JPS62219902A - 金属磁性粉末の製造方法 - Google Patents

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〕 この発明は各種磁気記録媒体の磁気記録素子としてを用
な金属磁性粉末の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に鉄を主体とした金属磁性粉末は、第一鉄塩水溶液
にアルカリ水溶液を加えて生成する水酸化第一鉄の沈澱
物を生成し、これを空気酸化するなどの方法で得られた
針状のα−オキシ水酸化鉄やこれを焼成した針状のγ−
Ｆｅ２Ｏ３あるいはＦｅ３Ｏ４を原料とし、これを加熱
還元して針状の金属鉄とすることにより製造されており
、酸化物系磁性粉末に比較して非常に高い保磁力を備え
ている。しかるに、このような高保磁力の金属磁性粉末
を用いた磁気記録媒体は消去特性および記録再生のポジ
ションなどの面から専用の記録再生機器が必要であるた
め、近年においては酸化物系磁性粉末を用いた磁気記録
媒体との互換性をもたらす消去特性およびポジションに
対応できるように、１．０００工ルステツド程度以下の
保磁力を備えた金属磁性粉末が要望されている。

ところで、鉄を主体とした金属磁性粉末はその粒子中に
ニッケル成分が存在すると保磁力の低下を招くことが知
られている。そこで上記要望に対処する有用な一手段と
してニッケル成分を上記金属磁性粉末に含有させて１，
０００工ルステツド程度以下の適度の保磁力とすること
が考えられる。

従来、金属磁性粉末にニッケル成分を含有させる代表的
方法としては、オキシ水酸化鉄または酸化鉄のアルカリ
性懸濁液にニッケル塩の水溶液を添加し、懸濁粒子の表
面に水酸化ニッケルを沈着させ、これを気相中で加熱還
元することにより、粉末粒子表面にニッケルまたはその
化合物からなる被覆層を有する金属磁性粉末を得る方法
が提案されている（特願昭５７−１４１３９９号）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記提案法によって保磁力が、１、００
０エルステツド以下の金属磁性粉末を得ようとする場合
、多量のニッケルを添加する必要があり、これにより針
状形状の崩壊を伴う軸比の低下ならびに角型（σｒ／σ
Ｓ）の大幅な低下を招くという問題点があった。

したがって、この発明は、上記問題点を解決し、少量の
ニッケルの添加により保磁力が低く良好な針状形状およ
び角型を有する金属磁性粉末を得る方法を提供すること
を目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕 この発明者らは、上記目的において鋭意検討を重ねた結
果、原料であるオキシ水酸化鉄または酸化鉄を主体とす
る粉末にニッケル成分を付着させるにあたり、ニッケル
塩と特定成分とを上記粉末の懸濁液中に存在させて加熱
する方法を採用することにより、上記ニッケル塩の使用
量を少なくしても最終的に得られる金属磁性粉末の保磁
力が非常に低くなり、かつ針状形状が損なわれず高軸比
で角型も良好となることを見い出し、この発明をなすに
至った。

すなわちこの発明は、オキシ水酸化鉄または酸化鉄を主
体とした粉末の懸濁液をニッケル塩と尿素の存在下で８
０℃以上に加熱して上記粉末の粒子表面にニッケル化合
物を付着させたのち、この粉末を気相中で加熱還元して
ニッケルを主体とした金属磁性粉末を得ることを特徴と
する金属磁性粉末の製造方法に係る。

〔発明の構成・作用〕

この発明方法の特徴点は、上述の如く、金属磁性粉末の
原料となるオキシ水酸化鉄または酸化鉄を主体とした粉
末にニッケル化合物を付着させるために、上記原料粉末
の懸濁液をニッケル塩と尿素の存在下で８０℃以上に加
熱することにある。

すなわち、ニッケル塩と尿素とは水′中において安定な
複合塩を形成しているが、この複合塩が８０℃以上の加
熱によって加水分解し、懸濁しているオキシ水酸化鉄ま
たは酸化鉄を主体としな粉末の粒子表面にニッケル化合
物が付着される。そしてこのニッケル化合物を付着した
原料粉末を常法に準じて気相中で加熱還元して得られる
金属磁性粉末は、ニッケルの含有量が少なくても低い保
磁力を有するものとなる。したがって、この発明方法に
よれば１．０００工ルステツド程度以下の低い保磁力を
備えてかつ高軸比で角型も良好な針状粒子からなる金属
磁性粉末が容易に得られる。

上述のようにこの発明方法によってニッケルの含有量が
少なくても低い保磁力の金属磁性粉末が得られる理由は
明確ではないが、オキシ水酸化鉄または酸化鉄を主体と
した粉末の粒子表面にニッケル化合物を被着させる場合
、既述提案法の如くニッケル塩にアルカリを作用させる
よりも、尿素の存在下での加水分解の方が形成されるニ
ッケル化合物の沈澱が均一になり、粒子表面に均質にニ
ッケル化合物が沈着する結果、最終的に得られる金属磁
性粉末の粒子内部にニッケルがより均一に分布する状態
になるためと推測される。

この発明において使用する上記ニッケル塩としてはこれ
と尿素とを含む水溶液を酸性とする硫酸ニッケル、硝酸
ニッケル、塩化ニッケルなどが好適であり、これらは既
述の如く水中において尿素との間で安定な複合塩を形成
する。

このようなニッケル塩と尿素との使用割合は、ニッケル
塩／尿素のモル比で０．５〜５程度とするのがよく、尿
素が多すぎるとニッケル化合物の沈澱化に使用されない
尿素が多くなり、効率が悪くなる。また尿素が少なすぎ
ると加熱によるニッケル化合物の原料粉末の粒子表面へ
の付着がうまく進まない。

またニッケル塩の使用量は、必要とする金属磁性粉末の
保磁力、軸比、角型などによって異なるが、磁気記録媒
体の消去特性などに好結果を与える１、　ｏ　ｏ　ｏエ
ルステッド程度以下の保磁力を有する金属磁性粉末を対
象とする場合、原料のオキシ水酸化鉄または酸化鉄を主
体とした粉末１００重量部に対して１０〜８０重量部程
度とするのがよい。

なお、ニッケル塩と尿素とを原料粉末の懸濁液中に存在
させる手段としては、通常ニッケル塩と尿素とを含む水
溶液中に原料粉末を添加して懸濁液とする方法が採用さ
れるが、原料粉末を水中に懸濁した液中にニッケル塩と
尿素とを添加混合しても差し支えない。

この発明では既述の如く原料粉末の懸濁液をニッケル塩
と尿素の存在下で８０℃以上に加熱することにより原料
粉末の粒子表面にニッケル化合物を付着させるが、この
加熱温度が８０℃より低（なると、加水分解がうまく起
こらず、ニッケル化合物の付着を定量的に行うことが困
難になるので好ましくない。なお、上記付着したニッケ
ル化合物は明確ではないが水酸化ニッケルないし酸化ニ
ッケルの形態であるものと推定される。

一方、原料粉末であるオキシ水酸化鉄または酸化鉄とし
ては、たとえば第一鉄塩水溶液とアルカリとから生成す
る水酸化第一鉄を空気酸化して得られるα−オキシ水酸
化鉄（α−ＦｅＯＯＨ）などの種々の方法で得られた針
状粒子からなるオキシ水酸化鉄、ならびにこれを焼成し
て得られる針状粒子からなるγ−Ｆｅ、Ｏ８またはＦｅ
：１０４あるいはこれらの中間的酸化物が挙げられる。

そしてこれらは軸比３〜１５、平均長軸径０．０５〜１
μｍ程度のものが好適である。

この発明では、上述のようにして得られたニッケル化合
物を付着した原料粉末を常法に準じて加熱還元すること
により、ニッケルを含有する鉄を主体とした金属磁性粉
末とする。

この場合、上記加熱還元の前に原料粉末の粒子表面にケ
イ酸被膜を形成する表面処理を施してもよい。すなわち
ケイ酸被膜は加熱還元に際して粉末粒子相互間の焼結を
防ぎ、原料粉末の針状形状を保つ機能を示し、最終的に
得られる金属磁性粉末の磁気特性に好結果を与える。こ
の処理手段としては、たとえばニッケル化合物を付着し
た原料粉末を水中に再分散させ、この懸濁液中に水溶性
ケイ酸塩を添加混合したのち、炭酸ガスを吹き込んで中
和する方法がある。なおケイ酸の付着量は金属鉄に対す
るケイ素原子換算重量が０．１〜１５重量％となるよう
にするのがよい。

またこの発明においては通常、上記加熱還元に先立って
３００〜１．０００℃程度で加熱処理することが推奨さ
れる。すなわち、この加熱処理によって原料粉末の粒子
表面に付着したニッケル化合物が完全な酸化物になると
共に、加熱還元時に鉄とニッケルとが合金化され易くな
る。

このような加熱処理後に行う上記加熱還元は、一般に水
素ガス中３００〜６００℃程度の温度とすればよい。そ
してこの加熱還元を経ることによって原料粉末はニッケ
ルを含む鉄を主体とした金属磁性粉末となる。

なお、このようにして得られる金属磁性粉末は、その酸
化安定性を向上させるために、トルエンなどの有機溶媒
中に分散させてこれに空気を吹き込むなどの方法によっ
て粒子表面に薄い酸化被膜を設けることが望ましい。

〔発明の効果〕

この発明の製造方法により得られるニッケルを含む鉄を
主体とした金属磁性粉末は、上記ニッケルの含有量が少
なくても低い保磁力を有し、かつ針状形状が損なわれず
高軸比で角型も良好なものとなる。したがって、この発
明によれば磁気記録媒体の消去特性や記録再生における
ポジション面より有用な１．ＯＱＯエルステッド程度以
下の磁気特性にすぐれる金属磁性粉末を容易に製造する
ことができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を比較例と対比して説明する。

実施例１ 硫酸ニッケル１．５０　ｇと尿素３．４２　ｇを水２０
０　ｍ　１２に溶解させ、これに平均長軸径０．５μｍ
、軸比１５のα−オキシ水酸化鉄１００ｇを加えて懸濁
させた。次いでこの懸濁液を９０℃で６時間加熱した。

そののち、懸濁物を充分水洗し、１゜０℃で乾燥し、さ
らに５００ｍｌの水中に懸濁させ、０．５モルのオルト
ケイ酸ナトリウム水溶液３５、５　ｍ　ｌを一時に加え
て１０分間攪拌したのち、炭酸ガスをＩＮ／分の割合で
液のｐＨが８以下となるまで吹き込んだ。次に懸濁物を
充分水洗し、１００℃で乾燥したのち、この乾燥物をマ
ツフル炉中で８００℃で加熱処理し、さらに導入量１２
／分の水素気流中で５００℃にて４時間の加熱還元処理
を行った。次に還元物をトルエン中に浸漬し、攪拌しな
がら空気を吹き込んで粒子表面に薄い酸化被膜を形成し
、金属磁性粉末を得た。

実施例２ 硫酸ニッケルの使用量を３．００　ｇ、尿素の使用量を
６．８４　ｇとした以外は実施例１と同様にして金属磁
性粉末を得た。

実施例３ 硫酸ニッケルの使用量を６．ＯＯｇ、尿素の使用量を１
３．６８ｇとした以外は実施例１と同様にして金属磁性
粉末を得た。

比較例１ ニッケル化合物の付着処理を行わなかった以外は実施例
１と同様にして金属磁性粉末を得た。

比９例２ 実施例１と同様のα−オキシ水酸化鉄１０ｇを含むｐ　
Ｈ１１以上のアルカリ性懸濁液８００ｍｌを調製し、こ
の液中に攪拌下で０．１モルの硫酸ニッケル水溶液５７
．１　ｍ　ｌを２．５　ｍ　Ｉｔ／分の割合で滴下した
のち、０．５モルのオルトケイ酸ナトリウム水溶液３５
．６　ｍ　ｊ！を一時に加え、さらに１０分間攪拌を続
けたのち、炭酸ガスを１１７分の割合で液のｐＨが８以
下となるまで吹き込んだ。つぎに懸濁物を充分に水洗し
たのち吸引ろ過し、１００℃で乾燥した。この乾燥物を
用いて実施例１と同様に加熱処理、加熱還元処理、酸化
被膜形成処理を施し、金属磁性粉末を得た。

比較例３ 硫酸ニッケルの使用量を１１４．２ｍＡ！、滴下割合を
２．５　ｍ　ｉ！　／分とした以外は比較例２と同様に
して金属磁性粉末を得た。

以上の実施例および比較例にて得られた金属磁性粉末の
平均長軸径、軸比、保磁力（Ｈｃ）、飽和磁化ｆｆ１（
σＳ）、角型σｒ／σＳを測定した結果を、各実施例お
よび比較例におけるニッケル塩の使用量（Ｎｉ／α−Ｆ
ｅＯＯＨ重量％）と共に下表で示す。

上表から明らかなように、この発明方法によれば、ニッ
ケルの含有量が少な（でも（実施例１）１．０００工ル
ステツド程度の低い保磁力を有する金属磁性粉末が得ら
れ、しかもこの金属磁性粉末は通常の加熱還元にて得ら
れるニッケルを含まない金属磁性粉末（比較例１）と同
等の平均長軸径および軸比を有し、かつ角型も良好であ
る。これに対して、従来の方法にてニッケルを含有させ
た場合は、ニッケルの含有量が少ない（比較例２）と保
磁力の低下が少なく、しかも平均長軸径および軸比が小
さくなって針状形状の崩壊が生じていることが判る。さ
らに、ニッケル含有量を増大させた場合、この発明によ
る金属磁性粉末（実施例２）に比較して、従来方法によ
る金属磁性粉末（比較例３）は保磁力の低下が少ないに
もかかわらず、角型が著しく悪化し、かつ粒子形状の崩
壊が大きいことが判る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）オキシ水酸化鉄または酸化鉄を主体とした粉末の
   懸濁液をニッケル塩と尿素の存在下で８０℃以上に加熱
   して上記粉末の粒子表面にニッケル化合物を付着させた
   のち、この粉末を気相中で加熱還元してニッケルを含有
   する鉄を主体とした金属磁性粉末を得ることを特徴とす
   る金属磁性粉末の製造方法。