄粉であり、更に詳細に
観察すると包含された粒子間では結晶自体が合体してお
り分散性・配向性を損なうことが容易に推定出来るもの
であった。
比較例2 実施例1と同様に原子比でN i 2+/’Fe 2+
が0.5になるように硫酸ニッケル及び硫酸第一鉄の水
溶液を作り、実施例1で使用したのと同じγ−Fe20
3粉末を分散させた。
次に、この懸濁液中にN aOH水溶液を、中和当量の
1.2倍相当加え、引き続いて3号水ガラスを加えた後
80℃に昇温し3時間維持した。
この後、懸濁液を30°Cに冷却し硝酸でpHな8に調
整した後硝酸カルシウムを仕込みγ−Fe20゜100
重量部あたり0.3重量部添加して濾過・水洗・乾燥し
、Ni、Si、Ca各h F e 100重量部あたり
38 、1.(’l、(’)、08 i帯部からなる組
成のr−Fe203粉末を得た。
該被着粉をH2気流中420°Cで還元しNi/Fe=
38/1oOの原子比からなる強磁性金属鉄粉を得た。
得られた強磁性金属鉄粉はHc7000e、σ5115
emu/9.比表面積27m7りであった。
実施例2 実施例1で得た強磁性金属鉄粉50りを熱可塑性ポリウ
レタン樹脂25%のメチルエチルケトン溶液21、メチ
ルエチルケトン75り、平滑化助剤としてシリコン系添
加剤0.12の各々とともにステンレス製容器に入れ、
アルミナ製ボールミルを用いてベイントコ/デイショナ
ーで8時間分散処理して分散物を得た後、上記熱可塑性
ボリウレビ タン樹脂25%のメチルエチルケトン溶i 20’! 
徹追加して1時間分散処理を追加した」、更にメチルエ
チルケトンで希釈して粘度を調整し磁性塗料を得た。こ
の磁性塗料を12μ厚さの強化ポリエチレンテレフタレ
ートフィルムに乾燥膜厚が約4μになる様に塗布し、磁
界を印加して磁性粒子の配向な行なった後、熱風乾燥を
行ない、カレンダーロールによる平滑化を行なった後、
評価用の磁気テープを得た。磁気テープの磁気特性は撮
動型磁気測定装置を用いて最大磁界(より正確には磁末
密度)・10K Gatseで測定し次の表1に示づに
優れた特性が得られた。又、テープの電磁変換特性は高
品質オキサイドテープであるS ON Y製UCXを比
較テープとしDENON−n 3 ]、 Rを用いて測
定した。
(尚感度及び出力は十値が、又ノイズは一値がそれぞれ
比較テープに対する高性能を意味する。)比較例3,4 各々比較例1.2の強磁性金属鉄粉を使用する以外は、
実施例2と同様な方法で磁気テープを作り、特性を測定
し次の表2の値が得られた。特に比較例1の強磁性金属
鉄粉の特性は著しく悪いことが認められる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Fe_3O_4、γ−Fe_2O_3またはFe
    _3O_4とγ−Fe_3O_4との中間組成で(Fe
    O)_x・Fe_2O_3(O<X<1)で表わされる
    針状磁性酸化鉄粉末の表面にFeとNiから成る複合酸
    化物をエピタキシャル成長させる第一の工程と、エピタ
    キシャル成長させた針状磁性酸化鉄粉末にシリカ、アル
    ミナ等の焼結防止成分を被着する第二の工程と、第二の
    工程で得た針状磁性酸化鉄粉末を加熱還元してNiを合
    金成分として含む針状磁性鉄粉とする第三の工程から成
    る強磁性針状磁性鉄粉の製造法。
JP59193988A 1984-09-18 1984-09-18 強磁性針状磁性鉄粉の製造法 Pending JPS6173303A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03290905A (ja) * 1990-04-06 1991-12-20 Kao Corp 金属磁性粉末の製造方法
US6827757B2 (en) 2001-11-30 2004-12-07 Jfe Steel Corporation Magnetite-iron based composite powder, magnetite-iron based powder mixture, method for producing the same, method for remedying polluted soil, water or gases and electromagnetic wave absorber

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